特許5905086IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

化学量論的に制御されたリチウム含有量を有するコアと電子絶縁性表面とを有する高電圧安定性で高密度のリチウム金属酸化物粉末状化合物に関する。これらの化合物は、改善された高電圧電気化学的な性能および改善されたエネルギー密度を得るためにMg、Ti、およびAlなどの周知の元素を含むことができる。これらの材料の製造方法も開示される。本発明のリチウム遷移金属酸化物粉末は、再充電可能なリチウム電池中のカソード活物質として使用することができる。

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

現在、高電圧性能につながる他の方法は知られていない。本発明の目的の1つは、高充填密度、高レート性能、改善された放電容量を有し、高性能二次電池用途で高充電電圧で長期間のサイクル中に高い安定性を示すカソード材料を見いだすことである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

第1の態様から見ると、本発明は、蓄電池中のカソード材料として使用するためのリチウム金属酸化物粉末であって、Li、金属M、および酸素の元素からなるコア材料であって、Li含有量が化学量論的に制御され、金属Mが式M=Co1−aM’a(式中、0≦a≦0.05、好ましくは0≦a≦0.01であり、M’は、Al、Ga、およびBからなる群のいずれか1種類以上の金属である)で表されるコア材料と;コア材料の元素・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】従来技術のLiCoO2および本発明による材料の両方の10000倍の倍率におけるSEM画像である。

【図2】LCO−1および実施例1のXRDパターンである。回折強度は、度の単位での2θの関数としての対数目盛でプロットされる。

【図3】XRDパターン実施例2。回折強度は、度の単位での2θの関数としての対数目盛りでプロットされる。アスタリスクの付いたピークは、コバルトを主成分とするスピネル不純物の存在を示している(Co3O4、Fd−3m空間群に帰属し、a=8.085Å)。

【図4】Ex3の粒度の関数としての体積分布(破線、左側の目盛)および累積体積分布(実線、右側の目盛)の展開である。

【図4a】LCO−1のフルスケールのXPSスペクトル(10000カウント/秒対結合エネルギー(eV))である。

【図4b】Ex1のフルスケールのXPSスペクトル(10000カウント/秒対結合エネルギー(eV))である。

【図5a】LCO−1のCo2pのXPSピークである。

【図5b】LCO−1のCo3p、Li1s、およびMg2pのピークである。

【図5c】Ex1のCo2pのXPSピークである。

【図5d】Ex1のCo3p、Li1s、およびMg2pのピークである。

【図6a】LCO−1のO1sのXPSピークである。

【図6b】LCO−1のC1sのXPSピークである。285.5eVにおけるピークは、炭化水素表面汚染に対応する。

【図6c】Ex1のO1sのXPSピークである。

【図6d】Ex1のC1sのXPSピークである。285.5eVにおけるピークは、炭化水素表面汚染に対応する。

【図7a】LCO−1のTi2pのXPSピークである。

【図7b】Ex1のTi2pのXPSピークである。

【図7c】Ex1のMgのKLLオージェスペクトルである。

【図8】Ta2O5基準物質を用いて規格化したエッチング深さの関数としてのEx1のMg、Ti、およびSiの原子パーセント値の展開である。

【図9】a)フルスケールおよびb)50倍に拡大した強度スケールにおけるLCO−1の7Li MAS NMRスペクトルである(116MHz、回転30kHz、同期エコー(synchronized echo))。アスタリスク(*)の付いた線は、スピニングサイドバンドを示し、測定のアーティファクトである。

【図10】a)フルスケールおよびb)100倍に拡大した強度スケールにおけるEx1の7Li MAS NMRスペクトルである(116MHz、回転30kHz、同期エコー(synchronized echo))。アスタリスク(*)の付いた線は、スピニングサイドバンドを示し、測定のアーティファクトである。

【図11】回復時間(s)の関数としての磁化回復(任意の単位)の展開である。実線は、時間I[t]=I[0](1−2×A×exp(−t/T1))の関数としての磁化回復の単一指数フィットである。

【図12】Ex2の7Li MAS NMRスペクトルである(116MHz、回転30kHz、同期エコー)。

【図13】LCO−3の7Li MAS NMRスペクトルである(116MHz、回転30kHz、同期エコー)。

【図14】Ex3の7Li MAS NMRスペクトルである(116MHz、回転30kHz、同期エコー)。

【図15】LCO−4の7Li MAS NMRスペクトルである(116MHz、回転30kHz、同期エコー)。

【図16】Ex4の7Li MAS NMRスペクトルである(116MHz、回転30kHz、同期エコー)。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

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