JPH1179752A - 酸化ニッケル粒子およびその製造方法 - Google Patents
酸化ニッケル粒子およびその製造方法Info
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- JPH1179752A JPH1179752A JP9251286A JP25128697A JPH1179752A JP H1179752 A JPH1179752 A JP H1179752A JP 9251286 A JP9251286 A JP 9251286A JP 25128697 A JP25128697 A JP 25128697A JP H1179752 A JPH1179752 A JP H1179752A
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】リチウム化合物との固相反応における反応性が
高く、リチウム電池の正極活物質として好適なリチウム
ニッケル酸化物を短時間の焼成で得ることの出来る酸化
ニッケル粒子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】一般式:NiO1+X(式中、xは0.1以
上)で示され、平均粒径が50nm以下で、且つ、BE
T比表面積が50m2/g以上である酸化ニッケル粒
子、および、ニッケル水可溶性塩と炭酸アルカリ水溶液
とをNi2+イオンに対するアルカリ金属イオンのモル比
が2.0以上の割合で混合した後、得られた沈殿生成物
を酸素含有ガス雰囲気中で280〜400℃で焼成する
ことから成る酸化ニッケル粒子の製造方法。
高く、リチウム電池の正極活物質として好適なリチウム
ニッケル酸化物を短時間の焼成で得ることの出来る酸化
ニッケル粒子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】一般式:NiO1+X(式中、xは0.1以
上)で示され、平均粒径が50nm以下で、且つ、BE
T比表面積が50m2/g以上である酸化ニッケル粒
子、および、ニッケル水可溶性塩と炭酸アルカリ水溶液
とをNi2+イオンに対するアルカリ金属イオンのモル比
が2.0以上の割合で混合した後、得られた沈殿生成物
を酸素含有ガス雰囲気中で280〜400℃で焼成する
ことから成る酸化ニッケル粒子の製造方法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化ニッケル粒子
およびその製造方法に関するものであり、詳しくは、リ
チウム電池の正極活物質用材料としてのリチウムニッケ
ル酸化物の原料として好適である、式:NiO1+x(式
中、xは0.1以上)で示される酸化ニッケル粒子およ
びその製造方法に関する。
およびその製造方法に関するものであり、詳しくは、リ
チウム電池の正極活物質用材料としてのリチウムニッケ
ル酸化物の原料として好適である、式:NiO1+x(式
中、xは0.1以上)で示される酸化ニッケル粒子およ
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピューター、携帯
電話などのポータブル機器の開発に伴って、小型電池の
需要が増大している。特に、リチウムは、原子量が小さ
いがイオン化エネルギーが大きい物質である。そのた
め、リチウム電池は、起電力が高く且つ高エネルギー密
度を得ることの出来る電池として着目されている。リチ
ウム電池に使用される正極活物質として、より高い起電
力と高エネルギー密度化を得ることの出来る、例えば、
4V程度の高電圧を発生することの出来るLiNi
O2、LiCoO2等の酸化物の開発が行われている。
電話などのポータブル機器の開発に伴って、小型電池の
需要が増大している。特に、リチウムは、原子量が小さ
いがイオン化エネルギーが大きい物質である。そのた
め、リチウム電池は、起電力が高く且つ高エネルギー密
度を得ることの出来る電池として着目されている。リチ
ウム電池に使用される正極活物質として、より高い起電
力と高エネルギー密度化を得ることの出来る、例えば、
4V程度の高電圧を発生することの出来るLiNi
O2、LiCoO2等の酸化物の開発が行われている。
【0003】上記のリチウムニッケル酸化物は、ニッケ
ル酸化物とリチウム化合物との混合粉体を500℃以上
の高温で焼成することにより得られる。しかしながら、
上述の固相反応においては、酸化ニッケル粒子の反応性
が低いため、長時間の焼成が必要となる。ところが、5
00℃以上の高温で長時間の焼成を行った場合、リチウ
ムが蒸発するため、リチウム量が低下し、正極活物質と
して好適な組成を有するリチウムニッケル酸化物を得る
ことが出来ない。
ル酸化物とリチウム化合物との混合粉体を500℃以上
の高温で焼成することにより得られる。しかしながら、
上述の固相反応においては、酸化ニッケル粒子の反応性
が低いため、長時間の焼成が必要となる。ところが、5
00℃以上の高温で長時間の焼成を行った場合、リチウ
ムが蒸発するため、リチウム量が低下し、正極活物質と
して好適な組成を有するリチウムニッケル酸化物を得る
ことが出来ない。
【0004】また、電池の電極は、電極材料用粉末とバ
インダーとの混合物を基板上に塗布して得られる。この
ため、電極材料用粉末は、バインダーに対して分散性の
良いことが要求される。しかしながら、500℃以上の
高温で長時間焼成して得られたリチウムニッケル酸化物
は、粒子間が焼結しているため、リチウム電池の電極を
製造する際のバインダーに対する分散性が良好ではな
い。
インダーとの混合物を基板上に塗布して得られる。この
ため、電極材料用粉末は、バインダーに対して分散性の
良いことが要求される。しかしながら、500℃以上の
高温で長時間焼成して得られたリチウムニッケル酸化物
は、粒子間が焼結しているため、リチウム電池の電極を
製造する際のバインダーに対する分散性が良好ではな
い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、リチウム化合物
との固相反応における反応性が高く、リチウム電池の正
極活物質として好適なリチウムニッケル酸化物を短時間
の焼成で得ることの出来る酸化ニッケル粒子およびその
製造方法を提供することにある。
鑑みなされたものであり、その目的は、リチウム化合物
との固相反応における反応性が高く、リチウム電池の正
極活物質として好適なリチウムニッケル酸化物を短時間
の焼成で得ることの出来る酸化ニッケル粒子およびその
製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第1
の要旨は、 一般式:NiO1+x(式中、xは0.1以
上)で示され、平均粒径が50nm以下で、且つ、BE
T比表面積が50m2/g以上であることを特徴とする
酸化ニッケル粒子に存し、本発明の第2の要旨は、水可
溶性ニッケル塩と炭酸アルカリ水溶液とをNi2+イオン
に対するアルカリ金属イオンのモル比が2.0以上の割
合で混合した後、得られた沈殿生成物を酸素含有ガス雰
囲気中で280〜400℃で焼成することを特徴とする
酸化ニッケル粒子の製造方法に存する。
の要旨は、 一般式:NiO1+x(式中、xは0.1以
上)で示され、平均粒径が50nm以下で、且つ、BE
T比表面積が50m2/g以上であることを特徴とする
酸化ニッケル粒子に存し、本発明の第2の要旨は、水可
溶性ニッケル塩と炭酸アルカリ水溶液とをNi2+イオン
に対するアルカリ金属イオンのモル比が2.0以上の割
合で混合した後、得られた沈殿生成物を酸素含有ガス雰
囲気中で280〜400℃で焼成することを特徴とする
酸化ニッケル粒子の製造方法に存する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、本発明の酸化ニッケル粒子について説明する。本
発明の酸化ニッケル粒子は、一般式:NiO1+xで示さ
れる。式中、xは0.1以上、好ましくは0.2〜0.
5である。本発明の酸化ニッケル粒子は、平均粒子径が
50nm以下、好ましくは5〜50nmで、そのBET
比表面積が50m2/g以上、好ましくは50〜200
m2/gである。
先ず、本発明の酸化ニッケル粒子について説明する。本
発明の酸化ニッケル粒子は、一般式:NiO1+xで示さ
れる。式中、xは0.1以上、好ましくは0.2〜0.
5である。本発明の酸化ニッケル粒子は、平均粒子径が
50nm以下、好ましくは5〜50nmで、そのBET
比表面積が50m2/g以上、好ましくは50〜200
m2/gである。
【0008】xが0.1未満の場合、平均粒子径が50
nmを超える場合、または、BET比表面積が50m2
/g未満の場合、リチウムニッケル酸化物の生成の固相
反応における酸化ニッケル粒子の反応性が低いため、5
00℃以上の高温での長時間の焼成が必要となる。その
結果、リチウムが蒸発してリチウム量が低下し、正極活
物質として好適な組成を有する、また、粒子間が焼結す
るため、リチウム電池の電極を製造する際のバインダー
に対する分散性が良好なリチウムニッケル酸化物を得る
ことが出来ない。
nmを超える場合、または、BET比表面積が50m2
/g未満の場合、リチウムニッケル酸化物の生成の固相
反応における酸化ニッケル粒子の反応性が低いため、5
00℃以上の高温での長時間の焼成が必要となる。その
結果、リチウムが蒸発してリチウム量が低下し、正極活
物質として好適な組成を有する、また、粒子間が焼結す
るため、リチウム電池の電極を製造する際のバインダー
に対する分散性が良好なリチウムニッケル酸化物を得る
ことが出来ない。
【0009】次に、本発明の酸化ニッケル粒子の製造方
法について説明する。先ず、本発明の製造方法において
は、水可溶性ニッケル塩と炭酸アルカリ水溶液とを混合
して沈殿生成物を得る。水可溶性ニッケル塩としては、
塩化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル等が使用さ
れる。炭酸アルカリ水溶液としては、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム等の水溶液が使用される。
法について説明する。先ず、本発明の製造方法において
は、水可溶性ニッケル塩と炭酸アルカリ水溶液とを混合
して沈殿生成物を得る。水可溶性ニッケル塩としては、
塩化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル等が使用さ
れる。炭酸アルカリ水溶液としては、炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム等の水溶液が使用される。
【0010】水可溶性ニッケル塩と炭酸アルカリ水溶液
との混合割合は、Ni2+イオンに対するアルカリ金属イ
オンのモル比として、2.0以上、好ましくは2.0〜
3.0である。モル比が2.0未満の場合は、Ni2+
イオンの一部分が溶解したまま水溶液中に残存するた
め、収率が低下する。
との混合割合は、Ni2+イオンに対するアルカリ金属イ
オンのモル比として、2.0以上、好ましくは2.0〜
3.0である。モル比が2.0未満の場合は、Ni2+
イオンの一部分が溶解したまま水溶液中に残存するた
め、収率が低下する。
【0011】水可溶性ニッケル塩と炭酸アルカリ水溶液
との混合は、通常、撹拌条件下に行なわれ、混合温度
は、通常100℃以下、好ましくは5〜80℃、更に好
ましくは15〜50℃、混合時間は、通常60分間以
下、好ましくは5〜30分間とされる。沈殿生成物の回
収は、通常、瀘別手段によって行なわれ、回収された沈
殿生成物は水洗処理される。
との混合は、通常、撹拌条件下に行なわれ、混合温度
は、通常100℃以下、好ましくは5〜80℃、更に好
ましくは15〜50℃、混合時間は、通常60分間以
下、好ましくは5〜30分間とされる。沈殿生成物の回
収は、通常、瀘別手段によって行なわれ、回収された沈
殿生成物は水洗処理される。
【0012】次に、本発明の製造方法においては、上記
の沈殿生成物を酸素含有ガス雰囲気中、280〜400
℃、好ましくは300〜350℃の温度で焼成すること
が重要である。焼成温度が280℃未満の場合は、沈殿
物であるニッケル水酸化物の一部分のみが酸化物とな
り、ニッケル水酸化物の中にニッケル酸化物が存在する
混合粒子が生成する。この混合粒子は不均一な固相反応
を生ずるため、当該混合粒子から得られたリチウムニッ
ケル酸化物は正極活物質としての目的を達成し得ない。
焼成温度が400℃を超える場合は、式中のxが0.1
未満の酸化ニッケル粒子得られたり、また、50nmを
超えた粒子径の酸化ニッケル粒子や50m2/g未満の
BET比表面積を有する酸化ニッケル粒子が得られるた
め、正極活物質としての目的を達成し得ない。
の沈殿生成物を酸素含有ガス雰囲気中、280〜400
℃、好ましくは300〜350℃の温度で焼成すること
が重要である。焼成温度が280℃未満の場合は、沈殿
物であるニッケル水酸化物の一部分のみが酸化物とな
り、ニッケル水酸化物の中にニッケル酸化物が存在する
混合粒子が生成する。この混合粒子は不均一な固相反応
を生ずるため、当該混合粒子から得られたリチウムニッ
ケル酸化物は正極活物質としての目的を達成し得ない。
焼成温度が400℃を超える場合は、式中のxが0.1
未満の酸化ニッケル粒子得られたり、また、50nmを
超えた粒子径の酸化ニッケル粒子や50m2/g未満の
BET比表面積を有する酸化ニッケル粒子が得られるた
め、正極活物質としての目的を達成し得ない。
【0013】酸素含有ガス雰囲気は、特に限定されない
が、通常、酸素含有率が20〜100%の雰囲気であ
る。通常、酸素含有率が20%未満の場合は、式中のx
が0.1未満の酸化ニッケル粒子得られるため、当該酸
化ニッケル粒子から得られるリチウムニッケル酸化物は
正極活物質としての目的を達成し得ない。焼成時間は、
特に限定されないが、通常15〜300分である。
が、通常、酸素含有率が20〜100%の雰囲気であ
る。通常、酸素含有率が20%未満の場合は、式中のx
が0.1未満の酸化ニッケル粒子得られるため、当該酸
化ニッケル粒子から得られるリチウムニッケル酸化物は
正極活物質としての目的を達成し得ない。焼成時間は、
特に限定されないが、通常15〜300分である。
【0014】上述の方法によって得られた酸化ニッケル
粒子は、一般式:NiO1+x(式中、xは0.1以上)
で示され、平均粒径が50nm以下で、且つ、BET比
表面積が50m2/g以上であり、リチウム電池の正極
活物質用材料としてのリチウムニッケル酸化物を短時間
の焼成で生成することの出来るリチウムニッケル酸化物
の原料として好適である。
粒子は、一般式:NiO1+x(式中、xは0.1以上)
で示され、平均粒径が50nm以下で、且つ、BET比
表面積が50m2/g以上であり、リチウム電池の正極
活物質用材料としてのリチウムニッケル酸化物を短時間
の焼成で生成することの出来るリチウムニッケル酸化物
の原料として好適である。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例
に限定されるものではない。
が、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例
に限定されるものではない。
【0016】(1)粒子径:透過型電子顕微鏡写真から
測定した数値の平均値で示した。
測定した数値の平均値で示した。
【0017】(2)BET比表面積:BET法により測
定した値で示した。吸着剤としてはモノソーブMSー1
1(カンタクロム(株)製)を使用し、吸着ガスとして
は窒素ガスを使用した。
定した値で示した。吸着剤としてはモノソーブMSー1
1(カンタクロム(株)製)を使用し、吸着ガスとして
は窒素ガスを使用した。
【0018】(3)反応生成物の同定および結晶構造:
X線回折法(理学電機(株)製のX線回折装置)によ
り、Mnフィルターで濾波されたFeのKα線を使用
し、加速電圧40kV、電流20mAの条件で測定し
た。尚、xは、組成分析により測定した。
X線回折法(理学電機(株)製のX線回折装置)によ
り、Mnフィルターで濾波されたFeのKα線を使用
し、加速電圧40kV、電流20mAの条件で測定し
た。尚、xは、組成分析により測定した。
【0019】実施例1 200mlの水に0.2モルのNi(NO3)2・7H2
Oを溶解した。別に、50mlの水に0.225モルの
Na2CO3を溶かして水溶液とし、この水溶液を先に調
製した硝酸ニッケル水溶液に添加し、得られた混合液を
25℃で10分間機械的に攪拌した。生成した沈殿物を
瀘別、水洗した後、60℃で乾燥して粉末を得た。得ら
れた粉末をアルミナるつぼに入れて、大気中で320℃
で30分間加熱焼成して黒色粉末を得た。粉末X線回析
の結果、得られた黒色粉末は酸化ニッケル粒子であり、
TEMでの観察の結果、その粒子径は12nmで、且
つ、BET比表面積は160m2/gで、組成分析の結
果、NiO1.30で示される酸化ニッケル粒子あった。
Oを溶解した。別に、50mlの水に0.225モルの
Na2CO3を溶かして水溶液とし、この水溶液を先に調
製した硝酸ニッケル水溶液に添加し、得られた混合液を
25℃で10分間機械的に攪拌した。生成した沈殿物を
瀘別、水洗した後、60℃で乾燥して粉末を得た。得ら
れた粉末をアルミナるつぼに入れて、大気中で320℃
で30分間加熱焼成して黒色粉末を得た。粉末X線回析
の結果、得られた黒色粉末は酸化ニッケル粒子であり、
TEMでの観察の結果、その粒子径は12nmで、且
つ、BET比表面積は160m2/gで、組成分析の結
果、NiO1.30で示される酸化ニッケル粒子あった。
【0020】実施例2〜4及び比較例1〜4 実施例1において、表1〜3に示す様に焼成温度および
焼成雰囲気を変更した以外は実施例1と同様にして黒色
粉末を得た。得られた粒子は、何れも粉末X線回析の結
果、酸化ニッケル粒子であることが認められた。表1〜
3に酸化ニッケル粒子の諸特性を示す。
焼成雰囲気を変更した以外は実施例1と同様にして黒色
粉末を得た。得られた粒子は、何れも粉末X線回析の結
果、酸化ニッケル粒子であることが認められた。表1〜
3に酸化ニッケル粒子の諸特性を示す。
【0021】参考例<リチウムニケル酸化物の製造> 実施例1〜4及び比較例1〜4で得られた各々の酸化ニ
ッケル粒子と水酸化リチウム(LiOH・H2O)をL
i/Ni=1.0となる様に、機械的に混合し、得られ
た混合粉末を電気炉に入れて700℃に加熱して6時間
反応した。得られた粉末を乳鉢で粉砕して、リチウムニ
ッケル酸化物の黒色粉末を得た。
ッケル粒子と水酸化リチウム(LiOH・H2O)をL
i/Ni=1.0となる様に、機械的に混合し、得られ
た混合粉末を電気炉に入れて700℃に加熱して6時間
反応した。得られた粉末を乳鉢で粉砕して、リチウムニ
ッケル酸化物の黒色粉末を得た。
【0022】X線回折による測定結果、実施例1〜4で
得られた酸化ニッケル粒子を使用して得た黒色粉末は、
何れも層状岩塩型規則配列のLiNiO2で示されるリ
チウムニッケル酸化物粉末であった。他方、比較例1〜
4で得られた酸化ニッケル粒子を使用して得た黒色粉末
は、リチウムとニッケルの規則配列程度の低い層状岩塩
型のLiNiO2で示されるリチウムニッケル酸化物粉
末であった。
得られた酸化ニッケル粒子を使用して得た黒色粉末は、
何れも層状岩塩型規則配列のLiNiO2で示されるリ
チウムニッケル酸化物粉末であった。他方、比較例1〜
4で得られた酸化ニッケル粒子を使用して得た黒色粉末
は、リチウムとニッケルの規則配列程度の低い層状岩塩
型のLiNiO2で示されるリチウムニッケル酸化物粉
末であった。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、リチウム
電池の正極活物質用材料としてのリチウムニッケル酸化
物の原料として好適である酸化ニッケル粒子およびその
製造方法が提供される。
電池の正極活物質用材料としてのリチウムニッケル酸化
物の原料として好適である酸化ニッケル粒子およびその
製造方法が提供される。
フロントページの続き (72)発明者 梶山 ▲亮▼尚 山口県小野田市新沖一丁目1番1号 戸田 工業株式会社小野田開発センター内
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式:NiO1+x(式中、xは0.1
以上)で示され、平均粒径が50nm以下で、且つ、B
ET比表面積が50m2/g以上であることを特徴とす
る酸化ニッケル粒子。 - 【請求項2】 水可溶性ニッケル塩と炭酸アルカリ水溶
液とをNi2+イオンに対するアルカリ金属イオンのモル
比が2.0以上の割合で混合した後、得られた沈殿生成
物を酸素含有ガス雰囲気中で280〜400℃で焼成す
ることを特徴とする酸化ニッケル粒子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9251286A JPH1179752A (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 酸化ニッケル粒子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9251286A JPH1179752A (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 酸化ニッケル粒子およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1179752A true JPH1179752A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17220554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9251286A Withdrawn JPH1179752A (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | 酸化ニッケル粒子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1179752A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009137795A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Tanaka Chemical Corp | 酸化ニッケルの製造方法 |
JP2009196870A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化ニッケル粉末及びその製造方法 |
JP2009298647A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Tanaka Chemical Corp | ニッケル酸化物及びその製造方法 |
JP2010089988A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化ニッケル微粉末及びその製造方法 |
JP2011042541A (ja) * | 2009-08-24 | 2011-03-03 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 酸化ニッケル微粉末及びその製造方法 |
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KR20190139514A (ko) * | 2018-06-08 | 2019-12-18 | 주식회사 엘지화학 | 산화니켈 분말 및 그 제조방법 |
-
1997
- 1997-09-01 JP JP9251286A patent/JPH1179752A/ja not_active Withdrawn
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