Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP6566584B2 - リチウム二次電池の製造方法及びそれを用いて製造されるリチウム二次電池 - Google Patents

リチウム二次電池の製造方法及びそれを用いて製造されるリチウム二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP6566584B2
JP6566584B2 JP2017522624A JP2017522624A JP6566584B2 JP 6566584 B2 JP6566584 B2 JP 6566584B2 JP 2017522624 A JP2017522624 A JP 2017522624A JP 2017522624 A JP2017522624 A JP 2017522624A JP 6566584 B2 JP6566584 B2 JP 6566584B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
lithium secondary
voltage
activation process
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017522624A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018518793A (ja
Inventor
イル・ホン・キム
キョン・ホ・キム
ヘ・ジン・ハ
Original Assignee
エルジー・ケム・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エルジー・ケム・リミテッド filed Critical エルジー・ケム・リミテッド
Publication of JP2018518793A publication Critical patent/JP2018518793A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6566584B2 publication Critical patent/JP6566584B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/446Initial charging measures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/044Activating, forming or electrochemical attack of the supporting material
    • H01M4/0445Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling
    • H01M4/0447Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling of complete cells or cells stacks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本出願は、2015年06月26日付けの韓国特許出願第2015−0091086号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、リチウム二次電池の製造方法及びそれを用いて製造されるリチウム二次電池に関する。
モバイル機器に対する技術開発及び需要の増加に伴い、エネルギー源としての二次電池の需要が急増しており、そのような二次電池の中でも、高いエネルギー密度と電圧を有し、サイクル寿命が長く、自己放電率の低いリチウム二次電池が商用化されて広く使用されている。
このようなリチウム二次電池の活物質としては、主にリチウム含有コバルト酸化物(LiCoO)が使用されており、その他に、層状結晶構造のLiMnO、スピネル結晶構造のLiMnなどのリチウム含有マンガン酸化物、及びリチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO)の使用も考慮されている。
LiCoOは、優れたサイクル特性などの諸物性に優れているので現在多く使用されているが、安全性が低く、原料としてのコバルトの資源的限界により高価であり、電気自動車などのような分野の動力源として大量使用するには限界がある。LiNiOは、その製造方法による特性上、合理的なコストで実際の量産工程に適用するのに困難がある。
一方、LiMnO、LiMnなどのリチウムマンガン酸化物は、原料として資源が豊富で環境に優しいマンガンを使用するという利点を有しているので、LiCoOを代替し得る正極活物質として多くの関心を集めている。しかし、これらのリチウムマンガン酸化物もまた、サイクル特性などが悪いという欠点を有している。
まず、LiMnOは、初期容量が小さく、特に、一定の容量に到達するまで数十回の充放電サイクルが必要であるという欠点を有している。また、LiMnは、サイクルが進むにつれて容量の低下が深刻になり、特に、50℃以上の高温で電解液の分解、マンガンの溶出などによりサイクル特性が急激に低下するという欠点を有している。
一方、リチウム含有マンガン酸化物の中にはLiMnO、LiMn以外に、LiMnOがある。LiMnOは、構造的安定性が非常に優れているが、電気化学的に不活性であるため、それ自体としては二次電池の正極活物質として使用できない。したがって、一部の先行技術では、LiMnOをLiMO(M=Co、Ni、Ni0.5Mn0.5、Mn)と固溶体を形成して正極活物質として使用する技術を提示している。
このようなLiMnOを含有する正極活物質は、Mnを多く含有しているため、非常に安価であり、高電圧で容量が大きく、安定しているという利点を有しているが、4.4〜4.6Vの平坦区間に対する活性化(activation)区間が過ぎた後、層状構造からスピネル(spinel)構造に転移が起こってドメイン(domain)間の接触が緩むため、構造的変化が激しく、電気的特性を向上させるのに限界があった。
また、このようなマンガン過量の正極活物質は、4.3V〜4.5V以上の高電圧でリチウムと酸素が結晶構造から離脱して電気化学的活性を示すようになるため、高容量を発現するために高電圧で作動させるが、初期活性化過程で活性化されなかった領域が、高電圧でサイクルが進むにつれて持続的に活性化されて、正極活物質から起因する酸素が電解液との副反応をもたらすことで、多量のガスを発生させるという問題がある。
特に、角形及び円形電池とは異なり、パウチ型電池の場合には、電池の外形を一定の力で維持させることが難しいため、前記発生したガスによりパウチが膨らんでベンティング(venting)されたり、電極間にガスがトラップ(trap)されて存在したりすることにより、電極の均一且つ円滑な反応を妨げることがある。また、サイクル過程でガスが発生すると、電極間にトラップされるガスがLiイオンの移動を妨げ、円滑な移動が妨げられたLiイオンは負極表面で析出してLiプレーティング(Li plating)現象を発生させ、これは、電池の抵抗増加及び劣化に影響を及ぼすことになる。それだけでなく、可逆LiイオンがLiプレーティングにより損失が発生するため、放電過程で不可逆容量が増加してしまい、効率を減少させる。さらに、トラップされたガスは、初期サイクルだけでなく、サイクルが進むにつれて持続的にLiイオンの移動を妨げるため、Liプレーティング現象が重なって電池の寿命減少に大きな影響を及ぼすという問題がある。
したがって、上記のような問題を解決できる技術に対する必要性が非常に高いのが実情である。
本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
本出願の発明者らは、鋭意研究と様々な実験を重ねた結果、後述するように、特定の化学式を有するリチウム遷移金属酸化物を正極活物質として含む二次電池を、特定の元素のドーピング量に応じて充放電の電圧範囲及び回数を異ならせて活性化過程を行って製造する場合、前記元素のドーピングによって正極活物質の構造的安定性を確保することができると共に、従来の活性化過程を行った場合と比較して、活性化容量及び効率などの電池特性は同等の水準に維持しながらも、サイクル過程で発生するガス量は減少させることができることを確認し、本発明を完成するに至った。
したがって、本発明に係るリチウム二次電池の製造方法は、正極活物質を含むリチウム二次電池を製造する方法であって、前記正極活物質は、下記化学式1で表される化合物から選択された1つ以上のリチウム遷移金属酸化物を含み;下記化学式1のMのドーピング量に応じて充放電の電圧範囲及び回数を異ならせてリチウム二次電池の活性化過程を行うことを特徴とする。
(1−x)LiM2−y−xLi2−wMn1−z1z3−y’y’ (1)
上記式中、
M’は、Mnであり;
Mは、Ni、Ti、Co、Al、Cu、Fe、Mg、V、B、Cr、Zr、Zn及び2周期の遷移金属からなる群から選択される1つ以上であり;
は、Ru、Mo、Nb、Te、Re、Ti、Zr、Ir、Pt、Cr、S、W、Os、及びPoからなる群から選択される1つ以上であり;
Eは、アルカリ金属であり;
Aは、PO、BO、CO、F及びNOのアニオンからなる群から選択される1つ以上であり;
0<x<1;0≦y≦0.02;0≦y’≦0.02;0<z≦0.6;0≦w≦0.5;0≦a≦0.5;0.5≦b≦1.0;a+b=1である。
このとき、前記xの範囲は、詳細には0.4≦x≦0.6であってもよく、より詳細には、xは0.5であってもよく、前記Mは、詳細には、Ru、Mo、S、W、Os、及びPoからなる群から選択される1つ以上であってもよく、より詳細には、Ruであってもよい。また、前記化学式1から前記Mのドーピング量(z)は0.6以下であってもよく、前記化学式1で表される化合物に含まれる遷移金属全体の総モルを基準とする場合には、最も好ましい含量が10〜30モル%であってもよい。
また、前記Eのアルカリ金属は、詳細には、ナトリウム(Na)又はカリウム(K)であってもよい。
一方、前記化学式1で表される化合物は、化学式1に示されたように、層状型のLiM’O2−yとLiMn1−z1z3−y’y’の固溶体の形態であって、層状型のLiM’O2−yは、一つの結晶構造に2つのM’O2−y層が存在し、各M’O2−y層間にLiイオンが存在する形態であり、LiMn1−z1z3−y’y’において、マンガンは、安定した4価のカチオンとして存在し、拡散のための活性化障壁が高いため、層状構造を安定化させるのに寄与する。また、LiM’O2−yは、可逆的な充放電を行う活性領域であり、LiMn1−z1z3−y’y’は、電気化学反応を起こす電圧、すなわち、活性電圧以下ではMn4+を有する非活性領域である。ここで、前記活性電圧は、Mのドーピング量に応じて変わる。
このような前記LiMn1−z1z3−y’y’は、上述したように、活性電圧以下では非活性であるが、活性電圧以上の電圧を加えると、リチウムと酸素が結晶構造から離脱して電気化学反応が起こり、この場合、MnOが生成されながら活性物質に変わるようになる。
したがって、本発明の前記化学式1で表される化合物から選択された1つ以上のリチウム遷移金属酸化物を正極活物質として含むリチウム二次電池は、高電圧での活性化過程が必須である。
しかし、通常、マンガン過量のリチウム遷移金属酸化物の活性化過程は、2.5V〜4.8Vの電圧帯で充放電を1回行うことが全てであった。すなわち、4.4V以上の高電圧で充電した後、2.5Vまで放電する過程を1回行うことによって活性化過程を行った。
しかし、本出願の発明者らが確認したところによれば、前記のように2.5Vまで放電する過程を経る場合には、前記正極活物質からMn3+の形態を有する物質の発生により、Mn3+が不均一反応によってMn2+とMn4+との形態に分解され、そのうちMn2+が電解質に溶出(dissolution)することにより、電池が劣化する問題があっただけでなく、1回の活性化過程だけではまだ活性化されていない領域が存在することにより、その後、高電圧でサイクルが進む場合、活性化過程で活性化されなかった領域が持続的に活性化されるため、正極活物質から離脱するリチウムと酸素が、負極表面でのリチウム析出、及び酸素と電解液の副反応による多量のガスを発生させる問題があった。
そこで、本出願の発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、従来の活性化過程から外れ、特定の条件で活性化過程を行う場合、マンガンの溶出や、活性化段階で正極活物質の活性化されていない領域が存在する問題を解決して、電池の劣化の問題点を解決できることを確認した。
また、本出願の発明者らは、最適の活性化条件を研究した結果、本発明に係る前記化学式1で表されるリチウム遷移金属酸化物を含む二次電池は、Mのドーピング量に応じて活性化電圧に差があることを確認した。これから、前記リチウム遷移金属酸化物の組成、特にMのドーピング量を考慮して、それに合う適切な充放電の電圧範囲及び回数を見つけ出すことによって、ドーピング量と、これによる最も適切な活性化条件との関係を見出した。
具体的に、前記活性化過程の充放電の電圧(V)範囲は、正極電位を基準として下式(I)の条件を満足する範囲であってもよい。
4.0−kD≦V≦4.8−kD (I)
前記において、
kは、電圧降下定数であって、0.3≦k≦0.6であり;
は、Mのドーピング量(z)である。
ここで、前記電圧降下定数kは、Mがドープされていない場合を基準とするとき、Mがドーピングされることによる充放電の電圧範囲の降下の程度を示す定数であって、より詳細には1/3≦k≦0.5であってもよい。
前記式(I)の条件で表される前記活性化過程の充放電の電圧(V)範囲は、充電及び放電が行われる全体区間を示したもので、前記範囲内で充電及び放電を行うことを意味する。
より具体的に、前記活性化過程の充電電圧は、リチウム遷移金属酸化物のLiMn1−z1z3−y’y’が電気化学反応を起こし始める電圧(活性電圧:V)以上〜4.8−kD(V)以下であり;前記活性化過程の放電電圧は、4.0−kD(V)以上〜活性電圧(V)未満であってもよく、前記活性電圧は、Mのドーピング量、対応する負極活物質の構成、及び電池セルの構造などによって少しずつ異なり、このとき、活性電圧(V)は、下式(II)の条件を満足する範囲であってもよい。
=Vs.a−kD (II)
前記において、
s.aは、Mがドープされていない標準活性電圧であって、4.3≦Vs.a≦4.5であり;
k及びDは、式(I)と同様である。
ここで、前記活性電圧(V)は、前記でも説明したように、LiMn1−z1z3−y’y’が電気化学反応を起こし始める電圧を意味するもので、容量対比電圧グラフでは、平坦区間で示され(図1参照)、前記式(II)に示されたように、本発明に係るリチウム遷移金属酸化物を含む二次電池の活性電圧は、Mがドープされていない場合の活性電圧(Vs.a)を基準として、前記式(I)と同様に、電圧降下定数(k)とMのドーピング量(z)とを掛けた値を引いたものと同一である。
前記内容に基づいて例を挙げると、本発明に係るリチウム遷移金属酸化物のMのドーピング量(z)が0.3であり、電圧降下定数が1/3である場合、活性電圧は4.2V〜4.4Vとなる。このとき、本発明に係る活性化過程は、活性電圧が4.2Vである場合には、4.2V〜4.7V以下の電圧範囲で充電し、3.9V〜4.2V未満の電圧範囲で放電して行うことができ、活性電圧が4.3Vである場合には、4.3V〜4.7V以下の電圧範囲で充電し、3.9V〜4.3V未満の電圧範囲で放電して行うことができ、活性電圧が4.4Vである場合には、4.4V〜4.7V以下の電圧範囲で充電し、3.9V〜4.4V未満の電圧範囲で放電して行うことができる。
前記範囲を外れ、過度に低い範囲で放電及び充電して活性化過程を行う場合には、正極活物質が活性化されない領域が依然として多く存在するため、本発明の所望の効果を得ることが難しく、過度に高い範囲で放電及び充電して活性化過程を行う場合には、正極活物質の損傷が非常に大きくなり、むしろ電池が劣化する問題があるため、好ましくない。
このような活性化過程の電圧範囲は、より詳細には、下式(IV)を満足し得る。
4.2−kD≦V≦4.6−kD (IV)
前記において、
kは、電圧降下定数であって、0.3≦k≦0.6であり;
は、Mのドーピング量(z)である。
一方、前記高電圧活性化過程は、前記電圧範囲のみならず、充電及び放電の回数も非常に重要であり、これもまた、前記と同様にMのドーピング量に応じて変わる。
具体的に、前記活性化過程の充放電の回数(N)は、下式(III)の条件を満足する範囲であってもよい。
5−k’D≦N≦20−k’D (III)
前記において、
は、前記条件(III)の範囲内の整数であり;
k’は、回数減少定数であって、3≦k’≦8であり;
は、Mのドーピング量(z)である。
ここで、前記回数減少定数k’は、Mがドープされていない場合を基準とするとき、Mがドーピングされることによる充放電回数の減少の程度を示す定数であって、より詳細には4≦k’≦7であってもよい。
前記式(III)の条件で表された前記活性化過程の充放電の回数(N)は、充電及び放電を一回と見なすときに行う活性化過程中の充放電の回数であって、前記範囲内に存在する整数であり得る。例えば、本発明に係るリチウム遷移金属酸化物のMのドーピング量(z)が0.3であり、回数減少定数が5である場合、前記式(III)は、3.5≦N≦18.5となるので、このとき、充放電の回数(N)は、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18から選択され得、選択された回数だけ活性化過程での充放電が行われ得る。
前記範囲を外れ、過度に少ない回数で行う場合(行わない場合も含む)には、上述したように、正極活物質が活性化されない領域が依然として多く存在するため、本発明の所望の効果を得ることが難しく、過度に多く行う場合には、正極活物質の損傷が非常に大きくなり、むしろ電池が劣化する問題があるため、好ましくない。
このような活性化過程での充放電の回数は、より詳細には、下式(V)を満足し得る。
6−k’D≦N≦18−k’D (V)
前記において、
は、前記条件(V)の範囲内の整数であり;
k’は、回数減少定数であって、3≦k’≦8であり;
は、Mのドーピング量(z)である。
一方、上述したように、高電圧活性化過程では、前記化学式1で表される化合物、すなわち、リチウム遷移金属酸化物を含む正極活物質から起因する酸素が電解液との副反応をもたらすことで、多量のガスを発生させることが一般的である。したがって、この場合、発生したガスを除去する過程が必要であるため、前記活性化過程は、充電及び放電の繰り返しによって発生したガスを除去する過程をさらに含むことができる。
前記ガスを除去する過程は、複数回の充放電が全て終わった、活性化過程の最後の段階で行うことができ、活性化過程の最後の段階で行うことを含む場合であれば、その中間段階で行われることを限定するものではなく、その回数もまた限定されない。すなわち、前記ガスを除去する過程は、活性化過程の最後の段階でのみ行われてもよく、前記活性化過程の中間段階及び最後の段階の2回以上の段階にわたって行われてもよい。
このとき、前記ガスの除去方法は、特に限定されず、当該技術分野における公知の方法を用いることができる。
さらに、一具体例において、前記化学式1で表される化合物は、前記M’の濃度が粒子の半径方向に濃度勾配を有し、前記LiMn1−z1z3−y’y’成分と前記LiM2−y成分の全体濃度に対する前記LiMn1−z1z3−y’y’成分の濃度が粒子の半径方向に濃度勾配を有し、前記LiMn1−z1z3−y’y’成分の濃度が、粒子の中心部に比べて粒子の表面部で高くてもよい。具体的に、LiMn1−z1z3−y’y’成分の濃度の粒子中心部と粒子表面部での差は0.01〜0.9であってもよい。
より詳細には、前記化学式1において、前記M’は、粒子の中心部ではNi1−x1−y1Cox1Mny1(0≦1−x1−y1≦0.9、0.1≦x1≦0.8、0≦y1≦0.3)であり、粒子の表面部ではNi1−x2−y2Cox2Mny2(0≦1−x2−y2≦0.9、0≦x2≦0.5、0.2≦y2≦0.5)で表され、前記Ni、Mn、及びCoの濃度が粒子の半径方向に濃度勾配を有し、y1≦y2、x2≦x1の関係を満足し得る。
ここで、粒子の中心部は、粒子の中央から0.01μm〜0.1μm前後を示し、粒子の表面部は、粒子の外表面から内部方向に0.01μm〜0.1μm前後を示す。
このような濃度勾配を有する化合物を製造する方法は、特に制限されず、中心部と表面部に遷移金属が濃度差を生じさせる方法であれば、制限なしに使用可能である。
一具体例において、本発明に係る正極活物質は、前記化学式1で表される化合物から選択された1つ以上のリチウム遷移金属酸化物以外に、リチウムコバルト酸化物(LiCoO)、リチウムニッケル酸化物(LiNiO)などの層状化合物や、1つまたはそれ以上の遷移金属で置換された化合物;化学式Li1+xMn2−x(ここで、xは0〜0.33である)、LiMnO、LiMn、LiMnOなどのリチウムマンガン酸化物;リチウム銅酸化物(LiCuO);LiV、LiFe、V、Cuなどのバナジウム酸化物;化学式LiNi1−x(ここで、M=Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、BまたはGaであり、x=0.01〜0.3である)で表されるNiサイト型リチウムニッケル酸化物;化学式LiMn2−x(ここで、M=Co、Ni、Fe、Cr、ZnまたはTaであり、x=0.01〜0.1である)またはLiMnMO(ここで、M=Fe、Co、Ni、CuまたはZnである)で表されるリチウムマンガン複合酸化物;LiNiMn2−xで表されるスピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物;化学式のLiの一部がアルカリ土金属イオンで置換されたLiMn;ジスルフィド化合物;Fe(MoOなどを含むことができ、この場合、前記化学式1で表される化合物から選択された1つ以上のリチウム遷移金属酸化物は、正極活物質の全重量を基準として60重量%以上、より詳細には80重量%以上含まれてもよい。
本発明はまた、前記製造方法で製造したリチウム二次電池を提供する。
このように、前記化学式1で表される化合物から選択された1つ以上のリチウム遷移金属酸化物を正極活物質として含み、特定の条件の活性化過程を経て製造されたリチウム二次電池は、活性化過程を経た後、100回以上のサイクルの間に発生した総ガス量が2000ml以下であってもよく、より詳細には、100回以上のサイクルの間に発生した総ガス量が1000ml以下であってもよい。
一方、前記リチウム二次電池は、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、リチウムイオンポリマー電池からなる群から選択された1つであってもよい。
このようなリチウム二次電池は、通常、前記正極、負極、及び前記正極と負極との間に介在する分離膜で構成された電極組立体が電池ケースに内蔵されている状態でリチウム塩含有非水電解質で含浸されている構造となっている。
前記正極は、正極集電体上に前記正極活物質、導電材及びバインダーの混合物である電極合剤を塗布した後、乾燥して製造され、必要に応じて、前記混合物に充填剤をさらに添加することもある。
前記正極集電体は、一般的に3〜500μmの厚さに製造される。このような正極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せずに高い導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、またはアルミニウムやステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したものなどを使用することができる。集電体は、その表面に微細な凹凸を形成して正極活物質の接着力を高めることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの様々な形態が可能である。
前記導電材は、通常、正極活物質を含む混合物の全重量を基準として1〜50重量%添加される。このような導電材は、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛;カーボンブラック、アセチレンブラック、ケチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック;炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維;フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末;酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー;酸化チタンなどの導電性金属酸化物;ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などを使用することができる。
前記バインダーは、活物質と導電材などの結合及び集電体に対する結合を助ける成分であって、通常、正極活物質を含む混合物の全重量を基準として1〜50重量%添加される。このようなバインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース(CMC)、澱粉、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、様々な共重合体などを挙げることができる。
前記充填剤は、正極の膨張を抑制する成分として選択的に使用され、当該電池に化学的変化を誘発せずに繊維状材料であれば特に制限されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系重合体;ガラス繊維、炭素繊維などの繊維状物質が使用される。
前記負極は、負極集電体上に負極活物質を塗布、乾燥及びプレスして製造され、必要に応じて、上述したような導電材、バインダー、充填剤などが選択的にさらに含まれてもよい。
前記負極活物質は、例えば、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素;LiFe(0≦x≦1)、LiWO(0≦x≦1)、SnMe1−xMe’(Me:Mn、Fe、Pb、Ge;Me’:Al、B、P、Si、周期律表の1族、2族、3族元素、ハロゲン;0<x≦1、1≦y≦3、1≦z≦8)などの金属複合酸化物;リチウム金属;リチウム合金;ケイ素系合金;錫系合金;SnO、SnO、PbO、PbO、Pb、Pb、Sb、Sb、Sb、GeO、GeO、Bi、Bi、及びBiなどの金属酸化物;ポリアセチレンなどの導電性高分子;Li−Co−Ni系材料;チタン酸化物;リチウムチタン酸化物などを使用することができる。
前記負極集電体は、一般的に3〜500μmの厚さに製造される。このような負極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せずに導電性を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅やステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したもの、アルミニウム−カドミウム合金などを使用することができる。また、正極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成して負極活物質の結合力を強化させることもでき、フィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体などの様々な形態で使用することができる。
前記分離膜は、正極と負極との間に介在し、高いイオン透過度及び機械的強度を有する絶縁性の薄い薄膜が使用される。一般的に、分離膜の気孔径は0.01〜10μmであり、厚さは5〜300μmである。このような分離膜としては、例えば、耐化学性及び疎水性のポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマー;ガラス繊維又はポリエチレンなどで作られたシートや不織布などが使用される。電解質としてポリマーなどの固体電解質が使用される場合には、固体電解質が分離膜を兼ねることもできる。
前記電池ケースは、金属缶、または樹脂層と金属層を含むラミネートシートのパウチ型電池ケースであってもよく、詳細にはパウチ型電池ケースであってもよい。上述したように、パウチ型電池ケースは、電池の外形を一定の力で維持させることが難しいため、活性化過程で活性化されなかった領域が高電圧でサイクルが進むにつれて持続的に活性化されることによって発生したガスにより、パウチが膨らんでベンティング(venting)されたり、電極間にガスがトラップ(trap)されて存在したりして、ガスがLiイオンの移動を妨げることによって、電極の均一且つ円滑な反応を妨げる問題が大きいため、本発明に係る二次電池の製造方法を適用する場合、さらに大きな効果を奏することができる。
前記リチウム塩含有非水電解質は、非水電解液及びリチウム塩からなっており、前記非水電解液としては、非水系有機溶媒、有機固体電解質、無機固体電解質などが使用されるが、これらに限定されるものではない。
前記非水系有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン(franc)、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、ギ酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒を使用することができる。
前記有機固体電解質としては、例えば、ポリエチレン誘導体、ポリエチレンオキシド誘導体、ポリプロピレンオキシド誘導体、リン酸エステルポリマー、ポリエジテーションリシン(agitation lysine)、ポリエステルスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、イオン性解離基を含む重合体などを使用することができる。
前記無機固体電解質としては、例えば、LiN、LiI、LiNI、LiN−LiI−LiOH、LiSiO、LiSiO−LiI−LiOH、LiSiS、LiSiO、LiSiO−LiI−LiOH、LiPO−LiS−SiSなどのLiの窒化物、ハロゲン化物、硫酸塩などを使用することができる。
前記リチウム塩は、前記非水系電解質に溶解しやすい物質であって、例えば、LiCl、LiBr、LiI、LiClO、LiBF、LiB10Cl10、LiPF、LiCFSO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiAlCl、CHSOLi、(CFSONLi、クロロボランリチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、4フェニルホウ酸リチウム、イミドなどを使用することができる。
また、前記リチウム塩含有非水電解質には、充放電特性、難燃性などの改善を目的として、例えば、ピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、n−グリム(glyme)、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、N−置換オキサゾリジノン、N,N−置換イミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ピロール、2−メトキシエタノール、三塩化アルミニウムなどが添加されてもよい。場合によっては、不燃性を付与するために、四塩化炭素、三フッ化エチレンなどのハロゲン含有溶媒をさらに含ませることもでき、高温保存特性を向上させるために二酸化炭酸ガスをさらに含ませることもでき、FEC(Fluoro−Ethylene Carbonate)、PRS(Propene sultone)などをさらに含ませることができる。
一具体例において、LiPF、LiClO、LiBF、LiN(SOCFなどのリチウム塩を、高誘電性溶媒であるEC又はPCの環状カーボネートと、低粘度溶媒であるDEC、DMC又はEMCの線状カーボネートとの混合溶媒に添加して、リチウム塩含有非水系電解質を製造することができる。
本発明は、前記二次電池を単位電池として含む電池モジュール、前記電池モジュールを含む電池パック、及び前記電池パックを電源として含むデバイスを提供する。
このとき、前記デバイスの具体例としては、電池的モータによって動力を受けて動くパワーツール(power tool);電気自動車(Electric Vehicle、EV)、ハイブリッド電気自動車(Hybrid Electric Vehicle、HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(Plug−in Hybrid Electric Vehicle、PHEV)などを含む電気車;電気自転車(E−bike)、電気スクーター(E−scooter)を含む電気二輪車;電気ゴルフカート(electric golf cart);電力貯蔵用システムなどを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
実験例1に係る容量による電圧のグラフである。
以下では、本発明の実施例を参照して説明するが、以下の実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明の範疇がこれらに限定されるものではない。
<実施例1>
リチウム二次電池の製造
正極活物質として0.5LiNi0.5Mn0.5−0.5LiMn0.7Ru0.390重量%、導電材として天然黒鉛5.0重量%、バインダーとしてPVdF5.0重量%を溶剤であるNMPに入れてミキシング(mixing)して、正極合剤を製造し、20μmの厚さのアルミニウム箔に前記正極合剤を200μmの厚さでコーティングした後、圧延及び乾燥して、正極を製造した。
負極活物質として人造黒鉛95重量%、導電材(Super−P)1.5重量%及びバインダー(PVdF)3.5重量%を溶剤であるNMPに入れてミキシング(mixing)して、負極合剤を製造し、20μmの厚さの銅箔に前記負極合剤を200μmの厚さでコーティングした後、圧延及び乾燥して、負極を製造した。
前記正極と負極との間に多孔性ポリエチレン分離膜を介在させた後、EC:EMC=1:2のcarbonate solventにLiPFが1M溶解している電解液を注入して、リチウム二次電池を製造した。
活性化過程
上記のように製造されたリチウム二次電池を、0.1Cの条件で4.5Vで充電した後、4.1Vに放電する過程を15回行った。
<実施例2>
前記実施例1において、正極活物質として0.5LiNi0.5Mn0.5−0.5LiMn0.4Ru0.690重量%を使用してリチウム二次電池を製造し、その活性化過程を、0.1Cの条件で4.4Vで充電した後、4.0Vに放電する過程を10回行った以外は、実施例1と同様に製造した。
<比較例1>
前記実施例1において、正極活物質として0.5LiNi0.5Mn0.5−0.5LiMn0.4Ru0.990重量%を使用してリチウム二次電池を製造し、その活性化過程を、0.1Cの条件で4.3Vで充電した後、3.9Vに放電する過程を5回行った以外は、実施例1と同様に製造した。
<比較例2>
前記実施例1において、正極活物質として0.5LiNi0.5Mn0.5−0.5LiMnO90重量%を使用してリチウム二次電池を製造し、その活性化過程を、0.1Cの条件で4.6Vで充電した後、4.2Vに放電する過程を20回行った以外は、実施例1と同様に製造した。
<実験例1>
前記実施例1及び2、及び比較例1及び2で製造されたリチウム二次電池の情報(酸化/還元による可逆理論容量、活性化による酸素発生理論容量など)、及びこれらを活性化過程の後、0.1Cの条件で4.6V〜2.5Vの電圧領域で充電及び放電を行い、プラトー(plateau)以前容量、1番目の放電容量及び効率を確認し、これを、下記図1及び表1に示す。
Figure 0006566584
図1及び表1を参照すると、Ruのドーピングによって活性電圧が降下することがわかり、Ruがドープされたリチウム遷移金属酸化物を正極活物質として含む実施例1及び2の二次電池が、ドープされていない比較例2の二次電池よりもMn4+/3++O2−/O の理論容量が低く、Ni2+/4++Ru4+/5+の理論容量が高いことを確認でき、したがって、構造的安定性に有利であることを認識できる。これによって、実際にプラトー前の測定容量と放電容量が高く示されることを確認できる。一方、比較例1からわかるように、Ruのドーピング量が所定範囲以上に増加する場合には、Mn4+/3++O2−/O の理論容量が低く、Ni2+/4++Ru4+/5+の理論容量が高いため、構造的安定性は高くなる一方、相対的にMn、Niの含量が減少し、実質的な充放電容量が減少するため、これから、さらに適切なRuのドーピング量を認識できる。
本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
以上で説明したように、本発明に係るリチウム二次電池の製造方法は、特定の元素のドーピング量に応じて充放電の電圧範囲及び回数を異ならせるリチウム二次電池の活性化過程を含むことによって、前記元素のドーピングによって正極活物質の構造的安定性を確保することができると同時に、既存の活性化過程を行って製造されたリチウム二次電池と比較して、活性化直後の放電容量及び効率などの電池特性は同等の水準に維持しながらも、サイクル過程で発生する酸素による電解液の追加的な副反応を抑制することによって、サイクル過程で発生するガス量を減少させるところ、優れた寿命特性を発揮できる効果がある。

Claims (10)

  1. 正極活物質を含むリチウム二次電池を製造する方法であって、
    前記正極活物質は、下記化学式1で表される化合物から選択された1つ以上のリチウム遷移金属酸化物を含み、
    下記化学式1のMのドーピング量に応じて充放電の電圧範囲及び回数を異ならせてリチウム二次電池の活性化過程を行い、
    前記活性化過程の充放電の電圧(V )範囲は、正極電位を基準として下式(I)の条件を満足する範囲であり、
    4.0−kD ≦V ≦4.8−kD (I)
    前記において、
    kは、電圧降下定数であって、0.3≦k≦0.6であり、
    は、M のドーピング量(z)であり、
    前記活性化過程の充放電の回数(N )は、下式(III)の条件を満足する範囲であり、
    5−k’D ≦N ≦20−k’D (III)
    前記において、
    は、前記条件(III)の範囲内の整数であり、
    k’は、回数減少定数であって、3≦k’≦8であり、
    は、M のドーピング量(z)であることを特徴とする、リチウム二次電池の製造方法:
    (1−x)LiM2−y−xLi2−wMn1−z1z3−y’y’ (1)
    上記式中、
    M’は、Mnであり、
    Mは、Ni、Ti、Co、Al、Cu、Fe、Mg、V、B、Cr、Zr、Zn及び2周期の遷移金属からなる群から選択される1つ以上であり、
    は、Ru、Mo、Nb、Te、Re、Ti、Zr、Ir、Pt、Cr、S、W、Os、及びPoからなる群から選択される1つ以上であり、
    Eは、アルカリ金属であり、
    Aは、PO、BO、CO、F及びNOのアニオンからなる群から選択される1つ以上であり、
    0<x<1、0≦y≦0.02、0≦y’≦0.02、0<z≦0.6、0≦w≦0.5、0≦a≦0.5、0.5≦b≦1.0、a+b=1である。
  2. 前記Mは、Ru、Mo、S、W、Os、及びPoからなる群から選択される1つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  3. 前記MはRuであることを特徴とする、請求項2に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  4. 前記活性化過程の充電電圧は、リチウム遷移金属酸化物のLiMn1−z1z3−y’y’が電気化学反応を起こし始める電圧(活性電圧:V)以上〜4.8−kD(V)以下であり、
    前記活性化過程の放電電圧は、4.0−kD(V)以上〜活性電圧(V)未満であることを特徴とする、請求項に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  5. 前記活性電圧(V)は、下式(II)の条件を満足する範囲であることを特徴とする、請求項に記載のリチウム二次電池の製造方法:
    =Vs.a−kD (II)
    前記において、
    s.aは、Mがドープされていない標準活性電圧であって、4.3≦Vs.a≦4.5であり、
    k及びDは、式(I)と同様である。
  6. 前記活性化過程は、充電及び放電を繰り返すことによって発生したガスを除去する過程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  7. 前記ガスを除去する過程は、複数回の充放電が全て終わった活性化過程の最後の段階で行われることを特徴とする、請求項に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  8. 前記ガスを除去する過程は、活性化過程の中間段階及び最後の段階でそれぞれ行われることを特徴とする、請求項に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  9. 前記化学式において、前記M’の濃度が粒子の半径方向に濃度勾配を有し、前記LiMn1−z1z3−y’y’成分と前記LiM2−y成分の全体濃度に対する前記LiMn1−z1z3−y’y’成分の濃度が粒子の半径方向に濃度勾配を有し、前記LiMn1−z1z3−y’y’成分の濃度が、粒子の中心部に比べて粒子の表面部で高いことを特徴とする、請求項1に記載のリチウム二次電池の製造方法。
  10. 前記化学式において、前記M’は、粒子の中心部ではNi1−x1−y1Cox1Mny1(0≦1−x1−y1≦0.9、0.1≦x1≦0.8、0≦y1≦0.3)であり、粒子の表面部ではNi1−x2−y2Cox2Mny2(0≦1−x2−y2≦0.9、0≦x2≦0.5、0.2≦y2≦0.5)で表され、前記Ni、Mn、及びCoの濃度が粒子の半径方向に濃度勾配を有し、y1≦y2、x2≦x1の関係を満足することを特徴とする、請求項に記載のリチウム二次電池の製造方法。
JP2017522624A 2015-06-26 2016-06-24 リチウム二次電池の製造方法及びそれを用いて製造されるリチウム二次電池 Active JP6566584B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0091086 2015-06-26
KR20150091086 2015-06-26
PCT/KR2016/006732 WO2016209014A1 (ko) 2015-06-26 2016-06-24 리튬 이차전지의 제조방법 및 이를 사용하여 제조되는 리튬 이차전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018518793A JP2018518793A (ja) 2018-07-12
JP6566584B2 true JP6566584B2 (ja) 2019-08-28

Family

ID=57586433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017522624A Active JP6566584B2 (ja) 2015-06-26 2016-06-24 リチウム二次電池の製造方法及びそれを用いて製造されるリチウム二次電池

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10418670B2 (ja)
EP (1) EP3196970B1 (ja)
JP (1) JP6566584B2 (ja)
KR (1) KR102007503B1 (ja)
CN (1) CN107078356B (ja)
PL (1) PL3196970T3 (ja)
WO (1) WO2016209014A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019104544A1 (zh) * 2017-11-29 2019-06-06 厦门厦钨新能源材料有限公司 锂离子电池正极材料、其制备方法及锂离子电池
KR102617870B1 (ko) * 2018-07-25 2023-12-22 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 리튬 금속의 전처리 방법
KR102365086B1 (ko) * 2018-12-03 2022-02-18 주식회사 엘지에너지솔루션 비파괴적 활물질의 활성 면적 측정 방법
KR20210034985A (ko) * 2019-09-23 2021-03-31 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조방법
CN113036246B (zh) * 2021-03-05 2023-02-10 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种提高锂离子电池性能的方法及锂离子电池
CN114180637A (zh) * 2021-11-25 2022-03-15 哈尔滨工业大学 一种阳离子无序富锂正极材料及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6677082B2 (en) * 2000-06-22 2004-01-13 The University Of Chicago Lithium metal oxide electrodes for lithium cells and batteries
US7468223B2 (en) 2000-06-22 2008-12-23 Uchicago Argonne, Llc Lithium metal oxide electrodes for lithium cells and batteries
JP4539816B2 (ja) 2004-02-20 2010-09-08 日本電気株式会社 リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池
JP5625273B2 (ja) 2009-07-24 2014-11-19 日産自動車株式会社 リチウムイオン電池用正極材料の製造方法
JP5675128B2 (ja) 2009-08-28 2015-02-25 三洋電機株式会社 リチウムイオン二次電池
US20130078518A1 (en) * 2010-11-17 2013-03-28 Uchicago Argonne, Llc Electrode Structures and Surfaces For Li Batteries
JP2012195126A (ja) * 2011-03-16 2012-10-11 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池の前処理方法
JP5776996B2 (ja) * 2011-05-30 2015-09-09 住友金属鉱山株式会社 非水系二次電池用正極活物質及びその正極活物質を用いた非水系電解質二次電池
KR20130100625A (ko) * 2012-03-02 2013-09-11 삼성에스디아이 주식회사 리튬전지
KR20130111834A (ko) 2012-04-02 2013-10-11 삼성정밀화학 주식회사 리튬이온 이차전지 및 그것의 제조방법
KR101551520B1 (ko) 2012-04-30 2015-09-08 주식회사 엘지화학 출력 특성이 향상된 혼합 양극재 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR102007411B1 (ko) * 2013-01-07 2019-10-01 삼성에스디아이 주식회사 양극 활물질, 이를 포함하는 양극과 리튬 전지, 및 상기 양극 활물질의 제조방법
JP5813800B2 (ja) * 2013-03-26 2015-11-17 株式会社東芝 非水電解質電池および電池パック
KR101629482B1 (ko) * 2013-07-31 2016-06-10 주식회사 엘지화학 활성화 공정 중 전지를 가압하는 리튬 이차전지의 제조방법
KR101837586B1 (ko) * 2013-10-31 2018-03-12 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 리튬 이차전지
DE102013226011A1 (de) * 2013-12-16 2015-06-18 Robert Bosch Gmbh Elektrodenmaterial für eine Lithium-Zelle

Also Published As

Publication number Publication date
KR102007503B1 (ko) 2019-08-05
US20180123186A1 (en) 2018-05-03
CN107078356A (zh) 2017-08-18
PL3196970T3 (pl) 2019-06-28
JP2018518793A (ja) 2018-07-12
US10418670B2 (en) 2019-09-17
KR20170001640A (ko) 2017-01-04
EP3196970B1 (en) 2018-10-24
CN107078356B (zh) 2019-05-28
EP3196970A4 (en) 2018-01-03
EP3196970A1 (en) 2017-07-26
WO2016209014A1 (ko) 2016-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6370885B2 (ja) 電解液との反応を防止するためのコーティング層を含む電極
US9905841B2 (en) Cathode active material and lithium secondary battery including the same, and method of manufacturing cathode active material
JP6130051B2 (ja) エネルギー密度が向上した電極活物質及びそれを含むリチウム二次電池
US9673444B2 (en) Method of manufacturing electrode for lithium secondary battery and electrode manufactured using the same
JP6566584B2 (ja) リチウム二次電池の製造方法及びそれを用いて製造されるリチウム二次電池
US9991507B2 (en) Electrode for secondary battery having improved energy density and lithium secondary battery including the same
US10559824B2 (en) Positive electrode active material for lithium secondary battery including core containing lithium cobalt oxide and shell being deficient in lithium, and method of preparing the same
KR102147364B1 (ko) 금속이 도핑된 고전압용 양극 활물질
US20140349171A1 (en) Method of manufacturing electrode for lithium secondary battery and electrode manufactured using the same
JP2016522552A (ja) 寿命特性が向上した二次電池用負極活物質
KR102709297B1 (ko) 전극조립체 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
KR101239620B1 (ko) 향상된 레이트 특성의 이차전지용 양극 활물질
US10008720B2 (en) Method of preparing positive electrode active material for lithium secondary batteries
KR20160126840A (ko) 하나 이상의 코팅층을 포함하는 양극 활물질 입자 및 이의 제조 방법
US10573880B2 (en) Cathode active material for secondary battery with enhanced lifespan characteristics and method of preparing the same
CN109314238B (zh) 金属掺杂的高电压用正极活性材料
US9761864B2 (en) Cathode active material for high voltage lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
KR102297246B1 (ko) 리튬 이차전지용 양극 및 그를 포함하는 리튬 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180306

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190325

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190708

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6566584

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250