JP2002293517A - カンラン石構造リチウムニッケルホスフェート複合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高電圧リチウム可逆電池のために非常に有益
なカンラン石構造リチウムニッケルホスフェート（Ｌｉ
ＮｉＰＯ₄）複合体の調製を提供する。 【解決手段】 Ｎｉ及びＰの酸化物とＬｉ₂ＣＯ₃とを均
一に混合し、グリセロールを加えることによってこの混
合物をペーストにし、前記ペーストを連続的にか焼して
所望の複合体を得ることを含む、カンラン石構造リチウ
ムニッケルホスフェート複合体の製造方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧リチウム可
逆電池のために非常に有益なカンラン石構造リチウムニ
ッケルホスフェート（ＬｉＮｉＰＯ₄）複合体の調製方
法に関する。ＬｉＮｉＰＯ₄は、非水性媒体中で高電圧
リチウム電池のために有益な可逆カソード材料である。

【０００２】

【従来の技術】文献から利用できる全ての方法では、以
下のいくらかの欠点が存在する： １．相の不純さ ２．比較的長い熱調製期間 ３．高温の操作 ４．ｐＨ制御 ５．複数の調製工程

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
適当な固体状態反応方法でカンラン石構造ＬｉＮｉＰＯ
₄を合成することである。この方法では、文献等で既知
のこの複合体を調製する他の方法で知られている欠点及
び制限を克服している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】従って本発明は、カンラ
ン石構造リチウムニッケルホスフェート複合体を調製す
る方法を提供する。この方法は、Ｎｉ及びＰの酸化物を
Ｌｉ₂ＣＯ₃と均一に混合し、グリセロールを加えること
によってこの混合物をペーストにし、このペーストをか
焼して、１２時間にわたって連続的に７５０℃にし、所
望の複合体を得ること、を含む。

【０００５】本発明の１つの態様では、リンの酸化物は
Ｐ₂Ｏ₅である。本発明の更なる態様では、ニッケルの酸
化物はＮｉＯである。本発明の他の１つの態様では、か
焼を炉において行う。

【０００６】

【発明の実施の形態】調製した生成物にｘ線解析を行っ
た。生成物は単一の相であることが分かった。カンラン
石構造リチウムニッケルホスフェート複合体は、ニッケ
ル及びリンの酸化物を炭酸リチウムと混合し、固体状態
の条件で全て共に加熱することによって調製する。

【０００７】グリセロール中でＬｉ₂ＣＯ₃、Ｐ₂Ｏ₄及び
ＮｉＯの微細粒子を混合して調製したペーストを加熱す
ることによって、２次電池のためのカソード材料を調製
する。このペーストは、初めに炉においてゆっくりと加
熱し、グリセロールを蒸発させ、それによって２５０℃
で乾燥した物質を得た。そして、この乾燥した物質を、
１２時間にわたって７５０℃で連続的に加熱した。でき
た複合体をゆっくりと室温まで冷却し、よく粉砕して、
その粒度、色及びｘ線回折を測定した。調製された試料
は紫色で、均一であることが分かった。図１で示すよう
に、ｘ線解析は、ＬｉＮｉＰＯ₄の生成を確認した。

【０００８】以下の例は、ＬｉＮｉＰＯ₄の合成方法を
示している。

【０００９】例１ １：１：１のモル比のＬｉ₂ＣＯ₃、ＮｉＯ及びＰ₂Ｏ
₅（それぞれ０．７４ｇ、１．４９ｇ及び１．４２ｇ）
を、グリセロールバインダー（２ｍｌ）中でゆっくりと
混合した。フラックス（２．４０２ｇの尿素）をゆっく
りと加えながら、１０時間までの時間にわたって８００
℃の温度まで加熱した。その後、混合物を室温まで冷却
し、残留物のｘ線回折を測定した。紫色の生成物は、カ
ンラン石構造リチウムニッケルホスフェート（ＬｉＮｉ
ＰＯ₄）複合体の生成を確認していた。反応の効率は９
０％で、生成物は単一の相で得られた。炭酸プロピレン
中の１ＭのＬｉＣｌＯ₄のＬｉに対するＬｉＮｉＰＯ₄の
単一電極電位は、２．９９Ｖであった。

【００１０】例２ １：１：１のモル比のＬｉ₂ＣＯ₃、ＮｉＯ及びＰ₂Ｏ
₅（それぞれ０．７４ｇ、１．４９ｇ及び１．４２ｇ）
を、グリセロールバインダー（３ｍｌ）中でゆっくりと
混合した。フラックス（２．４０２ｇの尿素）をゆっく
りと加えながら、１２時間までの時間にわたって６００
℃の温度まで加熱した。その後、混合物を室温まで冷却
し、残留物のｘ線回折を測定した。紫色の生成物は、カ
ンラン石構造リチウムニッケルホスフェート（ＬｉＮｉ
ＰＯ₄）複合体の生成を確認していた。反応の効率は９
０％で、生成物は単一の相で得られた。炭酸プロピレン
中の１ＭのＬｉＣｌＯ₄のＬｉに対するＬｉＮｉＰＯ₄の
単一電極電位は、２．９９Ｖであった。

【００１１】本発明の利点は以下のようなものである： １．反応体、すなわちＬｉ₂ＣＯ₃、ＮｉＯ及びＰ₂Ｏ₅の
微細粒子を、グリセロールによって結合し、混合物を、
加熱の間に均一に反応するペーストにする。 ２．無機固体状態反応体のためのバインダーとして、グ
リセロールを使用する。 ３．ｘ線解析結果で示されるように、生成物であるＬｉ
ＮｉＰＯ₄を、不純物のない単一相成分として得る。 ４．未反応の初期反応体成分がないようにして、全ての
反応体が均一に反応する。 ５．バインダーとしてグリセロールを加えることが、最
終的な生成物の生成に影響を与えない。 ６．リンの酸化物（Ｐ₂Ｏ₅）及びニッケルの酸化物とＬ
ｉ₂ＣＯ₃との均一混合物をペースト状にして、高純度の
生成物を得る。 ７．酸化物、すなわちリン及びニッケルの酸化物とＬｉ
₂ＣＯ₃との結合のための溶媒として使用し、必要とされ
るコンシステンシーのペーストを作るグリセロールが、
生成物を微細粒子にすることも促進する。 ８．酸化物のための結合材料として過剰に加えられたグ
リセロール（溶媒）及び加えられたフラックス（尿素）
が、最終生成物の色及び質を変化させない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＬｉＮｉＰＯ₄ができたことを確認するｘ線解
析結果である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バスデバン ティアガラジャン インド国，タミル ナドゥ，カライクディ 630 003，アラガッパ ユニバーシテ ィ，デパートメント オブ インダストリ アル ケミストリ (72)発明者 ガンガダーラン ラマイヤー インド国，タミル ナドゥ，カライクディ 630 003，アラガッパ ユニバーシテ ィ，デパートメント オブ インダストリ アル ケミストリ (72)発明者 マニ アリヤナン インド国，タミル ナドゥ，カライクディ 630 006，セントラル エレクトロケミ カル リサーチ インスティテュート Ｆターム(参考） 5H050 AA19 BA17 CA08 CB12 FA17 FA19 GA02 GA10 HA02 HA13 HA14 HA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉ及びＰの酸化物とＬｉ₂ＣＯ₃とを均
   一に混合し、グリセロールを加えることによって前記混
   合物をペーストにし、前記ペーストをか焼し、１２時間
   までの時間にわたって連続的に８００℃までの温度に
   し、所望の複合体を得ることを含む、カンラン石構造リ
   チウムニッケルホスフェート複合体の製造方法。
2. 【請求項２】 前記リンの酸化物がＰ₂Ｏ₅である、請求
   項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記ニッケルの酸化物がＮｉＯである、
   請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記か焼を炉において行う、請求項１に
   記載の方法。
5. 【請求項５】 フラックスとして尿素を使用する、請求
   項１に記載の方法。