锂过渡金属复合氧化物的制造方法技术

锂过渡金属复合氧化物的制造方法包括如下工序：准备包含含锂化合物和过渡金属化合物的混合物的工序；得到混合物的成型体的工序；和，将成型体在具有至少1个通气孔的容器内进行焙烧，得到焙烧体的工序。得到焙烧体的工序。得到焙烧体的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂过渡金属复合氧化物的制造方法


[0001]本公开涉及锂过渡金属复合氧化物的制造方法。

技术介绍

[0002]以锂离子二次电池为代表的二次电池具备正极、负极和电解质，正极例如包含锂过渡金属复合氧化物作为正极活性物质。作为锂过渡金属复合氧化物，例如使用了有利于高容量化的锂镍复合氧化物或镍酸锂(LiNiO2)，出于电池性能的进一步改善的目的，进行了将镍的一部分用异种金属取代的操作。
[0003]专利文献1公开了一种制造方法，其特征在于，其为由锂镍复合氧化物构成的非水系电解质二次电池用的正极活性物质的制造方法，将使平均粒径为8～20μm的镍复合化合物与锂化合物混合得到的、体积密度为1.0～2.2g/mL的混合物填充至焙烧容器并焙烧的工序中，将在焙烧容器中放入该混合物时的厚度设为t(mm)时，将使该混合物的温度保持为550℃以上且650℃以下的温度区域的时间设为由式：时间(分钟)＝0.026t2‑
2.7求出的最小保持时间以上，并且在氧浓度为60容量％以上的氧化性气氛中进行该混合物的焙烧，对得到的焙烧物进行水洗。
[0004]专利文献2公开了，使用于合成含锂复合氧化物时的焙烧用治具包含选自由钪、钛、钒、锰、铬、钇、锆和铌组成的组中的至少1种金属元素和锂，所述含锂复合氧化物是将包含锂化合物和过渡金属化合物的混合物进行焙烧而用作非水电解质二次电池的正极活性物质。另外，从耐久性的观点出发，公开了使焙烧用治具的孔隙率为0.5～40％。
[0005]专利文献3中，作为制造锂镍复合氧化物的方法，公开了一种方法，其具备如下步骤：将含有包含镍的化合物与包含锂的化合物的粉末的混合物成型而得到多个成型体，将得到的多个成型体从立式炉的上部连续地或间歇地供给至炉内；将成型体在立式炉内进行焙烧；和，将焙烧过的多个成型体从立式炉内的下部连续地或间歇地排出至外部。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2011
‑
146309号公报
[0009]专利文献2：日本特开2008
‑
103100号公报
[0010]专利文献3：日本特开2019
‑
99406号公报

技术实现思路

[0011]如专利文献1、2那样使用焙烧容器或焙烧用治具时，从改善生产率的观点出发，如果增加材料对焙烧容器或焙烧用治具的填充量，则有通过焙烧生成的复合氧化物的结晶性降低的倾向。
[0012]如专利文献3，将混合物成型而焙烧成型体时，生成的复合氧化物的结晶性的改善变得有利。然而，将大量的成型体供给至炉内的情况下，气体在炉内不易对流，热不易传递至成型体，因此，焙烧体的结晶性有时降低。
[0013]本公开的一侧面涉及一种锂过渡金属复合氧化物的制造方法，其包括如下工序：准备包含含锂化合物和过渡金属化合物的混合物的工序；得到前述混合物的成型体的工序；和，将前述成型体在具有至少1个通气孔的容器内进行焙烧，得到焙烧体的工序。
[0014]根据本公开，锂过渡金属复合氧化物的结晶性改善。
附图说明
[0015]图1为示意性地示出填充至具有通气孔的容器内的成型体的图。
[0016]图2为示出求出成型体的长宽比的方法的图。
[0017]图3为本公开的一实施方式的锂过渡金属复合氧化物的制造方法的流程图。
[0018]图4为切去了方型二次电池的一部分的立体简图。
具体实施方式
[0019]本公开的实施方式的锂过渡金属复合氧化物的制造方法包括如下工序：准备包含含锂化合物和过渡金属化合物的混合物(以下，也称为原料混合物)的工序；得到原料混合物的成型体的工序；和，将成型体在具有至少1个通气孔的容器内进行焙烧，得到焙烧体(即，锂过渡金属复合氧化物)的工序。
[0020]由含锂化合物与过渡金属化合物的原料混合物制成成型体，将成型体进行焙烧，从而成型体中的颗粒彼此的接触点增加，成型体的导热性改善，焙烧的进行变得有利。另外，在成型体彼此之间形成有间隙，因此，容器内的气体(例如空气、氧气等供给气体)的流通性改善也变得有利于焙烧的进行。由此，焙烧中生成的锂过渡金属复合氧化物的结晶性改善。
[0021]然而，焙烧时生成的水分以水蒸气的形式从成型体中释放。如果水蒸气滞留在容器内，则供给气体的流通性的改善效果被抵消。由于水蒸气在成型体内部的流通容易受到限制，因此，从成型体释放时的水蒸气的压力容易变高。另外，由于成型体的焙烧容易进行，水蒸气的生成量多，因此，与直接以粉体进行焙烧的情况相比，产生大量的水蒸气。因此，认为将成型体焙烧时，水蒸气容易滞留在容器内。其结果，特别是在成型体向容器的填充量增加的情况下，有可能难以充分改善锂过渡金属复合氧化物的结晶性。
[0022]相对于此，在用于收纳成型体的容器中设置通气孔的情况下，从成型体释放的水蒸气容易立即释放至容器外部，水蒸气不易滞留在容器内。其结果，由于可以提高容器内的空气、氧气等供给气体的浓度，因此，可以促进成型体的焙烧。由此，即使在成型体向容器的填充量增加的情况下，也变得容易改善锂过渡金属复合氧化物的结晶性。
[0023]如果考虑对含锂化合物的耐腐蚀性、对高温的耐久性，则容器的材质优选陶瓷。作为陶瓷，可以举出氧化铝、二氧化硅、二氧化硅氧化铝、氮化铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆、富铝红柱石、堇青石等。
[0024]用于收纳成型体的容器例如可以为具有底部和从底部的周缘立起的侧壁的形状。该情况下，只要底部和侧壁的至少一者具有至少1个通气孔即可。容器通常为上方开口的形状。容器具有大致长方体的形状的情况下，只要构成侧壁的4个部分中的至少1者具有至少1个通气孔即可。
[0025]容器的深度(容器内侧能收纳成型体的空间的高度)例如可以为20mm以上且300mm
以下，可以为100mm以上且300mm以下，可以为200mm以上且300mm以下。从使成型体的焙烧工艺中的成型体的操作容易的观点出发，容器的上方的开口例如可以具有纵100mm以上且500mm以下、宽100mm以上且500mm以下的四边形状。
[0026]从改善锂过渡金属复合氧化物的结晶性的观点出发，期望容器的孔隙率大。孔隙率是指，通气孔(即，孔隙)相对于构成容器的构件(例如底部或侧壁)的表观体积V1(构件为板状的情况下，为V1＝构件的主表面的面积
×
厚度)所占的体积v11的比率。孔隙率可以根据容器的材质、在能确保容器的强度的范围内，以尽量变大的方式设定。
[0027]容器具有底部和从底部的周缘立起的侧壁的情况下，底部和侧壁的至少一者中的孔隙率例如可以为51％以上且82％以下。将孔隙率设定为82％以下的情况下，由于可以较高地维持容器的强度，因此，可以延长容器的寿命。
[0028]容器的底部或侧壁可以为具有连续气孔的多孔材料。作为这种多孔材料，可以举出海绵状(sponge状)材料、陶瓷颗粒的烧结体等。在由具有连续气孔的多孔材料形成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂过渡金属复合氧化物的制造方法，其包括如下工序：准备包含含锂化合物和过渡金属化合物的混合物的工序；得到所述混合物的成型体的工序；和，将所述成型体在具有至少1个通气孔的容器内进行焙烧，得到焙烧体的工序。2.根据权利要求1所述的锂过渡金属复合氧化物的制造方法，其中，所述容器具有底部和从所述底部的周缘立起的侧壁，所述底部和所述侧壁的至少一者具有所述至少1个通气孔。3.根据权利要求2所述的锂过渡金属复合氧化物的制造方法，其中，所述底部和所述侧壁的至少一者的孔隙率为51％以上且82％以下。4.根据权利要求1～3中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤大辅，神拓弥，岩井充，高山朝大，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：