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1. WO2015016272 - 固溶体リチウム含有遷移金属酸化物、及び該固溶体リチウム含有遷移金属酸化物を正極に用いた非水電解質二次電池

公開番号 WO/2015/016272
公開日 05.02.2015
国際出願番号 PCT/JP2014/070091
国際出願日 30.07.2014
IPC
H01M 4/505 2010.01
H電気
01基本的電気素子
M化学的エネルギーを電気的エネルギーに直接変換するための方法または手段,例.電池
4電極
02活物質からなるまたは活物質を含有した電極
36活物質,固形活物質,流体活物質の材料の選択
48無機酸化物または無機水酸化物
50マンガン
505軽金属を挿入するためのマンガンを含有する複合酸化物または複合水酸化物,例.LiMn2O4,LiMn2OxFy
C01G 53/00 2006.01
C化学;冶金
01無機化学
GサブクラスC01DまたはC01Fに包含されない金属を含有する化合物
53ニッケル化合物
H01M 4/525 2010.01
H電気
01基本的電気素子
M化学的エネルギーを電気的エネルギーに直接変換するための方法または手段,例.電池
4電極
02活物質からなるまたは活物質を含有した電極
36活物質,固形活物質,流体活物質の材料の選択
48無機酸化物または無機水酸化物
52ニッケル,コバルトまたは鉄
525軽金属を挿入するための鉄,コバルトまたはニッケルを含有する複合酸化物または複合水酸化物,例.LiNiO2,LiCoO2,LiCoOxFy
CPC
C01G 53/56
CCHEMISTRY; METALLURGY
01INORGANIC CHEMISTRY
GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
53Compounds of nickel
40Nickelates
42containing alkali metals, e.g. LiNiO2
44containing manganese
56of the type [MnO3]2-, e.g. Li2[NixMn1-xO3], Li2[MyNixMn1-x-yO3
H01M 10/0525
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
05Accumulators with non-aqueous electrolyte
052Li-accumulators
0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
H01M 2004/021
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
021Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
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
出願人
  • 日産自動車株式会社 NISSAN MOTOR CO., LTD. [JP/JP]; 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 2208623, JP
発明者
  • 伊藤 淳史 ITO, Atsushi; JP
  • 山本 伸司 YAMAMOTO, Shinji; JP
代理人
  • 八田国際特許業務法人 HATTA & ASSOCIATES; 東京都千代田区二番町11番地9 ダイアパレス二番町 Dia Palace Nibancho, 11-9, Nibancho, Chiyoda-ku, Tokyo 1020084, JP
優先権情報
2013-15950931.07.2013JP
公開言語 (言語コード) 日本語 (JA)
出願言語 (言語コード) 日本語 (JA)
指定国 (国コード)
発明の名称
(EN) TRANSITION METAL OXIDE CONTAINING SOLID-SOLUTION LITHIUM, AND NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY CELL USING TRANSITION METAL OXIDE CONTAINING SOLID-SOLUTION LITHIUM AS POSITIVE ELECTRODE
(FR) OXYDE DE MÉTAL DE TRANSITION CONTENANT DU LITHIUM EN SOLUTION SOLIDE, ET CELLULE SECONDAIRE D'ÉLECTROLYTE NON AQUEUX UTILISANT L'OXYDE DE MÉTAL DE TRANSITION CONTENANT DU LITHIUM EN SOLUTION SOLIDE EN TANT QU'ÉLECTRODE POSITIVE
(JA) 固溶体リチウム含有遷移金属酸化物、及び該固溶体リチウム含有遷移金属酸化物を正極に用いた非水電解質二次電池
要約
(EN)
[Problem] To provide a transition metal oxide containing solid-solution lithium capable of realizing high initial discharge capacity, high capacity retention rate, and a still higher average voltage. [Solution] The transition metal oxide containing solid-solution lithium: is represented by a compositional formula Li1.5[NiaCobMnc[Li]d]O3 (in the formula, Li, Ni, Co, Mn, and O represent lithium, nickel, cobalt, manganese, and oxygen, respectively; a, b, c, and d satisfy the relationships: 0.1 ≦ d < 0.4, a + b + c + d = 1.5, 1.1 < a + b + c ≦ 1.4, -2/3d + 0.4 < a < -2.5d + 1.15); has a layered structure portion and a portion which changes to a spinel structure due to a charge or a charge/discharge being performed in a prescribed potential range; and satisfies the relationship 4/3d + 1 / 15 ≦ k’ ≦ 1 when 0.1 ≦ d ≦ 0.25, and the relationship 0.4 ≦ k’ ≦ 1.0 when 0.25 < d < 0.4, where k' is an average value of k (calculated as an average value upon charging/discharging up to each of maximum voltages 4.5V, 4.6V, 4.7V, and 4.8V (relative to lithium metal) in the order stated), and k is the spinel structure change ratio of the transition metal oxide containing solid-solution lithium relative to the spinel structure change ratio when the layered structure of Li2MnO3 in the transition metal oxide containing solid-solution lithium completely changes to the spinel structure LiMn2O4 in the process.
(FR)
L'invention concerne un oxyde de métal de transition contenant du lithium en solution solide permettant d'obtenir une capacité de décharge initiale élevée, un taux élevé de capacité de rétention et une tension moyenne encore plus élevée. L'oxyde de métal de transition contenant du lithium en solution solide est représenté par la formule Li1.5[NiaCobMnc[Li]d]O3 dans laquelle Li, Ni, Co, Mn et O représentent respectivement lithium, nickel, cobalt, manganèse et oxygène ; et a, b, c et d satisfont la relation : 0,1 ≦ d < 0,4, a + b + c + d = 1,5, 1,1 < a + b + c ≦ 1,4, -2/3d + 0,4 < a < -2,5d + 1,15) ; comprend une partie de structure en couche et une partie qui se transforme en structure de spinelle à cause de l'exécution d'une charge ou d'une charge/décharge dans une plage potentielle prescrite ; et satisfait la relation 4/3d + 1 / 15 ≦ k' ≦ 1 lorsque 0,1 ≦ d ≦ 0,25, et la relation 0,4 ≦ k' ≦ 1,0 lorsque 0,25 < d < 0,4, dans laquelle k' représente une valeur moyenne de k (calculée comme valeur moyenne lors de la charge/décharge jusqu'à chacune des tensions maximum 4,5V, 4,6V, 4,7V, et d 4,8V (par rapport au métal lithium) dans l'ordre précité), et k représente le taux de changement de structure de spinelle de l'oxyde de métal de transition contenant du lithium en solution solide par rapport au taux de changement de structure de spinelle lorsque la structure en couche de Li2MnO3 dans l'oxyde de métal de transition contenant du lithium en solution solide change complètement en structure de spinelle LiMn2O4 dans le processus.
(JA)
【課題】高い初期放電容量及び容量維持率、そしてより高い平均電圧を実現し得る固溶体リチウム含有遷移金属酸化物を提供する。 【解決手段】固溶体リチウム含有遷移金属酸化物は、組成式:Li1.5[NiCoMn[Li]]O(式中、Liはリチウム、Niはニッケル、Coはコバルト、Mnはマンガン、Oは酸素を示し、a、b、c及びdは、以下の関係:0.1≦d<0.4、a+b+c+d=1.5、1.1<a+b+c≦1.4、-2/3d+0.4<a<-2.5d+1.15を満足する)で表され、層状構造部位と、所定の電位範囲における充電又は充放電を行うことによりスピネル構造に変化する部位とを有し、この際、前記固溶体リチウム含有遷移金属酸化物における層状構造のLiMnOがスピネル構造のLiMnに全て変化した場合のスピネル構造変化割合に対する前記固溶体リチウム含有遷移金属酸化物のスピネル構造変化割合をkとしたときに、当該kの平均値(4.5V、4.6V、4.7V及び4.8V(対リチウム金属)のそれぞれの最高電圧までこの順に充放電した際の平均値として算出される)であるk'は、0.1≦d≦0.25のときには以下の関係:4/3d+1/15≦k'≦1を満足し、0.25<d<0.4のときには以下の関係:0.4≦k'≦1.0を満足する。
国際事務局に記録されている最新の書誌情報