(57)【要約】  高率リチウムバッテリが、基材上にコートされたカソード組成物を含有することができる。カソード組成物が、第１および第２の活性材料とバインダーとを含有することができる。第１および第２の活性材料が、例えば、粒度、タップ密度、および導電性成分の量などの異なった特性を有することができる。第１および第２の活性材料が組み合わせられて活性材料のより高い充填密度を達成することができ、それは、単一の活性材料で形成された従来のバッテリと比べてより高容量のバッテリを可能にする場合がある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の集電装置と、
前記集電装置の少なくとも１つと接触しているアノード活性材料と、
第１の平均粒度を有する第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子および第２の平均粒度を有する第２の複数のリン酸鉄リチウム粒子を含むと共に前記集電装置の少なくとも１つと接触しているカソード活性材料において、リン酸鉄リチウム粒子の二峰性分布を有するカソード活性材料とを含むことを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項２】
請求項１に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記第１の平均粒度が約３．５μｍであることを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記第２の平均粒度が約０．７μｍであることを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、リン酸鉄リチウム粒子の全重量の関数として５重量％〜６０重量％の範囲の前記第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子の重量パーセンテージをさらに含むことを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項５】
請求項４に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子の前記重量パーセンテージが、リン酸鉄リチウム粒子の前記全重量の関数として１０重量％〜４５重量％の範囲であることを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項６】
請求項５に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子の前記重量パーセンテージが、リン酸鉄リチウム粒子の前記全重量の関数として１５重量％〜２５重量％の範囲であることを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項７】
請求項６に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子の前記重量パーセンテージがリン酸鉄リチウム粒子の前記全重量の関数として２０重量％であることを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記カソード活性材料が、前記カソード活性材料の全重量に基づいてバインダー約１〜１０重量％をさらに含むことを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記カソード活性材料が、前記第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子のタップ密度または前記第２の複数のリン酸鉄リチウム粒子のタップ密度のどちらかよりも大きいタップ密度を有することを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項１０】
請求項９に記載のリチウムイオンバッテリにおいて、前記カソード活性材料が、前記第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子の前記タップ密度および前記第２の複数のリン酸鉄リチウム粒子の前記タップ密度の両方よりも大きいタップ密度を有することを特徴とするリチウムイオンバッテリ。
【請求項１１】
第１の抵抗を有する複数のリン酸鉄リチウム粒子を提供する工程と、
前記第１の抵抗より大きい第２の抵抗を有する複数のリン酸鉄リチウム粒子を前記第１の抵抗を有する前記複数のリン酸鉄リチウム粒子と混合して混合材を形成する工程において、前記混合材の抵抗が前記第１の抵抗以下である工程とを含むことを特徴とする、複数のリン酸鉄リチウム粒子を含有するカソード活性材料の抵抗を低減する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記第１の抵抗を有する前記複数のリン酸鉄リチウム粒子が約０．７μｍの平均粒度を有し、前記第２の抵抗を有する前記複数のリン酸鉄リチウム粒子が約３．５μｍの平均粒度を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の方法において、混合が、
リン酸鉄リチウム粒子の全重量の関数として前記第２の抵抗を有する前記リン酸鉄リチウム粒子５重量％〜６０重量％の範囲を前記混合材中に提供する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の方法において、混合が、
リン酸鉄リチウム粒子の前記全重量の関数として前記第２の抵抗を有する前記リン酸鉄リチウム粒子１０重量％〜４５重量％の範囲を前記混合材中に提供する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４の何れか１項に記載の方法において、混合が、
リン酸鉄リチウム粒子の前記全重量の関数として前記第２の抵抗を有する前記リン酸鉄リチウム粒子１５重量％〜２５重量％の範囲を前記混合材中に提供する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５の何れか１項に記載の方法において、混合が、
リン酸鉄リチウム粒子の前記全重量の関数として前記第２の抵抗を有する前記リン酸鉄リチウム粒子２０重量％を前記混合材中に提供する工程を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
政府支援の説明
本発明は、米国陸軍によって与えられたＣＥＲＤＥＣ  Ｗ１５Ｐ７Ｔ−０９−Ｃ−Ｓ３１４下で政府の支援によってなされた。政府は、本発明に特定の権利を有する。
【０００２】
本発明は一般に、エネルギー密度の著しい減少を伴わない高出力密度を有するリチウムイオンバッテリ、および同バッテリの製造方法に関し、より詳しくは、リチウムイオンバッテリのカソード組成物および同カソード組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
リチウム−イオンバッテリ（しばしば、Ｌｉ−イオンバッテリと称される）は、リチウムイオンがアノードとカソードとの間で移動する再充電可能なバッテリのタイプである。リチウムイオンは放電の間にアノードからカソードに移動し、充電の間にカソードからアノードに移動する。集電装置は、アノードとカソードとの間で電荷キャリアを結合するように作用する。最近、リチウム−イオンバッテリの研究の焦点は、ナノサイズのリン酸鉄リチウム粉末をカソード活性材料として使用することにある。ナノサイズのリン酸鉄リチウム粉末（ナノ粒子）はリン酸鉄リチウムバッテリの再充電速度を高めるこができることが本技術分野において主張されている。
【発明の概要】
【０００４】
本開示のカソードは、異なった粒度を有する少なくとも第１および第２の活性材料を含有し、それらは、従来のナノサイズのリン酸鉄リチウム粉末などの単一の活性材料を含有する従来のカソードよりも高い充填密度を達成することができる。単一の活性材料によって形成された従来のカソードを有するセルで構成されたバッテリと比べて、本開示の実施形態によるカソード組成物を有するセルで構成されたバッテリは、放電率の大部分についてより高い容量およびより高い出力を示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、２つのカソード活性材料の使用を示す、本開示の実施形態によるカソードの概略図である。
【図２】図２は、本開示の実施形態によるセルの出力密度の関数としてエネルギー密度を示すラゴン（Ｒａｇｏｎｅ）図である。
【図３】図３は、本開示の実施形態によるセルについてアンペア数の関数として電圧を示す図である。
【図４】図４は、本開示の実施形態によるセルの容量の比較を示す多変量図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態によるカソードを有する出力セルについてカソード組成物のコート重量の関数として容量を示す図である。
【図６】図６は、本開示の実施形態によるカソードを有する出力セルについてカソード組成物のコート重量の関数として容量を示す図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態によるカソードを有するエネルギーセルおよび出力セルについて出力密度の関数としてエネルギー密度を示すラゴン（Ｒａｇｏｎｅ）図である。
【図８】図８は、本開示の実施形態によるカソードを有する出力セルの放電特性を示す、１５アンペアの放電においての放電図である。
【図９】図９は、本開示の実施形態によるカソードを有するセルの様々な放電アンペア数においての放電特性を示す放電図である。
【図１０】図１０は、図８のセルの４０Ａおよび５０Ａにおいての放電特性を示す放電図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態によるカソードを有するセルの充電／放電サイクルによる容量維持率を示すライフサイクル図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明は多くの異なった形態の実施形態を可能にするが、その特定の実施形態がここにおいて詳細に説明され、本開示は本発明の原理の例示として考えられなければならず、示された特定の実施形態に本発明を限定することを意図するものではないと理解される。
【０００７】
バッテリは典型的に複数のバッテリセルを備える。セル設計の制御によって、エネルギー密度の実質的な減少を伴わない高出力密度を有するバッテリが、第１および第２の活性材料を有するカソード組成物を用いて形成され得る。ナノサイズのリン酸鉄リチウム粉末などの単一の活性材料によって形成された従来のセルと比べて、本開示のセルは、放電領域の大部分についてより高い容量を有するバッテリをもたらすことができる。
【０００８】
図１を参照すると、バッテリセルは、基材１２上にコートされたカソード組成物１４を含有するカソード１０を備える。カソード組成物１４は、バインダー１９と混合された少なくとも第１のリチウムイオン活性材料１６および第２のリチウムイオン活性材料１８を含有してもよい。第１および第２の活性材料１６、１８は異なっていてもよい。例えば、第１および第２の活性材料は、異なった組成、粒度、タップ密度、および／または導電性炭素の量を有してもよい。
【０００９】
カソード１０をアノードと共に使用してリチウムイオンバッテリセル、例えば、円筒リチウムイオンバッテリセルの電極を形成してもよい。リチウムイオンバッテリセルを本技術分野に公知のバッテリとして組み立てることができる。例えば、カソード１０は再充電可能なリチウム−イオン１８６５０または２６６５０バッテリにおいて使用されてもよい。アノードはリチウムイオンバッテリにおいて使用するための公知のアノード活性材料を含有してもよい。例えば、アノード活性材料は黒鉛などの炭素系であるか、またはリチウム金属であってもよい。
【００１０】
本技術分野に公知であるように、基材１２はアルミニウムなどの金属箔であってもよい。
【００１１】
活性材料１６、１８は、主としてリン酸鉄リチウム、リン酸マンガンリチウム、酸化コバルトリチウム、酸化ニッケルリチウムまたは他の適したリチウム含有材料を含有する組成物であってもよい。第１および第２の活性材料は、同じ組成を有してもよく、または異なった組成を有してもよい。活性材料１６、１８は、導電性炭素などの導電性成分をさらに含有してもよい。
【００１２】
活性材料は約１００ｎｍ〜約２０μｍ、約３００ｎｍ〜約１０μｍ、約５００ｎｍ〜約５μｍ、または約８００ｎｍ〜約１μｍの平均粒度を有してもよい。他の適した平均粒度には、約１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、１μｍ、２、μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、１１μｍ、１２μｍ、１３μｍ、１４μｍ、または１５μｍなどがある。いくつかの実施形態において、第１の活性材料１６は、第２の活性材料１８の平均粒度よりも大きい平均粒度を有し得る。異なった平均粒度を有する活性材料の混合物の使用は、活性材料粒子の充填密度の増加を可能にする場合がある。
【００１３】
活性材料は約０．１ｇ／ｃｍ３〜約５ｇ／ｃｍ３、約０．２ｇ／ｃｍ３〜約３ｇ／ｃｍ３、約０．４ｇ／ｃｍ３〜約１ｇ／ｃｍ３、または約０．６ｇ／ｃｍ３〜約０．８ｇ／ｃｍ３のタップ密度を有してもよい。他の適したタップ密度には、約０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、１．５２、２．５、３、３．５、４、４．５、または５ｇ／ｃｍ３などがある。粉末のタップ密度、または最大充填密度は、粉末試料を保有するメスシリンダーを約２５０回の落下／分の率で３ｍｍの高さから落下させることによって測定され得る。好ましくは、タップ密度の測定は、以下の標準化試験：ＵＳＰ６１６、ＡＳＴＭＢ５２７、ＤＩＮＥＮＩＳＯ７８７−１１およびＥＰ２．９．３４の１つまたは複数に準拠する。
【００１４】
１つの実施形態において、第１の活性材料１６は、第２の活性材料１８と比べてより多量の導電性炭素を含有し、出力活性材料として設計されるが、第２の活性材料１８はエネルギー活性材料として設計される。適した第１の活性材料１６は、約４．３重量％のリチウム、約３４．８重量％の鉄、約１９．３重量％のリン酸塩、および約１．３重量％の炭素を含有することができる。第１の活性材料１６は、１．５μｍ未満の粒度分布（ｄ１０）、３．５μｍ未満の粒度分布（ｄ５０）、６μｍ未満の粒度分布（ｄ９０）、および１５ミクロン未満の粒度分布（ｄ９９．９）を有することができる。適した第２の活性材料１８は約４．５５重量％のリチウム、約３２．９重量％の鉄、約１９．１重量％のリン酸塩、および約２．２５重量％の炭素を含有することができる。第２の活性材料１６は、０．３μｍ未満の粒度分布（ｄ１０）、０．７μｍ未満の粒度分布（ｄ５０）、５μｍ未満の粒度分布（ｄ９０）を有することができる。第１および第２の活性材料は約１：１〜約１：９の比で混合されてもよい。他の適した比には、１：１、１：２、１：３、１：４、１：５、１：６、１：７、１：８、または１：９などがある。
【００１５】
活性材料はバインダーと組み合わせられてもよい。バインダーは、活性材料を基材１２上に結合および保持するのを助けることができる。適したバインダーには、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がある。バインダーは、カソード組成物１４の全重量に基づいて約１〜１０重量％の範囲の量において含有されてもよい。しかしながら、バインダーの量はバッテリセルのタイプ、例えば、出力セルまたはエネルギーセルに依存する場合がある。出力セルにおいて、カソード組成物１４中のバインダーの量は、エネルギーセルと比べて増加される場合がある。出力セルについては、例えば、バインダーは約５〜１０重量％の範囲において含有されてもよい。エネルギーセルについては、例えば、バインダーは約１〜５重量％の範囲において含有されてもよい。
【００１６】
カソード組成物１４は基材１２の少なくとも１つの面上にコートされる。しかしながら、カソード組成物１４は、基材１２の対向した面上にコートされ得る。また、カソード組成物１４は、基材１２の全表面を被覆するようにコートされ得る。カソード組成物１４は、基材１２の１つの面に対して約５０ｇ／ｃｍ２〜約１５０ｇ／ｃｍ２、約７５ｇ／ｃｍ２〜約１２５ｇ／ｃｍ２、約９０ｇ／ｃｍ２〜約１１５ｇ／ｃｍ２のコート重量において基材１２上にコートされてもよい。他の適したコート重量には、約５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、または１５０ｇ／ｃｍ２などがある。コート重量を用いてカソード１０の特性を調整してもよい。例えば、より薄いコート重量を有するカソードを有するセルで構成されたバッテリは、より低いインピーダンスおよびより高い出力密度を有するが、より厚いコート重量を有するカソードを有するセルで構成されたバッテリは、より高いインピーダンスおよびより高いエネルギー密度を有する。ナノリン酸鉄リチウム粉末を用いて形成された従来のリチウムイオンバッテリのカソードと比べたとき、本開示の実施形態によるカソード１０は、コート重量を減少させることによって起こることが予想されるバッテリ容量の相応する減少をもたらさずにより低いコート重量を用いて形成され得る。理論によって縛られることを意図しないが、従来の活性材料を用いて、より薄いコート重量はイオンの移動をより急速に生じさせ、それは放電率の相応する増加および容量の減少をもたらすと考えられる。本開示のカソード組成物１４は、従来のカソード組成物と比べたとき、より低いコート重量において実質的に同様なまたはより高い容量を示す。理論によって縛られることを意図しないが、さらに、カソード組成物１４を用いて達成された増加した充填密度は、より低いコート重量において容量の維持または増加を可能にすると考えられる。
【００１７】
例えば、出力セルまたはエネルギーセルに使用するためにカソード組成物１４を設計してもよい。出力セルで構成されたバッテリは２５．６Ｖにおいて約３．６Ａｈの容量を有し得るが、エネルギーセルで構成されたバッテリは、２５．６Ｖにおいて約４．３５Ａｈの容量を有する。出力セルで構成されたバッテリは、連続放電約３５Ａ、６０秒の最大パルス放電約７０Ａ、および１０秒の最大パルス放電約１１０Ａを有する場合がある。エネルギーセルで構成されたバッテリは、連続放電約２０Ａ、６０秒の最大パルス放電約４０Ａ、および１０秒の最大パルス放電約６０Ａを有する場合がある。
【００１８】
別の実施形態において、リチウムイオンバッテリは、複数の集電装置と、集電装置の少なくとも１つと接触しているアノード活性材料と、第１の平均粒度を有する第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子および第２の平均粒度を有する第２の複数のリン酸鉄リチウム粒子を含み；集電装置の少なくとも１つと接触しているカソード活性材料とを備え、カソード活性材料はリン酸鉄リチウム粒子の二峰性分布を有する。このバッテリの実施形態において、第１の平均粒度は約３．５μｍであってもよく、および／または第２の平均粒度は約０．７μｍであってもよい。このバッテリのさらなる実施形態において、第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子は、リン酸鉄リチウム粒子の全重量の関数としてカソード材料中に５重量％〜６０重量％、１０重量％〜４５重量％、または１５重量％〜２５重量％の範囲の重量パーセンテージにおいて含有されてもよい。第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子は、リン酸鉄リチウム粒子の全重量の２０重量％としてカソード材料中に含有されてもよい。別の実施形態において、カソード活性材料は、カソード活性材料の全重量に基づいてバインダー約１〜１０重量％を含有することができる。
【００１９】
さらに別の実施形態において、カソード活性材料は、第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子のタップ密度または第２の複数のリン酸鉄リチウム粒子のタップ密度のどちらかよりも大きいタップ密度を有する。さらに、カソード活性材料は、第１の複数のリン酸鉄リチウム粒子のタップ密度および第２の複数のリン酸鉄リチウム粒子のタップ密度の両方よりも大きいタップ密度を有する。
【００２０】
さらに別の実施形態において、複数のリン酸鉄リチウム粒子を含有するカソード活性材料の抵抗は、第１の抵抗を有する複数のリン酸鉄リチウム粒子を提供する工程と、第１の抵抗より大きい第２の抵抗を有する複数のリン酸鉄リチウム粒子を第１の抵抗を有する複数のリン酸鉄リチウム粒子と混合して混合材を形成し、混合材の抵抗が第１の抵抗以下である工程とを有する方法によって低減され得る。第１の抵抗を有する複数のリン酸鉄リチウム粒子は約０．７μｍの平均粒度を有することができ、第２の抵抗を有する複数のリン酸鉄リチウム粒子は約３．５μｍの平均粒度を有することができる。
【００２１】
混合は、リン酸鉄リチウム粒子の全重量の関数として第２の抵抗を有するリン酸鉄リチウム粒子５重量％〜６０重量％の範囲、１０重量％〜４５重量％の範囲、１５重量％〜２５重量％の範囲、または２０重量％を混合材中に提供する工程を有することができる。
【実施例】
【００２２】
以下の実施例は説明のために提供され、本発明の範囲を限定することを意図しない。
実施例１〜４  カソード組成物
表１に示された組成を有するカソード組成物１４を用いてカソードを製造した。
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【００２３】
第１の活性材料は約３．５μｍの平均粒度および約１．０ｇ／ｃｍ３のタップ密度を有する。第２の活性材料は約０．７μｍの平均粒度および約０．６ｇ／ｃｍ３のタップ密度を有する。第１および第２の活性材料の組成は以下の表２に記載される。第１および第２の活性材料の物理的特性は以下の表３に記載される。
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【００２４】
表４および図２および図３を参照すると、セルの状態データを試験した。第１の活性材料を混合物に添加することによって容量とインピーダンスとの両方が低減される。また、コート重量を低減することによって容量とインピーダンスとの両方が低減される。より低いコート重量、より低いインピーダンスのカソードを有するセルで構成されたバッテリはより高い出力密度を有するが、より大きいコート重量、より高いインピーダンスのカソードを有するセルで構成されたバッテリはより高いエネルギー密度を有する。図２および図３に示されるように、第１および第２の活性材料の組み合わせを含有するカソード組成物を有するセルは、第２の活性材料だけを含有するカソード組成物を有するセルと比べてより高いエネルギー密度においてより高い出力密度を示す。特に、１つの面に対して約９０ｇ／ｃｍ２のコート重量（すなわち、軽いコート重量）において基材１２上にコートされる第１および第２の活性材料の混合物を含有するカソード組成物１４を有するセルは、高エネルギー密度および高出力密度の最良のバランスを示した。
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【００２５】
セルのコート重量および活性材料含有量の操作によって、特定の出力またはエネルギー密度を有する特注のセルを製造してもよい。図４を参照すると、例えば、軽いコート重量において全て第２の活性材料を使用することによって最も高い有効出力密度を生じ、より大きいコート重量において、最も高いエネルギー密度を生じる。
【００２６】
実施例５〜１６  コート重量が出力セルの容量およびインピーダンスに与える効果
本開示の実施形態による出力セルを１８６５０出力セルにおいて使用することができる。表５に示された寸法によってセルを作製することができる。カソード組成物１４は、活性材料−約１対約４の比の実施例１の第１および第２の活性材料の混合物を含有することができる。セルの特性から計算された時のセルの予想容量およびインピーダンスを表５に示す。
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【００２７】
図５を参照すると、実施例５〜１６は、コート重量を減少させる時に容量およびインピーダンスが相応して減少することを示す。
【００２８】
実施例１７〜２８  コート重量がエネルギーセルに与える効果
本開示の実施形態によるエネルギーセルを１８６５０エネルギーセルにおいて使用することができる。表６に示された寸法によってセルを製造することができる。カソード組成物１４は、活性材料−約１対４の比の実施例１の第１および第２の活性材料の混合物を含有することができる。セルの特性から計算された時のセルの予想キャパシタンスおよびインピーダンスを表６に示す。
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【００２９】
図６を参照すると、実施例１７〜２８は、コート重量を減少させる時に容量およびインピーダンスが相応して減少することを示す。
【００３０】
実施例２９  本開示の実施形態によるカソード組成物１４を有するセルと従来のナノＬＦＰセルとの比較
本開示の実施形態によるカソード組成物１４を用いて１８６５０出力セルおよび１８６５０エネルギーセルを形成した。出力セルおよびエネルギーセルのカソード組成物１４は、約１対４の比の実施例１の第１および第２の活性材料の混合物を含有した。
【００３１】
本実施例のカソードを有するセルで構成されたバッテリの放電率範囲についての容量を、ナノサイズのリン酸鉄リチウムである単一の活性材料から形成された従来のカソードを有するセルで構成されたバッテリの容量と比較した。図７に示されるように、本実施例のセルで構成されたバッテリは、試験された放電率範囲の大部分について従来のバッテリセルより高い容量を示す。図８はさらに、１５Ａｍｐの放電において本実施例のセルで構成されたバッテリによって示された、より高い容量を示す。図８はさらに、放電曲線の大部分について本実施例のセルで構成されたバッテリによって示された高い出力を示す。また、放電曲線は、本実施例のセルで構成されたバッテリが放電曲線の大部分について安定な電圧を示したことを示す。
【００３２】
実施例３０  本開示によるカソード組成物１４を有する２６６５０セルの放電特性
実施例２９の出力セルのカソード組成物１４を２６６５０バッテリのセルに組み込み、その放電特性を約１．２５アンペア〜約５０アンペアの電流の範囲について試験した。図９および図１０を参照すると、放電曲線は、本開示によるセルで構成されたバッテリは放電曲線の大部分について安定な電圧を示すことを表す。
【００３３】
実施例３１  ライフサイクルを反復した時の容量維持率
実施例３０のセルに準拠するセルで構成された２６６５０バッテリを試験してライフサイクルを反復した時の容量維持率を測定した。バッテリは、１０００回を超える全放電サイクルについて初期容量の８０％超を維持した。図１１は、３０００サイクルについて実施例３０によるセルで構成された３つのバッテリの容量維持率を示す。バッテリは、２０％〜８０％の充電状態で約７．８アンペアで充電および放電された。全容量は、約１．３アンペアで放電することによって５０サイクル毎に検査された。
【００３４】
前述の記載から、多数の変型および改良が本発明の精神および範囲から逸脱せずに達成され得ることが理解されよう。本明細書において説明された特定の機器に対して制限を設けないことが意図され、もしくは推論されるべきであると理解されなければならない。もちろん、全てのこのような改良を請求の範囲内にあるものとして添付された請求の範囲によって扱うことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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