锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置以及制造方法制造方法及图纸

本公开为锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置以及制造方法。提供能够提高生产率的锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置，该制造装置具备运送单元和加热部，运送单元运送正极活性物质材料，正极活性物质材料包含锂化合物和下述金属化合物，所述金属化合物包含选自镍、钴和锰之中的至少一种金属元素，加热部加热正极活性物质材料，加热部具有至少一个加热单元，加热单元通过热传导来加热正极活性物质材料，运送单元具有运送正极活性物质材料的运送构件，加热单元隔着运送构件来加热正极活性物质材料，运送构件在宽度方向的端部具有正极活性物质材料保持部。正极活性物质材料保持部。正极活性物质材料保持部。

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置以及制造方法


[0001]本申请涉及锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置以及制造方法。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池被广泛用于膝上型电脑、便携式终端等的电源以及车辆驱动用电源等。因此，要求提高锂离子二次电池的生产率，也要求提高锂离子二次电池中所使用的正极活性物质的生产率。
[0003]一般的锂离子二次电池用的正极活性物质的制造方法如下。首先，将成为前驱体的包含镍等的金属氢氧化物和锂化合物(例如氢氧化锂、碳酸锂等)混合，得到正极活性物质材料。接着，将正极活性物质材料进行预烧(假烧)，使正极活性物质材料氧化。具体而言，将金属氢氧化物氧化为金属氧化物，将锂化合物氧化为氧化锂。接着，将进行了预烧的正极活性物质材料填充到规定的匣钵中，进行烧成。通过烧成，正极活性物质材料中的金属氧化物和氧化锂进行反应，得到作为正极活性物质的锂金属氧化物。而且，所得到的正极活性物质被回收，并被利用于锂离子二次电池。例如在专利文献1～3中公开了这样的正极活性物质的制造方法。
[0004]在将正极活性物质材料进行预烧的工序中，使用例如回转炉(旋转窑炉：rotary kiln)等的烧成装置。回转炉是能够在氧化气氛下将正极活性物质材料一边搅拌一边加热的装置，能够促进正极活性物质材料的氧化。关于将正极活性物质材料进行预烧的原因，由于金属氢氧化物以及锂化合物的氧化反应为吸热反应，因此是为了防止在烧成工序中因吸热反应而导致正极活性物质材料产生温度不均匀的缘故。
[0005]在将正极活性物质材料进行烧成的工序中，使用例如辊底式炉(辊道窑炉：roller hearth kiln)等的烧成装置。辊底式炉能够在比预烧工序高的温度下加热正极活性物质材料，能够通过使正极活性物质材料中的金属氧化物和氧化锂反应来制造正极活性物质。另外，在将正极活性物质材料向匣钵填充时，也可以为了高密度化而施加压力。通过将正极活性物质材料高密度化，正极活性物质材料中的金属氧化物和氧化锂的接触面积增加，能够促进烧成。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2020－113429号公报
[0009]专利文献2：日本特开2019－175694号公报
[0010]专利文献3：日本特开2020－198195号公报

技术实现思路

[0011]由于回转炉是用于将金属氢氧化物和/或锂化合物氧化的装置，因此需要向回转炉内积极地送入空气或氧气来形成为氧化气氛。但是，由于需要积极地向回转炉内送入空气或氧气，因此生产成本变大。
[0012]辊底式炉是用于将被预烧了的正极活性物质材料进行烧成的装置，为了均匀地加热，需要将正极活性物质材料填充到匣钵中。但是，根据装置内的热风的流动方式，正极活性物质材料容易产生温度不均匀。当在正极活性物质材料产生了温度不均匀的状态下进行短时间加热时，所制造的正极活性物质的结晶性产生偏差。因此，在使用辊底式炉制造正极活性物质的情况下，为了抑制温度不均匀需要长时间加热正极活性物质材料，但这样一来生产成本增加。另外，由于需要长时间加热，因此设备容易大型化。
[0013]因此，本申请的目的是提供能够提高生产率的锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置以及制造方法。
[0014]作为用于解决上述课题的一个方式，本公开提供一种锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置，其具备运送正极活性物质材料的运送单元和加热正极活性物质材料的加热部，正极活性物质材料包含锂化合物和下述金属化合物，所述金属化合物包含选自镍、钴和锰之中的至少一种金属元素，加热部具有至少一个通过热传导来加热正极活性物质材料的加热单元，运送单元具有运送正极活性物质材料的运送构件，加热单元隔着(经由)运送构件来加热正极活性物质材料，运送构件在宽度方向的端部具有正极活性物质材料保持部。
[0015]在上述制造装置中，加热单元可以是加热辊。另外，在上述制造装置中，可以是下述方式：加热单元为多个加热辊，将正极活性物质材料的一个面加热的加热辊和将正极活性物质材料的另一个面加热的加热辊从运送方向的上游侧朝向下游侧交替地配置，相邻的加热辊彼此以将正极活性物质材料夹入的方式相向地配置。进而，加热辊的包角(wrap angle)可以超过180
°
且为360
°
以下。
[0016]在上述制造装置中，加热部可以将正极活性物质材料加热至700℃以上且1000℃以下。另外，加热部可以在氧化气氛下加热正极活性物质材料。
[0017]在上述制造装置中，运送构件可以由多孔耐热性构件构成。
[0018]在上述制造装置中，可以在比加热部靠运送方向的上游侧具备将正极活性物质材料成形为片状的成形单元。另外，在上述制造装置中，也可以具备将通过加热部得到的正极活性物质回收的回收部。
[0019]作为用于解决上述课题的一个方式，本公开提供一种锂离子二次电池用正极活性物质的制造方法，其具备正极活性物质材料制作工序和将正极活性物质材料加热的加热工序，在正极活性物质材料制作工序中，将锂化合物和下述金属化合物混合而得到正极活性物质材料，所述金属化合物包含选自镍、钴和锰之中的至少一种金属元素，在加热工序中，通过热传导来加热正极活性物质材料，在加热工序中，由运送构件运送正极活性物质材料，并隔着该运送构件来加热正极活性物质材料，运送构件在宽度方向的端部具有正极活性物质材料保持部。
[0020]在上述制造方法中，在加热工序中，可以将正极活性物质材料一边运送一边加热。另外，在上述制造方法中，在加热工序中，可以交替地进行正极活性物质材料的两面的加热和正极活性物质材料的一面的加热。进而，在上述制造方法的加热工序中，可以使用包角超过180
°
且为360
°
以下的加热辊来加热正极活性物质材料。
[0021]在上述制造方法中，在加热工序中，可以将正极活性物质材料加热至700℃以上且1000℃以下。另外，在上述制造方法中，在加热工序中，可以在氧化气氛下加热正极活性物
质材料。
[0022]在上述制造方法中，运送构件可以由多孔耐热性构件构成。
[0023]在上述制造方法中，可以在加热工序之前具备将正极活性物质材料成形为片状的成形工序。另外，在上述制造方法中，也可以具备回收通过加热工序得到的正极活性物质的回收工序。
[0024]根据本公开，能够提高正极活性物质的制造生产率。
附图说明
[0025]图1是锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置100的示意图。
[0026]图2是表示正极活性物质材料1从运送构件11的端部滑落的样子的宽度方向截面图。
[0027]图3是具备正极活性物质材料保持部12a的运送构件11的宽度方向截面图。
[0028]图4是具备正极活性物质材料保持部12b的运送构件11的宽度方向截面图。
[0029]图5是具备正极活性物质材料保持部12c的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池用正极活性物质的制造装置，具备运送单元和加热部，所述运送单元运送正极活性物质材料，所述正极活性物质材料包含锂化合物和下述金属化合物，所述金属化合物包含选自镍、钴和锰之中的至少一种金属元素，所述加热部加热所述正极活性物质材料，所述加热部具有至少一个加热单元，所述加热单元通过热传导来加热所述正极活性物质材料，所述运送单元具有运送所述正极活性物质材料的运送构件，所述加热单元隔着所述运送构件来加热所述正极活性物质材料，所述运送构件在宽度方向的端部具有正极活性物质材料保持部。2.根据权利要求1所述的制造装置，所述加热单元是加热辊。3.根据权利要求1所述的制造装置，所述加热单元是多个加热辊，将所述正极活性物质材料的一个面加热的所述加热辊和将所述正极活性物质材料的另一个面加热的所述加热辊从运送方向的上游侧朝向下游侧交替地配置，相邻的加热辊彼此以将所述正极活性物质材料夹入的方式相向地配置。4.根据权利要求2或3所述的制造装置，所述加热辊的包角超过180
°
且为360
°
以下。5.根据权利要求1～4的任一项所述的制造装置，所述加热部将所述正极活性物质材料加热至700℃以上且1000℃以下。6.根据权利要求1～5的任一项所述的制造装置，所述加热部在氧化气氛下加热所述正极活性物质材料。7.根据权利要求1～6的任一项所述的制造装置，所述运送构件由多孔耐热性构件构成。8.根据权利要求1～7的任一项所述的制造装置，在比所述加热部靠运送方向的上游侧具备将所述正极活性物质材料成形为片状的成形单元。9.根据权利要求1～8的任一项所述的制造装置，具备回收通过所述加热部得到的正极活性物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：横山友宏，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：