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1. US20180034045 - Lithium metal oxide cathode powders for high voltage lithium-ion batteries

Office
États-Unis d'Amérique
Numéro de la demande 15545348
Date de la demande 20.01.2016
Numéro de publication 20180034045
Date de publication 01.02.2018
Numéro de délivrance 10854874
Date de délivrance 01.12.2020
Type de publication B2
CIB
H01M 4/36
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
36Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
H01M 4/525
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
36Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
48d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques
52de nickel, de cobalt ou de fer
525d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du fer, du cobalt ou du nickel pour insérer ou intercaler des métaux légers, p.ex. LiNiO2, LiCoO2 ou LiCoOxFy
H01M 4/1391
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
13Électrodes pour accumulateurs à électrolyte non aqueux, p.ex. pour accumulateurs au lithium; Leurs procédés de fabrication
139Procédés de fabrication
1391d'électrodes à base d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes, ou de mélanges d'oxydes ou d'hydroxydes, p.ex. LiCoOx
H01M 4/04
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
04Procédés de fabrication en général
H01M 4/131
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
13Électrodes pour accumulateurs à électrolyte non aqueux, p.ex. pour accumulateurs au lithium; Leurs procédés de fabrication
131Électrodes à base d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes, ou de mélanges d'oxydes ou d'hydroxydes, p.ex. LiCoOx
H01M 4/505
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
36Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
48d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques
50de manganèse
505d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du manganèse pour insérer ou intercaler des métaux légers, p.ex. LiMn2O4 ou LiMn2OxFy
CPC
H01M 4/0471
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
04Processes of manufacture in general
0471involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
H01M 4/366
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
362Composites
366as layered products
H01M 4/131
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
131Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
H01M 4/1391
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
139Processes of manufacture
1391of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
H01M 4/505
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
48of inorganic oxides or hydroxides
50of manganese
505of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
H01M 4/525
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
48of inorganic oxides or hydroxides
52of nickel, cobalt or iron
525of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
Déposants Umicore
Umicore Korea Ltd.
Inventeurs Xin Xia
Jens Paulsen
Shinichi Kumakura
Song-Yi Han
Mandataires NK Patent Law
Données relatives à la priorité 15152336 23.01.2015 EP
Titre
(EN) Lithium metal oxide cathode powders for high voltage lithium-ion batteries
Abrégé
(EN)

This invention discloses a lithium metal oxide powder for a cathode material in a rechargeable battery, consisting of a core and a surface layer, the core having a layered crystal structure comprising the elements Li, M and oxygen, wherein M has the formula M=(Niz(Ni1/2Mn1/2)yCox)1-kAk, with 0.15≤x≤0.30, 0.20≤z≤0.55, x+y+z=1 and 0≤k≤0.1, wherein A is a dopant, wherein the Li content is stoichiometrically controlled with a molar ratio 0.95≤Li:M≤1.10; and wherein the surface layer comprises the elements Li, M′ and oxygen, wherein M′ has the formula M′=(Niz′(Ni1/2Mn1/2)y′Cox′)1-k′Ak′, with x′+y′+z′=1 and 0≤k′≤0.1, and wherein y′/(y′+2z′)≥1.1*[y/(y+2z)]. The surface layer may also comprise at least 3 mol % Al, the Al content in the surface layer 10 being determined by XPS.