特許ウォッチ

公開番号2025097938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2024215965
出願日2024-12-10
発明の名称スピネル型マンガン酸リチウム組成物及びその製造方法
出願人東ソー株式会社
代理人
主分類H01M 4/505 20100101AFI20250624BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高温下でも充放電サイクル初期の出力特性、及び充放電サイクルの長期安定性に優れる、LIB用正極活物質として適したスピネル型マンガン酸リチウム組成物、及びその製造方法の少なくともいずれかを提供することを目的とする。
【解決手段】リチウム及びモリブデンを含む複合酸化物及び、スピネル型マンガン酸リチウムを含有し、なおかつ、粉末X線回折パターンにおいて所定のピークを有する組成物を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リチウム及びモリブデンを含む複合酸化物、並びに、スピネル型マンガン酸リチウムを含有し、なおかつ、粉末Ｘ線回折パターンにおいて少なくとも以下の表に示すピークを有する組成物。
JPEG
2025097938000013.jpg
84
170
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記スピネル型マンガン酸リチウムが、一般式Ｌｉ
１＋Ｘ
Ｍｎ
２－Ｘ―Ｙ
Ｍ
Ｙ
Ｏ
４
（式中、０．０２≦Ｘ≦０．２０、０．０５≦Ｙ≦０．３０、ＭはＭｇ及びＡｌの少なくともいずれかである。）で表される請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
無機リン化合物を有する請求項１又は請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
（４００）面における半値幅が、０．０００°超０．１°以下である請求項１又は請求項２に記載の組成物。
【請求項５】
マンガン源及びリチウム源を混合し、ＬＭＯ前駆体を得る混合工程、混合工程で得られたＬＭＯ前駆体を焼成する焼成工程、及び、焼成工程で得られたＬＭＯに、Ｌｉ－Ｍｏ複合酸化物を複合化させる工程、を有する請求項１又は請求項２に記載の組成物の製造方法。
【請求項６】
マンガン源、リチウム源及びＬｉ－Ｍｏ複合酸化物を混合し、ＬＭＯ前駆体を得る混合工程、並びに、該ＬＭＯ前駆体を焼成する焼成工程、を有する請求項１又は請求項２に記載の組成物の製造方法。
【請求項７】
請求項１又は請求項２に記載の組成物を有するリチウムイオン二次電池用正極活物質。
【請求項８】
請求項７に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質を有する正極。
【請求項９】
請求項８に記載の正極を有するリチウムイオン二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、スピネル型マンガン酸リチウム組成物及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池用の正極活物質として、スピネル型マンガン酸リチウムが検討されている。しかしながら、スピネル型マンガン酸リチウムは充放電中にマンガン溶出を生じる。マンガン溶出を抑制するために、各種の検討がされている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、無機リン化合物をスピネル型マンガン酸リチウムに添加することにより、マンガン溶出が抑制され、その結果、高温下での保存性が改善することが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－１７６７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で開示された無機リン化合物とスピネル型マンガン酸リチウムを含む組成物は、依然として充放電中のマンガン溶出が生じていた。そのため、これを正極活物質として備えたリチウムイオン二次電池（以下、「ＬＩＢ」ともいう。）は充放電サイクル初期の出力特性、及び、充放電サイクルの長期安定性が低かった。
【０００６】
本開示は、高温下でも充放電サイクル初期の出力特性（以下、「出力特性」ともいう。）、及び、充放電サイクルの長期安定性（以下、「保存特性」ともいう。）に優れる、ＬＩＢ用正極活物質として適したスピネル型マンガン酸リチウム組成物及びその製造方法の少なくともいずれか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】
本開示においては、高温下でのスピネル型マンガン酸リチウム組成物における充放電中のマンガン溶出の抑制に着目して検討した。その結果、特定の遷移金属元素を含むリチウム塩とスピネル型マンガン酸リチウムを複合化することで、マンガン溶出が抑制されること、並びに、これにより出力特性、及び、保存特性がより向上することを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は特許請求の範囲に記載の通りであり、また、本開示の要旨は以下の通りである。
［１］リチウム及びモリブデンを含む複合酸化物、並びに、スピネル型マンガン酸リチウムを含有し、なおかつ、粉末Ｘ線回折パターンにおいて少なくとも以下の表に示すピークを有する組成物。
【０００９】
JPEG
2025097938000001.jpg
84
170
【００１０】
［２］前記スピネル型マンガン酸リチウムが、一般式Ｌｉ
１＋Ｘ
Ｍｎ
２－Ｘ―Ｙ
Ｍ
Ｙ
Ｏ
４
（式中、０．０２≦Ｘ≦０．２０、０．０５≦Ｙ≦０．３０、ＭはＭｇ及びＡｌの少なくともいずれかである。）で表される［１］に記載の組成物。
［３］無機リン化合物を有する［１］又は［２］に記載の組成物。
［４］（４００）面における半値幅が、０．０００°超０．２°以下である［１］乃至［３］のいずれかに記載の組成物。
［５］マンガン源及びリチウム源を混合し、ＬＭＯ前駆体を得る混合工程、混合工程で得られたＬＭＯ前駆体を焼成する焼成工程、及び、焼成工程で得られたＬＭＯに、Ｌｉ－Ｍｏ複合酸化物を複合化させる工程、を有する［１］乃至［４］のいずれかに記載の組成物
の製造方法。
［６］マンガン源、リチウム源及びＬｉ－Ｍｏ複合酸化物を混合し、ＬＭＯ前駆体を得る混合工程、並びに、該ＬＭＯ前駆体を焼成する焼成工程、を有する［１］乃至［４］のいずれかに記載の組成物の製造方法。
［７］［１］乃至［４］のいずれかに記載の組成物を有するリチウムイオン二次電池用正
極活物質。
［８］［７］に記載のリチウムイオン二次電池用正極活物質を有する正極。
［９］［８］に記載の正極を有するリチウムイオン二次電池。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許