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1. (WO2019063360) STABILIZED NI-RICH LAYERED OXIDES AS ACTIVE MATERIAL FOR POSITIVE ELECTRODES OF LITHIUM-ION-BATTERIES
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Pub. No.: WO/2019/063360 International Application No.: PCT/EP2018/075180
Publication Date: 04.04.2019 International Filing Date: 18.09.2018
IPC:
C01G 53/00 (2006.01) ,H01M 4/525 (2010.01)
C CHEMISTRY; METALLURGY
01
INORGANIC CHEMISTRY
G
COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F94
53
Compounds of nickel
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
M
PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4
Electrodes
02
Electrodes composed of, or comprising, active material
36
Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
48
of inorganic oxides or hydroxides
52
of nickel, cobalt or iron
525
of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
Applicants:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT [DE/DE]; Berliner Ring 2 38440 Wolfsburg, DE
Inventors:
SCHLADT, Thomas; DE
GRAF, Tanja; DE
WROGEMANN, Jens; DE
Agent:
SCHRELL, Andreas; DE
SCHWAHN, Hartmut; DE
WOHLFAHRT, Jan; DE
CLARENBACH, Carl-Philipp; DE
KORDEL, Mattias; DE
DIETZ, Christopher; DE
Priority Data:
10 2017 217 250.927.09.2017DE
Title (EN) STABILIZED NI-RICH LAYERED OXIDES AS ACTIVE MATERIAL FOR POSITIVE ELECTRODES OF LITHIUM-ION-BATTERIES
(FR) OXYDES EN COUCHES RICHES EN NI STABILISÉS COMME MATÉRIAU ACTIF POUR ÉLECTRODES POSITIVES DE BATTERIES LITHIUM-ION
(DE) STABILISIERTE NI-REICHE SCHICHTOXIDE ALS AKTIVMATERIAL FÜR POSITIVE ELEKTRODEN VON LITHIUM-IONEN-BATTERIEN
Abstract:
(EN) The present invention relates to the active material of positive electrodes, in particular having increased energy density, improved chemical, structural and thermal stability, higher discharge rates, reduced aging characteristics, and improved cycle stability and capacity conservation, in particular for using in batteries. The invention also relates to a method for producing the active material and the positive electrodes comprising the active material according to the invention, and also to the batteries and devices containing said electrodes. The active material is a Ni-rich lithium mixed metal oxide having an empirical formula of LiaAbNicMndCoeXfO2, where 0.9 ≤ a + b ≤1.1, 0 < b ≤ 0.02, 0.9 ≤ c + d + e + f ≤ 1.1, c ≥ 0.6, 0 ≤ d ≤ 0.2, 0 ≤ e ≤ 0.2, 0 < f ≤ 0.1, A and X are metal cations and in the crystal lattice of the active material, lithium is substituted by A in the lithium-position, cobalt is substituted by X in the cobalt position, manganese is substituted by X in the manganese position or both cobalt and manganese are substituted by X in their respective positions.
(FR) Oxydes en couches riches en Ni stabilisés comme matériau actif pour électrodes positives de batteries lithium-ion La présente invention concerne un matériau actif pour électrodes positives, en particulier avec une densité énergétique accrue, une stabilité chimique, structurelle et thermique améliorée, des taux de décharge élevés, un vieillissement réduit ainsi qu’une stabilité de cycle et une rétention de capacité améliorées, en particulier pour l’utilisation dans des batteries, procédé pour la production du matériau actif ainsi que des électrodes comprenant le matériau actif selon l’invention et batteries et dispositifs contenant ces électrodes. Le matériau actif est un oxyde mixte d'un métal et de lithium riche en Ni de formule globale LiaAbNicMndCoeXfO2, avec 0,9 ≤ a + b ≤1,1, 0 < b ≤ 0,02, 0,9 ≤ c + d + e + f ≤ 1,1, c ≥ 0,6, 0 ≤ d ≤ 0,2, 0 ≤ e ≤ 0,2, 0 < f ≤ 0,1 et A et X étant des cations métalliques et dans le réseau cristallin du matériau actif, A remplaçant le lithium en la position du lithium et X remplaçant le cobalt en la position du cobalt, le manganèse en la position du manganèse ou le cobalt et le manganèse en les deux positions.
(DE) Stabilisierte Ni-reiche Schichtoxide als Aktivmaterial für positive Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien Die vorliegende Erfindung betrifft das Aktivmaterial von positiven Elektroden, insbesondere mit erhöhter Energiedichte, verbesserter chemischer, struktureller und thermischer Stabilität, hoher Entladungsraten, reduzierter Alterung sowie verbesserter Zyklenstabilität und Kapazitätserhaltung, insbesondere für den Einsatz in Batterien, Verfahren zur Herstellung des Aktivmaterials sowie das erfindungsgemäße Aktivmaterial umfassende positive Elektroden und die diese Elektroden enthaltenden Batterien und Vorrichtungen. Das Aktivmaterial ist ein Ni-reiches Lithium- Metallmischoxid der Summenformel LiaAbNicMndCoeXfO2, wobei 0,9 ≤ a + b ≤1,1, 0 < b ≤ 0,02, 0,9 ≤ c + d + e + f ≤ 1,1, c ≥ 0,6, 0 ≤ d ≤ 0,2, 0 ≤ e ≤ 0,2, 0 < f ≤ 0,1 ist sowie A und X Metallkationen sind und wobei im Kristallgitter des Aktivmaterials A Lithium auf der Lithium-Position und X Cobalt auf der Cobalt-Position, Mangan auf der Mangan-Position oder Cobalt und Mangan auf beiden Positionen ersetzt.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW
African Regional Intellectual Property Organization (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Office (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
European Patent Office (EPO) (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG)
Publication Language: German (DE)
Filing Language: German (DE)