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リチウム過剰三元系化合物およびその製造方法

国内特許コード P120008173
整理番号 S2011-0527
掲載日 2012年11月1日
出願番号 特願2011-070817
公開番号 特開2012-204311
登録番号 特許第5648807号
出願日 平成23年3月28日(2011.3.28)
公開日 平成24年10月22日(2012.10.22)
登録日 平成26年11月21日(2014.11.21)
発明者
  • 菅野 了次
  • 平山 雅章
  • 小林 玄器
出願人
  • 国立大学法人東京工業大学
発明の名称 リチウム過剰三元系化合物およびその製造方法
発明の概要 【課題】新規なリチウム過剰三元系化合物を用いることにより、リチウムイオン二次電池の充放電容量および安全性を飛躍的に向上させる。
【解決手段】一般式 Li1+XMnCoNi(ここで、0.4≦x≦1.0; 0<j<1; 0<k<1; および0<L<1である。)で示されるリチウム過剰三元系化合物。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、長時間、経済的に使用できる電池として、再充電可能な二次電池の研究が継続して行なわれており、特にリチウムイオン電池は、高出力、高エネルギー密度などの利点を有しており、リチウムイオンを可逆的に脱挿入可能な活物質を有する正極と負極と、非水電解質とから構成されるのが通常である。



このリチウムイオン電池の正極活物質としては、種々の材料が提案されており、リチウム複合酸化物等も知られている。このなかで、リチウム三元系酸化物も種々検討され,Li過剰にした場合(x=1.2)において、高い容量が発現されることが見出されている(たとえば、特許文献1)。しかしながら、もっとLiが過剰(x≧1.4)となる物質群については、合成が困難なことから報告されていない。

産業上の利用分野


本発明は、リチウム過剰三元系化合物およびその製造方法、ならびにその化合物を正極活物質として用いたリチウムイオン二次電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
一般式 Li1+XMnCoNi(ここで、0.4≦x≦1.0; 0<j<1; 0<k<1; および0<L<1である。)で示されるリチウム過剰三元系化合物であり、そのa軸方向の格子定数aに対するc軸方向の格子定数cの比c/aが、4.97以下であり、xの増加とともに低下傾向を示す、リチウム過剰三元系化合物。

【請求項2】
xが0.5≦x≦0.7である請求項1に記載のリチウム過剰三元系化合物。

【請求項3】
比c/aが、4.97~4.92である請求項1または2に記載のリチウム過剰三元系化合物。

【請求項4】
リチウム過剰三元系化合物の単位格子体積Vが101~106Åである請求項1~のいずれか1項に記載のリチウム過剰三元系化合物。

【請求項5】
請求項1~のいずれかに1項に記載のリチウム過剰三元系化合物の出発原料を混合し、ついで得られる原料混合物を700℃~1600℃の温度で、大気圧~4GPaの圧力下に加熱することを特徴とするリチウム過剰三元系化合物の製造方法。

【請求項6】
温度が800℃~1100℃であり、圧力が1~4GPaである請求項に記載のリチウム過剰三元系化合物の製造方法。

【請求項7】
請求項1~のいずれか1項に記載のリチウム過剰三元系化合物を含有する正極活物質。

【請求項8】
請求項に記載の正極活物質を有する正極を用いてなるリチウムイオン二次電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011070817thum.jpg
出願権利状態 登録
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