【手続補正書】
【提出日】令和1年5月30日(2019.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学的エネルギー貯蔵デバイスの電極に使用するためのリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料であって、
１.０００〜１.０５０:１のリン酸塩対鉄のモル比と、
バナジウムを含むドーパントと、
１.０００〜１.０４０:１のトータル非リチウム金属対リン酸塩のモル比と、を含むことを特徴とするリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項２】
前記バナジウムは、３価の状態である請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項３】
前記リン酸鉄リチウム電気化学的活性材料は、ＬｉｚＦｅ（１−ｘ−ｙ）ＶｘＣｏｙＰＯ４で表される化学式に相当し、
前記化学式中、ｘは０．００≦ｘ≦０．０５であり、ｙは０．００≦ｙ≦０．０１であり、ｚは１以上である請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項４】
前記ドーパントは、バナジウムドーパントと、コバルトコドーパントとを含む請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項５】
前記バナジウムドーパントは、酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、リン酸塩または前記バナジウムがカチオンとみなされる他の供給源のオキシアニオン種によって提供される請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項６】
前記オキシアニオン種は、リン酸バナジウム（ＶＰＯ４）、メタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ４ＶＯ３）、またはこれら２つの組合せである請求項５に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項７】
前記コバルトコドーパントは、酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、リン酸塩または前記コバルトがカチオンとみなされる他の供給源のオキシアニオン種によって提供される請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項８】
前記オキシアニオン種は、シュウ酸コバルト（ＣｏＣ２Ｏ４）、リン酸コバルトアンモニウム（ＮＨ４ＣｏＰＯ４）、またはこれら２つの組み合わせである請求項７に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項９】
前記バナジウムドーパントは、バナジウムドーパント前駆体を含み、
前記コバルトコドーパントは、コバルトコドーパント前駆体を含み、
前記バナジウムドーパント前駆体は、ＶＰＯ４の化学式を有し、
前記コバルトコドーパント前駆体は、ＮＨ４ＣｏＰＯ４の化学式を有する請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１０】
前記バナジウムドーパントは、バナジウムドーパント前駆体を含み、
前記コバルトコドーパントは、コバルトコドーパント前駆体を含み、
前記バナジウムドーパント前駆体は、ＶＰＯ４の化学式を有し、
前記コバルトコドーパント前駆体は、ＣｏＣ２Ｏ４の化学式を有する請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１１】
前記バナジウムドーパントは、バナジウムドーパント前駆体を含み、
前記コバルトコドーパントは、コバルトコドーパント前駆体を含み、
前記バナジウムドーパント前駆体は、ＮＨ４ＶＯ３の化学式を有し、
前記コバルトコドーパント前駆体は、ＮＨ４ＣｏＰＯ４の化学式を有する請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１２】
前記バナジウムドーパントは、バナジウムドーパント前駆体を含み、
前記コバルトコドーパントは、コバルトコドーパント前駆体を含み、
前記バナジウムドーパント前駆体は、ＮＨ４ＶＯ３の化学式を有し、
前記コバルトコドーパント前駆体は、ＣｏＣ２Ｏ４の化学式を有する請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１３】
前記バナジウムドーパントは、０〜５モル％で存在し、
前記コバルトコドーパントは、０．０〜１．０モル％で存在する請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１４】
前記バナジウムドーパントは、２〜４モル％で存在し、
前記コバルトコドーパントは、０．０〜０．５モル％で存在する請求項４に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１５】
前記リン酸鉄リチウム電気化学的活性材料は、２５〜３５ｍ２／ｇの表面積を有する請求項１に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１６】
前記表面積は、規定された細孔構造を有する一次粒子および二次粒子によって提供される請求項１５に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１７】
前記一次粒子の粒径は、２５〜１５０ｎｍである請求項１６に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１８】
前記一次粒子の粒径は、８０ｎｍよりも小さい請求項１６に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項１９】
前記細孔構造は、直径１５ｎｍ未満の細孔に起因する５０％超の細孔容積を有する請求項１６に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項２０】
前記細孔構造は、０．０８ｃｍ３／ｇより大きい累積細孔容積を有する請求項１６に記載のリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料。
【請求項２１】
電気化学的エネルギー貯蔵デバイスの電極に使用するためのリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料を形成するための方法であって、
（ａ）スラリーを形成するために、バナジウムドーパント源と、リチウム源と、炭素源と、少なくとも２８重量％の鉄含量および１.０００〜１.０４０:１のリン酸塩対鉄のモル比を有するリン酸鉄源と、を溶媒中で混合する工程と、
（ｂ）前記スラリーを粉砕する工程と、
（ｃ）リン酸鉄リチウム前駆体粉末を形成するために、前記粉砕されたスラリーを乾燥する工程と、
（ｄ）前記リン酸鉄リチウム電気化学的活性材料を得るために、前記乾燥され、粉砕されたスラリーを燃焼する工程と、を含み、
前記リン酸鉄リチウム電気化学的活性材料は、バナジウムドーパントおよび／または結晶格子構造中のＦｅを部分的に置換するコドーパントと、１.０００〜１.０５０:１のリン酸塩対鉄のモル比と、１.０００〜１.０４０:１のトータル非リチウム金属対リン酸塩のモル比と、を含むことを特徴とするリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料を形成するための方法。
【請求項２２】
前記リン酸鉄リチウム電気化学的活性材料は、２５ｍ２／ｇより大きい表面積と、１．０〜１．４ｇ／ｍＬの範囲内のタップ密度と、１５０ｍＡｈ／ｇより大きいＦＣＣと、１４０ｍＡｈ／ｇより大きい１０Ｃ放電容量と、を有する請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記バナジウムドーパントは、酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、リン酸塩または前記バナジウムがカチオンとみなされる他の供給源のオキシアニオン前駆体種によって提供される請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記バナジウムドーパント供給源は、リン酸バナジウム（ＶＰＯ４）、メタバナジン酸アンモニウム（ＮＨ４ＶＯ３）、またはこれらの組合せである請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記コドーパントは、コバルトを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記コドーパントは、シュウ酸コバルト（ＣｏＣ２Ｏ４）、リン酸コバルトアンモニウム（ＮＨ４ＣｏＰＯ４）、またはこれらの組み合わせである請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
アンモニア放出源は、前記バナジウムドーパント、前記コドーパント、またはそれらの組み合わせに制限される請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
アンモニア放出は、実質的に０である請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記リン酸鉄供給源は、六方晶系構造を含む請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記リン酸鉄リチウム前駆体粉末は、７５〜１２５℃、７５〜２５０℃、および２７５〜４２５℃の３つの温度範囲内に観察可能なピークを有する示差熱重量分析損失プロファイルを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記２７５〜４２５℃の温度範囲は、２つの態様のピークを含み、
前記範囲内の低温度側で記録された前記ピークは、ピーク高さを含み、
前記ピーク高さは、同じ範囲内の高温度側で記録された前記ピークのピーク高さよりも高く、
５００℃を超えて実質的なピークは存在しない請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記リン酸鉄リチウム前駆体粉末からのトータル熱質量損失は、２５℃〜６００℃に加熱されたとき、４０％未満である請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記バナジウムドーパントは、２〜４モル％で存在し、
前記コドーパントは、０．０〜０．５モル％で存在する請求項２１に記載の方法。
【請求項３４】
前記方法は、−２０℃で２０ｍＡｈの二層パウチ電池について測定されとき、９オーム未満のＤＣＲをもたらす請求項２１に記載の方法。
【請求項３５】
１.０００〜１.０４０:１のトータル非リチウム金属対リン酸塩のモル比を有し、バナジウムおよびコバルトでドープされたリン酸鉄リチウム電気化学的活性材料を含む電気化学的活性材料層を有する正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間でイオンの往復移動を支持するイオン性電解質溶液と、
前記正極と前記負極とを電気的に絶縁する多孔質セパレータと、を含むことを特徴とする電気化学的エネルギー貯蔵デバイス。
【請求項３６】
前記正極は、１．００１〜１．０２０:１の前記トータル非リチウム金属対リン酸塩のモル比を有する請求項３５に記載の電気化学的エネルギー貯蔵デバイス。
【請求項３７】
前記正極は、１．００２５〜１．００５:１の前記トータル非リチウム金属対リン酸塩のモル比を有する請求項３５に記載の電気化学的エネルギー貯蔵デバイス。