钛酸锂前驱物的制造方法、钛酸锂的制造方法、钛酸锂、电极活性物质及蓄电装置制造方法及图纸

一种钛酸锂前驱物的制造方法，其具有在锂化合物及钛化合物共存的状态下将这些化合物粉碎的步骤。又更适合为具有：将锂化合物及钛化合物混合的步骤；与通过该混合使锂化合物及钛化合物共存的状态下，将这些化合物粉碎的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钛酸锂前驱物的制造方法、钛酸锂的制造方法、钛酸锂、电极活性物质及蓄电装置
本专利技术关于钛酸锂前驱物及钛酸锂的制造方法。详细来说是关于可以低成本而有效率地制造用于作为蓄电装置使用的材料的钛酸锂的制造方法。此外，本专利技术关于钛酸锂、含有钛酸锂的电极活性物质及蓄电装置。
技术介绍
钛酸锂作为蓄电装置材料的开发正在进行，并作为安全性与寿命特性优异的电极活性物质材料而使用在蓄电装置，尤其用作为锂二次电池的负极活性物质。锂二次电池使用于携带设备电源等小型电池而迅速地普及，再图发展于电力产业用及汽车用等大型锂二次电池。这些大型锂二次电池的电极活性物质追求长期信赖性及高输入/输出特性，尤其是负极活性物质，安全性与寿命特性优异的钛酸锂被受冀望。上述钛酸锂例如JP6-275263(专利文献1)所记载般，存在有几种化合物。例如记载有通式LixTiyO4所示钛酸锂，其中0.8≦x≦1.4、1.6≦y≦2.2的化合物，代表的化合物可举例如LiTi2O4、Li1.33Ti1.66O4或Li0.8Ti2.2O4等。如此钛酸锂的制造方法，已知有：将预定量锂化合物与钛化合物在媒液中混合并干燥，之后再煅烧的湿式法(JP2001-213622：专利文献2)；及在前述湿式法中，通过喷雾干燥进行前述干燥的喷雾干燥法(JP2001-192208：专利文献3)；将预定量锂化合物与钛化合物以干式混合并煅烧的干式法(JP6-275263号公报：专利文献1，JP2000-302547：专利文献4)等。[
技术介绍
文献](专利文献)专利文献1：日本特开平6-275263号公报专利文献2：日本特开2001-213622号公报专利文献3：日本特开2001-192208号公报专利文献4：日本特开2000-302547号公报。
技术实现思路
在前述干式法、湿式法中，钛酸锂由将锂化合物与钛化合物煅烧所制造，但因其为固相扩散反应，故这些原料彼此的反应性低，容易有目的的钛酸锂以外的组成不同的副产物、或容易残存未反应原料，使得使用于电池时无法获得充分的电容量。另一方面，若使煅烧温度较高则以反应性来看为有利的，但由于容易引起锂的挥发损失，或增进钛酸锂粒子的收缩及烧结、粒成长，故使钛酸锂粒子的比表面积减少，并使使用于电池时的速率特性容易降低。(解决课题的手段)本专利技术者们由改善锂化合物与钛化合物的反应性的观点来看，对于有效率地制造目的的钛酸锂的方法进行重复深入研究，结果发现在钛酸锂前驱物(是指至少包含锂化合物与钛化合物，并通过加热而成为钛酸锂者)的制造中，在至少锂化合物及钛化合物共存的状态下将这些粉碎并制造钛酸锂前驱物，由此而可解决上述课题。发现通过于前述粉碎的同时及/或于粉碎后进一步对于这些进行加压的手段，而可更为改善锂化合物与钛化合物的反应性，同时也改善工业生产时的生产性，从而完成本专利技术。本专利技术的构成特征如下述。(1)一种钛酸锂前驱物的制造方法，具有在锂化合物及钛化合物共存的状态下，将这些化合物粉碎的步骤。(2)上述(1)所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其中，前述粉碎步骤包括：除了前述锂化合物及前述钛化合物以外，添加具有与作为目的的钛酸锂相同结晶构造的钛酸锂化合物。(3)一种钛酸锂前驱物的制造方法，其具有将锂化合物及钛化合物混合的步骤；与通过前述混合而使前述锂化合物及前述钛化合物共存的状态下，将这些化合物粉碎的步骤。另外，混合步骤与粉碎步骤可同时进行，也可于混合步骤后进行粉碎步骤。(4)上述(3)所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其中，在前述混合前，还具有对于锂化合物及钛化合物的任一者进行粉碎处理的步骤。(5)上述(3)或(4)所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其中，前述混合步骤包括：除了前述锂化合物及前述钛化合物以外，添加具有与作为目的的钛酸锂相同结晶构造的钛酸锂化合物；前述粉碎步骤包括：在前述锂化合物、前述钛化合物及前述钛酸锂化合物共存的状态下，将这些化合物粉碎。(6)上述(1)至(5)的任一所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其中，前述粉碎是以气流粉碎机进行。(7)上述(1)至(6)的任一所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其还具有在前述粉碎的同时及/或在粉碎后，对于混合状态的化合物加压的步骤。(8)上述(7)所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其中，前述加压是通过压缩成形机进行。(9)上述(7)所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其中，由双轴式轮辗机(fretmill)、盘磨机(panmill)、轮辗机(edgerunner)、辊磨机(rollermill)及混磨机(mixmuller)所构成群组选出至少一种的机械进行前述粉碎及前述加压。(10)上述(7)至(9)的任一所述的钛酸锂前驱物的制造方法，其中，以使加压前的混合粉末的体积密度为2倍以上的条件进行前述加压步骤。(11)一种钛酸锂的制造方法，其具有将上述(1)至(10)的任一制造方法所得的钛酸锂前驱物加热的步骤。(12)上述(11)所述的钛酸锂的制造方法，前述加热温度为700℃至800℃。(13)一种钛酸锂，其是以上述(11)或(12)所述的制造方法而得。(14)一种电极活性物质，其含有上述(13)所述的钛酸锂。(15)一种蓄电装置，其使用上述(13)所述的钛酸锂。(专利技术的效果)本专利技术的钛酸锂的制造方法中，进行在至少锂化合物及钛化合物共存状态下将这些粉碎的手段而制造钛酸锂前驱物，由此改善钛化合物与锂化合物的反应性，并可有效率地制造目的的钛酸锂。换句话说，组成不同的副相的生成及未反应原料的残存较少，且烧结的进行及比表面积的降低较少，即使在较以往制造方法低的加热温度，也可确实并安定地制造目的的钛酸锂。此外，若使用以上述方法制造的钛酸锂作为电极活性物质，则可制造电池特性、特别是速率特性优异的蓄电装置。再者，在前述粉碎的同时及/或在粉碎后，对于这些进行加压的手段而制造钛酸锂前驱物，由此可更为改善锂化合物与钛化合物的反应性，同时因前驱物的体积密度增大而可提升处理性，以及可增加各步骤中每单位时间及/或设备的处理量(材料投入量)，也会改善工业生产时的生产性。此外可增加钛酸锂的体积密度，并可增加使用于电极时的填充密度。附图说明图1为实施例及比较例的钛酸锂粉末的X射线绕射图形。符号说明无。具体实施方式本专利技术关于至少含有钛化合物与锂化合物，并通过加热而成为钛酸锂的钛酸锂前驱物的制造方法。根据第1态样的专利技术，是具有在锂化合物及钛化合物共存的状态下，将这些化合物粉碎的步骤。根据第2态样的专利技术，是具有：将锂化合物及钛化合物混合的步骤；与通过该混合而使上述锂化合物及上述钛化合物为共存的状态，并在该状态下将这些化合物粉碎的步骤。该第2态样中，在至少钛化合物及锂化合物共存状态下粉碎这些是重要的，可同时进行混合步骤与粉碎步骤，也可在混合步骤后进行粉碎步骤。钛化合物可使用无机钛化合物或钛烷氧化物类的有机钛化合物。无机钛化合物可使用TiO(OH)2或TiO2·H2O所表示的偏钛酸、Ti(OH)4或TiO2·2H2O所表示的原钛酸(orthotitanicacid)等钛酸化合物；氧化钛(金红石型(rutile)、锐钛矿型(anatase)、板钛矿型(brookite)、青铜型(bronze)等结晶性氧化钛及非晶性氧化钛)；或这些的混合物等。氧化钛除了X射线绕射图形仅具有单一结晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.28 JP 2011-1006691.一种钛酸锂的制造方法，其特征在于将至少包含锂化合物与钛化合物的钛酸锂前驱物通过加热而制造钛酸锂，前述锂化合物是选自氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、硫酸锂及氧化锂所成群组，前述钛酸锂的制造方法具有下述步骤：在前述锂化合物及前述钛化合物，以及具有与作为目的的钛酸锂相同结晶构造的钛酸锂化合物共存的状态下将这些化合物粉碎，而制造体积平均粒径为0.5μm以下的钛酸锂前驱物的步骤；与将前述钛酸锂前驱物于700℃至未达800℃的加热温度进行加热而制造式1表示的单相率为95％以上且为Li4Ti5O12的钛酸锂的步骤；(式1)单相率(％)＝100×(1-Σ(Yi/X))X：于使用Cukα线的粉末X线绕射测定中的目的的钛酸锂的主波峰强度，Yi：各副相的主波峰强度。2.一种钛酸锂的制造方法，其特征在于将至少包含锂化合物与钛化合物的钛酸锂前驱物过加热而制造钛酸锂，前述锂化合物是选自氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、硫酸锂及氧化锂所成群组，前述钛酸锂的制造方法具有下述步骤：将前述锂化合物及前述钛化合物，以及具有与作为目的的钛酸锂相同的结晶构造的钛酸锂化合物混合的步骤；通过前述混合而使前述锂化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：本间昌利，竹岛和良，奥田悠介，竹内亘久，
申请(专利权)人：石原产业株式会社，
类型：
国别省市：