JP2007335154A - アルカリ電池用正極活物質 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる水酸化ニッケル粒子は、Ca、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物が分散した高次酸化水酸化コバルトで被覆されたことを特徴とする。
【選択図】なし
Description
前記攪拌下、空気を導入しつつ装置内を加熱し、アルカリ金属水溶液を噴霧して含水水酸化コバルト粒子を溶解させて水酸化ニッケル粒子の表面に均一に被覆させ、かつCa、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物の粉体を溶解した水酸化コバルト被覆内に均一に分散させ、かつ水酸化コバルトを酸化して高次酸化水酸化コバルトに変換する工程と、
得られたCa、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物が分散した高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子を加熱下減圧して乾燥させる工程からなる方法である。
本発明にかかる高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子は、水酸化ニッケル粒子が高次酸化水酸化コバルトで被覆されている構成を有し、かつ高次酸化水酸化コバルト被覆中に、Ca、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物が均一に分散された構造を有することを特徴とする。
本発明の製造方法の骨子は、(1)被覆される粒子と、分散化合物と、被覆する物質とが、十分混合される条件と、(2)被覆される粒子と分散化合物には何ら影響を与えることなく被覆する物質のみが溶解する条件を見いだす点にある。従って本発明の製造方法は、かかる2つの条件を見いだすことができる限り、被覆される粒子と、分散化合物と、被覆する物質について何らの制限もされない。
攪拌混合装置(株式会社カワタ:型式SMV−20)に、高密度水酸化ニッケル粒子(タッピング密度2.1g/cc、平均粒径10μm)8kgと、含水率15重量%の未乾燥水酸化コバルト0.6kgと、水酸化カルシウム粉体(近江工業製)0.1kgを投入した。空気を導入口から装置内へ導入し排気口から排気した。装置底部の主攪拌羽を回転数200rpmで、また装置壁に副攪拌羽を1000rpmで回転させてこれらを混合した。攪拌を継続しながら、加熱ジャケットで加熱させると装置内の混合物の温度がほぼ100℃となった。後、装置内に48%水酸化ナトリウム水溶液(日本曹達社製)800mlを約2分間で噴霧装置から噴霧した。噴霧終了後、約30分間は装置内の温度は100℃であったが、後温度は約120℃まで上昇した。粒子の表面の色が薄いピンク色から黒色に変化した。その後温度を室温に戻し、生成物を取り出し、粒子を水で洗浄した後空気中で加熱乾燥した。
水酸化ニッケル粒子に代えて水酸化コバルトを5重量%含む水酸化ニッケル粒子を用いた他は実施例1と同様に行った。
分散化合物の水酸化カルシウムに代えて酸化イットリウムを用いた他は実施例1と同様に行った。
上で得られたCa、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物が分散した高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子を用いて電池を構成し、使用温度と利用率(%)との関係を測定した。その結果、本発明による高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子を用いた電池は、高温においても極めて高い利用率を有するものであることが分かる。
Claims (7)
- Ca、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物が分散した高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子。
- 前記水酸化ニッケル粒子が、さらにCo、Zn、Ca、Mg、Al、Mn、Cu、Tiの少なくとも1種以上を固溶している、請求項1に記載の、高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子。
- 水酸化ニッケル粒子の平均粒径が7〜13μm、被覆高次酸化水酸化コバルトの被覆厚さが0.01〜1.0μmである、請求項1及び2のいずれかに記載の、高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子。
- 水酸化ニッケル粒子のニッケル元素と、被覆高次酸化水酸化コバルトのコバルト元素との比が、75〜99:25〜1であり、被覆高次酸化水酸化コバルトのコバルト元素と、分散するCa、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素との比が、48〜98:52〜2である、請求項1〜3のいずれかに記載の、高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子。
- 粒子形状がほぼ球形であり、平均粒径が8〜15μm、バルク密度が1.4〜1.8g/cc、タッピング密度が2.0〜2.5g/ccである、請求項1〜4のいずれかに記載の、高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子。
- 分散された元素がCaである、請求項1〜5のいずれかに記載の、高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子。
- 上蓋に排気口と噴霧装置を設け、底部に空気導入口と平行方向に回転可能な攪拌羽と壁部に垂直方向に回転可能な攪拌羽とを設けた、加熱用ジャケット付き縦型高速混合造粒装置に、水酸化ニッケル粒子と、Ca、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物の粉体と、含水水酸化コバルト粒子とを導入して攪拌して、水酸化ニッケル粒子の表面で含水水酸化コバルト粒子と、Ca、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物の粉体とを均一に存在させる工程と、
前記攪拌下、空気を導入しつつ装置内を加熱し、アルカリ金属水溶液を噴霧して含水水酸化コバルト粒子を溶解させて水酸化ニッケル粒子の表面に均一に被覆させ、かつCa、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物の粉体を溶解した水酸化コバルト被覆内に均一に分散させ、かつ水酸化コバルトを酸化して高次酸化水酸化コバルトに変換する工程と、
得られたCa、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物が分散した高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子を加熱下乾燥させる工程からなる、Ca、Sr、Sc、Y及びランタノイド系元素から選択された元素の化合物が分散した高次酸化水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粒子の製造方法。
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