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1. WO2020110260 - 電極、電池、及び電池パック

公開番号 WO/2020/110260
公開日 04.06.2020
国際出願番号 PCT/JP2018/044008
国際出願日 29.11.2018
IPC
H01M 4/131 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
13非水電解質二次電池用の電極,例.リチウム電池用のもの;その製造方法
131複合酸化物または複合水酸化物,あるいは酸化物または水酸化物の混合物,例.LiCoOxを主成分とする電極
H01M 4/133 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
13非水電解質二次電池用の電極,例.リチウム電池用のもの;その製造方法
133炭素質材料,例.黒鉛層間化合物またはCFxを主成分とする電極
H01M 4/485 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
485軽金属を挿入するための複合酸化物または複合水酸化物,例.LiTi2O4,LiTi2OxFy
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
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
H01M 4/587 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
58酸化物,水酸化物以外の無機化合物,例.硫化物,セレン化物,テルル化物,ハロゲン化物またはLiCoFy;ポリアニオン構造を有する化合物,例.リン酸塩,ケイ酸塩またはホウ酸塩
583炭素質材料,例.黒鉛層間化合物またはCFx
587軽金属を挿入するためのもの
CPC
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 2/10
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
2Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts
10Mountings; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
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 4/133
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
133Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
H01M 4/485
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
485of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
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
出願人
  • 株式会社 東芝 KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA [JP]/[JP]
発明者
  • 渡邉 祐輝 WATANABE, Yuki
  • 田中 政典 TANAKA, Masanori
  • 萩原 明日菜 HAGIWARA, Asuna
代理人
  • 蔵田 昌俊 KURATA, Masatoshi
  • 野河 信久 NOGAWA, Nobuhisa
  • 河野 直樹 KOHNO, Naoki
優先権情報
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) ELECTRODE, CELL, AND CELL PACK
(FR) ÉLECTRODE, CELLULE, ET BLOC DE CELLULES
(JA) 電極、電池、及び電池パック
要約
(EN)
According to an embodiment, provided is an electrode provided with an active substance-containing layer containing electrode active substance particles. The electrode active substance particles include: primary particles of an electrode active substance containing lithium nickel cobalt manganese oxide represented by LiaNixCoyMnzO2 where 0.9 ≤ a ≤ 1.2 and x + y + z = 1; first secondary particles which are aggregates of a plurality of the primary particles and have a first space; and second secondary particles which are aggregates of a plurality of the primary particles and do not have any space which is larger than the first space. The first particle size which corresponds to the highest frequency A in a particle size distribution of particles including the electrode active substance particles is larger than the second particle size which corresponds to the maximum frequency B in the particle size range of 0.1 µm to less than 2 µm. The ratio C/F of the particle size ratio C to the pore ratio F is 10 g/mL to less than 50 g/mL, where the particle size ratio C is the ratio A/B of the highest frequency A to the maximum frequency B and the pore ratio F is the ratio D/E of the volume D of pores to the porosity E in the active substance-containing layer which are determined in mL/g by mercury porosimetry. The ratio G/H of the average distance G between primary particles within the first secondary particles to the average particle size H of the primary particles contained in the first secondary particles is 1.05 to less than 1.2.
(FR)
Selon un mode de réalisation, l'invention concerne une électrode pourvue d'une couche contenant une substance active contenant des particules de substance active d'électrode. Les particules de substance active d'électrode comprennent : des particules primaires d'une substance active d'électrode contenant de l'oxyde de lithium-nickel-cobalt-manganèse représenté par LiaNixCoyMnzO2 où 0,9 ≤ A ≤ 1,2 et x + y + Z = 1 ; des premières particules secondaires qui sont des agrégats d'une pluralité de particules primaires et ont un premier espace ; et des secondes particules secondaires qui sont des agrégats d'une pluralité de particules primaires et ne présentent aucun espace plus grand que le premier espace. La première taille de particules qui correspond à la fréquence la plus élevée A dans une distribution de taille de particules de particules comprenant les particules de substance active d'électrode est plus grande que la seconde taille de particules qui correspond à la fréquence maximale B dans la plage de taille de particules de 0,1 µm à moins de 2 µm. Le rapport C/F du rapport de taille de particules C au taux de porosité F est de 10 g/mL à moins de 50 g/mL, le rapport de taille de particules C étant le rapport A/B de la fréquence la plus élevée A à la fréquence maximale B et le taux de porosité F étant le rapport D/E du volume D de pores à la porosité E dans la couche contenant une substance active qui sont déterminés en mL/g par porosimétrie au mercure. Le rapport G/H de la distance moyenne G entre les particules primaires à l'intérieur des premières particules secondaires à la taille moyenne de particules H des particules primaires contenues dans les premières particules secondaires est de 1,05 à moins de 1,2.
(JA)
実施形態によれば、電極活物質粒子を含有する活物質含有層を具備する電極が提供される。電極活物質粒子は、LiaNixCoyMnzO2で表され0.9 ≦ a ≦ 1.2、x + y + z = 1であるニッケルコバルトマンガン酸リチウムを含む電極活物質の一次粒子と、複数の上記一次粒子が凝集して成り第1の空隙を有する第1の二次粒子と、複数の上記一次粒子が凝集して成り上記第1の空隙以上に大きい空隙を有さない第2の二次粒子とを含む。電極活物質粒子を含む粒子の粒度分布における最大頻度Aに対応する第1粒径は、粒径0.1μm以上2μm未満の範囲における極大頻度Bに対応する第2粒径より大きい。最大頻度Aと極大頻度Bとの比A/Bを粒度比Cとし、活物質含有層における水銀圧入法によるmL/g単位での細孔体積Dと空隙率Eとの比D/Eを空孔比率Fとしたとき、粒度比Cと空孔比率Fとの比C/Fが10 g/mL以上50 g/mL未満である。第1の二次粒子の内部における一次粒子間の平均距離Gと、第1の二次粒子に含まれている一次粒子の平均粒子径Hとの比G/Hが1.05以上1.2未満である。
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