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公開番号2025107908
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-22
出願番号2024001453
出願日2024-01-09
発明の名称正極活物質及び正極活物質の製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類H01M 4/525 20100101AFI20250714BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池に用いた場合に電池の抵抗を低減できる正極活物質の提供。
【解決手段】Li_xNi_aCo_bMn_cO_yで表される組成を有し、La及びNiを含む化合物A、並びにLi及びWを含む化合物Bを一次粒子の表面に有し、かつ一次粒子の内部にLa及びWを含む、正極活物質。前記組成において、0.1≦x≦1.5,0.5≦a≦1.0,0≦b≦0.3,0≦c≦0.3,a+b+c=1.0,1.5≦y≦2.1である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
Ｌｉ
ｘ
Ｎｉ
ａ
Ｃｏ
ｂ
Ｍｎ
ｃ
Ｏ
ｙ
で表される組成を有し、Ｌａ及びＮｉを含む化合物Ａ、並びにＬｉ及びＷを含む化合物Ｂを一次粒子の表面に有し、かつ一次粒子の内部にＬａ及びＷを含む、正極活物質。
（前記組成において、０．１≦ｘ≦１．５，０．５≦ａ≦１．０，０≦ｂ≦０．３，０≦ｃ≦０．３，ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０，１．５≦ｙ≦２．１である。）
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記化合物Ａが粒状の化合物であり、前記化合物Ｂが層状の化合物である、請求項１に記載の正極活物質。
【請求項３】
前記化合物ＡがＬａ
４
ＬｉＮｉＯ
８
及びＬａＮｉＯ
３
の少なくとも一方を含み、且つ前記化合物ＢがＬｉ
６
ＷＯ
６
を含む、請求項１に記載の正極活物質。
【請求項４】
Ｎｉ、Ｃｏ、及びＭｎをそれぞれ含む原料、Ｌｉを含む原料、Ｌａを含む原料、並びにＷを含む原料を混合して混合物を得る工程と、
前記混合物に、温度６００℃以上１０００℃以下で焼成を行う高温焼成処理、温度４００℃以上６００℃以下で焼成を行う低温焼成処理、及び温度５００℃以上８００℃以下且つ前記高温焼成処理での温度よりも低く前記低温焼成処理での温度よりも高い温度で焼成を行う中温焼成処理を、この順に施す段階焼成工程と、を有し、
Ｌｉ
ｘ
Ｎｉ
ａ
Ｃｏ
ｂ
Ｍｎ
ｃ
Ｏ
ｙ
で表される組成を有し、Ｌａ及びＮｉを含む化合物Ａ、並びにＬｉ及びＷを含む化合物Ｂを一次粒子の表面に有し、かつ一次粒子の内部にＬａ及びＷを含む正極活物質を製造する、正極活物質の製造方法。
（前記組成において、０．１≦ｘ≦１．５，０．５≦ａ≦１．０，０≦ｂ≦０．３，０≦ｃ≦０．３，ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０，１．５≦ｙ≦２．１である。）

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、正極活物質及び正極活物質の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、電池に用いられる正極活物質において、粒子の結晶を制御する方法が試されている。例えば、特許文献１には、ニッケル塩、コバルト塩及びマンガン塩を混合溶液として調製するステップ、沈殿剤及び配位剤を前記混合溶液に加え、前記混合溶液のｐＨを１０．５～１２に調整し、沈殿させて前駆体Ａを得るステップ、洗浄後の前記前駆体Ａとリチウム塩とを、ボールミルで混合して、前駆体Ｂを得るステップ、空気又は酸素の雰囲気において、前駆体Ｂを焼結し、この焼結は、５～１５℃／ｍｉｎの速度で４００～８００℃まで昇温し、１～６ｈ定温焼結してから、さらに１～１０℃／ｍｉｎの速度で９００～９８０℃まで昇温し、８～１０ｈ定温焼結するものである、ステップ、冷却して大結晶粒凝集体三元正極材料を得るステップ、を備える大結晶粒凝集体三元正極材料の製造方法、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－３６５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池には抵抗が低いことが求められるが、正極活物質を含む正極を備えた電池においては、正極活物質に起因して抵抗が高くなることがあった。
【０００５】
本開示は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、電池に用いた場合に電池の抵抗を低減できる正極活物質、及び該正極活物質の製造方法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】
【０００６】
上記課題を解決するための手段は、以下の態様を含む。
＜１＞Ｌｉ
ｘ
Ｎｉ
ａ
Ｃｏ
ｂ
Ｍｎ
ｃ
Ｏ
ｙ
で表される組成を有し、Ｌａ及びＮｉを含む化合物Ａ、並びにＬｉ及びＷを含む化合物Ｂを一次粒子の表面に有し、かつ一次粒子の内部にＬａ及びＷを含む、正極活物質。
（前記組成において、０．１≦ｘ≦１．５，０．５≦ａ≦１．０，０≦ｂ≦０．３，０≦ｃ≦０．３，ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０，１．５≦ｙ≦２．１である。）
＜２＞前記化合物Ａが粒状の化合物であり、前記化合物Ｂが層状の化合物である、＜１＞に記載の正極活物質。
＜３＞前記化合物ＡがＬａ
４
ＬｉＮｉＯ
８
及びＬａＮｉＯ
３
の少なくとも一方を含み、且つ前記化合物ＢがＬｉ
６
ＷＯ
６
を含む、＜１＞又は＜２＞に記載の正極活物質。
＜４＞Ｎｉ、Ｃｏ、及びＭｎをそれぞれ含む原料、Ｌｉを含む原料、Ｌａを含む原料、並びにＷを含む原料を混合して混合物を得る工程と、
前記混合物に、温度６００℃以上１０００℃以下で焼成を行う高温焼成処理、温度４００℃以上６００℃以下で焼成を行う低温焼成処理、及び温度５００℃以上８００℃以下且つ前記高温焼成処理での温度よりも低く前記低温焼成処理での温度よりも高い温度で焼成を行う中温焼成処理を、この順に施す段階焼成工程と、を有し、
Ｌｉ
ｘ
Ｎｉ
ａ
Ｃｏ
ｂ
Ｍｎ
ｃ
Ｏ
ｙ
で表される組成を有し、Ｌａ及びＮｉを含む化合物Ａ、並びにＬｉ及びＷを含む化合物Ｂを一次粒子の表面に有し、かつ一次粒子の内部にＬａ及びＷを含む正極活物質を製造する、正極活物質の製造方法。
（前記組成において、０．１≦ｘ≦１．５，０．５≦ａ≦１．０，０≦ｂ≦０．３，０≦ｃ≦０．３，ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０，１．５≦ｙ≦２．１である。）
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、電池に用いた場合に電池の抵抗を低減できる正極活物質、及び該正極活物質の製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜正極活物質＞
本開示の実施形態に係る正極活物質は、Ｌｉ
ｘ
Ｎｉ
ａ
Ｃｏ
ｂ
Ｍｎ
ｃ
Ｏ
ｙ
で表される組成を有し、Ｌａ及びＮｉを含む化合物Ａ、並びにＬｉ及びＷを含む化合物Ｂを一次粒子の表面に有し、かつ一次粒子の内部にＬａ及びＷを含む。
（前記組成において、０．１≦ｘ≦１．５，０．５≦ａ≦１．０，０≦ｂ≦０．３，０≦ｃ≦０．３，ａ＋ｂ＋ｃ＝１．０，１．５≦ｙ≦２．１である。）
【０００９】
本開示の実施形態に係る正極活物質によれば、電池における抵抗を低減することができる。この効果が奏される理由は、以下のように推察される。
【００１０】
電池に求められる性能の一つとして、抵抗が低いことが挙げられる。しかし、正極活物質を含む正極を備えた電池において、正極活物質に起因して抵抗が高くなることがあった。そのため、正極活物質における抵抗を低下させ、それによって電池の抵抗を低下させることが求められている。
（【００１１】以降は省略されています）

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