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METHOD FOR SYNTHESIZING CATHODE MATERIAL commons meetings

Patent code P130008815
File No. 276
Posted date Mar 27, 2013
Application number P2010-073042
Publication number P2011-082131A
Patent number P5545566
Date of filing Mar 26, 2010
Date of publication of application Apr 21, 2011
Date of registration May 23, 2014
Priority data
  • P2009-208517 (Sep 9, 2009) JP
Inventor
  • (In Japanese)石川 正司
  • (In Japanese)山縣 雅紀
  • (In Japanese)内田 悟史
Applicant
  • (In Japanese)学校法人関西大学
Title METHOD FOR SYNTHESIZING CATHODE MATERIAL commons meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for synthesizing cathode materials in low manufacturing cost.
SOLUTION: The cathode material is a complex oxide of lithium and metal other than lithium, and, in heating a mixture containing at least a lithium compound as a source of lithium and a metal compound as a source of metal other than lithium to synthesize the complex oxide, high-frequency induction heating is utilized.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、リチウムイオン電池などの二次電池用の正極材料として、LiCoO2やLiFePO4などのリチウム化合物が用いられている。

そして、上記正極材料用のリチウム化合物の合成では、高温での熱処理が必須とされている。

具体的には、例えば上記LiCoO2を、CH3COOLi・2H2O及び(CH3COO)2Co・4H2Oを開始材料として合成する方法では、上記開始材料を混合した後、その混合物を焼成するために、例えば約600度で6時間程度の熱処理を行う必要がある。

また、上記LiFePO4を、Li2CO3、FeC2O4・2H2O及びNH4H2PO4を開始材料として合成する方法では、同様に、例えば約800度で10時間程度の熱処理を行う必要がある。

そして、従来上記加熱は、一般に抵抗加熱式の焼成炉で行われている。

(特許文献1)

従来の合成方法としては、例えば、下記特許文献1に記載の合成方法がある。

下記特許文献には、上記LiFePO4の合成方法が提案されている。そして、下記特許文献1に記載の合成方法では、不活性ガスとしての窒素ガス気流中、600℃で、5時間熱処理をすることが記載されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、二次電池、特にはリチウムイオン電池の正極材料に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
二次電池用の正極材料の合成方法であって、
上記正極材料はリチウムと、リチウム以外の金属との複合酸化物であり、
少なくとも、上記リチウムの源となるリチウム化合物と、上記リチウム以外の金属の源となる金属化合物とを含む混合物を加熱して上記複合酸化物を合成する際、
上記加熱を高周波誘導加熱を用いて行い、
上記加熱が、850℃以上、950℃以下の温度で、1.5分以上、2分以下の時間行われ、
上記加熱の際の昇温速度が、1500℃/min以上、3000℃/min以下であり、
カルボサーマル還元反応により上記金属化合物を還元することで上記正極材料としての複合酸化物を合成することを特徴とする正極材料の合成方法。

【請求項2】
 
上記加熱が、850℃以上、950℃以下の温度で行われ、
上記加熱における温度が700℃を超えてから、冷却開始までの時間が、90秒以上、135秒以下であることを特徴とする請求項1に記載の正極材料の合成方法。

【請求項3】
 
上記リチウム化合物が、Li2CO3,LiOH,CH3COOLi,LiNO3,LiF,LiCl,LiBr,LiIから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の正極材料の合成方法。

【請求項4】
 
上記金属化合物が、FeCl3,FeO(OH),Fe2O3,Fe3O4,Fe(NO33,FePO4,MnO2,Mn2O3から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の正極材料の合成方法。

【請求項5】
 
上記正極材料が、LiNixMn2-xO4(0≦x≦0.5),LiNi1-xMnxCoxO2(0≦x≦1/3),LiNixCo1-xO2(0≦x≦1.0)のうちのいずれか1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の正極材料の合成方法。

【請求項6】
 
上記正極材料が、LiCoO2,LiNiO2,LiNi0.8Co0.2O2,LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2,LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2,LiMn2O4,LiNi0.5Mn1.5O4,LiFePO4,LiFeBO3のうちのいずれか1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の正極材料の合成方法。

【請求項7】
 
上記正極材料が、LiFePO4又はLiFeBO3であることを特徴とする請求項1又は2に記載の正極材料の合成方法。

【請求項8】
 
上記金属化合物が、鉄を含む金属化合物であり、
上記鉄が3価であることを特徴とする請求項7に記載の正極材料の合成方法。

【請求項9】
 
上記金属化合物が、FeCl3,FeO(OH),Fe2O3,Fe3O4,Fe(NO33,FePO4から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項8に記載の正極材料の合成方法。

【請求項10】
 
上記正極材料の炭素含有量が、0.1wt.%以上、10wt.%以下であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の正極材料の合成方法。

【請求項11】
 
上記正極材料の電気伝導率が、1.0×10-3Scm-1以上、1.0Scm-1以下であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の正極材料の合成方法。

【請求項12】
 
上記正極材料が粒状であり、その粒径が100nm以上、5μm以下であることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の正極材料の合成方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010073042thum.jpg
State of application right Registered
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