技術分野
技術分野及び背景技術
本発明は、コア及びコアの上部の表面層を有するリチウム遷移金属系酸化物粒子を含む、電気自動車(EV)及びハイブリッド電気自動車(HEV)用途に好適なリチウムイオン二次電池(LIB)用のリチウムニッケル(マンガン)コバルト系酸化物正極活物質粉末
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
本発明の目的は、リチウムイオン二次電池で使用するのに十分安全でありながら、本発明の分析方法によって得られた、25℃で80%の容量保持及び最大11%の改善された不可逆容量(IRRQ)を備えた、少なくとも450サイクルの改善されたサイクル寿命を有する正極活物質粉末を提供することである。本発明はまた、NiとM’との原子比が78原子%~85原子%の間(例えば、EX1の場合は80原子%)の場合、少なくとも200mAh/g、及びNiとM’との原子比が85原子%~90原子%の間(例えば、EX3の場合は86原子%)の場合、少なくとも210mAh/gの、改善された第1の充電容量を有する正極活物質粉末を提供する。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
この目的は、請求項1に記載の正極活物質化合物を提供することによって達成され、この正極活物質化合物は、5μm~15μmの範囲の中央粒径D50を有する粒子を含み、当該粒子は、5nm~200nm、好ましくは10nm~200nmの厚さを有する表面層を含み、当該表面層は、
正極活物質粉末の総重量に対して、0.150重量%以上0.375重量%以下の含有量の硫黄と、
4500ppm以上11・・・ 続きを
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この特許の権利範囲[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1.1】
モノリシック形態を有する粒子のSEM画像である。
【図1.2】
多結晶形態を有する粒子のSEM画像である。
【図2】
本発明による正極活物質粒子の断面の概略画像であり、LS1は、粒子の断面の周辺にある第1の点の位置であり、LS2は、当該粒子の幾何学的中心とLS1との間の仮想線上に位置する第2の点の位置である。Dは、LS1とLS2との間の距離として定義される表面層の厚さである(実施形態10参照)。
【図3.1】
当てはめプロセス前のEX1のXPS Alピークデコンボリューション(x軸:結合エネルギー、y軸:カウント)である。
【図3.2】
当てはめプロセス後のEX1のXPS Alピークデコンボリューション(x軸:結合エネルギー、y軸:カウント)である。
【図4.1】
EX1、CEX1、及びCEX3のAl2p及びNi3p XPSスペクトル(x軸:結合エネルギー、y軸:カウント)である。
【図4.2】
LiM’’1-aAlaO2、LiAlO2、及びAl2O3相の各々の、 Al2p3 XPSピークの結合エネルギー範囲である。垂直の破線はCEX1のAl2p3 XPSピーク位置を示し、一方、垂直の実線は、EX1のAl2p3 XPSピーク位置を示す。
【図5】
25℃及び45℃で2.7V~4.2Vの範囲のEX1、CEX1、及びCEX3のフルセル試験結果(x軸:サイクル数、y軸:容量保持率)である。
【図6.1】
EX1のS/M*のTEM-EDS分析結果(x軸:0を表面層の開始点とする距離、y軸:原子比での元素)である。
【図6.2】
EX1のAl/M*のTEM-EDS分析結果(x軸:0を表面層の開始点とする距離、y軸:原子比での元素)である。
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