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1. WO2011059204 - MATIÈRE ACTIVE D'ANODE POUR UNE BATTERIE RECHARGEABLE AU LITHIUM

Numéro de publication WO/2011/059204
Date de publication 19.05.2011
N° de la demande internationale PCT/KR2010/007768
Date du dépôt international 04.11.2010
CIB
H01M 4/505 2010.01
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
H01M 4/525 2010.01
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
B60L 11/18 2006.01
BTECHNIQUES INDUSTRIELLES; TRANSPORTS
60VÉHICULES EN GÉNÉRAL
LPROPULSION DES VÉHICULES À TRACTION ÉLECTRIQUE; FOURNITURE DE L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE À L'ÉQUIPEMENT AUXILIAIRE DES VÉHICULES À TRACTION ÉLECTRIQUE; SYSTÈMES DE FREINS ÉLECTRODYNAMIQUES POUR VÉHICULES, EN GÉNÉRAL; SUSPENSION OU LÉVITATION MAGNÉTIQUES POUR VÉHICULES; CONTRÔLE DES PARAMÈTRES DE FONCTIONNEMENT DES VÉHICULES À TRACTION ÉLECTRIQUE; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES DE SÉCURITÉ POUR VÉHICULES À TRACTION ÉLECTRIQUE
11Propulsion électrique par source d’énergie intérieure au véhicule
18utilisant de l'énergie fournie par des piles primaires, des piles secondaires ou des piles à combustibles
H01M 10/0525 2010.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
10Eléments secondaires; Leur fabrication
05Accumulateurs à électrolyte non aqueux
052Accumulateurs au lithium
0525Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p.ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodes; Batteries à l'ion lithium
B82B 3/00 2006.01
BTECHNIQUES INDUSTRIELLES; TRANSPORTS
82NANOTECHNOLOGIE
BNANOSTRUCTURES FORMÉES PAR MANIPULATION D’ATOMES, DE MOLÉCULES OU D’ENSEMBLES LIMITÉS D’ATOMES OU DE MOLÉCULES UN À UN COMME DES UNITÉS INDIVIDUELLES; LEUR FABRICATION OU LEUR TRAITEMENT
3Fabrication ou traitement des nanostructures par manipulation d’atomes ou de molécules, ou d’ensembles limités d’atomes ou de molécules un à un comme des unités individuelles
CPC
B60L 50/64
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
60VEHICLES IN GENERAL
LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
50Electric propulsion with power supplied within the vehicle
50using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
60using power supplied by batteries
64Constructional details of batteries specially adapted for electric vehicles
C01G 45/1242
CCHEMISTRY; METALLURGY
01INORGANIC CHEMISTRY
GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
45Compounds of manganese
12Manganates ; manganites or; permanganates
1221Manganates or manganites with a manganese oxidation state of Mn(III), Mn(IV) or mixtures thereof
1242of the type [Mn2O4]-, e.g. LiMn2O4, Li[MxMn2-x]O4
C01G 51/54
CCHEMISTRY; METALLURGY
01INORGANIC CHEMISTRY
GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
51Compounds of cobalt
40Cobaltates
42containing alkali metals, e.g. LiCoO2
44containing manganese
54of the type [Mn2O4]-, e.g. Li(CoxMn2-x)04, Li(MyCoxMn2-x-y)O4
C01P 2002/52
CCHEMISTRY; METALLURGY
01INORGANIC CHEMISTRY
PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
2002Crystal-structural characteristics
50Solid solutions
52containing elements as dopants
C01P 2002/72
CCHEMISTRY; METALLURGY
01INORGANIC CHEMISTRY
PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
2002Crystal-structural characteristics
70defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
72by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
C01P 2006/40
CCHEMISTRY; METALLURGY
01INORGANIC CHEMISTRY
PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
2006Physical properties of inorganic compounds
40Electric properties
Déposants
  • 조재원 JO, Jae Won [KR]/[KR]
  • 명승택 MYUNG, Seung-Taek [KR]/[KR]
Inventeurs
  • 조재원 JO, Jae Won
  • 명승택 MYUNG, Seung-Taek
Mandataires
  • 특허법인 대아 DAE-A INTERNATIONAL IP & LAW FIRM
Données relatives à la priorité
10-2009-010834411.11.2009KR
10-2010-005526211.06.2010KR
Langue de publication coréen (KO)
Langue de dépôt coréen (KO)
États désignés
Titre
(EN) ANODE ACTIVE MATERIAL FOR A RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY
(FR) MATIÈRE ACTIVE D'ANODE POUR UNE BATTERIE RECHARGEABLE AU LITHIUM
(KO) 리튬이차전지용 양극 활물질
Abrégé
(EN)
The present invention relates to a production method for an anode active material for a rechargeable lithium battery, comprising the steps of: producing a lithium-containing oxide by subjecting a mixture of Li2CO3, MnO2, MgO, Al2O3 and Co3O4 to a heat treatment at 900°C to 1,000°C in air or oxygen for between 10 and 48 hours; producing a MO (where M is one or other of Mg, Co and Ni, and the valency is 2) which constitutes a nanoparticulate metal oxide (of from 5 to 500 nm); and producing an anode active material by dry or wet mixing the crushed nanoparticulate metal oxide in a weight ratio of between 0.01 to 10 weight percent with respect to the lithium-containing oxide. According to the present invention, Li1.1Mn1.9O4 which constitutes a basic spinel is substituted by MgAl2O4 in the spinel form such that the structure is stabilised, and is substituted by Co3O4 in the spinel form such that electronic conductivity is improved and battery performance is enhanced, and the nanoparticulate metal oxide MO (where M is one or other of Mg, Co and Ni, and the valency is 2) which is introduced as an additive performs the role of a scavenger for HF (hydrogen fluoride) generated as electrolyte breakdown proceeds, thereby allowing use as an anode active material for a rechargeable lithium battery of LiMn2O4 in the spinel form, and thus the present invention provides an anode active material for a rechargeable lithium battery wherein the rechargeable lithium battery can be of reduced cost and can have increased output, increased life and increased capacity, and also provides a production method therefor.
(FR)
La présente invention concerne un procédé de production d'une matière active d'anode pour une batterie rechargeable au lithium, se composant des étapes visant à : produire un oxyde contenant du lithium en soumettant un mélange de Li2CO3, MnO2, MgO, Al2O3 et Co3O4 à un traitement thermique de 900 °C à 1 000 °C dans l'air ou l'oxygène entre 10 et 48 heures ; produire un oxyde mixte (où M est un élément parmi le Mg, Co et Ni et la valence est de 2) qui constitue un oxyde métallique à nanoparticules(d'entre 5 et 500 nm) ; et produire une matière active d'anode par mélange sec ou humide de l'oxyde métallique à nanoparticules broyé dans un rapport de poids entre 0,01 et 10 en pourcentage pondéral par rapport à l'oxyde contenant du lithium. Selon la présente invention, Li1.1Mn1.9O4 qui constitue une spinelle de base, est substituée par MgAl2O4 sous une forme de spinelle telle que la structure est stabilisée, et elle est substituée par Co3O4 sous une forme de spinelle telle que la conductivité électronique est améliorée et la performance de la batterie augmentée, et l'oxyde mixte métallique à nanoparticules(où M est un élément parmi le Mg, Co et Ni, et la valence est de 2) qui est introduit comme additif joue le rôle d'un agent d'épuration pour le HF (fluorure d'hydrogène) généré lors de la réalisation de la décomposition électrolytique, permettant ainsi l'utilisation en matière active d'anode pour une batterie rechargeable au lithium de LiMn2O4 sous la forme de spinelle, et la présente invention concerne ainsi une matière active d'anode pour une batterie rechargeable au lithium dans laquelle la batterie rechargeable au lithium peut présenter un coût réduit et peut avoir un débit accru, une durée de vie et une capacité augmentées ; l'invention concerne également son procédé de production.
(KO)
본 발명은 Li2CO3, MnO2, MgO, Al2O3, Co3O4 혼합물을 900℃-1000℃에서, 공기 또는 산소 중에서 10 내지 48시간 열처리하여, 리튬함유 산화물을 생성하는 단계; 나노입자 금속 산화물(5 - 500 nm)인 MO (M = Mg, Co, Ni 중 어느 하나로서 원자가는 2가)를 생성하는 단계; 및 분쇄된 상기 나노입자 금속산화물을 상기 리튬함유 산화물에 대하여 중량비 0.01 내지 10 wt % 로 건식 또는 습식 혼합하여 양극 활물질을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지용 양극 활물질의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 기본 스피넬인 Li1.1Mn1.9O4에 스피넬형 MgAl2O4 로 치환함으로써, 구조가 안정화되고, 스피넬형 Co3O4 로 치환함으로써, 전자전도도가 향상되어 전지의 성능이 개선되고, 첨가제로 넣은 나노입자 금속산화물 MO (M = Mg, Co, Ni 중 어느 하나로서 원자가는 2가)이 전해질이 분해되면서 발생되는 HF(불화수소)의 포식자(scavenger)역할을 하여, 스피넬형 LiMn2O4의 리튬이온전지용 양극활물질로 사용할 수 있도록 함으로써, 리튬이차전지의 저가격화, 고출력화, 장수명화 및 대용량화를 구현할 수 있는 리튬이차전지용 양극 활물질 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
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