Twitter他の特許を見る10個以上の画像は省略されています。サイクル寿命といったリチウムイオン電池において有利な特性を有する結晶配向を有するコバルト酸リチウム組成物を提供する。含まれる、クロム、マンガン、鉄、ニッケル、及びコバルトを含有する副次相と、を有する組成物とする。前記主相が前記組成物の総質量の90%~99.5%を与え、前記副次相が前記組成物の総質量の0.5%~10%を与える、組成物。前記副次相が1原子%未満のリチウムを含有する、請求項1に記載の組成物。前記副次相がリチウムを実質的に含まない、請求項2に記載の組成物。45~55原子%のリチウムと、40~55原子%の、クロム、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の遷移金属と、0~5原子%の、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、チタン、ジルコニウム、バナジウム、銅、ルテニウム、亜鉛、モリブデン、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、スズ、鉛、ビスマス、ランタン、セリウム、ガドリニウム、及びユウロピウムからなる群から選択される1種以上の追加ドーパント元素と、を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。前記副次相が前記組成物の総質量の2.5%~10%を与える、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。前記組成物が、上面と底面とを備え、前記上面と前記底面との間の高さが1~50μmである薄膜層である、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。前記副次相が、前記底面に沿うシード層の形で存在する、請求項8に記載の組成物。属を含有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物。結晶構造を有しない金属酸化物によって与えられる第2の相とを有する組成物に関する。詳細には、本組成物は、本明細書に記載のように、Co3O4と、リチウム及びコバルトの結晶性酸化物とを含有してよく、任意選択で1種以上のドーパント元素を含有する。【0002】リチウムイオン電池は、充電式電池の一種であり、リチウムイオン(Li+)が放電時に負極から正極に移動し、充電時に逆方向に移動する。非充電式のリチウムイオン電池では金属リチウムが使用されるのに対し、リチウムイオン電池は、リチウムのインターカレーション化合物を電極材料の1つとして使用する。リチウムイオン電池の構成要素は、イオンの移動を可能にする電解質、及び2つの電極である。典型的には、リチウムイオン電池は少なくとも3つの構成要素から構成される。2つの活性電極(アノード及びカソード)が電解質によって分離される。止剤などの更なる構成要素を設けることもできる。製造時には、これら構成要素を、例えば、カソード集電体、カソード、電解質、アノード、アノード集電体及び封止剤の順序で堆積させることができる。【0004】リチウムイオンの例では、アノード及びカソードは、リチウムを可逆的に貯蔵することができる。アノード材料及びカソード材料に求められる別の性質として、少ない質量及び体積の材料からできる限り多くの貯蔵容量を重量及び体積面で得て、単位あたりの貯蔵リチウムイオン数をできる限り増やすことが挙げられる。性及びイオン伝導性を有する必要がある。ベースとするリチウムイオン電池を使用する。式LixM′yO2(M′は、クロム、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される遷移金属)を有する。密充填格子の八面体部分を交互に占める。リチウムイオンはリチウム面に沿って優先的に拡散する。oxide)(LiCoO2)が挙げられる。有し、O‐Co‐Oのシート間の八面体部位にLi+イオンが存在している。リチウム面内の空格子点ホッピングによってLi+が拡散する。【0007】Li+の移動度、したがってLiCoO2の電気化学的特性が結晶配向に大きく依存することが当該技術分野で知られている。(101)、(104)、及び(110)の配向のカソードではLiの至適な拡散が生じることが文献に報告されている。許文献7に報告されているように、Liイオンの拡散が主として粒界領域に制限される(003)よりも好ましい。的容易であり、Li+の高速な拡散と高いリチウム貯蔵容量とを可能にするため好ましい。(101)配向及び(104)配向は、(110)配向よりわずかにリチウム面が傾斜しているものの、Li+を容易に引き出して構造に導入することができる。向は、基板に平行に並んだLi+面からなり、この配向は、リチウムイオンにアクセスしにくく構造に効果的に捕捉されるため、あまり好ましくない。【0008】コバルト酸リチウムの多くの製造方法が当該技術分野で知られている。法について記載している。基板上で成分元素が反応して結晶性材料を形成すると、基板上にコバルト酸リチウム膜が形成される。特許文献1)に報告されている物理気堆積(PVD)システム中で実施されている。非特許文献2は、アルゴン及びO2の混合ガス中でLiCoO2ターゲットから100~1000nm/分の速度で交流電圧を用いてスパッタリング(RFスパッタリング)することによるコバルト酸リチウム膜の製造を記載している。非特許文献2は、アニーリングによって結晶化したX線非晶質膜が得られることを記載している。一部の膜ではX線回折パターンにCo2O3、Co3O4、Li1.47Co3O4、及びPt3O4が観察されるものの、これらについての更なる記載はない。加熱前の膜がX線非晶質であると記載があるため、これらはアニーリングプロセスの副生成物であると考えることができる。非特許文献2は基板温度の影響についても論じている。高温堆積時には、結晶粒が大きくなり、空隙の割合が増加する(すなわち、材料中の空いた空間の割合が、総体積に対する空隙の体積の割合として増加する)。特許文献2は、Co3O4を膜に導入したりシーディング層として使用したりする試みについては記載しておらず、膜組成の分析も行っていない。非特許文献3は、パルスレーザ蒸着(PLD)で成長させた膜厚0.3~0.5μmのコバルト酸リチウム膜の配向に対する基板の影響について記載している。滑らかな表面が得られると記載している。同文献に記載された電気化学的性質(electrochemistry)は、SS上に堆積した粗い膜は膜の利用度が高いのに対し、SOS上に堆積した滑らかな膜は容量保持能が高く、構造的に安定していることを示している。同文献は、X線回折パターン中の基板以外のピークは全てLiCoO2薄膜に起因し、XRDディフラクトグラムではCo3O4などの不純物のピークは観察されないことを報告している。chizai-watch.com当サービスで使用しているコンテンツ・画像の著作権は各々の作者に帰属します。