特許ウォッチ

公開番号2025014965
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2023117972
出願日2023-07-20
発明の名称正極およびこれを用いた二次電池
出願人プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 4/525 20100101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】二次電池に、容量特性および出力特性を共に高いレベルで付与可能な正極を提供する。
【解決手段】ここに開示される正極は、正極集電体と、前記正極集電体に支持された正極活物質層とを備える。前記正極活物質層は、層状構造を有する第1のリチウム複合酸化物、および層状構造を有する第2のリチウム複合酸化物を含有する。前記第1のリチウム複合酸化物において、Li以外の金属に対するLiのモル比は、0.90～0.97である。前記第2のリチウム複合酸化物において、Li以外の金属に対するLiのモル比は、1.10～1.20である。前記第1のリチウム複合酸化物の(104)面の結晶子径は、400Å～600Åである。前記第2のリチウム複合酸化物の(104)面の結晶子径は、前記第1のリチウム複合酸化物の(104)面の結晶子径よりも大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極集電体と、前記正極集電体に支持された正極活物質層とを備える正極であって、
前記正極活物質層は、層状構造を有する第１のリチウム複合酸化物、および層状構造を有する第２のリチウム複合酸化物を含有し、
前記第１のリチウム複合酸化物において、Ｌｉ以外の金属に対するＬｉのモル比が、０．９０～０．９７であり、
前記第２のリチウム複合酸化物において、Ｌｉ以外の金属に対するＬｉのモル比が、１．１０～１．２０であり、
前記第１のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径が、４００Å～６００Åであり、
前記第２のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径が、前記第１のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径よりも大きい、正極。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
前記第２のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径が、前記第１のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径よりも１００Å以上大きく、かつ
前記第２のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径が、６００Å～８００Åである、請求項１に記載の正極。
【請求項３】
前記第１のリチウム複合酸化物および前記第２のリチウム複合酸化物が共に、リチウムニッケルコバルトマンガン系複合酸化物である、請求項１に記載の正極。
【請求項４】
前記第１のリチウム複合酸化物が、使用済みのリチウムイオン二次電池から回収されたものである、請求項１に記載の正極。
【請求項５】
前記第１のリチウム複合酸化物の平均粒子径（Ｄ５０）が、３μｍ～８μｍである、請求項１に記載の正極。
【請求項６】
請求項１に記載の正極と、
負極と、
電解質と、
を備える二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極に関する。本発明はまた、当該正極を用いた二次電池に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池等の二次電池は、パソコン、携帯端末等のポータブル電源や、電気自動車（ＢＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）等の車両駆動用電源などに好適に用いられている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池等の二次電池に用いられる正極には、一般的に、正極活物質が用いられている。正極活物質としては、リチウム複合酸化物がよく用いられている。特許文献１には、正極活物質として、Ｌｉ／Ｍｅ比が１以下のリチウム複合酸化物と、Ｌｉ過剰のリチウム複合酸化物（すなわち、Ｌｉ／Ｍｅ比が１を超えるリチウム複合酸化物）とを組合わせて用い、Ｌｉ／Ｍｅ比が１以下のリチウム複合酸化物の結晶子径を１８０ｎｍ以上（１８００Å以上）にすることにより、二次電池の出力特性、容量特性などが向上することが開示されている。なお、リチウム複合酸化物のＬｉ／Ｍｅ比は、Ｌｉ以外の金属（Ｍｅ）に対するＬｉのモル比である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０２１－５１８０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者が鋭意検討した結果、上記従来技術においては、容量特性および出力特性を高いレベルで両立できていないという問題があることを新たに見出した。
【０００６】
そこで本発明は、二次電池に、容量特性および出力特性を共に高いレベルで付与可能な正極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される正極は、正極集電体と、前記正極集電体に支持された正極活物質層とを備える。前記正極活物質層は、層状構造を有する第１のリチウム複合酸化物、および層状構造を有する第２のリチウム複合酸化物を含有する。前記第１のリチウム複合酸化物において、Ｌｉ以外の金属に対するＬｉのモル比は、０．９０～０．９７である。前記第２のリチウム複合酸化物において、Ｌｉ以外の金属に対するＬｉのモル比は、１．１０～１．２０である。前記第１のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径は、４００Å～６００Åである。前記第２のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径は、前記第１のリチウム複合酸化物の（１０４）面の結晶子径よりも大きい。
【０００８】
このような構成によれば、二次電池に、容量特性および出力特性を共に高いレベルで付与可能な正極を提供することができる。
【０００９】
別の側面から、ここに開示される二次電池は、上記の正極と、負極と、電解質と、を備える。このような構成によれば、容量特性および出力特性が共に高い二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る正極を模式的に示す断面図である。
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の内部構造を模式的に示す断面図である。
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の捲回電極体の構成を示す模式分解図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許