复合无机化合物系及其利用、以及复合无机化合物系的制造方法技术

本发明专利技术涉及复合无机化合物系及其利用、以及复合无机化合物系的制造方法。本发明专利技术的复合无机化合物系(1)，在主晶相(2)内部含有具有与主晶相(2)相同的非金属元素排列的副晶相(3)，在主晶相(2)中固溶有与副晶相(3)中含有的至少一种金属元素相同的金属元素，主晶相部分(2’)的晶体取向与副晶相(3)的晶体取向相同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
以往，复合无机化合物在各个领域中使用并广泛地得到有效利用。在复合无机化合物中，特别是作为复合氧化物的用途，例如作为非水电解质二次电池的正极活性物质，使用LiCoO2、LiMn2O4等(专利文献f 4和非专利文献I)。另外，作为热电转换材料，使用NaCoO2等含钴的复合氧化物，作为磁性材料，使用Zn-Mn铁氧体等。作为复合氧化物的制造方法，有固相法、水热法等，制造各种复合氧化物。另外，为了改善这些材料的性能，提出了对氧化物的表面进行包覆的方案(专利文献广4和非专利文献I)、制成层状晶体结构的方案(专利文献5、6)、对煅烧温度进行调节的方案(专利文献7)或对晶轴的取向性进行控制的方案等(专利文献8)。专利文献I :日本公开专利公报“日本特开2000-231919号公报(2000年8月22日公开)”专利文献2 :日本公开专利公报“日本特开平9-265984号公报(1997年10月7日公开)”专利文献3 :日本公开专利公报“日本特开2001-176513号公报(2001年6月29日公开)”专利文献4 :日本公开专利公报“日本特开2003-272631号公报(2003年9月26日公开)”专利文献5 :日本公开专利公报“日本特开2005-93450号公报(2005年4月7日公开)”专利文献6 :日本公开专利公报特“日本特开2004-363576号公报(2004年12月24日公开)”专利文献7 :日本公开专利公报“日本特开2002-203994号公报(2002年7月19日公开)”专利文献8 :日本公开专利公报“日本特开2000-269560号公报(2000年9月29日公开)”非专利文献 I :Mitsuhiro Hibino, Masayuki Nakamura, Yuji Kami taka, NaoshiOzawa and Takeshi Yao，Solid State Ionics, Volumel77, Issues 26—32，31 October2006，Pages 2653—2656.然而，虽然能利用上述现有技术来制造各种复合氧化物，但多数情况下不能得到具有期望性能的复合氧化物。例如，在使用LiMn2O4作为非水电解质二次电池的正极活性物质的情况下，伴随着充放电,锰从LiMn2O4中溶出。溶出的Mn在充放电的过程中以金属Mn的形式在负极上析出。在该负极上析出的金属Mn与电解液中的锂离子发生反应，结果，使电池发生较大的容量降低。为了解决上述问题，尝试对复合氧化物的表面进行包覆，例如，可以列举利用绝缘体进行包覆的例子。这种情况下，出现复合氧化物表面的电阻显著增加、从而使上述电池的输出特性降低等其他的问题，因此，并未解决金属Mn的析出。另外，作为热电转换材料，使用例如NaCoO2单晶。NaCoO2中形成CoO2层和Na层这两层，在与上述CoO2层平行的方向和垂直的方向上产生各向异性。NaCoO2单晶的热电动势和热导率不大依赖于层状结构，但电导率在与CoO2层平行的方向和垂直的方向上大不相同。因此，NaCoO2单晶无法作为实用的热电转换材料来使用，需要进一步的改良。另外，作为磁性材料，使用例如Zn-Mn铁氧体作为变压器芯材料。Zn-Mn铁氧体在叠片铁芯中的层叠数较多，越减薄厚度越能够降低涡流，但层叠工序越繁杂，因而成为问题。因此，需要克服上述问题的复合氧化物
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术着眼于从根本上进行包括复合氧化物系的复合无机化合物系的新设计而完成，其目的在于提供具有新的结构的复合无机化合物系。为了解决上述问题，本专利技术的复合无机化合物系包含由无机化合物构成的主晶相，其特征在于，在上述主晶相的内部含有具有与上述主晶相相同的非金属元素排列并且由与上述主晶相不同的元素组成构成的副晶相，在上述主晶相中固溶有与上述副晶相中含有的至少一种金属元素相同的金属元素，上述副晶相的周围的主晶相部分的晶体取向与上述副晶相的晶体取向相同。根据上述复合无机化合物的结构，主晶相和副晶相具有同晶形的非金属元素排列，因此，通过同晶形的非金属元素排列能使副晶相与主晶相亲和性良好地接合。因此，副晶相能够在主晶相的晶界和界面稳定地存在。不仅如此，金属元素还固溶在主晶相和副晶相两者中。因此，主晶相和副晶相的未和性闻，因此，副晶相能够存在于主晶相的内部。本专利技术的复合无机化合物系的制造方法的特征在于，通过煅烧工序来制造复合无机化合物系，其中，在所述煅烧工序中，对上述复合无机化合物系中包含的、构成由无机化合物构成的主晶相的主晶相原料、和含有至少一种以上的固溶在上述主晶相中的金属元素的化合物或单质进行煅烧，所述复合无机化合物系，在上述主晶相的内部含有具有与上述主晶相相同的非金属元素排列并且由与上述主晶相不同的元素组成构成的副晶相，在上述主晶相中固溶有与上述副晶相中含有的至少一种金属元素相同的金属元素。根据上述制造方法，通过对含有存在于主晶相中的金属元素的化合物或单质和主晶相原料进行煅烧，在由主晶相原料生成的主晶相中含有上述金属元素，在由上述主晶相原料和化合物或单质生成的副晶相中也含有相同的金属元素。进而，上述主晶相和副晶相具有相同的非金属元素排列。因此，主晶相和副晶相能够彼此亲和性良好地存在，从而能够制造主晶相中含有副晶相的复合无机化合物系。专利技术效果本专利技术的复合无机化合物系，在上述主晶相内部含有具有与上述主晶相相同的非金属元素排列并且由与上述主晶相不同的元素组成构成的副晶相，在上述主晶相中固溶有与上述副晶相中含有的至少一种金属元素相同的金属元素，上述副晶相的周围的主晶相部分的晶体取向与上述副晶相的晶体取向相同。因此，根据上述构成，通过相同的非金属元素排列能使副晶相与主晶相亲和性良好地接合。进而，金属元素固溶在主晶相和副晶相两者中。根据上述两个构成，副晶相能够稳定地存在于主晶相中。因此，实现能够提供具有上述结构的新的复合无机化合物系的效果O另外，对于本专利技术的复合无机化合物系的制造方法而言，通过煅烧工序来制造复合无机化合物系，其中，在所述煅烧工序中，对上述复合无机化合物系中包含的、构成由无机化合物构成的主晶相的主晶相原料、和含有至少一种以上的固溶在上述主晶相中的金属元素的化合物或单质进行煅烧，所述复合无机化合物系，在上述主晶相的内部含有具有与上述主晶相相同的非金属元素排列并且由与上述主晶相不同的元素组成构成的副晶相，与上述副晶相中含有的至少一种金属元素相同的金属元素存在于上述主晶相中，而且上述副晶相的周围的主晶相部分的晶体取向与上述副晶相的晶体取向相同。因此，根据上述构成，在由主晶相原料生成的主晶相中固溶有上述金属元素，在由 上述主晶相和化合物或单质生成的副晶相中也固溶有相同的金属元素。进而，上述主晶相和副晶相具有相同的非金属元素排列。因此，主晶相和副晶相能够彼此亲和性良好地存在，从而实现能够制造主晶相中含有副晶相的复合无机化合物系的效果。附图说明图I表示本专利技术的实施方式，是表示复合无机化合物系的构成的立体图。图2是表示由实施例I得到的正极活性物质的HAADF-STEM像的照片图。图3(ar(c)是表示由实施例I得到的正极活性物质的EDX-元素图谱的照片图。图4 (a)是表示由实施例I得到的正极活性物质的HAAD本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合无机化合物系，包含由无机化合物构成的主晶相，所述复合无机化合物系的特征在于，在所述主晶相内部含有具有与所述主晶相相同的非金属元素排列并且由与所述主晶相不同的元素组成构成的副晶相，在所述主晶相中固溶有与所述副晶相中含有的至少一种金属元素相同的金属元素，所述副晶相的周围的主晶相部分的晶体取向与所述副晶相的晶体取向相同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：八尾健，江崎正悟，西岛主明，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：