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リチウム複合酸化物、リチウム二次電池用正極活物質及びリチウム二次電池 UPDATE コモンズ

国内特許コード P160012977
整理番号 N15101
掲載日 2016年5月11日
出願番号 特願2016-060876
公開番号 特開2017-171548
出願日 平成28年3月24日(2016.3.24)
公開日 平成29年9月28日(2017.9.28)
発明者
  • 手嶋 勝弥
  • 是津 信行
出願人
  • 国立大学法人信州大学
発明の名称 リチウム複合酸化物、リチウム二次電池用正極活物質及びリチウム二次電池 UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】リチウム複合酸化物、リチウム二次電池用正極活物質及びリチウム二次電池の提供。
【解決手段】スピネル構造を有するリチウム複合酸化物であって、化学組成を示す一般式が下記式(1)で示されることを特徴とする、リチウム複合酸化物。[一般式(1)中、0<a≦0.6、0≦b≦1、0≦x≦0.1、0≦y≦0.1、a-x>0.4、2-a-y>1.4である。但し、x及びyがともに0の場合を除く。Mは、Ti、V、Cr、Fe、Co、Cu、Zu、Snからなる群より選択される1種以上の金属元素である。]
LiNia-xMn2-a-yx+y4-b・・・(1)
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


リチウム複合酸化物は、リチウム二次電池の正極活物質として用いられている。リチウム二次電池は、既に携帯電話用途やノートパソコン用途などの小型電源として実用化されている。更に自動車用途や電力貯蔵用途などの中・大型電源においても適用が試みられている。このように適用範囲の拡大に伴い、リチウム二次電池の高容量化は重要な課題である。



リチウム二次電池の容量は、リチウムイオンを電気化学的に脱挿入する正極活物質の種類に拠るところが大きい。正極活物質に用いられるリチウム複合酸化物には、リチウム、ニッケル、マンガン及び酸素を含む、LNMO型の複合酸化物が用いられる。
LNMO型の複合酸化物は、電池電圧が高く、かつ安全性も高いことから大型電池への適用が進んでおり、高容量化するための試みがされている。
例えば、特許文献1には、LNMO型のリチウム複合酸化物を用いた電池の容量を向上させるため、添加剤の含有量を削減し、空隙の少ない緻密なリチウム複合酸化膜を製造したことが記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、リチウム複合酸化物、リチウム二次電池用正極活物質及びリチウム二次電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
スピネル構造を有するリチウム複合酸化物であって、化学組成を示す一般式が下記式(1)で示されることを特徴とするリチウム複合酸化物。
LiNia-xMn2-a-yx+y4-b・・・(1)
[一般式(1)中、0<a≦0.6、0≦b≦1、0≦x≦0.1、0≦y≦0.1、a-x>0.4、2-a-y>1.4である。但し、x及びyがともに0の場合を除く。Mは、Ti、V、Cr、Fe、Co、Cu、Zu、Snからなる群より選択される1種以上の金属元素である。]

【請求項2】
前記一般式(1)が、下記一般式(1)-1である請求項1に記載のリチウム複合酸化物。
LiNiMn2-a-y4-b ・・・(1)-1
[一般式(1)-1中、0<a≦0.6、0≦b≦1、0<y≦0.1、2-a-y>1.4である。であり、Mは、Ti、V、Cr、Fe、Co、Cu、Zu、Snからなる群より選択される1種以上の金属元素である。]

【請求項3】
前記一般式(1)が、下記一般式(1)-2である請求項1に記載のリチウム複合酸化物。
LiNia-xMn2-a4-b ・・・(1)-2
[一般式(1)-2中、0<a≦0.6、0≦b≦1、0<x≦0.1、a-x>0.4であり、Mは、Ti、V、Cr、Fe、Co、Cu、Zu、Snからなる群より選択される1種以上の金属元素である。]

【請求項4】
前記一般式(1)が、下記一般式(1)-3である請求項1に記載のリチウム複合酸化物。
LiNia-xMn2-a4-b ・・・(1)-3
[一般式(1)-3中、0<a≦0.6、0<b≦1、0<x≦0.1、a-x>0.4であり、Mは、Ti、V、Cr、Fe、Co、Cu、Zu、Snからなる群より選択される1種以上の金属元素である。]

【請求項5】
結晶学的に空間群P4332に属する請求項1~4のいずれか1項に記載のリチウム複合酸化物。

【請求項6】
前記Mで表される金属元素が、Cu又はZnである請求項1~5のいずれか1項に記載のリチウム複合酸化物。

【請求項7】
撥水性材料の被覆層を有する請求項1~6のいずれか1項に記載のリチウム複合酸化物。

【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載のリチウム複合酸化物を有するリチウム二次電池用正極活物質。

【請求項9】
請求項8に記載のリチウム二次電池用正極活物質を有するリチウム二次電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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