特開2025-188212IP Force 特許公報全文掲載

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技術分野

本発明の一態様は、物、方法、又は、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、 プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター） に関する。本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置ま たは電子機器、またはそれらの製造方法に関する。特に、二次電池に用いることのできる 正極活物質、二次電池、および二次電池を有する電子機器

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】高容量で充放電サイクル特性に優れた、リチウムイオン二次電池用正極活物質を
提供する。
【解決手段】リチウムと、コバルトと、マグネシウムと、酸素と、フッ素と、を有し、Ｃ
ｕＫα１線による粉末Ｘ線回折により得られるパターンについてリートベルト解析を行っ
たとき、Ｒ－３ｍの空間群を有する結晶構造であり、かつ、ａ軸の格子定数が２．８１４
×１０（－１０乗）ｍより大きく２．８１７×１０(－１０乗）ｍより小さく、かつｃ軸
の格子定数が１４．０５×１０（－１０乗）ｍより大きく１４．０７×１０（－１０乗）
ｍより小さく、Ｘ線光電子分光で分析したとき、コバルトの濃度を１とした時のマグネシ
ウムの濃度の相対値は１．６以上６．０以下の正極活物質である。
【選択図】図２

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

本発明の一態様は、高容量で充放電サイクル特性に優れた、リチウムイオン二次電池用 正極活物質、およびその作製方法を提供することを課題の一とする。または、生産性のよ い正極活物質の作製方法を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、 リチウムイオン二次電池に用いることで、充放電サイクルにおける容量の低下が抑制され る正極活物質を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、高容量の二 次電池を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、充放電特性の優れ た二次電池を提供することを課題の一とする。または、高電圧で充電した状態を長時間保 持した場合でもコバルト等の遷移金属の溶出が抑制された正極活物質を提供することを課 題の一とする。または、本発明の一態様は、安全性又は信頼性の高い二次電池を提供する ことを課題の一とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一態様は、リチウムと、コバルトと、マグネシウムと、酸素と、フッ素と、を 有し、ＣｕＫα１線による粉末Ｘ線回折により得られるパターンについてリートベルト解 析を行ったとき、Ｒ－３ｍの空間群を有する結晶構造であり、かつ、２．８１４×１０－ １０ｍより大きく２．８１７×１０－１０ｍより小さく、かつｃ軸の格子定数が１４．０ ５×１・・・　続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明の一態様により、高容量で充放電サイクル特性に優れた、リチウムイオン二次電
池用正極活物質、およびその作製方法を提供することができる。また、生産性のよい正極
活物質の作製方法を提供することができる。また、リチウムイオン二次電池に用いること
で、充放電サイクルにおける容量の低下が抑制される正極活物質を提供することができる
。また、高容量の二次電池を提供することができる。また、充放電特性の優れた二次電池
を提供することができる。また、高電圧で充電した状態を長時間保持した場合でもコバル
ト等の遷移金属の溶出が抑制された正極活物質を提供することができる。また、安全性又
は信頼性の高い二次電池を提供することができる。また、新規な物質、活物質粒子、蓄電
装置、又はそれらの作製方法を提供することができる。

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】 図１は、正極活物質の充電深度と結晶構造を説明する図である。
【図2】 図２は、正極活物質の充電深度と結晶構造を説明する図である。
【図3】 図３は、結晶構造から計算されるＸＲＤパターンである。
【図4】 図４（Ａ）は、ＸＲＤから算出される格子定数である。図４（Ｂ）は、ＸＲＤから算出される格子定数である。図４（Ｃ）は、ＸＲＤから算出される格子定数である。
【図5】 図５（Ａ）は、ＸＲＤから算出される格子定数である。図５（Ｂ）は、ＸＲＤから算出される格子定数である。図５（Ｃ）は、ＸＲＤから算出される格子定数である。
【図6】 図６は、本発明の一態様の正極活物質の作製方法の一例を説明する図である。
【図7】 図７は、本発明の一態様の正極活物質の作製方法の一例を説明する図である。
【図8】 図８は、本発明の一態様の正極活物質の作製方法の一例を説明する図である。
【図9】 図９は、本発明の一態様の正極活物質の作製方法の一例を説明する図である。
【図10】 図１０（Ａ）は、導電助剤としてグラフェン化合物を用いた場合の活物質層の断面図である。図１０（Ｂ）は、導電助剤としてグラフェン化合物を用いた場合の活物質層の断面図である。
【図11】 図１１（Ａ）は、二次電池の充電方法を説明する図である。図１１（Ｂ）は、二次電池の充電方法を説明する図である。図１１（Ｃ）は、二次電池の充電方法を説明する図である。
【図12】 図１２（Ａ）は、二次電池の充電方法を説明する図である。図１２（Ｂ）は、二次電池の充電方法を説明する図である。図１２（Ｃ）は、二次電池の充電方法を説明する図である。
【図13】 図１３（Ａ）は、二次電池の充電方法を説明する図である。図１３（Ｂ）は、二次電池の放電方法を説明する図である。
【図14】 図１４（Ａ）は、コイン型二次電池を説明する図である。図１４（Ｂ）は、コイン型二次電池を説明する図である。図１４（Ｃ）は、充電時の電流と電子を説明する図である。
【図15】 図１５（Ａ）は、円筒型二次電池を説明する図である。図１５（Ｂ）は、円筒型二次電池を説明する図である。図１５（Ｃ）は、複数の円筒型二次電池を説明する図である。図１５（Ｄ）は、複数の円筒型二次電池を説明する図である。
【図16】 図１６（Ａ）は、電池パックの例を説明する図である。図１６（Ｂ）は、電池パックの一例を説明する図である。
【図17】 図１７（Ａ１）は、二次電池の例を説明する図である。図１７（Ａ２）は、二次電池の例を説明する図である。図１７（Ｂ１）は、二次電池の例を説明する図である。図１７（Ｂ２）は、二次電池の例を説明する図である。
【図18】 図１８（Ａ）は、二次電池の例を説明する図である。図１８（Ｂ）は、二次電池の例を説明する図である。
【図19】 図１９は、二次電池の例を説明する図である。
【図20】 図２０（Ａ）は、ラミネート型の二次電池を説明する図である。図２０（Ｂ）は、ラミネート型の二次電池を説明する図である。図２０（Ｃ）は、ラミネート型の二次電池を説明する図である。
【図21】 図２１（Ａ）は、ラミネート型の二次電池を説明する図である。図２１（Ｂ）は、ラミネート型の二次電池を説明する図である。
【図22】 図２２は、二次電池の外観を示す図である。
【図23】 図２３は、二次電池の外観を示す図である。
【図24】 図２４（Ａ）は、二次電池の作製方法を説明するための図である。図２４（Ｂ）は、二次電池の作製方法を説明するための図である。図２４（Ｃ）は、二次電池の作製方法を説明するための図である。
【図25】 図２５（Ａ）は、曲げることのできる二次電池を説明する図である。図２５（Ｂ１）は、曲げることのできる二次電池を説明する図である。図２５（Ｂ２）は、曲げることのできる二次電池を説明する図である。図２５（Ｃ）は、曲げることのできる二次電池を説明する図である。図２５（Ｄ）は、曲げることのできる二次電池を説明する図である。
【図26】 図２６（Ａ）は、曲げることのできる二次電池を説明する図である。図２６（Ｂ）は、曲げることのできる二次電池を説明する図である。
【図27】 図２７（Ａ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２７（Ｂ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２７（Ｃ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２７（Ｄ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２７（Ｅ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２７（Ｆ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２７（Ｇ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２７（Ｈ）は、電子機器の一例を説明する図である。
【図28】 図２８（Ａ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２８（Ｂ）は、電子機器の一例を説明する図である。図２８（Ｃ）は、電子機器の一例を説明する図である。
【図29】 図２９は、電子機器の一例を説明する図である。
【図30】 図３０（Ａ）は、車両の一例を説明する図である。図３０（Ｂ）は、車両の一例を説明する図である。図３０（Ｃ）は、車両の一例を説明する図である。
【図31】 図３１（Ａ）は、二次電池の連続充電耐性である。図３１（Ｂ）は、二次電池の連続充電耐性である。
【図32】 図３２（Ａ）は、二次電池の連続充電耐性である。図３２（Ｂ）は、二次電池の連続充電耐性である。
【図33】 図３３（Ａ）は、二次電池のサイクル特性である。図３３（Ｂ）は、二次電池のサイクル特性である。
【図34】 図３４（Ａ）は、正極のＸＲＤ評価結果である。図３４（Ｂ）は、正極のＸＲＤ評価結果である。
【図35】 図３５（Ａ）は、正極のＸＲＤ評価結果である。図３５（Ｂ）は、正極のＸＲＤ評価結果である。
【図36】 図３６（Ａ）は、二次電池の連続充電耐性である。図３６（Ｂ）は、二次電池の連続充電耐性である。
【図37】 図３７は、二次電池のサイクル特性である。
【図38】 図３８（Ａ）は、二次電池の充放電カーブである。図３８（Ｂ）は、二次電池の充放電カーブである。図３８（Ｃ）は、二次電池の充放電カーブである。
【図39】 図３９（Ａ）は、正極活物質のＴＥＭ観察結果である。図３９（Ｂ）は、正極活物質のＥＤＸ分析結果である。
【図40】 図４０（Ａ）は、正極のＸＲＤ評価結果である。図４０（Ｂ）は、正極のＸＲＤ評価結果である。

選択図 図2出願人が指定した本件の代表的な図

１００：正極活物質、１００Ａ：正極活物質、１００Ａ＿１：正極活物質、１００Ａ＿２ ：正極活物質、１００Ａ＿３：正極活物質、１００Ｃ：正極活物質、２００：活物質層、 ２０１：グラフェン化合物、２１１ａ：正極、２１１ｂ：負極、２１２ａ：リード、２１ ２ｂ：リード、２１４：セパレータ、２１５ａ：接合部、２１５ｂ：接合部、２１７：固 定部材、２５０：二次電池、２５１：外装体、２６１：折り曲げ部、２６２：シール部、 ２６３：シール部、２７１：稜線、２７２：谷線、２７３：空間、３００：二次電池、３ ０１：正極缶、３０２：負極缶、３０３：ガスケット、３０４：正極、３０５：正極集電 体、３０６：正極活物質層、３０７：負極、３０８：負極集電体、３０９：負極活物質層 、３１０：セパレータ、５００：二次電池、５０１：正極集電体、５０２：正極活物質層 、５０３：正極、５０４：負極集電体、５０５：負極活物質層、５０６：負極、５０７： セパレータ、５０８：電解液、５０９：外装体、５１０：正極リード電極、５１１：負極 リード電極、６００：二次電池、６０１：正極キャップ、６０２：電池缶、６０３：正極 端子、６０４：正極、６０５：セパレータ、６０６：負極、６０７：負極端子、６０８： 絶縁板、６０９：絶縁板、６１１：ＰＴＣ素子、６１２：安全弁機構、６１３：導電板、 ６１４：導電板、６１５：モジュール、６１６：導線、６１７：温度制御装置、９００： 回路基板、９０１：原料、９０２：混合物、９０３：混合物、９０４：混合物、９１０： ラベル、９１１：端子、９１２：回路、９１３：二次電池、９１４：アンテナ、９１６： 層、９１７：層、９１８：アンテナ、９２０：表示装置、９２１：センサ、９２２：端子 、９３０：筐体、９３０ａ：筐体、９３０ｂ：筐体、９３１：負極、９３２：正極、９３ ３：セパレータ、９５０：捲回体、９５１：端子、９５２：端子、９８０：二次電池、９ ８１：フィルム、９８２：フィルム、９９３：捲回体、９９４：負極、９９５：正極、９ ９６：セパレータ、９９７：リード電極、９９８：リード電極、７１００：携帯表示装置 、７１０１：筐体、７１０２：表示部、７１０３：操作ボタン、７１０４：二次電池、７ ２００：携帯情報端末、７２０１：筐体、７２０２：表示部、７２０３：バンド、７２０ ４：バックル、７２０５：操作ボタン、７２０６：入出力端子、７２０７：アイコン、７ ３００：表示装置、７３０４：表示部、７４００：携帯電話機、７４０１：筐体、７４０ ２：表示部、７４０３：操作ボタン、７４０４：外部接続ポート、７４０５：スピーカ、 ７４０６：マイク、７４０７：二次電池、７５００：電子タバコ、７５０１：アトマイザ 、７５０２：カートリッジ、７５０４：二次電池、８０００：表示装置、８００１：筐体 、８００２：表示部、８００３：スピーカ部、８００４：二次電池、８０２１：充電装置 、８０２２：ケーブル、８０２４：二次電池、８１００：照明装置、８１０１：筐体、８ １０２：光源、８１０３：二次電池、８１０４：天井、８１０５：側壁、８１０６：床、 ８１０７：窓、８２００：室内機、８２０１：筐体、８２０２：送風口、８２０３：二次 電池、８２０４：室外機、８３００：電気冷凍冷蔵庫、８３０１：筐体、８３０２：冷蔵 室用扉、８３０３：冷凍室用扉、８３０４：二次電池、８４００：自動車、８４０１：ヘ ッドライト、８４０６：電気モーター、８５００：自動車、８６００：スクータ、８６０ １：サイドミラー、８６０２：二次電池、８６０３：方向指示灯、８６０４：座席下収納 、９６００：タブレット型端末、９６２５：スイッチ、９６２７：スイッチ、９６２８： 操作スイッチ、９６２９：留め具、９６３０：筐体、９６３０ａ：筐体、９６３０ｂ：筐 体、９６３１：表示部、９６３１ａ：表示部、９６３１ｂ：表示部、９６３３：太陽電池 、９６３４：充放電制御回路、９６３５：蓄電体、９６３６：ＤＣＤＣコンバータ、９６ ３７：コンバータ、９６４０：可動部

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