JP2000203947A - リチウム複合金属酸化物の焼成装置およびその焼成方法 - Google Patents
リチウム複合金属酸化物の焼成装置およびその焼成方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】リチウム複合金属酸化物の焼成において、生産
性に優れる焼成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】高純度アルミナ質、またはＺｒＯ2入りア
ルミナ質から成る管状または板状セラミックスセッター
を、連続駆動装置により駆動するベルトまたはチェーン
状搬送媒体上に隙間なく敷き並べ、この上に直接被焼成
物を乗せて炉内を通過させ、連続焼成することにより、
リチウム複合金属酸化物焼成の生産性を格段に向上する
ことができる。
性に優れる焼成装置を提供することを目的とする。 【解決手段】高純度アルミナ質、またはＺｒＯ2入りア
ルミナ質から成る管状または板状セラミックスセッター
を、連続駆動装置により駆動するベルトまたはチェーン
状搬送媒体上に隙間なく敷き並べ、この上に直接被焼成
物を乗せて炉内を通過させ、連続焼成することにより、
リチウム複合金属酸化物焼成の生産性を格段に向上する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は連続的にリチウム複
合金属酸化物の焼成を行う焼成装置、およびの装置を用
いて合成するリチウム複合金属酸化物の焼成方法に関す
る。
合金属酸化物の焼成を行う焼成装置、およびの装置を用
いて合成するリチウム複合金属酸化物の焼成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器、情報機器等のポータブ
ル化、コードレス化が急速に進み、これら機器の電源と
しては小型、軽量で高エネルギー密度を有する二次電池
の要望が高くなっており、このような要望の中で、非水
電解液二次電池、特にリチウム二次電池は、高電圧、高
エネルギー密度を有する電池として注目されている。
ル化、コードレス化が急速に進み、これら機器の電源と
しては小型、軽量で高エネルギー密度を有する二次電池
の要望が高くなっており、このような要望の中で、非水
電解液二次電池、特にリチウム二次電池は、高電圧、高
エネルギー密度を有する電池として注目されている。
【０００３】従来におけるリチウム二次電池の正極活物
質としてはＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＭｎ2Ｏ4等
のリチウム複合金属酸化物が知られており、正極活物質
としてＬｉＣｏＯ2を用いた電池はすでに商品化されて
おり、また、ＬｉＮｉＯ2はＬｉＣｏＯ2に比べ低コス
ト、高容量となることから、その研究開発が盛んに行わ
れている。
質としてはＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＭｎ2Ｏ4等
のリチウム複合金属酸化物が知られており、正極活物質
としてＬｉＣｏＯ2を用いた電池はすでに商品化されて
おり、また、ＬｉＮｉＯ2はＬｉＣｏＯ2に比べ低コス
ト、高容量となることから、その研究開発が盛んに行わ
れている。
【０００４】例えば、ＬｉＮｉＯ2を製造する方法とし
て、特開平８―１８５８６１号公報には、リチウム化合
物とニッケル化合物とを混合し、４００〜７００℃の温
度で焼成した後、６００〜９００℃で焼成する技術が開
示されている。
て、特開平８―１８５８６１号公報には、リチウム化合
物とニッケル化合物とを混合し、４００〜７００℃の温
度で焼成した後、６００〜９００℃で焼成する技術が開
示されている。
【０００５】これらの活物質を実験室規模で少量合成す
る場合には、一般的にバッチ式の小型電気炉を用い、セ
ラミックス製の箱型セッターまたは坩堝に被焼成物を入
れて焼成を行う。また、連続的に大量合成する場合に
は、コンベヤ形、プッシャ形またはロ−ラハ−ス形電気
炉を用いて、セラッミックス製箱型セッターに被焼成物
を入れて連続焼成を行う。
る場合には、一般的にバッチ式の小型電気炉を用い、セ
ラミックス製の箱型セッターまたは坩堝に被焼成物を入
れて焼成を行う。また、連続的に大量合成する場合に
は、コンベヤ形、プッシャ形またはロ−ラハ−ス形電気
炉を用いて、セラッミックス製箱型セッターに被焼成物
を入れて連続焼成を行う。
【０００６】また、被焼成物を入れる容器として、特開
平９−２５９８８１号公報には、易分解性のリチウム化
合物と易分解性のニッケル化合物とを混合した後、ニッ
ケル製容器に入れてＬｉＮｉＯ2を合成する方法が開示
されている。さらに、特開平１０−１５２３２７号公報
には、コバルト原料化合物及び／又はニッケル原料化合
物と、リチウム原料化合物とを含む原料混合物を焼成す
る際、原料混合物が接触する焼成炉中の炉材又は容器の
少なくとも表面が銀から成るリチウム含有複合酸化物の
製造方法が開示されている。
平９−２５９８８１号公報には、易分解性のリチウム化
合物と易分解性のニッケル化合物とを混合した後、ニッ
ケル製容器に入れてＬｉＮｉＯ2を合成する方法が開示
されている。さらに、特開平１０−１５２３２７号公報
には、コバルト原料化合物及び／又はニッケル原料化合
物と、リチウム原料化合物とを含む原料混合物を焼成す
る際、原料混合物が接触する焼成炉中の炉材又は容器の
少なくとも表面が銀から成るリチウム含有複合酸化物の
製造方法が開示されている。
【０００７】このように、リチウム二次電池用正極活物
質であるリチウム複合金属酸化物の合成には、リチウム
耐食性を有する材料からなる容器が用いられてきた。
質であるリチウム複合金属酸化物の合成には、リチウム
耐食性を有する材料からなる容器が用いられてきた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】例えば、ニッケル化合
物として水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）2）、リチウム
化合物として水酸化リチウム（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）を用
いてニッケル酸リチウムを製造する場合、従来法では上
記混合物を、リチウム耐食性を有するセラミックス製箱
型セッターに入れて焼成を行っていた。このリチウム耐
食性を有するセラミックス材質としては、高純度アルミ
ナ、ＺｒＯ2入りアルミナ等のセラミックスが挙げられ
る。しかしながら、これらの高純度アルミナ、ＺｒＯ2
入りアルミナ等の緻密質セラミックス製箱型セッターを
用いた場合には、金属などに比べはるかに熱衝撃性が弱
く、急激な温度変化を受けるとヒビ、割れ等が発生す
る。この為、焼成時の昇温、降温速度を低く押さえる必
要がある。また、リチウム耐食性を有する高純度アルミ
ナ、ＺｒＯ2入りアルミナ等の多孔質セラミックス製箱
型セッタ−を用いた場合には、熱衝撃性は緻密質のもの
よりわずかに向上するものの、機械的強度の減少、容器
材質内部へのＬｉの浸透がみられ、実用性が低いもので
あった。
物として水酸化ニッケル（Ｎｉ（ＯＨ）2）、リチウム
化合物として水酸化リチウム（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）を用
いてニッケル酸リチウムを製造する場合、従来法では上
記混合物を、リチウム耐食性を有するセラミックス製箱
型セッターに入れて焼成を行っていた。このリチウム耐
食性を有するセラミックス材質としては、高純度アルミ
ナ、ＺｒＯ2入りアルミナ等のセラミックスが挙げられ
る。しかしながら、これらの高純度アルミナ、ＺｒＯ2
入りアルミナ等の緻密質セラミックス製箱型セッターを
用いた場合には、金属などに比べはるかに熱衝撃性が弱
く、急激な温度変化を受けるとヒビ、割れ等が発生す
る。この為、焼成時の昇温、降温速度を低く押さえる必
要がある。また、リチウム耐食性を有する高純度アルミ
ナ、ＺｒＯ2入りアルミナ等の多孔質セラミックス製箱
型セッタ−を用いた場合には、熱衝撃性は緻密質のもの
よりわずかに向上するものの、機械的強度の減少、容器
材質内部へのＬｉの浸透がみられ、実用性が低いもので
あった。
【０００９】また、ニッケル酸リチウムの合成反応には
酸素が必要であり、焼成時には空気または酸素含有ガス
を供給し合成を行う。このため、大形の箱型セッタ−に
嵩高く原料混合物を充填して焼成を行った場合、箱形セ
ッターの下部に充填された混合物には酸素の供給が不足
し、均一な合成が行えないという問題点があった。
酸素が必要であり、焼成時には空気または酸素含有ガス
を供給し合成を行う。このため、大形の箱型セッタ−に
嵩高く原料混合物を充填して焼成を行った場合、箱形セ
ッターの下部に充填された混合物には酸素の供給が不足
し、均一な合成が行えないという問題点があった。
【００１０】これらの理由から、小形の緻密質セラミッ
クス性箱型セッタ−に比較的少量の原料混合物を充填し
て焼成することになり、生産性が低いという問題点があ
った。
クス性箱型セッタ−に比較的少量の原料混合物を充填し
て焼成することになり、生産性が低いという問題点があ
った。
【００１１】一方、ニッケル製容器を使用した場合、耐
熱衝撃性という点では問題ないが、長時間酸素雰囲気下
に曝されることにより表面が酸化され、繰り返しの使用
により、表面から酸化ニッケルが剥離し始め、焼成物内
に不純物として混入する。従って、頻繁に容器の更新が
必要となる。
熱衝撃性という点では問題ないが、長時間酸素雰囲気下
に曝されることにより表面が酸化され、繰り返しの使用
により、表面から酸化ニッケルが剥離し始め、焼成物内
に不純物として混入する。従って、頻繁に容器の更新が
必要となる。
【００１２】また、ステンレスやニッケル製等の金属表
面に銀を被覆した容器を使用した場合、耐熱衝撃性及び
耐食性の点では優れているが、容器が非常に高価となり
生産コスト面から実用的ではない。
面に銀を被覆した容器を使用した場合、耐熱衝撃性及び
耐食性の点では優れているが、容器が非常に高価となり
生産コスト面から実用的ではない。
【００１３】本発明は、このようなリチウム複合金属酸
化物の焼成において、高純度アルミナやＺｒＯ2入りア
ルミナ等のリチウム耐食性を有する緻密質セラミックス
をセッタ−として使用した場合でも、生産性に優れる焼
成装置を提供することを目的とする。
化物の焼成において、高純度アルミナやＺｒＯ2入りア
ルミナ等のリチウム耐食性を有する緻密質セラミックス
をセッタ−として使用した場合でも、生産性に優れる焼
成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、連続駆動装置により駆動するベルト
またはチェーン状搬送媒体上に、セラミックス製セッタ
ーを前記搬送媒体の進行方向に対し隙間なく敷き並べ、
前記セラミックス製セッター上に直接被焼成物を乗せて
炉内を通過させ、連続焼成する、化学式ＬｉxＭＯ
2（０．５０≦ｘ≦１．１０、Ｍは１種類以上の遷移金
属、またはIIＡ金属、またはIIIＡ金属）で表されるリ
チウム複合金属酸化物の焼成装置である。
ために、本発明は、連続駆動装置により駆動するベルト
またはチェーン状搬送媒体上に、セラミックス製セッタ
ーを前記搬送媒体の進行方向に対し隙間なく敷き並べ、
前記セラミックス製セッター上に直接被焼成物を乗せて
炉内を通過させ、連続焼成する、化学式ＬｉxＭＯ
2（０．５０≦ｘ≦１．１０、Ｍは１種類以上の遷移金
属、またはIIＡ金属、またはIIIＡ金属）で表されるリ
チウム複合金属酸化物の焼成装置である。
【００１５】このようにセラミックス製セッターを搬送
媒体上に隙間なく並べることにより耐久性に優れ、炉の
昇温、降温速度を上げることが可能となり、生産性の向
上が図れる。
媒体上に隙間なく並べることにより耐久性に優れ、炉の
昇温、降温速度を上げることが可能となり、生産性の向
上が図れる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、連続駆動装置により駆
動するベルトまたはチェーン状搬送媒体上に、セラミッ
クス製セッターを前記搬送媒体の進行方向に対し隙間な
く敷き並べ、前記セラミックス製セッター上に直接被焼
成物を乗せて炉内を通過させ連続焼成する、化学式Ｌｉ
xＭＯ2（０．５０≦ｘ≦１．１０、Ｍは１種類以上の遷
移金属、IIＡ金属またはIIIＡ金属）で表されるリチウ
ム複合金属酸化物の焼成装置である。
動するベルトまたはチェーン状搬送媒体上に、セラミッ
クス製セッターを前記搬送媒体の進行方向に対し隙間な
く敷き並べ、前記セラミックス製セッター上に直接被焼
成物を乗せて炉内を通過させ連続焼成する、化学式Ｌｉ
xＭＯ2（０．５０≦ｘ≦１．１０、Ｍは１種類以上の遷
移金属、IIＡ金属またはIIIＡ金属）で表されるリチウ
ム複合金属酸化物の焼成装置である。
【００１７】セラミックス製セッターとしては、高純度
アルミナ製またはＺｒＯ2入りアルミナ製の管状セラミ
ックスであり、搬送媒体の進行方向に隙間なく敷き並べ
たもの、または、高純度アルミナ製またはＺｒＯ2入り
アルミナ製の板状セラミックスであり、搬送媒体の進行
方向に隣接する板状セラミックスの接触面の一部を重ね
合わせて敷き並べたものが好ましい。そして、この敷き
並べたセッター上に直接被焼成物を乗せて連続焼成する
焼成装置である。
アルミナ製またはＺｒＯ2入りアルミナ製の管状セラミ
ックスであり、搬送媒体の進行方向に隙間なく敷き並べ
たもの、または、高純度アルミナ製またはＺｒＯ2入り
アルミナ製の板状セラミックスであり、搬送媒体の進行
方向に隣接する板状セラミックスの接触面の一部を重ね
合わせて敷き並べたものが好ましい。そして、この敷き
並べたセッター上に直接被焼成物を乗せて連続焼成する
焼成装置である。
【００１８】図１に示す管状セラミックス、あるいは図
２に示す板状セラミックスは、従来の図３に示す箱型セ
ラミックスに比べセラミックス成型時の歪が集中してい
る箇所がなく、熱衝撃性が格段に優れている。従って、
管状または板状セラミックスを搬送媒体上に隙間なく並
べたセッターは、耐久性に優れ、炉の昇温、降温速度を
上げることが可能となり、生産性の向上が図れる。
２に示す板状セラミックスは、従来の図３に示す箱型セ
ラミックスに比べセラミックス成型時の歪が集中してい
る箇所がなく、熱衝撃性が格段に優れている。従って、
管状または板状セラミックスを搬送媒体上に隙間なく並
べたセッターは、耐久性に優れ、炉の昇温、降温速度を
上げることが可能となり、生産性の向上が図れる。
【００１９】また、本発明は上記焼成装置を用いた化学
式ＬｉＮｉ1―xＭxＯ2（０≦ｘ≦０．５、Ｍは１種類以
上の遷移金属、IIＡ金属またはIIIＡ金属）で表される
リチウム複合金属酸化物の焼成方法である。
式ＬｉＮｉ1―xＭxＯ2（０≦ｘ≦０．５、Ｍは１種類以
上の遷移金属、IIＡ金属またはIIIＡ金属）で表される
リチウム複合金属酸化物の焼成方法である。
【００２０】連続駆動装置により駆動する搬送媒体とし
ては、コンベヤ炉で用いられるステンレスまたはインコ
ネル製ベルトが使用できる。特にセッタ−とベルトの接
触面積が少ない点で、メッシュベルトが好ましい。ま
た、プッシャ炉で用いられるステンレスまたはインコネ
ル製チェーン、さらに、ロ−ラハ−ス炉のロ−ラ−上に
ステンレスまたはインコネル製ベルトを敷いたもの等が
使用できる。
ては、コンベヤ炉で用いられるステンレスまたはインコ
ネル製ベルトが使用できる。特にセッタ−とベルトの接
触面積が少ない点で、メッシュベルトが好ましい。ま
た、プッシャ炉で用いられるステンレスまたはインコネ
ル製チェーン、さらに、ロ−ラハ−ス炉のロ−ラ−上に
ステンレスまたはインコネル製ベルトを敷いたもの等が
使用できる。
【００２１】セラミックス製セッターの材質としては、
リチウム複合金属酸化物の焼成温度領域である６００〜
９００℃でリチウムに対する耐食性を有するものが使用
でき、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3），マグネシヤ（Ｍ
ｇＯ），ジルコニヤ（ＺｒＯ 2）あるいはベリリヤ（Ｂ
ｅＯ）などが使用できる。特に高純度アルミナやＺｒＯ
2入りアルミナはリチウムに対する耐食性に優れるため
好ましい。
リチウム複合金属酸化物の焼成温度領域である６００〜
９００℃でリチウムに対する耐食性を有するものが使用
でき、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3），マグネシヤ（Ｍ
ｇＯ），ジルコニヤ（ＺｒＯ 2）あるいはベリリヤ（Ｂ
ｅＯ）などが使用できる。特に高純度アルミナやＺｒＯ
2入りアルミナはリチウムに対する耐食性に優れるため
好ましい。
【００２２】管状セラミックスセッタ−は隣接する管と
管の隙間から被焼成物がこぼれ落ちることを防ぐため
に、図４に示すように、径の大きい管１ａを搬送媒体進
行方向に直角に隙間なく並べた時の管１ａと管１ａの間
の凹部上に管１ａよりも径の小さい管１ｂを並べるのが
好ましい。
管の隙間から被焼成物がこぼれ落ちることを防ぐため
に、図４に示すように、径の大きい管１ａを搬送媒体進
行方向に直角に隙間なく並べた時の管１ａと管１ａの間
の凹部上に管１ａよりも径の小さい管１ｂを並べるのが
好ましい。
【００２３】また、板状セラミックスセッタ−の場合に
は、図５に示すように、隣接する板と板との接触面を一
部重ね合わせて被焼成物のこぼれ落ちを防止するのが好
ましい。さらに、板状セラミックスの側部を樋状にする
ことにより、横方向へのこぼれ落ちを防止できる。
は、図５に示すように、隣接する板と板との接触面を一
部重ね合わせて被焼成物のこぼれ落ちを防止するのが好
ましい。さらに、板状セラミックスの側部を樋状にする
ことにより、横方向へのこぼれ落ちを防止できる。
【００２４】本発明の焼成装置は、リチウム複合金属酸
化物として化学式ＬｉxＭＯ2で表される非水電解液二次
電池用正極活物質、例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、
ＬｉＮｉ1―xＣｏxＯ2、ＬｉＮｉ1―x-yＣｏxＭｎ
yＯ2、ＬｉＮｉ1―x-yＣｏxＡｌyＯ2、ＬｉＮｉ1―xＭ
ｎxＯ2、ＬｉＮｉ1―xＡｌxＯ2、ＬｉＭｎＯ2あるいは
ＬｉＭｎ2Ｏ4等の焼成に使用できる。特に焼成時に酸素
を必要とし、大型のセラミックス製箱型セッタ−の使用
が困難な、ニッケル系リチウム複合金属酸化物の焼成に
好ましい。
化物として化学式ＬｉxＭＯ2で表される非水電解液二次
電池用正極活物質、例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、
ＬｉＮｉ1―xＣｏxＯ2、ＬｉＮｉ1―x-yＣｏxＭｎ
yＯ2、ＬｉＮｉ1―x-yＣｏxＡｌyＯ2、ＬｉＮｉ1―xＭ
ｎxＯ2、ＬｉＮｉ1―xＡｌxＯ2、ＬｉＭｎＯ2あるいは
ＬｉＭｎ2Ｏ4等の焼成に使用できる。特に焼成時に酸素
を必要とし、大型のセラミックス製箱型セッタ−の使用
が困難な、ニッケル系リチウム複合金属酸化物の焼成に
好ましい。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２６】水酸化リチウム（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）とコ
バルト固溶水酸化ニッケル（Ｎｉ0.8Ｃｏ0.2（Ｏ
Ｈ）2）を、Ｌｉ／（Ｎｉ＋Ｃｏ）のモル比が１／１に
なるように混合した。図６に示す焼成装置を用い、前記
混合物を直接乗せて焼成し、ＬｉＮｉ 0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を
合成した。図６より、ベルト駆動装置２により駆動する
インコネル製メッシュベルト３を備えたコンベヤ炉４の
ベルト３上に、セラミックス製管状セッター５（材質は
Ａｌ2Ｏ3含有率９９．５％、外径２０ｍｍ、内径１６ｍ
ｍ、長さ２８０ｍｍのアルミナ管をベルト進行方向に直
角に隙間なく２０本並べ、隣接する管と管の凹部上に同
材質で外径６ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ２８０ｍｍのアル
ミナ管を並べたもの）をセットし、この上に前記混合物
６を１．０ｋｇ直接乗せて焼成し、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2
Ｏ2を合成した。コンベヤ炉４は昇温ゾーン、均熱ゾー
ン、降温ゾーンの３ゾーンから成る全長１０ｍの炉であ
り、各ゾーンには複数のヒーター７が備わり、雰囲気温
度とベルト移動速度が設定できる。焼成は酸素雰囲気中
で行い、均熱ゾーンは設定温度８００℃、通過時間１０
時間に固定し、昇温ゾーンと降温ゾーンの通過速度を変
えることにより昇温および降温速度を変化させた。同一
条件で５回焼成を行った後のセッターのヒビ、割れの進
行状況から耐熱衝撃性を評価した。
バルト固溶水酸化ニッケル（Ｎｉ0.8Ｃｏ0.2（Ｏ
Ｈ）2）を、Ｌｉ／（Ｎｉ＋Ｃｏ）のモル比が１／１に
なるように混合した。図６に示す焼成装置を用い、前記
混合物を直接乗せて焼成し、ＬｉＮｉ 0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を
合成した。図６より、ベルト駆動装置２により駆動する
インコネル製メッシュベルト３を備えたコンベヤ炉４の
ベルト３上に、セラミックス製管状セッター５（材質は
Ａｌ2Ｏ3含有率９９．５％、外径２０ｍｍ、内径１６ｍ
ｍ、長さ２８０ｍｍのアルミナ管をベルト進行方向に直
角に隙間なく２０本並べ、隣接する管と管の凹部上に同
材質で外径６ｍｍ、内径４ｍｍ、長さ２８０ｍｍのアル
ミナ管を並べたもの）をセットし、この上に前記混合物
６を１．０ｋｇ直接乗せて焼成し、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2
Ｏ2を合成した。コンベヤ炉４は昇温ゾーン、均熱ゾー
ン、降温ゾーンの３ゾーンから成る全長１０ｍの炉であ
り、各ゾーンには複数のヒーター７が備わり、雰囲気温
度とベルト移動速度が設定できる。焼成は酸素雰囲気中
で行い、均熱ゾーンは設定温度８００℃、通過時間１０
時間に固定し、昇温ゾーンと降温ゾーンの通過速度を変
えることにより昇温および降温速度を変化させた。同一
条件で５回焼成を行った後のセッターのヒビ、割れの進
行状況から耐熱衝撃性を評価した。
【００２７】このようにして実施した焼成試験結果を表
１に示す。昇温および降温速度を１００、２００、３０
０、４００℃／ｈとした場合をそれぞれ実施例１〜４と
した。
１に示す。昇温および降温速度を１００、２００、３０
０、４００℃／ｈとした場合をそれぞれ実施例１〜４と
した。
【００２８】また、管状セッターに替えて板状セッター
（材質はＡｌ2Ｏ3含有率９９．５％、縦２８０ｍｍ、横
２００ｍｍ、厚み１０ｍｍのアルミナ板２枚を接触面の
端部を厚み５ｍｍ、横１０ｍｍの切り込みを入れ重ね合
わせてベルトの進行方向に対し直角に並べたもの）の上
に前記混合物１．０ｋｇを乗せ、上記と同様にして均熱
ゾーンは設定温度８００℃、通過時間１０時間に固定
し、昇温及び降温速度を１００、２００、３００、４０
０℃／ｈとした場合をそれぞれ実施例５〜８とした。
（材質はＡｌ2Ｏ3含有率９９．５％、縦２８０ｍｍ、横
２００ｍｍ、厚み１０ｍｍのアルミナ板２枚を接触面の
端部を厚み５ｍｍ、横１０ｍｍの切り込みを入れ重ね合
わせてベルトの進行方向に対し直角に並べたもの）の上
に前記混合物１．０ｋｇを乗せ、上記と同様にして均熱
ゾーンは設定温度８００℃、通過時間１０時間に固定
し、昇温及び降温速度を１００、２００、３００、４０
０℃／ｈとした場合をそれぞれ実施例５〜８とした。
【００２９】また、比較例として図７に示すように、従
来の緻密質セラミックス製箱型セッター８（Ａｌ2Ｏ3含
有率９９．５％、箱形の内寸が縦２７５ｍｍ、横２７５
ｍｍ、高さ５０ｍｍ、厚み６ｍｍ）の中に前記混合物
１．０ｋｇを入れ、上記と同様にして均熱ゾーンは設定
温度８００℃、通過時間１０時間に固定し、昇温及び降
温速度を１００、２００、３００、４００℃／ｈとした
場合をそれぞれ比較例１〜４とした。この時の焼成装置
を図７に示す。
来の緻密質セラミックス製箱型セッター８（Ａｌ2Ｏ3含
有率９９．５％、箱形の内寸が縦２７５ｍｍ、横２７５
ｍｍ、高さ５０ｍｍ、厚み６ｍｍ）の中に前記混合物
１．０ｋｇを入れ、上記と同様にして均熱ゾーンは設定
温度８００℃、通過時間１０時間に固定し、昇温及び降
温速度を１００、２００、３００、４００℃／ｈとした
場合をそれぞれ比較例１〜４とした。この時の焼成装置
を図７に示す。
【００３０】さらに、同一寸法で材質の異なる緻密質セ
ラミックス製箱型セッター（材質はＺｒＯ2１０％入り
アルミナ）の中に前記混合物１．０ｋｇを入れ、上記と
同様にして均熱ゾーンは設定温度８００℃、通過時間１
０時間に固定し、昇温、降温速度を１００、２００、３
００、４００℃／ｈとした場合をそれぞれ比較例５〜８
とした。
ラミックス製箱型セッター（材質はＺｒＯ2１０％入り
アルミナ）の中に前記混合物１．０ｋｇを入れ、上記と
同様にして均熱ゾーンは設定温度８００℃、通過時間１
０時間に固定し、昇温、降温速度を１００、２００、３
００、４００℃／ｈとした場合をそれぞれ比較例５〜８
とした。
【００３１】表１に実施例１〜８、および比較例１〜８
のヒビ、割れの進行状況を示す。
のヒビ、割れの進行状況を示す。
【００３２】
【表１】 その結果、実施例１〜４及び５〜８のＡｌ2Ｏ3含有率９
９．５％の高純度アルミナ質から成る管状セッター及び
板状セッターを用いて焼成した場合、昇温、降温速度１
００〜４００℃／ｈのいずれの場合においても、５回焼
成を行った後のセッターにヒビ、割れが生じることはな
かった。
９．５％の高純度アルミナ質から成る管状セッター及び
板状セッターを用いて焼成した場合、昇温、降温速度１
００〜４００℃／ｈのいずれの場合においても、５回焼
成を行った後のセッターにヒビ、割れが生じることはな
かった。
【００３３】これに対し、比較例１〜４のＡｌ2Ｏ3含有
率９９．５％の高純度アルミナ質から成る緻密質セラミ
ックス製箱型セッターを用いて焼成した場合、昇温、降
温速度１００℃／ｈではヒビ、割れはみられないが、２
００℃／ｈではヒビが発生し、３００、４００℃／ｈで
は割れが発生した。
率９９．５％の高純度アルミナ質から成る緻密質セラミ
ックス製箱型セッターを用いて焼成した場合、昇温、降
温速度１００℃／ｈではヒビ、割れはみられないが、２
００℃／ｈではヒビが発生し、３００、４００℃／ｈで
は割れが発生した。
【００３４】また、比較例５〜８のＺｒＯ2１０％入り
アルミナ質から成る緻密質セラミックス製箱型セッター
を用いて焼成した場合、昇温、降温速度１００、２００
℃／ｈではヒビ、割れはみられないが、３００℃／ｈで
はヒビが発生し、４００℃／ｈでは割れが発生した。Ｚ
ｒＯ2１０％入りアルミナは高純度アルミナよりも材質
上、若干熱衝撃性に優れるため、箱型セッターとしての
熱衝撃性も優れているが、昇温、降温速度が大きくなる
とヒビ、割れが生じ、高純度アルミナから成る管状セッ
ターや板状セッターにはおよばなかった。
アルミナ質から成る緻密質セラミックス製箱型セッター
を用いて焼成した場合、昇温、降温速度１００、２００
℃／ｈではヒビ、割れはみられないが、３００℃／ｈで
はヒビが発生し、４００℃／ｈでは割れが発生した。Ｚ
ｒＯ2１０％入りアルミナは高純度アルミナよりも材質
上、若干熱衝撃性に優れるため、箱型セッターとしての
熱衝撃性も優れているが、昇温、降温速度が大きくなる
とヒビ、割れが生じ、高純度アルミナから成る管状セッ
ターや板状セッターにはおよばなかった。
【００３５】以上のことから、本実施例において水酸化
リチウムとコバルト固溶水酸化ニッケルからコンベヤ炉
を用いてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を焼成する場合、アル
ミナ質の管状セッターや板状セッターを用いた方が、同
材質の従来の緻密質セラミックス製箱型セッターを用い
るよりも耐熱衝撃性に優れるという結果が得られた。従
って、本発明の製造方法は、耐久性に優れると共に、昇
温、降温速度を上げることができ、格段に生産性を向上
することができる。。
リチウムとコバルト固溶水酸化ニッケルからコンベヤ炉
を用いてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を焼成する場合、アル
ミナ質の管状セッターや板状セッターを用いた方が、同
材質の従来の緻密質セラミックス製箱型セッターを用い
るよりも耐熱衝撃性に優れるという結果が得られた。従
って、本発明の製造方法は、耐久性に優れると共に、昇
温、降温速度を上げることができ、格段に生産性を向上
することができる。。
【００３６】なお、上記実施例においては、正極活物質
としてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を１段階で焼成する場合
を述べたが、予め６００℃で予備焼成された粉体を実施
例に示す方法で焼成する、いわゆる２段階焼成法におい
ても同様な効果が得られる。
としてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を１段階で焼成する場合
を述べたが、予め６００℃で予備焼成された粉体を実施
例に示す方法で焼成する、いわゆる２段階焼成法におい
ても同様な効果が得られる。
【００３７】また、上記実施例においては、正極活物質
としてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を焼成する場合を説明し
たが、化学式ＬｉxＭＯ2（０．５０≦ｘ≦１．１０、Ｍ
は１種類以上の遷移金属、またはIIＡ金属、またはIII
Ａ金属）で表されるリチウム複合金属酸化物を焼成する
場合についても同様の効果を得ることができる。
としてＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2を焼成する場合を説明し
たが、化学式ＬｉxＭＯ2（０．５０≦ｘ≦１．１０、Ｍ
は１種類以上の遷移金属、またはIIＡ金属、またはIII
Ａ金属）で表されるリチウム複合金属酸化物を焼成する
場合についても同様の効果を得ることができる。
【００３８】また、上記実施例においては、セッターの
セラミックス材質としてＡｌ2Ｏ3含有率９９．５％の高
純度アルミナまたはＺｒＯ2１０％入りアルミナを用い
たが、被焼成物に対して耐食性を有するセラミックスで
あれば同様な効果が得られる。
セラミックス材質としてＡｌ2Ｏ3含有率９９．５％の高
純度アルミナまたはＺｒＯ2１０％入りアルミナを用い
たが、被焼成物に対して耐食性を有するセラミックスで
あれば同様な効果が得られる。
【００３９】また、上記実施例においては、焼成時の均
熱ゾーン温度は８００℃であるが、さらに高い温度でも
同様な効果が得られる。
熱ゾーン温度は８００℃であるが、さらに高い温度でも
同様な効果が得られる。
【００４０】また、上記実施例においては、コンベヤ炉
のベルト上約４００ｍｍの距離に渡って管状セラミック
ス又は板状セラミックスを敷き並べ、この上に被焼成物
を直接乗せて焼成試験を実施した。連続焼成を行う場合
には、コンベヤ炉の全長に渡りベルト上に管状セラミッ
クス又は板状セラミクスを敷き並べ、ベルトをエンドレ
スに動かし、炉外のベルト上で焼成物の回収、セラミッ
クスセッターの敷き並べ、セッター上への被焼成物の装
填を連続的に行う。
のベルト上約４００ｍｍの距離に渡って管状セラミック
ス又は板状セラミックスを敷き並べ、この上に被焼成物
を直接乗せて焼成試験を実施した。連続焼成を行う場合
には、コンベヤ炉の全長に渡りベルト上に管状セラミッ
クス又は板状セラミクスを敷き並べ、ベルトをエンドレ
スに動かし、炉外のベルト上で焼成物の回収、セラミッ
クスセッターの敷き並べ、セッター上への被焼成物の装
填を連続的に行う。
【００４１】さらに、上記実施例においては、コンベヤ
炉を用いて焼成試験を実施したが、プッシャ炉またはロ
ーラハース炉を用いても同様な効果を得ることができ
る。
炉を用いて焼成試験を実施したが、プッシャ炉またはロ
ーラハース炉を用いても同様な効果を得ることができ
る。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明は、連続駆動装置に
より駆動するベルトまたはチェーン状搬送媒体上に、リ
チウム耐食性を有するセラミックス製の管状または板状
セッターを隙間なく敷き並べ、この上に直接被焼成物を
乗せて炉内を通過させ、連続焼成することにより、セッ
ターの熱衝撃性を向上することができ、この結果、セッ
タ−の耐久性が向上すると共に、焼成時の昇温、降温速
度を上げることが可能となり、リチウム複合金属酸化物
焼成の生産性を格段に向上することができた。
より駆動するベルトまたはチェーン状搬送媒体上に、リ
チウム耐食性を有するセラミックス製の管状または板状
セッターを隙間なく敷き並べ、この上に直接被焼成物を
乗せて炉内を通過させ、連続焼成することにより、セッ
ターの熱衝撃性を向上することができ、この結果、セッ
タ−の耐久性が向上すると共に、焼成時の昇温、降温速
度を上げることが可能となり、リチウム複合金属酸化物
焼成の生産性を格段に向上することができた。
【図１】本発明の一実施例における管状セラミックスの
断面図
断面図
【図２】本発明の一実施例における板状セラミックスの
断面図
断面図
【図３】従来例における箱型セラミックスの断面図
【図４】本発明の一実施例における管状セラミックスセ
ッタ−の断面図
ッタ−の断面図
【図５】本発明の一実施例における板状セラミックスセ
ッタ−の断面図
ッタ−の断面図
【図６】本発明の一実施例における焼成装置の断面図
【図７】従来例における焼成装置の断面図
１ａ 管 １ｂ 管 ２ ベルト駆動装置 ３ ベルト ４ コンベア炉 ５ セラミックス製管状セッター ６ 混合物 ７ ヒーター ８ セラミックス製箱型セッター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有元 真司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4G048 AA04 AB05 AC06 4K055 HA01 HA11 HA13 HA27 5H003 AA08 BA01 BB05 5H029 AJ14 AK03 CJ02 CJ30
Claims (4)
- 【請求項１】 化学式ＬｉxＭＯ2（０．５０≦ｘ≦１．
１０、Ｍは１種類以上の遷移金属、IIＡ金属またはIII
Ａ金属）で表されるリチウム複合金属酸化物の焼成装置
であり、連続駆動装置により駆動するベルトまたはチェ
ーン状搬送媒体上に、セラミックス製セッターを前記搬
送媒体の進行方向に対し隙間なく敷き並べ、前記セラミ
ックス製セッター上に直接被焼成物を乗せて炉内を通過
させ、連続焼成することを特徴とするリチウム複合金属
酸化物の焼成装置。 - 【請求項２】 セラミックス製セッターが、高純度アル
ミナ製またはＺｒＯ2入りアルミナ製の管状セラミック
スであり、前記搬送媒体の進行方向に隙間なく敷き並べ
たものである請求項１記載のリチウム複合金属酸化物の
焼成装置。 - 【請求項３】 セラミックス製セッターが、高純度アル
ミナ製またはＺｒＯ2入りアルミナ製の板状セラミック
スであり、前記搬送媒体の進行方向に隣接する板状セラ
ミックスの接触面の一部を重ね合わせて敷き並べたもの
である請求項１記載のリチウム複合金属酸化物の焼成装
置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の焼成
装置を用いて、化学式ＬｉＮｉ1―xＭxＯ2（０≦ｘ≦
０．５、Ｍは１種類以上の遷移金属、IIＡ金属またはII
IＡ金属）で表されるリチウム複合金属酸化物を焼成す
ることを特徴とするリチウム複合金属酸化物の焼成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003784A JP2000203947A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | リチウム複合金属酸化物の焼成装置およびその焼成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11003784A JP2000203947A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | リチウム複合金属酸化物の焼成装置およびその焼成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000203947A true JP2000203947A (ja) | 2000-07-25 |
Family
ID=11566823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11003784A Pending JP2000203947A (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | リチウム複合金属酸化物の焼成装置およびその焼成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000203947A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7341805B2 (en) | 2000-11-16 | 2008-03-11 | Hitachi Maxell, Ltd. | Lithium-containing complex oxide, non-aqueous secondary battery using the lithium-containing complex oxide, and method for producing the lithium-containing complex oxide |
| JP2013024528A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-02-04 | Tdk Corp | 熱処理装置 |
| JP2019175694A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び、成形体 |
| JP2019175695A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び、成形体 |
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| JP2019175697A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、成形体、及び、非水系電解質二次電池の製造方法 |
| JP2019184211A (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | 住友金属鉱山株式会社 | 焼成装置 |
| JP2020510971A (ja) * | 2017-03-03 | 2020-04-09 | ユミコア | 充電式リチウムイオン電池用のＮｉ系カソード材料を調製するための前駆体及び方法 |
| US11367872B2 (en) | 2017-03-03 | 2022-06-21 | Umicore | Precursor and method for preparing Ni based cathode material for rechargeable lithium ion batteries |
| JP7396082B2 (ja) | 2020-02-04 | 2023-12-12 | 住友金属鉱山株式会社 | 予測方法、リチウムイオン二次電池用正極活物質の製造方法及び予測システム |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP11003784A patent/JP2000203947A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7351500B2 (en) | 2000-11-16 | 2008-04-01 | Hitachi Maxell, Ltd. | Lithium-containing composite oxide and nonaqueous secondary cell using the same, and method for manufacturing the same |
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| US11804599B2 (en) | 2017-03-03 | 2023-10-31 | Umicore | Precursor and method for preparing Ni based cathode material for rechargeable lithium ion batteries |
| US11367872B2 (en) | 2017-03-03 | 2022-06-21 | Umicore | Precursor and method for preparing Ni based cathode material for rechargeable lithium ion batteries |
| US11114662B2 (en) | 2017-03-03 | 2021-09-07 | Umicore | Precursor and method for preparing Ni based cathode material for rechargeable lithium ion batteries |
| JP2019175695A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び、成形体 |
| JP2019175697A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、成形体、及び、非水系電解質二次電池の製造方法 |
| JP2019175696A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び、成形体 |
| JP7159588B2 (ja) | 2018-03-28 | 2022-10-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び、成形体 |
| JP7159589B2 (ja) | 2018-03-28 | 2022-10-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、成形体、及び、非水系電解質二次電池の製造方法 |
| JP2019175694A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 住友金属鉱山株式会社 | 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、及び、成形体 |
| JP2019184211A (ja) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | 住友金属鉱山株式会社 | 焼成装置 |
| JP7047563B2 (ja) | 2018-04-18 | 2022-04-05 | 住友金属鉱山株式会社 | 焼成装置 |
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