特許ウォッチ

公開番号2025137007
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024035971
出願日2024-03-08
発明の名称正極活物質、および、正極活物質の製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01M 4/525 20100101AFI20250911BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池抵抗の低減。
【解決手段】正極活物質は、複数の二次粒子を含む。複数の二次粒子の各々は、3から20個の一次粒子を含む。一次粒子は、リチウム金属複合酸化物を含む。リチウム金属複合酸化物は、層状岩塩型構造を有する。一次粒子の粒子径分布が「0.3μm以上のD_min」および「0.10μm以上のD_FWHM」を有する。粒子径分布は、個数基準である。D_minは、粒子径分布における最小径を示す。D_FWHMは、粒子径分布の最大ピークの半値全幅を示す。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の二次粒子を含み、
前記複数の二次粒子の各々は、３から２０個の一次粒子を含み、
前記一次粒子は、リチウム金属複合酸化物を含み、
前記リチウム金属複合酸化物は、層状岩塩型構造を有し、
前記一次粒子の粒子径分布が、
０．３μｍ以上のＤ
min
、および、
０．１０μｍ以上のＤ
FWHM
を有し、
前記粒子径分布は、個数基準であり、
前記Ｄ
min
は、前記粒子径分布における最小径を示し、かつ、
前記Ｄ
FWHM
は、前記粒子径分布の最大ピークの半値全幅を示す、
正極活物質。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記Ｄ
FWHM
が０．２１μｍ以上である、
請求項１に記載の正極活物質。
【請求項３】
前記Ｄ
FWHM
が０．８７μｍ以下である、
請求項１に記載の正極活物質。
【請求項４】
前記リチウム金属複合酸化物は、一般式：
Ｌｉ
1-a
ＭＯ
2
で表される組成を有し、
前記一般式中、
－０．５≦ａ≦０．５の関係が満たされており、かつ、
Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、ＭｎおよびＡｌからなる群より選択される少なくとも１種を含む、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の正極活物質。
【請求項５】
（ａ）金属水酸化物を準備すること、
（ｂ）前記金属水酸化物およびリチウム化合物を混合することにより、混合物を形成すること、
（ｃ）酸素雰囲気下、前記混合物に熱処理を施すことにより、リチウム金属複合酸化物を合成すること、
（ｄ）前記リチウム金属複合酸化物を解砕することにより、二次粒子を形成すること、および、
（ｅ）前記二次粒子を水洗すること、
を含み、
前記リチウム化合物は、２０μｍ以上のＤ５０を有し、かつ、
前記Ｄ５０は、質量基準の粒子径分布において、積算値が５０％になる粒子径を示す、
正極活物質の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、正極活物質、および、正極活物質の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０１９－１４５２０４号公報は、平均粒径が１μｍ以下の一次粒子が集合して形成された二次粒子を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１４５２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二次粒子は、一次粒子の集合体である。例えば、一次粒子サイズの調整により、放電容量の増大が期待される。ただし、電池抵抗に改善の余地があると考えられる。
【０００５】
本開示の目的は、電池抵抗の低減にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１．正極活物質は、複数の二次粒子を含む。複数の二次粒子の各々は、３から２０個の一次粒子を含む。一次粒子は、リチウム金属複合酸化物を含む。リチウム金属複合酸化物は、層状岩塩型構造を有する。一次粒子の粒子径分布が「０．３μｍ以上のＤ
min
」および「０．１０μｍ以上のＤ
FWHM
」を有する。粒子径分布は、個数基準である。Ｄ
min
は、粒子径分布における最小径を示す。Ｄ
FWHM
は、粒子径分布の最大ピークの半値全幅を示す。
【０００７】
従来、一次粒子は、シャープな粒子径分布を有する。本開示の正極活物質においては、一次粒子がブロードな粒子径分布を有する。すなわち、Ｄ
FWHM
が０．１μｍ以上である。メカニズムの詳細は不明ながら、一次粒子がブロードな粒子径分布を有することにより、電池抵抗の低減が期待される。例えば、各種サイズの一次粒子が共存することにより、二次粒子の内部におけるリチウム（Ｌｉ）拡散が促進されている可能性がある。
【０００８】
２．上記「１」に記載の正極活物質は、例えば、次の構成を含んでいてもよい。Ｄ
FWHM
が０．２１μｍ以上である。
【０００９】
Ｄ
FWHM
が０．２１μｍ以上である時、電池抵抗の低減に加えて、耐久性の向上も期待される。粒子径分布がよりブロードになることにより、二次粒子の内部におけるイオン拡散がいっそう促進され得る。他方、二次粒子の表面と、電解質との接触面積は減少し得る。その結果、耐久性が向上し得ると考えられる。
【００１０】
３．上記「１」または「２」に記載の正極活物質は、例えば、次の構成を含んでいてもよい。Ｄ
FWHM
が０．８７μｍ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許