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公開番号2025158748
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-17
出願番号2024061603
出願日2024-04-05
発明の名称蓄電素子用の正極活物質、蓄電素子用の正極及び蓄電素子
出願人株式会社GSユアサ
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01M 4/505 20100101AFI20251009BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物を含み、充放電サイクル後の蓄電素子の放電容量維持率の低下を抑制できる蓄電素子用の正極活物質、並びにこのような蓄電素子用の正極活物質を備える蓄電素子用の正極及び蓄電素子を提供する。
【解決手段】本発明の一側面に係る蓄電素子用の正極活物質は、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物と、上記リチウム遷移金属酸化物を均一に被覆する被覆層とを有し、上記被覆層がニオブ元素又はリン元素を含み、上記リチウム遷移金属酸化物及び上記被覆層の合計質量[g]に対する上記ニオブ元素及び上記リン元素の合計質量[mg]の比をA[mg/g]とし、上記リチウム遷移金属酸化物及び上記被覆層からなる部分のBET比表面積をB[m²/g]とした場合に、A/Bが0.4mg/m²以上9.0mg/m²以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物と、
上記リチウム遷移金属酸化物を均一に被覆する被覆層と
を有し、
上記被覆層がニオブ元素又はリン元素を含み、
上記リチウム遷移金属酸化物及び上記被覆層の合計質量［ｇ］に対する上記ニオブ元素及び上記リン元素の合計質量［ｍｇ］の比をＡ［ｍｇ／ｇ］とし、上記リチウム遷移金属酸化物及び上記被覆層からなる部分のＢＥＴ比表面積をＢ［ｍ
２
／ｇ］とした場合に、Ａ／Ｂが０．４ｍｇ／ｍ
２
以上９．０ｍｇ／ｍ
２
以下である蓄電素子用の正極活物質。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
上記リチウム遷移金属酸化物の平均一次粒子径に対する平均粒径の比が５以下の粒子である請求項１に記載の蓄電素子用の正極活物質。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蓄電素子用の正極活物質を備える蓄電素子用の正極。
【請求項４】
請求項３に記載の蓄電素子用の正極を備える蓄電素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電素子用の正極活物質、蓄電素子用の正極及び蓄電素子に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン非水電解質二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極を有する電極体、及び電極間に介在する非水電解質を備え、両電極間で電荷輸送イオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ、及び非水電解質以外の電解質が用いられた蓄電素子等も広く普及している。
【０００３】
蓄電素子に用いられる正極活物質として、マンガン酸リチウム等のスピネル型構造を有するリチウム遷移金属酸化物が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－０４５９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄電素子の正極に、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物を含む正極活物質を用いると、リチウム遷移金属酸化物から遷移金属イオンが蓄電素子の電解質中に溶出する場合がある。このようにリチウム遷移金属酸化物から遷移金属イオンが電解質中に溶出すると、充放電の繰り返しに伴って放電容量が低下し得る。
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物を含み、充放電サイクル後の蓄電素子の放電容量維持率の低下を抑制できる蓄電素子用の正極活物質、並びにこのような蓄電素子用の正極活物質を備える蓄電素子用の正極及び蓄電素子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】
本発明の一側面に係る蓄電素子用の正極活物質は、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物と、上記リチウム遷移金属酸化物を均一に被覆する被覆層とを有し、上記被覆層がニオブ元素又はリン元素を含み、上記リチウム遷移金属酸化物及び上記被覆層の合計質量［ｇ］に対する上記ニオブ元素及び上記リン元素の合計質量［ｍｇ］の比をＡ［ｍｇ／ｇ］とし、上記リチウム遷移金属酸化物及び上記被覆層からなる部分のＢＥＴ比表面積をＢ［ｍ
２
／ｇ］とした場合に、Ａ／Ｂが０．４ｍｇ／ｍ
２
以上９．０ｍｇ／ｍ
２
以下である。
【０００８】
本発明の他の一側面に係る蓄電素子用の正極は、本発明の一側面に係る蓄電素子用の正極活物質を備える。
【０００９】
本発明の他の一側面に係る蓄電素子は、本発明の一側面に係る蓄電素子用の正極を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のいずれかの一側面によれば、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物を含み、充放電サイクル後の蓄電素子の放電容量維持率の低下を抑制できる蓄電素子用の正極活物質、並びにこのような蓄電素子用の正極活物質を備える蓄電素子用の正極及び蓄電素子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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