開放特許抄録集化学関係

整理番号:0135

リチウム二次電池正極材料及びその製造方法

利用分野

携帯型電子機器、電気自動車,大型蓄電池

発明者

小松　高行
本間　剛
紅野　安彦
広瀬　景太

発明の目的

配向性が高く、イオン導電性に優れたLiFePO4結晶系のリチウム二次電池正極材料とすることを目的とします。

概要

所定割合のLi2Oと、Fe2O3と、P2O5と、さらにMgO、TiO2、V2O5、MnO2、Co3O4、NiO、Nb2O5、MoO3、WO3及び希土類酸化物から選ばれる少なくとも1種の原料を所定割合で混合し、これを溶融、冷却して前駆体ガラスを作製します。

そして、ガラス転移温度またはそれ以上の温度で熱処理、又はレーザ照射で加熱することによりNASICON型、オリビン型、スピネル型及びこれらの固溶体からなるリチウム二次電池正極材料を得ます。

特徴・効果

本発明の製造方法によれば、配向性が高く、イオン導電性に優れたLiFePO4結晶系のリチウム二次電池正極材料を、簡便な方法でしかも効率よく得ることができます。

発明の詳細・図面等

【特許請求の範囲】

モル％表示で、Ｌｉ２Ｏが１０～５０％、Ｆｅ２Ｏ３が１０～４０％、Ｐ２Ｏ５が２０～５０％、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＷＯ３及び希土類酸化物から選ばれる少なくとも１種が０．５～３２％の割合となるように各成分の出発原料を混合し、混合物を溶融した後、冷却してリチウム二次電池正極材料用前駆体ガラスを製造する工程と、前記リチウム二次電池正極材料用前駆体ガラスにレーザを照射し、レーザの照射部分にオリビン型結晶を析出させる工程とを有するとともに、リチウム二次電池正極材料用前駆体ガラスを製造する工程において、下記（Ａ）～（Ｃ）の少なくとも１工程を付加して鉄の原子価を＋２価に調整することを特徴とするリチウム二次電池正極材料の製造方法。

（Ａ）

Ｆｅ２Ｏ３源として２価の鉄イオンを含む化合物を用いる。

（Ｂ）

混合物を不活性雰囲気中または還元雰囲気中で溶融する。

（Ｃ）

混合物に還元剤を加えて溶融する。

$00A0

【詳細】

モル%表示で、Li2Oを10～50%、Fe2O3を10～40%、P2O5を20～50%、MgO、TiO2、V2O5、MnO2、Co3O4、NiO、Nb2O5、MoO3、WO3及び希土類酸化物から選ばれる少なくとも1種を0.5～32%の割合で混合し、溶融、冷却して前駆体ガラスを作製し、ガラス転移温度またはそれ以上の温度での熱処理、もしくはレーザ照射による加熱によってNASICON型、オリビン型、スピネル型及びこれらの固溶体からなるリチウム二次電池正極材料を得ます。

図は、本発明のＸ線回折パターンで、特に図中(a)のハローパターンでは前駆体ガラスは均一（非晶質体）であり、(b)、(c)のハローパターンでは結晶特有の回折パターンを示しています。

$00A0

本発明のＸ線回折パターン