JPH0959026A - ニッケル酸リチウムの製造方法 - Google Patents
ニッケル酸リチウムの製造方法Info
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 リチウムイオン電池の正極剤として実用性が
あるニッケル酸リチウムを一回の焼成で製造できる方法
を提供する。 【構成】 塩基性炭酸ニッケルの粉末と水溶性リチウム
化合物の粉末を、ＮｉとＬｉが実質的に１：１モルにな
る比率で緊密に混合し、不活性ガス又は酸素含有ガスの
存在下で２５０〜５５０℃の範囲の温度で予備焼成して
炭酸ガスの発生を実質的に終了させたのち、引き続き酸
素ガス又は酸素富化空気の存在下で７００〜９００℃の
範囲の温度で最終焼成する。
あるニッケル酸リチウムを一回の焼成で製造できる方法
を提供する。 【構成】 塩基性炭酸ニッケルの粉末と水溶性リチウム
化合物の粉末を、ＮｉとＬｉが実質的に１：１モルにな
る比率で緊密に混合し、不活性ガス又は酸素含有ガスの
存在下で２５０〜５５０℃の範囲の温度で予備焼成して
炭酸ガスの発生を実質的に終了させたのち、引き続き酸
素ガス又は酸素富化空気の存在下で７００〜９００℃の
範囲の温度で最終焼成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル酸リチウムの
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン電池は、ニッカド電池や
ニッケル水素に比べて体積エネルギー密度、質量エネル
ギー密度が高いので、携帯電話、カメラ一体型ＶＴＲ、
ノート型パソコンなどの携帯機器の電源としての発展が
期待されている。リチウムイオン電池の正極剤としては
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2 ）が広く使用されて
いるが、高価であるので、これに代わる安価な正極剤が
望まれており、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2 ）が
最有力候補として挙げられている。酸化ニッケル又は水
酸化ニッケルと炭酸リチウム又は水酸化リチウムとを乾
式混合／擂潰し、粉末のまま焼成、又は成型後焼成して
ニッケル酸リチウムを得ている報告はあるが、一回では
ニッケル酸リチウム結晶が十分に成長しないので、粉砕
／混合／焼成を数回繰り返す必要がある。第３３回電池
討論会（１９９２年９月１６日〜１８日：東京）におい
て同和鉱業株式会社は、コバルト酸リチウムの製法とし
て塩基性炭酸コバルトと炭酸リチウムとからの製法を開
示し、その特性について発表しているが、有機物存在下
で湿式混合してから乾燥、６００℃での一次焼成、粉砕
後二次焼成（７５０〜９００℃）をしており、塩基性炭
酸コバルトを塩基性炭酸ニッケルと読み替えても、有機
物の存在下で混合し、焼成を２回も繰り返して行うので
は安価な製造法にはならない。
ニッケル水素に比べて体積エネルギー密度、質量エネル
ギー密度が高いので、携帯電話、カメラ一体型ＶＴＲ、
ノート型パソコンなどの携帯機器の電源としての発展が
期待されている。リチウムイオン電池の正極剤としては
コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2 ）が広く使用されて
いるが、高価であるので、これに代わる安価な正極剤が
望まれており、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2 ）が
最有力候補として挙げられている。酸化ニッケル又は水
酸化ニッケルと炭酸リチウム又は水酸化リチウムとを乾
式混合／擂潰し、粉末のまま焼成、又は成型後焼成して
ニッケル酸リチウムを得ている報告はあるが、一回では
ニッケル酸リチウム結晶が十分に成長しないので、粉砕
／混合／焼成を数回繰り返す必要がある。第３３回電池
討論会（１９９２年９月１６日〜１８日：東京）におい
て同和鉱業株式会社は、コバルト酸リチウムの製法とし
て塩基性炭酸コバルトと炭酸リチウムとからの製法を開
示し、その特性について発表しているが、有機物存在下
で湿式混合してから乾燥、６００℃での一次焼成、粉砕
後二次焼成（７５０〜９００℃）をしており、塩基性炭
酸コバルトを塩基性炭酸ニッケルと読み替えても、有機
物の存在下で混合し、焼成を２回も繰り返して行うので
は安価な製造法にはならない。
【０００３】ニッケル酸リチウムの結晶成長度を示す目
安としてはＸ線回折測定による方法が知られている。試
料のＸ線回折測定を行ない、特定波長におけるピーク強
度と他の特定波長におけるピーク強度を比較する方法で
ある。例えば銅ターゲットのＫα線を用い、２θで１
８．７°（００３）と４４．３°（１０４）のピーク度
比（００３）／（１０４）で示す方法である。この強度
比が大きいほどニッケル酸リチウムの結晶成長が進んで
いることを示す。リチウムイオン電池の正極剤として実
用性があるニッケル酸リチウムは、上記強度比が１以上
である必要があると言われている。
安としてはＸ線回折測定による方法が知られている。試
料のＸ線回折測定を行ない、特定波長におけるピーク強
度と他の特定波長におけるピーク強度を比較する方法で
ある。例えば銅ターゲットのＫα線を用い、２θで１
８．７°（００３）と４４．３°（１０４）のピーク度
比（００３）／（１０４）で示す方法である。この強度
比が大きいほどニッケル酸リチウムの結晶成長が進んで
いることを示す。リチウムイオン電池の正極剤として実
用性があるニッケル酸リチウムは、上記強度比が１以上
である必要があると言われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リチウムイ
オン電池の正極剤として実用性があるニッケル酸リチウ
ムを一回の焼成で製造できる方法を提供することを目的
とする。
オン電池の正極剤として実用性があるニッケル酸リチウ
ムを一回の焼成で製造できる方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に関わるニッケル
酸リチウムの製造方法は、塩基性炭酸ニッケルの粉末と
水溶性リチウム化合物の粉末をＮｉとＬｉが実質的に
１：１モルになる比率で緊密に混合し、不活性ガス又は
酸素含有ガスの存在下で２５０〜５５０℃の範囲の温度
で予備焼成して炭酸ガスの発生を実質的に終了させたの
ち、引き続き酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で７０
０〜９００℃の範囲の温度で最終焼成することを特徴と
する。
酸リチウムの製造方法は、塩基性炭酸ニッケルの粉末と
水溶性リチウム化合物の粉末をＮｉとＬｉが実質的に
１：１モルになる比率で緊密に混合し、不活性ガス又は
酸素含有ガスの存在下で２５０〜５５０℃の範囲の温度
で予備焼成して炭酸ガスの発生を実質的に終了させたの
ち、引き続き酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で７０
０〜９００℃の範囲の温度で最終焼成することを特徴と
する。
【０００６】本発明の骨子は、ニッケル源として塩基性
炭酸ニッケルを使用すること、焼成を温度領域の異なる
２段階で引き続き行うこと、及び最終焼成を酸素ガス又
は酸素富化空気の存在下で行うことである。塩基性炭酸
ニッケルは多孔性物質であるが、約２００℃で分解を開
始し、３００℃を越えると分解が活発になり、４５０℃
では分解が完了する。分解したＮｉＯの融点は１９５０
℃である。 Ｎｉ3 （ＯＨ）4 ＣＯ3 →３ＮｉＯ＋２Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 （１） 一方、炭酸リチウムは６００℃でも安定で、更に高温に
すると分解しつつ融解（融点６１８℃）する。分解した
酸化リチウムの融点は１７００℃以上である。 Ｌｉ2 ＣＯ3 → Ｌｉ2 Ｏ＋ＣＯ2 （２） 従って、塩基性炭酸ニッケルの粉末と水溶性リチウム化
合物の粉末の混合物を先ず２５０〜５５０℃、好ましく
は３００〜５００℃に加熱すると、塩基性炭酸ニッケル
の分解のみが進行し、結晶構造中の炭酸ガスが離脱す
る。炭酸ガスの発生を実質的に終了させた後、即ち塩基
性炭酸ニッケルがすべて微細な孔を多数有する酸化ニッ
ケルになった後、さらに昇温すると、溶融した炭酸リチ
ウム及び分解した酸化リチウムは酸化ニッケルの微細孔
中に侵入し、極めて密接な接触状態になるものと推定さ
れる。ここで酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で７０
０〜９００℃の温度で焼成すると、Ｎｉは２価から３価
になり、ニッケル酸リチウムが生成する。推定される反
応式は下記の通りである。 ４Ｎｉ3 （ＯＨ）4 ＣＯ3 →１２ＮｉＯ＋８Ｈ2 Ｏ＋４ＣＯ2 （１’） １２ＮｉＯ＋６Ｌｉ2 ＣＯ3 ＋３Ｏ2 →１２ＬｉＮｉＯ2 ＋６ＣＯ2 （３）
炭酸ニッケルを使用すること、焼成を温度領域の異なる
２段階で引き続き行うこと、及び最終焼成を酸素ガス又
は酸素富化空気の存在下で行うことである。塩基性炭酸
ニッケルは多孔性物質であるが、約２００℃で分解を開
始し、３００℃を越えると分解が活発になり、４５０℃
では分解が完了する。分解したＮｉＯの融点は１９５０
℃である。 Ｎｉ3 （ＯＨ）4 ＣＯ3 →３ＮｉＯ＋２Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 （１） 一方、炭酸リチウムは６００℃でも安定で、更に高温に
すると分解しつつ融解（融点６１８℃）する。分解した
酸化リチウムの融点は１７００℃以上である。 Ｌｉ2 ＣＯ3 → Ｌｉ2 Ｏ＋ＣＯ2 （２） 従って、塩基性炭酸ニッケルの粉末と水溶性リチウム化
合物の粉末の混合物を先ず２５０〜５５０℃、好ましく
は３００〜５００℃に加熱すると、塩基性炭酸ニッケル
の分解のみが進行し、結晶構造中の炭酸ガスが離脱す
る。炭酸ガスの発生を実質的に終了させた後、即ち塩基
性炭酸ニッケルがすべて微細な孔を多数有する酸化ニッ
ケルになった後、さらに昇温すると、溶融した炭酸リチ
ウム及び分解した酸化リチウムは酸化ニッケルの微細孔
中に侵入し、極めて密接な接触状態になるものと推定さ
れる。ここで酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で７０
０〜９００℃の温度で焼成すると、Ｎｉは２価から３価
になり、ニッケル酸リチウムが生成する。推定される反
応式は下記の通りである。 ４Ｎｉ3 （ＯＨ）4 ＣＯ3 →１２ＮｉＯ＋８Ｈ2 Ｏ＋４ＣＯ2 （１’） １２ＮｉＯ＋６Ｌｉ2 ＣＯ3 ＋３Ｏ2 →１２ＬｉＮｉＯ2 ＋６ＣＯ2 （３）
【０００７】最終焼成温度の下限を７００℃とするの
は、これ以下の温度ではニッケル酸リチウムの結晶成長
が遅く、工業的に許容し得る以上の焼成時間を必要とす
るからである。最終焼成温度の上限を９００℃とするの
は、これ以上の温度ではリチウムの揮散が起こり易くな
るからである。目的物であるニッケル酸リチウムにおけ
るＮｉとＬｉの比率が１：１モルであるから、ＮｉとＬ
ｉが実質的に１：１モルになる比率で塩基性炭酸ニッケ
ルの粉末と水溶性リチウム化合物の粉末を混合するのは
当然であるが、最終焼成段階におけるリチウムの揮散を
考慮して、リチウムのモル比を若干大目にしても良い。
２５０〜５５０℃の予備焼成期間は塩基性炭酸ニッケル
を分解して炭酸ガスを放出することが目的であるから不
活性ガス又は酸素含有ガスの流通下で良いが、７００〜
９００℃での焼成ではＮｉを２価から３価にする必要が
あるので、酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で実施す
る必要がある。酸素富化空気は酸素含有量５０％以上の
ものが好ましい。後述の比較例に見るように、空気の存
在下での焼成ではＸ線回折測定による前記強度比が１以
上の製品は得難い。
は、これ以下の温度ではニッケル酸リチウムの結晶成長
が遅く、工業的に許容し得る以上の焼成時間を必要とす
るからである。最終焼成温度の上限を９００℃とするの
は、これ以上の温度ではリチウムの揮散が起こり易くな
るからである。目的物であるニッケル酸リチウムにおけ
るＮｉとＬｉの比率が１：１モルであるから、ＮｉとＬ
ｉが実質的に１：１モルになる比率で塩基性炭酸ニッケ
ルの粉末と水溶性リチウム化合物の粉末を混合するのは
当然であるが、最終焼成段階におけるリチウムの揮散を
考慮して、リチウムのモル比を若干大目にしても良い。
２５０〜５５０℃の予備焼成期間は塩基性炭酸ニッケル
を分解して炭酸ガスを放出することが目的であるから不
活性ガス又は酸素含有ガスの流通下で良いが、７００〜
９００℃での焼成ではＮｉを２価から３価にする必要が
あるので、酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で実施す
る必要がある。酸素富化空気は酸素含有量５０％以上の
ものが好ましい。後述の比較例に見るように、空気の存
在下での焼成ではＸ線回折測定による前記強度比が１以
上の製品は得難い。
【０００８】塩基性炭酸ニッケルは、水溶性ニッケル化
合物と炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、炭酸アンモニウ
ム及び重炭酸アンモニウムからなる群から選ばれる化合
物を水中で反応させて得られる沈澱物を濾過、乾燥する
ことにより得られる。また塩基性炭酸ニッケルは、水溶
性ニッケル化合物と炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、炭
酸アンモニウム及び重炭酸アンモニウムからなる群から
選ばれる化合物と水酸化ナトリウムとの組み合わせから
なる混合物を水中で反応させて得られる沈澱物を濾過、
乾燥することによっても得られる。水酸化ナトリウムの
比率を変えることにより、塩基性炭酸ニッケルの水酸基
と炭酸根の比率を変えることができる。水溶性ニッケル
化合物としては、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、塩化ニ
ッケルなどが挙げられる。塩基性炭酸ニッケルを沈殿さ
せるには、炭酸根が若干過剰、即ちＮｉ１モルに対しＣ
Ｏ3 根が約１．２モル以上の割合で上記炭酸塩又は重炭
酸塩を使用するのが良い。塩基性炭酸ニッケルは、比表
面積が大きなものほど好ましいと考えられる。
合物と炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、炭酸アンモニウ
ム及び重炭酸アンモニウムからなる群から選ばれる化合
物を水中で反応させて得られる沈澱物を濾過、乾燥する
ことにより得られる。また塩基性炭酸ニッケルは、水溶
性ニッケル化合物と炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、炭
酸アンモニウム及び重炭酸アンモニウムからなる群から
選ばれる化合物と水酸化ナトリウムとの組み合わせから
なる混合物を水中で反応させて得られる沈澱物を濾過、
乾燥することによっても得られる。水酸化ナトリウムの
比率を変えることにより、塩基性炭酸ニッケルの水酸基
と炭酸根の比率を変えることができる。水溶性ニッケル
化合物としては、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、塩化ニ
ッケルなどが挙げられる。塩基性炭酸ニッケルを沈殿さ
せるには、炭酸根が若干過剰、即ちＮｉ１モルに対しＣ
Ｏ3 根が約１．２モル以上の割合で上記炭酸塩又は重炭
酸塩を使用するのが良い。塩基性炭酸ニッケルは、比表
面積が大きなものほど好ましいと考えられる。
【０００９】水溶性リチウム化合物としては、炭酸リチ
ウムのほか、水酸化リチウムを使用できる。
ウムのほか、水酸化リチウムを使用できる。
【００１０】塩基性炭酸ニッケルの粉末と水溶性リチウ
ム化合物の粉末を緊密に混合した粉末は、粉末のまま２
段階の焼成（２５０〜５５０℃の温度での予備焼成及び
７００〜９００℃の温度での最終焼成）を行っても良い
し、混合粉末を成形物にした状態で２段階の焼成を行っ
ても良い。成形物にする場合、炭酸ガスの放散と酸素の
侵入を著しく阻害することがないように、長さ、幅、厚
さのうちの少なくとも一つは２ｍｍ以下とすることが望
ましい。
ム化合物の粉末を緊密に混合した粉末は、粉末のまま２
段階の焼成（２５０〜５５０℃の温度での予備焼成及び
７００〜９００℃の温度での最終焼成）を行っても良い
し、混合粉末を成形物にした状態で２段階の焼成を行っ
ても良い。成形物にする場合、炭酸ガスの放散と酸素の
侵入を著しく阻害することがないように、長さ、幅、厚
さのうちの少なくとも一つは２ｍｍ以下とすることが望
ましい。
【００１１】以下実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。実施例及び比較例で使用した原料は表１の通りであ
る。
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。実施例及び比較例で使用した原料は表１の通りであ
る。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【塩基性炭酸ニッケル調製例１】硝酸ニッケル５８１．
４ｇ（２モル）を水に溶解し、２Ｌの硝酸ニッケル水溶
液とした。炭酸ナトリウム２５４．４ｇ（２．４モル；
Ｎｉ：ＣＯ3 モル比＝１：１．２）を水に溶解し１．８
Ｌの炭酸ナトリウム水溶液とした。７０℃の熱水１Ｌに
前記硝酸ニッケル水溶液と炭酸ナトリウム水溶液を８０
分かけて同時に一定速度で注加し反応させた。この際温
度は７０℃を維持し、良好な撹拌状態を保った。注加終
了後、更にこの状態を３０分間保持し、熟成を行った。
このようにして得られた沈澱を濾過し、水洗後１２０℃
で１６時間乾燥した。このようにして得られた塩基性炭
酸ニッケル粉末のニッケル含量は５３．７％で、比表面
積はＢＥＴ法によれば２５０ｍ2 ／ｇであった。
４ｇ（２モル）を水に溶解し、２Ｌの硝酸ニッケル水溶
液とした。炭酸ナトリウム２５４．４ｇ（２．４モル；
Ｎｉ：ＣＯ3 モル比＝１：１．２）を水に溶解し１．８
Ｌの炭酸ナトリウム水溶液とした。７０℃の熱水１Ｌに
前記硝酸ニッケル水溶液と炭酸ナトリウム水溶液を８０
分かけて同時に一定速度で注加し反応させた。この際温
度は７０℃を維持し、良好な撹拌状態を保った。注加終
了後、更にこの状態を３０分間保持し、熟成を行った。
このようにして得られた沈澱を濾過し、水洗後１２０℃
で１６時間乾燥した。このようにして得られた塩基性炭
酸ニッケル粉末のニッケル含量は５３．７％で、比表面
積はＢＥＴ法によれば２５０ｍ2 ／ｇであった。
【００１４】
【実施例１】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）を乳鉢で良く粉砕混合した。これを空気の流
通下４００℃まで昇温し、炭酸ガス発生が認められなく
なる迄約２時間この温度に維持して予備焼成した。その
後酸素流通に切り替えて８００℃で１８時間最終焼成し
た。昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合計
２４時間であった。得られた試料のＸ線回折測定は銅タ
ーゲットのＫα線を用い粉末測定法で行った。２θで１
８．７°（００３）と４４．３°（１０４）のピーク強
度比（００３）／（１０４）は１．４５で、リチウムイ
オン電池の正極剤として実用性があると言われる強度比
１以上であった。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）を乳鉢で良く粉砕混合した。これを空気の流
通下４００℃まで昇温し、炭酸ガス発生が認められなく
なる迄約２時間この温度に維持して予備焼成した。その
後酸素流通に切り替えて８００℃で１８時間最終焼成し
た。昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合計
２４時間であった。得られた試料のＸ線回折測定は銅タ
ーゲットのＫα線を用い粉末測定法で行った。２θで１
８．７°（００３）と４４．３°（１０４）のピーク強
度比（００３）／（１０４）は１．４５で、リチウムイ
オン電池の正極剤として実用性があると言われる強度比
１以上であった。
【００１５】
【実施例２】４００℃で予備焼成後酸素流通に切り替え
て８５０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な操作
を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強
度比は１．４７であった。
て８５０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な操作
を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強
度比は１．４７であった。
【００１６】
【比較例１】４００℃で予備焼成後空気流通のまま８０
０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な操作を行っ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
０．８１であった。８００℃での焼成時間を延長しても
ピーク強度比の向上は認められなかった。
０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な操作を行っ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
０．８１であった。８００℃での焼成時間を延長しても
ピーク強度比の向上は認められなかった。
【００１７】
【比較例２】４００℃で予備焼成後空気流通のまま８５
０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な操作を行っ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
０．９１であった。８５０℃での焼成時間を延長しても
ピーク強度比の向上は認められなかった。
０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な操作を行っ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
０．９１であった。８５０℃での焼成時間を延長しても
ピーク強度比の向上は認められなかった。
【００１８】実施例１、実施例２、比較例１及び比較例
２の結果をまとめて表２に示す。Ｘ線回折測定によるピ
ーク強度比１．０以上のニッケル酸リチウムを得るに
は、最終焼成は酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で行
う必要があることがわかる。
２の結果をまとめて表２に示す。Ｘ線回折測定によるピ
ーク強度比１．０以上のニッケル酸リチウムを得るに
は、最終焼成は酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で行
う必要があることがわかる。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【実施例３】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。さらに適量の水を加えつつ練った
のち、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに
押出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０
℃で１６時間乾燥後、これを空気の流通下４００℃まで
昇温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時
間この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に
切り替えて８００℃で１８時間最終焼成した。昇温時間
及び降温時間を含めた加熱処理時間は合計２４時間であ
った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比
は１．４３であった。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。さらに適量の水を加えつつ練った
のち、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに
押出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０
℃で１６時間乾燥後、これを空気の流通下４００℃まで
昇温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時
間この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に
切り替えて８００℃で１８時間最終焼成した。昇温時間
及び降温時間を含めた加熱処理時間は合計２４時間であ
った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比
は１．４３であった。
【００２１】
【実施例４】４００℃で予備焼成した後、酸素流通に切
り替えて８５０℃で最終焼成した以外は実施例３と同様
な操作を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピ
ーク強度比は１．４３であった。
り替えて８５０℃で最終焼成した以外は実施例３と同様
な操作を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピ
ーク強度比は１．４３であった。
【００２２】
【比較例３】４００℃で予備焼成した後、空気流通のま
ま８００℃で最終焼成した以外は実施例３と同様な操作
を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強
度比は０．８５であった。８００℃での焼成時間を延長
してもピーク強度比の向上は認められなかった。
ま８００℃で最終焼成した以外は実施例３と同様な操作
を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強
度比は０．８５であった。８００℃での焼成時間を延長
してもピーク強度比の向上は認められなかった。
【００２３】
【比較例４】４００℃で予備焼成した後、空気流通のま
ま８５０℃で最終焼成した以外は実施例３と同様な操作
を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強
度比は０．９１であった。８５０℃での焼成時間を延長
してもピーク強度比の向上は認められなかった。
ま８５０℃で最終焼成した以外は実施例３と同様な操作
を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強
度比は０．９１であった。８５０℃での焼成時間を延長
してもピーク強度比の向上は認められなかった。
【００２４】実施例３、実施例４、比較例３及び比較例
４の結果をまとめて表３に示す。塩基性炭酸ニッケルの
粉末と水溶性リチウム化合物の粉末を緊密に混合した粉
末を成形物にした状態で焼成（予備焼成及び最終焼成）
しても良いこと及びＸ線回折測定によるピーク強度比
１．０以上のニッケル酸リチウムを得るには、最終焼成
はやはり酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で行う必要
があることがわかる。
４の結果をまとめて表３に示す。塩基性炭酸ニッケルの
粉末と水溶性リチウム化合物の粉末を緊密に混合した粉
末を成形物にした状態で焼成（予備焼成及び最終焼成）
しても良いこと及びＸ線回折測定によるピーク強度比
１．０以上のニッケル酸リチウムを得るには、最終焼成
はやはり酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で行う必要
があることがわかる。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【実施例５】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下４００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
１．１６であった。実施例３（成型0.8mm 品焼成）と比
べた場合、最終焼成時間を３分の１（全加熱処理時間は
２分の１）にしても、リチウムイオン電池の正極剤とし
て実用性があるピーク強度比１以上のニッケル酸リチウ
ムを一回の焼成で製造できた。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下４００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
１．１６であった。実施例３（成型0.8mm 品焼成）と比
べた場合、最終焼成時間を３分の１（全加熱処理時間は
２分の１）にしても、リチウムイオン電池の正極剤とし
て実用性があるピーク強度比１以上のニッケル酸リチウ
ムを一回の焼成で製造できた。
【００２７】
【実施例６】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下３００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
１．３７であった。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下３００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
１．３７であった。
【００２８】
【実施例７】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下５００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
１．１９であった。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下５００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
１．１９であった。
【００２９】
【比較例５】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下２００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
０．９５であった。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを空気の流通下２００℃まで昇
温し、炭酸ガスの発生が認められなくなるまで約２時間
この温度に維持して予備焼成した。その後酸素流通に切
り替えて８００℃で６時間最終焼成した。昇温時間及び
降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２時間であっ
た。得られた試料のＸ線回折測定によるピーク強度比は
０．９５であった。
【００３０】実施例５、実施例６、実施例７及び比較例
４の結果をまとめて表４に示す。予備焼成温度は２５０
〜５５０℃、好ましくは３００〜５００℃の範囲で実施
するのが適当であることがわかる。
４の結果をまとめて表４に示す。予備焼成温度は２５０
〜５５０℃、好ましくは３００〜５００℃の範囲で実施
するのが適当であることがわかる。
【００３１】
【表４】
【００３２】
【実施例８】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）を乳鉢で良く粉砕混合した。これを空気の流
通下４００℃まで昇温し、炭酸ガスの発生が認められな
くなるまで約２時間この温度に維持して予備焼成した。
その後酸素流通に切り替えて８００℃で６時間最終焼成
した。昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合
計１２時間であった。得られた試料のＸ線回折測定によ
るピーク強度比は１．２７であった。実施例１（混合粉
末焼成）と比べた場合、最終焼成時間を３分の１（全加
熱処理時間は２分の１）にしても、リチウムイオン電池
の正極剤として実用性があるピーク強度比１以上のニッ
ケル酸リチウムを一回の焼成で製造できた。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）を乳鉢で良く粉砕混合した。これを空気の流
通下４００℃まで昇温し、炭酸ガスの発生が認められな
くなるまで約２時間この温度に維持して予備焼成した。
その後酸素流通に切り替えて８００℃で６時間最終焼成
した。昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合
計１２時間であった。得られた試料のＸ線回折測定によ
るピーク強度比は１．２７であった。実施例１（混合粉
末焼成）と比べた場合、最終焼成時間を３分の１（全加
熱処理時間は２分の１）にしても、リチウムイオン電池
の正極剤として実用性があるピーク強度比１以上のニッ
ケル酸リチウムを一回の焼成で製造できた。
【００３３】
【比較例７】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを酸素の流通下（予備焼成を行
うことなく）一気に８００℃まで加熱してこの温度で６
時間最終焼成した。得られた試料のＸ線回折測定による
ピーク強度比は０．８４であった。実施例５と比較例７
を比べてみると、表５に示すように、４００℃での予備
焼成の有無によって得られた試料のＸ線回折測定による
ピーク強度比が大きく異なることがわかる。
０．０ｇと炭酸リチウム１７．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比
＝１：１）に更に水３５．０ｇを加え、混合し、擂潰器
でよく練り合わせた。更に適量の水を加えつつ練った
後、孔径（貫通孔の相当直径）０．８ｍｍのサイズに押
出成型し長さ２〜５ｍｍの円柱状チップにし、１２０℃
で１６時間乾燥後、これを酸素の流通下（予備焼成を行
うことなく）一気に８００℃まで加熱してこの温度で６
時間最終焼成した。得られた試料のＸ線回折測定による
ピーク強度比は０．８４であった。実施例５と比較例７
を比べてみると、表５に示すように、４００℃での予備
焼成の有無によって得られた試料のＸ線回折測定による
ピーク強度比が大きく異なることがわかる。
【００３４】
【表５】
【００３５】
【実施例９】調製例１で得られた塩基性炭酸ニッケル５
０．０ｇと水酸化リチウム１９．６ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル
比＝１：１）を乳鉢で良く粉砕混合した。これを空気の
流通下４００℃まで昇温し、炭酸ガス発生が認められな
くなるまで約２時間この温度に維持して予備焼成した。
その後酸素流通に切り替えて８００℃で６時間最終焼成
した。昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合
計１２時間であった。得られた試料のＸ線回折測定によ
るピーク強度比は１．１９であった。
０．０ｇと水酸化リチウム１９．６ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル
比＝１：１）を乳鉢で良く粉砕混合した。これを空気の
流通下４００℃まで昇温し、炭酸ガス発生が認められな
くなるまで約２時間この温度に維持して予備焼成した。
その後酸素流通に切り替えて８００℃で６時間最終焼成
した。昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合
計１２時間であった。得られた試料のＸ線回折測定によ
るピーク強度比は１．１９であった。
【００３６】
【実施例１０】４００℃で予備焼成後、酸素流通に切り
替えて８５０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な
操作を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピー
ク強度比は１．２０であった。
替えて８５０℃で最終焼成した以外は実施例１と同様な
操作を行った。得られた試料のＸ線回折測定によるピー
ク強度比は１．２０であった。
【００３７】実施例９及び１０の結果より、水溶性リチ
ウム化合物として水酸化リチウムを使用しても良いこと
がわかる。
ウム化合物として水酸化リチウムを使用しても良いこと
がわかる。
【００３８】
【比較例８】水酸化ニッケル５０．０ｇと炭酸リチウム
１９．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比＝１：１）を乳鉢で良く
粉砕混合した。これを空気の流通下４００℃まで昇温
し、約２時間この温度に維持して予備焼成した。その後
酸素流通に切り替えて８００℃で６時間最終焼成した。
昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２
時間であった。得られた試料のＸ線回折測定によるピー
ク強度比は０．９８であった。ニッケル源として塩基性
炭酸ニッケルの代りに水酸化ニッケルを使用した場合
は、焼成を温度領域の異なる２段階で引き続き行っても
リチウムイオン電池の正極剤として実用性があるピーク
強度比１以上のニッケル酸リチウムは得られない。
１９．１ｇ（Ｎｉ：Ｌｉモル比＝１：１）を乳鉢で良く
粉砕混合した。これを空気の流通下４００℃まで昇温
し、約２時間この温度に維持して予備焼成した。その後
酸素流通に切り替えて８００℃で６時間最終焼成した。
昇温時間及び降温時間を含めた加熱処理時間は合計１２
時間であった。得られた試料のＸ線回折測定によるピー
ク強度比は０．９８であった。ニッケル源として塩基性
炭酸ニッケルの代りに水酸化ニッケルを使用した場合
は、焼成を温度領域の異なる２段階で引き続き行っても
リチウムイオン電池の正極剤として実用性があるピーク
強度比１以上のニッケル酸リチウムは得られない。
【００３９】
【発明の効果】リチウムイオン電池の正極剤として実用
性があるニッケル酸リチウムを一回の焼成で製造でき
る。
性があるニッケル酸リチウムを一回の焼成で製造でき
る。
フロントページの続き (72)発明者 横野 進 新潟県新津市滝谷本町１−26日揮化学株式 会社中央研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 塩基性炭酸ニッケルの粉末と水溶性リチ
ウム化合物の粉末をＮｉとＬｉが実質的に１：１モルに
なる比率で緊密に混合し、不活性ガス又は酸素含有ガス
の存在下で２５０〜５５０℃の範囲の温度で予備焼成し
て炭酸ガスの発生を実質的に終了させたのち、引き続き
酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で７００〜９００℃
の範囲の温度で最終焼成することを特徴とするニッケル
酸リチウムの製造方法。 - 【請求項２】 予備焼成温度が３００〜５００℃の範囲
である請求項１に記載のニッケル酸リチウムの製造方
法。 - 【請求項３】 塩基性炭酸ニッケルが、水溶性ニッケル
化合物と炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、炭酸アンモニ
ウム及び重炭酸アンモニウムからなる群から選ばれる化
合物を水中で反応させて得られる沈澱物を濾過、乾燥し
たものである請求項１に記載のニッケル酸リチウムの製
造方法。 - 【請求項４】 水溶性ニッケル化合物が硝酸ニッケル、
硫酸ニッケル及び塩化ニッケルからなる群から選ばれる
化合物である請求項３に記載のニッケル酸リチウムの製
造方法。 - 【請求項５】 水溶性リチウム化合物が炭酸リチウム又
は水酸化リチウムである請求項１に記載のニッケル酸リ
チウムの製造方法。 - 【請求項６】 塩基性炭酸ニッケルの粉末と水溶性リチ
ウム化合物の粉末を緊密に混合した粉末を成形物にした
状態で不活性ガス又は酸素含有ガスの存在下で２５０〜
５５０℃の範囲の温度で予備焼成して炭酸ガスの発生を
実質的に終了させたのち、引き続き酸素ガス又は酸素富
化空気の存在下で７００〜９００℃の範囲の温度で最終
焼成する請求項１に記載のニッケル酸リチウムの製造方
法。 - 【請求項７】 予備焼成温度が３００〜５００℃の範囲
である請求項６に記載のニッケル酸リチウムの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7211461A JPH0959026A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | ニッケル酸リチウムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7211461A JPH0959026A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | ニッケル酸リチウムの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0959026A true JPH0959026A (ja) | 1997-03-04 |
Family
ID=16606329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7211461A Pending JPH0959026A (ja) | 1995-08-21 | 1995-08-21 | ニッケル酸リチウムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0959026A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000264636A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Toda Kogyo Corp | リチウムマンガンスピネル酸化物粒子粉末及びその製造方法 |
| JP2002020124A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-23 | Dowa Mining Co Ltd | リチウム複合酸化物の製造方法並びに正極活物質 |
| EP1675208A2 (en) * | 2000-04-04 | 2006-06-28 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP5819199B2 (ja) * | 2010-02-05 | 2015-11-18 | Jx日鉱日石金属株式会社 | リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極、及び、リチウムイオン電池 |
| JP5819200B2 (ja) * | 2010-02-05 | 2015-11-18 | Jx日鉱日石金属株式会社 | リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極、及び、リチウムイオン電池 |
| JP2018067524A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-26 | Ｂａｓｆ戸田バッテリーマテリアルズ合同会社 | 正極活物質粒子中の残存リチウム量の低減方法 |
-
1995
- 1995-08-21 JP JP7211461A patent/JPH0959026A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000264636A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-26 | Toda Kogyo Corp | リチウムマンガンスピネル酸化物粒子粉末及びその製造方法 |
| EP1675208A2 (en) * | 2000-04-04 | 2006-06-28 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| EP1675208A3 (en) * | 2000-04-04 | 2007-04-11 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP2002020124A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-23 | Dowa Mining Co Ltd | リチウム複合酸化物の製造方法並びに正極活物質 |
| JP5819199B2 (ja) * | 2010-02-05 | 2015-11-18 | Jx日鉱日石金属株式会社 | リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極、及び、リチウムイオン電池 |
| JP5819200B2 (ja) * | 2010-02-05 | 2015-11-18 | Jx日鉱日石金属株式会社 | リチウムイオン電池用正極活物質、リチウムイオン電池用正極、及び、リチウムイオン電池 |
| JP2018067524A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-26 | Ｂａｓｆ戸田バッテリーマテリアルズ合同会社 | 正極活物質粒子中の残存リチウム量の低減方法 |
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