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公開番号2025126011
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-28
出願番号2024022361
出願日2024-02-16
発明の名称被覆付きリチウム二次電池用正極活物質、リチウム二次電池
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 4/525 20100101AFI20250821BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】全固体電池に適用でき、高電位で充電した場合でも電池容量が低下することを抑制できる、被覆付きリチウム二次電池用正極活物質を提供する。
【解決手段】電解質が固体電解質である、全固体電池の正極に用いる被覆付きリチウム二次電池用正極活物質であって、
正極活物質と、前記正極活物質の表面に配置された被覆層と、を有し、
前記正極活物質は、ニッケルおよびコバルトを含み、層状の結晶構造を有しており、
前記被覆層は、第1被覆層と、第2被覆層とを含む積層構造を有しており、
前記第1被覆層は、ニオブと、リチウムと、酸素とを含み、
前記第2被覆層は、リチウムを含有するカルボン酸塩を含む、被覆付きリチウム二次電池用正極活物質。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電解質が固体電解質である、全固体電池の正極に用いる被覆付きリチウム二次電池用正極活物質であって、
正極活物質と、前記正極活物質の表面に配置された被覆層と、を有し、
前記正極活物質は、ニッケルおよびコバルトを含み、層状の結晶構造を有しており、
前記被覆層は、第１被覆層と、第２被覆層とを含む積層構造を有しており、
前記第１被覆層は、ニオブと、リチウムと、酸素とを含み、
前記第２被覆層は、リチウムを含有するカルボン酸塩を含む、被覆付きリチウム二次電池用正極活物質。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記被覆層は、前記第１被覆層と、前記第２被覆層とが交互に積層された構造を含み、前記第１被覆層と、前記第２被覆層とを含む単位構造を、少なくとも２単位以上含む、請求項１に記載の被覆付きリチウム二次電池用正極活物質。
【請求項３】
前記第１被覆層が含む物質はアモルファスであり、
前記第２被覆層が含む前記リチウムを含有するカルボン酸塩は、結晶性を有する、請求項１または請求項２に記載の被覆付きリチウム二次電池用正極活物質。
【請求項４】
前記被覆付きリチウム二次電池用正極活物質２ｇに、純水１００ｇを添加して混合液を調製する混合液調製工程と、
前記混合液について、前記混合液内で撹拌子を４００ｒｐｍで回転させて５分間撹拌し、次いで５分間静置する撹拌静置工程と、
前記撹拌静置工程後の前記混合液の上澄み液をろ過してろ液を得るろ過工程と、を経て得られた前記ろ液６０ｇを、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸標準液を滴下することで電位差滴定した場合に、
前記ろ液のｐＨ値が８．３に達するまでに滴下した前記塩酸標準液の滴下量が１．５ｍＬ以上４．５ｍＬ以下、
前記ろ液のｐＨ値が４．５以上８．３以下の領域で滴下した前記塩酸標準液の滴下量が０．５ｍＬ以上２．５ｍＬ以下である、請求項１または請求項２に記載の被覆付きリチウム二次電池用正極活物質。
【請求項５】
正極、負極、および固体電解質層を有し、
前記正極は、請求項１または請求項２に記載の被覆付きリチウム二次電池用正極活物質と、硫化物系固体電解質とを含む、リチウム二次電池。
【請求項６】
前記硫化物系固体電解質は、アルジロダイト型硫化物系固体電解質およびＬｉ
２
Ｓ－Ｐ
２
Ｓ
５
系固体電解質から選択された１種類以上を含む、請求項５に記載のリチウム二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被覆付きリチウム二次電池用正極活物質、リチウム二次電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノート型パソコンなどの携帯電子機器の普及に伴い、高いエネルギー密度を有する小型で軽量なリチウム二次電池の開発が強く望まれている。また、電気自動車用の電池として、高いエネルギー密度を有するリチウム二次電池の開発が強く望まれている。
【０００３】
このような要求を満たすリチウム二次電池として、近年、全固体電池が注目されている。全固体電池は、正極層、固体電解質層、負極層等などから構成され、従来の有機溶媒等の電解質（電解液）を用いた電池と比較して、高エネルギー密度、高出力、高電圧、高安定性等の側面から、実用化が強く期待されている電池である。
【０００４】
しかしながら、現状の全固体電池は、出力特性、高電圧耐性ともに、十分ではなく、その要因の一つとして、固体電解質と正極活物質の接触界面において、高抵抗層が形成されることが挙げられる。
【０００５】
例えば特許文献１には、界面抵抗を低減することが可能な電極体の提供を課題とした発明が開示されている。特許文献１には、活物質及び該活物質の表面の７０％以上を被覆している第１固体電解質を有する正極活物質と、第２固体電解質と、を含有することを特徴とする、電極体が開示されている。特許文献１には、第１固体電解質がニオブ酸リチウムであり、かつ、第２固体電解質が硫化物であることも開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された電極体を用いたリチウム二次電池について、高電位で充電を行った場合に、電池容量が低下する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００９－１９３９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術が有する課題に鑑み、全固体電池に適用でき、高電位で充電した場合でも電池容量が低下することを抑制できる、被覆付きリチウム二次電池用正極活物質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】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
電解質が固体電解質である、全固体電池の正極に用いる被覆付きリチウム二次電池用正極活物質であって、
正極活物質と、前記正極活物質の表面に配置された被覆層と、を有し、
前記正極活物質は、ニッケルおよびコバルトを含み、層状の結晶構造を有しており、
前記被覆層は、第１被覆層と、第２被覆層とを含む積層構造を有しており、
前記第１被覆層は、ニオブと、リチウムと、酸素とを含み、
前記第２被覆層は、リチウムを含有するカルボン酸塩を含む、被覆付きリチウム二次電池用正極活物質を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、全固体電池に適用でき、高電位で充電した場合でも電池容量が低下することを抑制できる、被覆付きリチウム二次電池用正極活物質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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