JP6435885B2 - Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same - Google Patents

Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP6435885B2
JP6435885B2 JP2015015313A JP2015015313A JP6435885B2 JP 6435885 B2 JP6435885 B2 JP 6435885B2 JP 2015015313 A JP2015015313 A JP 2015015313A JP 2015015313 A JP2015015313 A JP 2015015313A JP 6435885 B2 JP6435885 B2 JP 6435885B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cobalt
nickel hydroxide
slurry
coating
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015015313A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015222710A (en
Inventor
武司 浅川
武司 浅川
知倫 二瓶
知倫 二瓶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2015015313A priority Critical patent/JP6435885B2/en
Publication of JP2015222710A publication Critical patent/JP2015222710A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6435885B2 publication Critical patent/JP6435885B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

本発明は、アルカリ二次電池用正極活物質である水酸化ニッケル粉末及びその製造方法に関し、コバルト化合物で被覆された被覆水酸化ニッケル粉末及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a nickel hydroxide powder that is a positive electrode active material for an alkaline secondary battery and a method for producing the same, and relates to a coated nickel hydroxide powder coated with a cobalt compound and a method for producing the same.

近年、ポータブル機器や電気自動車などのハイパワー用途の電源としてアルカリ二次電池が注目されている。アルカリ二次電池には様々のものが提案されているが、中でもニッケル水素二次電池は、エネルギー密度が高く且つ信頼性に優れた二次電池として既に普及している。ニッケル水素二次電池は、水酸化ニッケルを主体とした活物質からなる正極と、水素吸蔵合金を主成分とした負極と、アルカリ電解液とを備え、これらのうち正極は、発泡ニッケル基板の細孔内に水酸化ニッケルを含む活物質を直接に充填して作製される。   In recent years, alkaline secondary batteries have attracted attention as power sources for high power applications such as portable devices and electric vehicles. Various alkaline secondary batteries have been proposed. Among them, nickel-hydrogen secondary batteries are already widely used as secondary batteries having high energy density and excellent reliability. A nickel metal hydride secondary battery includes a positive electrode made of an active material mainly composed of nickel hydroxide, a negative electrode mainly composed of a hydrogen storage alloy, and an alkaline electrolyte. It is produced by directly filling the active material containing nickel hydroxide in the holes.

上記正極に使用される水酸化ニッケルは、高温での利用率を改善するために水酸化ニッケル粉末にコバルトを固溶させたり、寿命特性を改善するために亜鉛やマグネシウムを固溶させたりする等の改善が行われている。また、ハイパワー用途においては、高温での利用率向上や寿命特性の改善のみならず、出力特性の改善も強く求められている。しかしながら、水酸化ニッケル粉末は電気的に絶縁体であるため導電性に乏しく、電流が水酸化ニッケルに十分行き渡らないために、アルカリ二次電池正極活物質用として用いた時に水酸化ニッケルの電気化学的利用率が低くなってしまうという問題があった。   The nickel hydroxide used for the positive electrode is a solid solution of cobalt in nickel hydroxide powder to improve utilization at high temperatures, or a solid solution of zinc or magnesium to improve life characteristics, etc. Improvements have been made. In high power applications, not only improvement of utilization at high temperatures and improvement of life characteristics, but also improvement of output characteristics are strongly demanded. However, since nickel hydroxide powder is an electrical insulator, it has poor electrical conductivity, and since the current does not reach the nickel hydroxide sufficiently, the electrochemistry of nickel hydroxide when used as a positive electrode active material for alkaline secondary batteries. There is a problem that the utilization rate is low.

このような問題を解決するため、導電材として酸化コバルトや水酸化コバルトなどのコバルト化合物を添加して、水酸化ニッケル粒子間の導電性を確保することが行われている。これらの添加されたコバルト化合物は、アルカリ二次電池の電解液である高濃度のアルカリ金属水酸化物溶液に溶解し、充電時に酸化されてオキシ水酸化コバルトとなって水酸化ニッケル粒子の表面に析出することで電気導電性が発現され、水酸化ニッケル粒子間の導電ネットワークを形成する。   In order to solve such a problem, a cobalt compound such as cobalt oxide or cobalt hydroxide is added as a conductive material to ensure conductivity between nickel hydroxide particles. These added cobalt compounds are dissolved in a high-concentration alkali metal hydroxide solution, which is an electrolyte for alkaline secondary batteries, and are oxidized during charging to form cobalt oxyhydroxide on the surface of the nickel hydroxide particles. By precipitating, electrical conductivity is expressed and a conductive network is formed between the nickel hydroxide particles.

上記コバルト化合物を添加した水酸化ニッケル粉末の正極は、一般的に、水酸化ニッケル粉末とコバルト化合物粉末とをバインダーと共に混合してペースト化し、これを発泡メタル(材質はニッケルメタル)等の三次元金属多孔体に充填し、乾燥、プレス等の工程を経て製造される。しかしながら、バインダーと共に混合されたコバルト化合物粉末は、水酸化ニッケル粉末中での分散状態が必ずしも十分なものではないため、高負荷充電時の使用条件では正極の利用率が大きく低下するという問題点があった。   The nickel hydroxide powder-added positive electrode to which the cobalt compound is added is generally formed by mixing nickel hydroxide powder and cobalt compound powder together with a binder into a paste, which is three-dimensional such as foam metal (material is nickel metal). The metal porous body is filled and manufactured through processes such as drying and pressing. However, since the cobalt compound powder mixed with the binder is not necessarily sufficiently dispersed in the nickel hydroxide powder, there is a problem in that the utilization rate of the positive electrode is greatly reduced under use conditions during high load charging. there were.

この問題点を解決するための手段として、水酸化ニッケル粉末の粒子表面をコバルト化合物で被覆する方法が提案されている。例えば特許文献1には、主成分が水酸化ニッケルの粒子にβ型水酸化コバルトの薄層を形成した蓄電池用ニッケル活物質が提案されている。このニッケル活物質は、アルカリ水溶液中でニッケル塩から水酸化ニッケル粉末を析出させた後、この水酸化ニッケル粉末を硫酸コバルト塩あるいは硝酸コバルト塩の水溶液中に浸漬し、次にアルカリ水溶液で中和することで得られるとされている。   As means for solving this problem, a method of coating the surface of nickel hydroxide powder particles with a cobalt compound has been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a nickel active material for a storage battery in which a thin layer of β-type cobalt hydroxide is formed on particles whose main component is nickel hydroxide. This nickel active material is obtained by precipitating nickel hydroxide powder from a nickel salt in an alkaline aqueous solution, immersing the nickel hydroxide powder in an aqueous solution of cobalt sulfate or cobalt nitrate, and then neutralizing with an alkaline aqueous solution. It is supposed to be obtained by doing.

また、水酸化コバルトで被覆した水酸化ニッケル粉末の製造方法として、特許文献2には、水酸化ニッケル粉末を含有し苛性アルカリでpH11〜13に調整された水溶液に、コバルトを含む水溶液とアンモニウムイオン供給体とを同時に連続的に定量供給する方法が提案されている。   In addition, as a method for producing nickel hydroxide powder coated with cobalt hydroxide, Patent Document 2 discloses that an aqueous solution containing nickel hydroxide powder and adjusted to pH 11 to 13 with caustic alkali, an aqueous solution containing cobalt and ammonium ions. There has been proposed a method of continuously and quantitatively supplying a supply body simultaneously.

更に、特許文献3には、水酸化ニッケル原料粉末の懸濁液のpH、温度、アンモニウムイオン濃度を所定値に維持しながら、ニッケルイオン濃度が10〜50mg/L及びコバルトイオン濃度が5〜40mg/Lとなるように、水酸化ニッケル原料粉末1kgに対してコバルト換算で0.7g/分以下の供給速度でコバルトイオンを含む水溶液を供給すると共に、アンモニウムイオンを含む水溶液を該懸濁液に供給する方法が提案されている。   Furthermore, in Patent Document 3, the nickel ion concentration is 10 to 50 mg / L and the cobalt ion concentration is 5 to 40 mg while maintaining the pH, temperature, and ammonium ion concentration of the suspension of the nickel hydroxide raw material powder at predetermined values. The aqueous solution containing cobalt ions is supplied to 1 kg of the nickel hydroxide raw material powder at a supply rate of 0.7 g / min or less in terms of cobalt, and the aqueous solution containing ammonium ions is added to the suspension so as to be / L. A supply method has been proposed.

しかしながら、これらの提案では、水酸化コバルトの被覆が水酸化ニッケル粒子表面に不均一に形成されたり、被覆がペースト製造工程で剥がれてしまったりするという問題点を有していた。すなわち、一般的に水酸化ニッケル粉末を使用した電池正極板は、水酸化ニッケル粉末を水等の溶媒に分散させ、各種助剤と混練してペースト化した後、発泡メタルに充填して乾燥することで作製されている。この際、ペースト製造工程の混練において粒子表面に形成させたコバルト化合物の被覆が剥離し、作製された極板中に被覆の密な部分と疎な部分が出来てしまい、水酸化ニッケル粒子間の導電ネットワークの形成が均一に行われず、高負荷充電時の使用条件では正極の利用率が大きく低下する問題が生ずることがあった。また、剥離が多い場合には原料として用いた水酸化ニッケル粉末と電池正極板中のコバルト含有量に差が生じてしまうという問題が生ずることがあった。   However, these proposals have a problem that the coating of cobalt hydroxide is unevenly formed on the surface of the nickel hydroxide particles, or the coating is peeled off in the paste manufacturing process. That is, in general, a battery positive electrode plate using nickel hydroxide powder is dispersed in a solvent such as water, kneaded with various auxiliaries, pasted into a foam metal, and dried. It is produced by. At this time, the coating of the cobalt compound formed on the particle surface in the kneading of the paste manufacturing process is peeled off, and a dense portion and a sparse portion of the coating are formed in the produced electrode plate, and between the nickel hydroxide particles The formation of the conductive network is not uniformly performed, and there is a problem that the utilization factor of the positive electrode is greatly reduced under use conditions during high load charging. Moreover, when there are many peelings, the problem that the difference arises in the nickel hydroxide powder used as a raw material and the cobalt content in a battery positive electrode plate may arise.

これらの問題を解決するため、ペースト製造工程における混練条件の最適化やコバルト化合物被覆の均一性と密着性の向上を目的とした提案が行われている。例えば特許文献4には、被覆水酸化ニッケル粉末20gを水50mLと密閉容器中で1時間振蕩したときのコバルト化合物被覆層の剥離量が、全コバルト化合物被覆量の20質量%以下であるアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末が提案されている。この特許文献4の技術によりコバルト化合物被覆の均一性や密着性を従来よりも向上させることができるが、近年のアルカリ二次電池の高出力化や高容量化に伴い、均一性と密着性に関して更なる改善が求められている。   In order to solve these problems, proposals have been made for the purpose of optimizing the kneading conditions in the paste manufacturing process and improving the uniformity and adhesion of the cobalt compound coating. For example, Patent Document 4 discloses that an alkali two-powder amount of a cobalt compound coating layer when 20 g of coated nickel hydroxide powder is shaken in 50 mL of water and a sealed container for 1 hour is 20% by mass or less of the total cobalt compound coating amount. A coated nickel hydroxide powder for a secondary battery positive electrode active material has been proposed. Although the technology of Patent Document 4 can improve the uniformity and adhesion of the cobalt compound coating as compared with the prior art, with the recent increase in output and capacity of alkaline secondary batteries, the uniformity and adhesion are improved. Further improvement is required.

特開昭63−152866号公報JP-A-63-152866 特開平07−133115号公報JP 07-133115 A 特開2000−149941号公報JP 2000-149941 A 特開2012−230840号公報JP 2012-230840 A

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたものであり、水溶液中で水酸化ニッケル粉末の粒子表面にコバルト化合物の被覆を形成する際に、その被覆の均一性と密着性を確保して、ペースト化する際の被覆の剥離が抑制された、アルカリ二次電池正極活物質用として好適な被覆水酸化ニッケル粉末とその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and when forming a coating of a cobalt compound on the particle surface of nickel hydroxide powder in an aqueous solution, the uniformity and adhesion of the coating are ensured. Thus, an object of the present invention is to provide a coated nickel hydroxide powder suitable for an alkaline secondary battery positive electrode active material, in which peeling of the coating during paste formation is suppressed, and a method for producing the same.

本発明者らは、上記目的を達成するため、被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、ペースト化する際のコバルト化合物被覆の密着性は、筒状セルに粉末を含んだスラリーを挿入して振とうさせ、その際に生じるセル内壁面に付着した剥離物を所定の水溶液に分散させて得た分散液の濁度により評価できるとの知見を得た。さらに、水酸化コバルト粉末の粒子表面に湿式法によりコバルト化合物を形成した後に行われる乾燥工程の温度及び時間を制御することで、形成されたコバルト化合物被覆の密着性が向上するとの知見を得て、本発明を完成するに至った。   In order to achieve the above object, the present inventors have conducted extensive research on a method for producing a coated nickel hydroxide powder. As a result, the adhesiveness of the cobalt compound coating during paste formation includes the powder in the cylindrical cell. It was found that the slurry can be inserted and shaken, and the exfoliation matter adhering to the inner wall surface of the cell generated at that time can be evaluated by the turbidity of the dispersion obtained by dispersing in a predetermined aqueous solution. Furthermore, by obtaining the knowledge that the adhesion of the formed cobalt compound coating is improved by controlling the temperature and time of the drying process performed after the cobalt compound is formed on the particle surface of the cobalt hydroxide powder by a wet method. The present invention has been completed.

すなわち、本発明のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末は、水酸化ニッケルからなる芯粒子の表面をコバルトの価数が2.5以上のコバルト化合物で被覆したアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末であって、密閉可能なポリプロピレン製の筒状セルに前記被覆水酸化ニッケル粉末10gと水10〜30mLとを装入し、200〜280回/分の横揺れ式振とう機で16時間振とうした後、筒状セルの内壁面に付着した剥離物を0.2〜0.8質量%のギ酸を含む水溶液20mLに再分散させ、得られた分散液の濁度を積分球濁度計により測定した濁度が30度以下であることを特徴とする。 That is, the coated nickel hydroxide powder for an active material of an alkaline secondary battery according to the present invention is an alkaline secondary battery positive electrode in which the surface of core particles made of nickel hydroxide is coated with a cobalt compound having a cobalt valence of 2.5 or more. A nickel hydroxide powder for active material, in which 10 g of the coated nickel hydroxide powder and 10 to 30 mL of water are charged in a cylindrical cell made of polypropylene that can be sealed, and rolls at 200 to 280 times / min. After shaking with a shaker for 16 hours, the exfoliated material adhering to the inner wall surface of the cylindrical cell was redispersed in 20 mL of an aqueous solution containing 0.2 to 0.8% by mass of formic acid, and the resulting dispersion was cloudy. The turbidity measured by an integrating sphere turbidimeter is 30 degrees or less.

前記筒状セルとして円柱状もしくは角柱状のセルを用いることが好ましい。また、前記芯粒子の組成は、一般式:Ni1−x−yCo(OH)、(式中xは0.005〜0.05であり、yは0.005〜0.05であり、MはCa、Mg、Znのうち1種以上の元素)で表されることが好ましく、前記コバルト化合物中のコバルト含有量が、被覆水酸化ニッケル粉末全体に対して1〜10質量%であることが好ましい。 Arbitrary preferable to use a cylindrical or prismatic cell as the tubular cell. Further, the composition of the core particles have the general formula: Ni 1-x-y Co x M y (OH) 2, ( wherein x is 0.005 to 0.05, y is from 0.005 to 0. And M is preferably represented by one or more elements of Ca, Mg, and Zn), and the cobalt content in the cobalt compound is 1 to 10 mass based on the entire coated nickel hydroxide powder. % Is preferred.

また、本発明のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法は、水酸化ニッケルからなる芯粒子の表面をコバルト化合物で被覆したアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法であって、水酸化ニッケルからなる芯粒子を水に分散させたスラリーにコバルト塩水溶液とアルカリ水溶液を撹拌しながら供給し、中和晶析した水酸化コバルトで芯粒子の表面に水酸化コバルトを主成分とする被覆を形成する被覆工程と、被覆が形成された芯粒子のスラリーを、25℃基準でpH12.5以上13.5以下に保持すると共に攪拌しながら酸素を供給することにより該被覆中の水酸化コバルトを酸化させて前記コバルト化合物のコバルトの価数を2.5以上にする酸化工程と、前記スラリーを固液分離した後、被覆が形成された芯粒子の温度を104〜120℃の範囲内に保持して1.5〜3.5時間乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする。上記の酸化工程においては、被覆が形成された芯粒子のスラリーへの酸素供給量の総量が、該被覆中のコバルトのモル量に対して標準状態で30L/mol以上110L/mol以下であることが好ましい。 The method for producing a coated nickel hydroxide powder for an alkaline secondary battery positive electrode active material according to the present invention includes a coated nickel hydroxide for a positive electrode active material of an alkaline secondary battery in which the surface of core particles made of nickel hydroxide is coated with a cobalt compound. A method for producing a powder, wherein an aqueous solution of cobalt salt and an aqueous alkali solution are supplied to a slurry in which core particles made of nickel hydroxide are dispersed in water while stirring, and the surface of the core particles is neutralized and crystallized with cobalt hydroxide. A coating step for forming a coating containing cobalt hydroxide as a main component and a slurry of core particles on which the coating is formed are maintained at a pH of 12.5 or more and 13.5 or less on a 25 ° C. basis, and oxygen is supplied while stirring. after separation of the cobalt hydroxide in the coating is oxidized and the oxidation step you the cobalt valence of the cobalt compound in 2.5 above, the solid-liquid the slurry by, Covering and having a dry step of then 1.5 to 3.5 hours drying held in the range temperature of one hundred and four to one hundred and twenty ° C. of the formed core particles. In the above oxidation step, the total amount of oxygen supplied to the slurry of the core particles on which the coating is formed is 30 L / mol or more and 110 L / mol or less in a standard state with respect to the molar amount of cobalt in the coating. Is preferred.

前記被覆工程において、前記芯粒子を水に分散させたスラリーのpHを液温25℃基準で8以上に保持しながら、スラリー液面と供給されるコバルト塩水溶液との接触部において、スラリーの流れ方向に対し垂直な方向のコバルト塩水溶液の供給幅d(cm)とスラリーの流速v(cm/秒)の積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρ(mol/秒)の比ρ/(d×v)を3.5×10−4mol/cm以下に制御することが好ましい。 In the coating step, while the pH of the slurry in which the core particles are dispersed in water is maintained at 8 or more based on the liquid temperature of 25 ° C., the slurry flow at the contact portion between the slurry liquid surface and the supplied cobalt salt aqueous solution Ratio of the feed rate ρ (mol / sec) of the cobalt salt in the cobalt salt solution to the product of the feed width d (cm) of the cobalt salt solution in the direction perpendicular to the direction and the flow velocity v (cm / sec) of the slurry ρ / It is preferable to control (d × v) to 3.5 × 10 −4 mol / cm 2 or less.

また、前記被覆工程において、コバルト塩水溶液の供給幅dとスラリーの流速vの積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρの比ρ/(d×v)に対するコバルト塩水溶液の供給位置とアルカリ水溶液の供給位置との離間距離D(cm)の比D/{ρ/(d×v)}を、0.5×10cm/mol以上に制御することが好ましい。 In the coating step, the supply position of the cobalt salt aqueous solution with respect to the ratio ρ / (d × v) of the supply rate ρ of the cobalt salt in the cobalt salt aqueous solution to the product of the supply width d of the cobalt salt aqueous solution and the flow velocity v of the slurry; It is preferable to control the ratio D / {ρ / (d × v)} of the separation distance D (cm) from the supply position of the alkaline aqueous solution to 0.5 × 10 5 cm 3 / mol or more.

本発明によれば、被覆水酸化ニッケル粉末の粒子表面をコバルト化合物が均一に被覆しており、且つその被覆はバインダー等と混合してペースト化する過程で剥離しにくくなるので、極めて優れたアルカリ二次電池正極活物質用の被覆水酸化ニッケル粉末を提供することができる。更に、本発明の被覆水酸化ニッケル粉末は、上記したように被覆が剥離しにくいだけでなく高い導電性を有しているため利用率が向上し、高出力特性や高容量が要求されるポータブル電子機器用や電気自動車用のパワー用途の電源として好適である。   According to the present invention, the cobalt compound is uniformly coated on the particle surface of the coated nickel hydroxide powder, and the coating is difficult to peel off in the process of mixing with a binder or the like to form a paste. A coated nickel hydroxide powder for a secondary battery positive electrode active material can be provided. Furthermore, the coated nickel hydroxide powder of the present invention is not only difficult to peel off as described above, but also has high conductivity, so the utilization rate is improved, and a portable device that requires high output characteristics and high capacity is required. It is suitable as a power source for power applications for electronic devices and electric vehicles.

また、本発明による被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法によれば、均一で密着性の高いコバルト化合物被覆を有する被覆水酸化ニッケル粉末を工業的規模において容易に安定して得られることから、その工業的価値は極めて高い。   In addition, according to the method for producing a coated nickel hydroxide powder according to the present invention, a coated nickel hydroxide powder having a uniform and highly adhesive cobalt compound coating can be obtained easily and stably on an industrial scale. Value is extremely high.

従来、被覆水酸化ニッケル粉末における水酸化コバルトあるいはオキシ水酸化コバルトなどの被覆の密着性を評価する方法としては、被覆水酸化ニッケル粉末を水などの溶媒と共に密閉容器中で混合し、一定時間振とうした際の水酸化コバルト被覆の剥離量を測定し、全被覆量に対しての剥離量を評価する方法が用いられている。しかしながら、上記方法では剥離した被覆と、残存している被覆とをそれぞれ正確に分離して定量することが難しく、測定値の誤差が大きくなってしまうという問題があった。また、透明密閉容器を用いて容器の内壁に付着した剥離物を容器の透過率により評価することも行われているが、被覆の密着性が改善された被覆水酸化ニッケル粉末においては剥離量が少ないため評価に差がつきにくく、ペースト製造時の影響を予測することが困難であった。   Conventionally, as a method of evaluating the adhesion of a coating such as cobalt hydroxide or cobalt oxyhydroxide in a coated nickel hydroxide powder, the coated nickel hydroxide powder is mixed with a solvent such as water in a sealed container and shaken for a certain period of time. A method is used in which the amount of peeling of the cobalt hydroxide coating is measured and the amount of peeling with respect to the total amount of coating is evaluated. However, the above method has a problem in that it is difficult to accurately separate and quantify the peeled coating and the remaining coating, and the measurement error becomes large. In addition, the peeled material adhering to the inner wall of the container using a transparent sealed container is also evaluated by the transmittance of the container, but the coated nickel hydroxide powder with improved coating adhesion has a large amount of peeling. Since there are few, it is hard to make a difference in evaluation and it was difficult to predict the influence at the time of paste manufacture.

これに対して本発明においては、密閉容器の内壁に付着した剥離物を溶液に再分散させ、得られた分散溶液の濁度によって評価するため、密着性が改善された被覆水酸化ニッケル粉末においても密着性の正確な評価が可能であり、ペースト製造時における剥離のし易さを正確に予測することが可能である。   On the other hand, in the present invention, the exfoliated matter adhering to the inner wall of the sealed container is redispersed in the solution, and evaluated by the turbidity of the obtained dispersion solution. Therefore, in the coated nickel hydroxide powder with improved adhesion, In addition, it is possible to accurately evaluate the adhesion, and it is possible to accurately predict the ease of peeling at the time of manufacturing the paste.

本発明のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末(以下、単に被覆水酸化ニッケル粉末という)は、水酸化ニッケルからなる芯粒子の表面をコバルト化合物で被覆したアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末であって、密閉可能な筒状セルに被覆水酸化ニッケル粉末10gと水10〜30mLとを装入し、200〜280回/分の横揺れ式振とう機で16時間振とうした後、筒状セルの内壁面に付着した剥離物を0.2〜0.8質量%のギ酸を含む水溶液20mLに再分散させ、得られた分散液の濁度を積分球濁度計により測定した濁度が30度以下であることを特徴とするものである。   The coated nickel hydroxide powder for an alkaline secondary battery positive electrode active material of the present invention (hereinafter simply referred to as a coated nickel hydroxide powder) is an alkaline secondary battery positive electrode active material in which the surface of core particles made of nickel hydroxide is coated with a cobalt compound. It is a coated nickel hydroxide powder for a substance, and 10 g of coated nickel hydroxide powder and 10 to 30 mL of water are charged into a cylindrical cell that can be sealed, and 16 rolls are shaken at 200 to 280 times / min. After shaking for a period of time, the exfoliated material adhering to the inner wall surface of the cylindrical cell was redispersed in 20 mL of an aqueous solution containing 0.2 to 0.8% by mass of formic acid, and the turbidity of the obtained dispersion was integrated. The turbidity measured with a photometer is 30 degrees or less.

具体的に説明すると、先ず密閉可能な筒状セルに被覆水酸化ニッケル粉末10gと水10〜30mLとを装入してスラリーとする。筒状セルに装入する被覆水酸化ニッケル粉末の量が少ないと、振とうによる壁面付着量が少なくなり、測定精度が低下する。一方、筒状セルに装入する被覆水酸化ニッケル粉末の量が多くなると、容器内壁に付着できない剥離物が多くなり、測定精度が低下する。   More specifically, first, 10 g of coated nickel hydroxide powder and 10 to 30 mL of water are charged into a cylindrical cell that can be sealed to form a slurry. When the amount of the coated nickel hydroxide powder charged into the cylindrical cell is small, the amount of wall surface adhesion due to shaking decreases, and the measurement accuracy decreases. On the other hand, when the amount of the coated nickel hydroxide powder charged into the cylindrical cell is increased, the amount of exfoliation that cannot adhere to the inner wall of the container is increased, and the measurement accuracy is lowered.

また、上記した被覆水酸化ニッケル粉末とともに筒状セルに装入する水の量が10mL未満になると、単位容量の水に対する被覆水酸化ニッケル粉末の量が多過ぎるため、セル内での被覆水酸化ニッケル粉末の振とうが十分にできず、本来よりも被覆の剥離量が減少してしまうため、測定精度が低下する。一方、水の量が30mLを超えると、単位容量の水に対する被覆水酸化ニッケル粉末の量が少なくなり過ぎるため、容器内壁に付着できない剥離物が多くなり、測定精度が低下する。   In addition, when the amount of water charged into the cylindrical cell together with the above-described coated nickel hydroxide powder is less than 10 mL, the amount of coated nickel hydroxide powder per unit volume of water is too large. The nickel powder cannot be sufficiently shaken, and the amount of peeling of the coating is reduced more than originally, so that the measurement accuracy is lowered. On the other hand, when the amount of water exceeds 30 mL, the amount of the coated nickel hydroxide powder with respect to the unit volume of water becomes too small.

振蕩用として筒状セルを用いる理由は、被覆水酸化ニッケル粉末と筒状セル内壁との接触面積を比較的大きく取れることと、振盪時の接触時間を大きく取れることによる。筒状セルの形態としては、密閉可能であれば特に限定はないが、円筒状もしくは四角筒状の透明セルが入手しやすいため好ましい。また、筒状セルの材質は、剥離物を内壁面に十分に付着させるため、壁面の帯電状態が負となるものが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレイト、及びポリスチレンの内のいずれか1種からなることが好ましい。特に、透明な筒状セルであれば、剥離物を再分散させる際に筒状セル内に残存する剥離物がないか容易に確認できるので好ましい。筒状セルの大きさは、被覆水酸化ニッケル粉末と水とを混合して得られるスラリーを十分に振とうできるように、該スラリーの容積の1.5〜3倍程度であるのが好ましい。   The reason for using the cylindrical cell for shaking is that the contact area between the coated nickel hydroxide powder and the inner wall of the cylindrical cell can be made relatively large and the contact time during shaking can be made large. The form of the cylindrical cell is not particularly limited as long as it can be sealed, but is preferably a cylindrical or square cylindrical transparent cell because it is easily available. Further, the material of the cylindrical cell is preferably one in which the charged state of the wall surface is negative in order to sufficiently adhere the peeled material to the inner wall surface, and any one of polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, and polystyrene is used. It preferably consists of seeds. In particular, a transparent cylindrical cell is preferable because it can be easily confirmed whether or not there is a peeled material remaining in the cylindrical cell when the peeled material is redispersed. The size of the cylindrical cell is preferably about 1.5 to 3 times the volume of the slurry so that the slurry obtained by mixing the coated nickel hydroxide powder and water can be sufficiently shaken.

上記したスラリーが入った筒状セルを、振とう数を200〜280回/分に設定した横揺れ式振とう機で16時間振とうさせる。振とう機としては、例えば、横揺れ式振とう培養器(トーマス科学器械製、TS−12相当機、振とう幅70mm)に筒状セルを横向きに設置して用いる。   The cylindrical cell containing the slurry described above is shaken for 16 hours with a roll-type shaker with the number of shakes set to 200 to 280 times / minute. As a shaker, for example, a cylindrical cell is installed horizontally in a roll-type shake incubator (manufactured by Thomas Scientific Instruments, equivalent to TS-12, shake width 70 mm).

振とう後、内壁面に付着している剥離物を剥がさないように十分に注意しながら、筒状セル内からスラリーを慎重に洗い出す。その後、内壁面に付着している剥離物を、0.2〜0.8質量%のギ酸を含む水溶液20mLに再分散させる。この際、ギ酸が分散剤として作用して、内壁面から剥離物を剥がして水溶液中に再分散させる。得られた再分散液の濁度を測定して、被覆水酸化ニッケル粉末の被覆の密着性を評価する。濁度(JIS K0101)は、積分球濁度計(例えば、三菱アナリテック社製、濁度計PT−200)により測定する。   After shaking, the slurry is carefully washed out from the cylindrical cell while paying sufficient attention not to peel off the exfoliated material adhering to the inner wall surface. Thereafter, the peeled material adhering to the inner wall surface is redispersed in 20 mL of an aqueous solution containing 0.2 to 0.8% by mass of formic acid. At this time, formic acid acts as a dispersant to peel off the peeled material from the inner wall surface and re-disperse it in the aqueous solution. The turbidity of the obtained redispersion is measured to evaluate the adhesion of the coated nickel hydroxide powder coating. Turbidity (JIS K0101) is measured with an integrating sphere turbidimeter (for example, turbidimeter PT-200 manufactured by Mitsubishi Analitech Co., Ltd.).

本発明の被覆水酸化ニッケル粉末においては、上記の測定方法によって測定した濁度が30度以下である。すなわち、本発明の被覆水酸化ニッケル粉末のコバルト化合物被覆は高い密着性を有している。このように濁度が30度以下の被覆水酸化ニッケル粉末は、アルカリ二次電池のペースト製造工程において、バインダー等と混合する過程でコバルト化合物被覆の剥離が抑制され、得られるペースト中のコバルト含有量が、ペースト化前の被覆水酸化ニッケル粉末のコバルト含有量とほぼ同等に維持されることが確認されている。   In the coated nickel hydroxide powder of the present invention, the turbidity measured by the above measuring method is 30 degrees or less. That is, the cobalt compound coating of the coated nickel hydroxide powder of the present invention has high adhesion. In this way, the coated nickel hydroxide powder having a turbidity of 30 degrees or less suppresses the peeling of the cobalt compound coating in the process of mixing with a binder or the like in the paste manufacturing process of an alkaline secondary battery, and contains cobalt in the resulting paste. It has been confirmed that the amount is maintained approximately equal to the cobalt content of the coated nickel hydroxide powder prior to pasting.

上記コバルト化合物で被覆される芯粒子は、その組成が一般式:Ni1−x−yCo(OH)、(式中xは0.005〜0.05であり、yは0.005〜0.05であり、MはCa、Mg、Znのうち1種以上の元素)で表されるものであることが好ましい。 In the core particles to be coated the cobalt compound, the composition formula: Ni 1-x-y Co x M y (OH) 2, ( wherein x is 0.005 to 0.05, y is 0 0.005 to 0.05, and M is preferably represented by one or more elements of Ca, Mg, and Zn.

上記一般式において、コバルトの含有量を表す式中のxが0.005未満ではコバルトの添加により達成される充電効率の向上効果が得られず、逆に0.05を超えると放電電圧の低下が発生して電池性能が低下する。また、添加元素を表すMの含有量については、式中のyが0.005未満では元素Mの添加効果である充放電時における水酸化ニッケルの体積変化の低減効果が発揮されず、逆に0.05を超えると体積変化の低減効果以上に電池容量の低下を招き、電池性能が悪化するため好ましくない。   In the above general formula, if x in the formula representing the cobalt content is less than 0.005, the effect of improving the charging efficiency achieved by the addition of cobalt cannot be obtained, and conversely if it exceeds 0.05, the discharge voltage decreases. Occurs and the battery performance decreases. In addition, regarding the content of M representing the additive element, if y in the formula is less than 0.005, the effect of reducing the volume change of nickel hydroxide at the time of charge / discharge, which is the effect of adding the element M, is not exhibited. If it exceeds 0.05, the battery capacity will be lowered more than the effect of reducing the volume change, and the battery performance will be deteriorated.

また、上記被覆水酸化ニッケル粉末では、その被覆を構成するコバルト化合物中に含有されるコバルト量は被覆水酸化ニッケル粉末全体に対して1〜10質量%であることが好ましく、3〜7質量%であることがより好ましい。上記被覆中のコバルト含有量が1質量%未満では、コバルト化合物としての被覆量が不足するため、電気導電性が十分に発現されず、水酸化ニッケル粒子間の導電ネットワークを形成する効果が十分に発揮されないことがある。一方、上記被覆中のコバルト量が10質量%を超えても、コバルト化合物の被覆量が増えるだけであり、被覆効果の更なる向上は認められない。尚、上記コバルト化合物の被覆は、芯粒子である水酸化ニッケル粒子を均一に被覆しているものが好ましく、均一であれば細かい島状の被覆であってもよいが、層状であることがより好ましく、全面を被覆しているものがさらに好ましい。   Moreover, in the said coated nickel hydroxide powder, it is preferable that the cobalt amount contained in the cobalt compound which comprises the coating | cover is 1-10 mass% with respect to the whole coated nickel hydroxide powder, and 3-7 mass% It is more preferable that When the cobalt content in the coating is less than 1% by mass, the coating amount as a cobalt compound is insufficient, so that the electrical conductivity is not sufficiently exhibited, and the effect of forming a conductive network between nickel hydroxide particles is sufficient. It may not be demonstrated. On the other hand, even if the amount of cobalt in the coating exceeds 10% by mass, only the amount of coating of the cobalt compound increases, and no further improvement in the coating effect is observed. In addition, the coating of the cobalt compound is preferably one in which the nickel hydroxide particles that are the core particles are uniformly coated, and may be a fine island-shaped coating as long as it is uniform. What coat | covers the whole surface is preferable.

また、上記被覆を構成するコバルト化合物は、オキシ水酸化コバルトを主成分とするか、若しくはオキシ水酸化コバルトと水酸化コバルトとの混合物を主成分とするものであり、被覆中のコバルト含有量は該被覆中に含有される金属元素全体に対して90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましい。尚、上記被覆には、電池の正極に用いられた場合の電池特性を改善するため、添加元素としてCa、Mg、Znなどを添加することが可能であるが、コバルトの含有量が90質量%未満になると被覆による導電性の改善が十分に得られないことがある。   Further, the cobalt compound constituting the coating is mainly composed of cobalt oxyhydroxide or a mixture of cobalt oxyhydroxide and cobalt hydroxide, and the cobalt content in the coating is The content is preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more, based on the entire metal element contained in the coating. In addition, in order to improve battery characteristics when used for the positive electrode of the battery, it is possible to add Ca, Mg, Zn or the like as an additive element to the coating, but the cobalt content is 90% by mass. If it is less than this, the conductivity may not be sufficiently improved by the coating.

さらに、前記被覆中のコバルトは価数が2.5以上であることが好ましい。これにより、被覆中で必要量のオキシ水酸化コバルトが生成され、より良好な密着性と導電性が得られる。通常、コバルト価数の上限は3となる。   Further, the cobalt in the coating preferably has a valence of 2.5 or more. Thereby, a required amount of cobalt oxyhydroxide is generated in the coating, and better adhesion and conductivity are obtained. Usually, the upper limit of the cobalt valence is 3.

本発明の被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法は、水酸化ニッケルからなる芯粒子を水に分散させた撹拌状態のスラリーにコバルト塩水溶液とアルカリ水溶液とを供給し、芯粒子の表面に中和晶析した水酸化コバルトを主成分とする被覆を形成する被覆工程と、被覆が形成された芯粒子のスラリーを攪拌しながら酸素を供給することにより、該被覆中の水酸化コバルトを酸化させる酸化工程と、前記スラリーを固液分離した後、被覆が形成された芯粒子の温度を104〜120℃の範囲内に保持して1.5〜3.5時間乾燥させる乾燥工程とを有することを特徴としている。   The method for producing a coated nickel hydroxide powder of the present invention comprises supplying a cobalt salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution to a stirred slurry in which core particles made of nickel hydroxide are dispersed in water, and neutralizing crystals on the surface of the core particles. A coating step of forming a coating mainly composed of the deposited cobalt hydroxide, and an oxidation step of oxidizing the cobalt hydroxide in the coating by supplying oxygen while stirring the slurry of the core particles on which the coating is formed And a drying step of drying the slurry for 1.5 to 3.5 hours while keeping the temperature of the core particles on which the coating is formed within a range of 104 to 120 ° C. after solid-liquid separation of the slurry. It is said.

ここで、乾燥工程における乾燥条件が重要となる。被覆工程において形成されたコバルト化合物の被覆は、均一性に優れたものであるが、密着性をさらに向上させる必要がある。乾燥工程の加熱条件を制御することにより、密着性が向上して均一性と密着性が高い被覆が得られる。以下、本発明の被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法を工程ごとに説明する。   Here, the drying conditions in the drying step are important. The coating of the cobalt compound formed in the coating step is excellent in uniformity, but it is necessary to further improve the adhesion. By controlling the heating conditions in the drying step, the adhesion is improved and a coating with high uniformity and adhesion can be obtained. Hereafter, the manufacturing method of the covering nickel hydroxide powder of this invention is demonstrated for every process.

(被覆工程)
被覆工程は、水酸化ニッケルからなる芯粒子を水に分散させたスラリーを撹拌しながら該スラリーにコバルト塩水溶液とアルカリ水溶液とを供給し、芯粒子の表面に中和晶析した水酸化コバルトを主成分とする被覆を形成する工程である。
(Coating process)
In the coating step, while stirring a slurry in which core particles made of nickel hydroxide are dispersed in water, an aqueous cobalt salt solution and an alkaline aqueous solution are supplied to the slurry, and the cobalt hydroxide that has been neutralized and crystallized on the surface of the core particles is added. This is a step of forming a coating containing the main component.

このように湿式法によって芯粒子である水酸化ニッケル粒子をコバルト化合物で被覆することにより均一性の良い被覆が得られるが、均一性をより高いものとするためには、芯粒子を水に分散させたスラリーの液温25℃基準でのpHをアルカリ水溶液によって8以上に保持しながら、スラリー液面と供給されるコバルト塩水溶液との接触部において、スラリーの流れ方向に対し垂直な方向のコバルト塩水溶液の供給幅d(cm)とスラリーの流速v(cm/秒)の積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρ(mol/秒)の比ρ/(d×v)を3.5×10−4mol/cm以下に制御することが好ましい。 In this way, a coating with good uniformity can be obtained by coating nickel hydroxide particles, which are core particles, with a cobalt compound by a wet method, but in order to achieve higher uniformity, the core particles are dispersed in water. Cobalt in a direction perpendicular to the flow direction of the slurry at the contact portion between the slurry liquid surface and the supplied cobalt salt aqueous solution while maintaining the pH of the slurry at 25 ° C. based on the liquid temperature of 25 ° C. or more with an alkaline aqueous solution. The ratio ρ / (d × v) of the supply rate ρ (mol / sec) of the cobalt salt in the cobalt salt aqueous solution to the product of the supply width d (cm) of the aqueous salt solution and the flow velocity v (cm / sec) of the slurry is 3. It is preferable to control to 5 × 10 −4 mol / cm 2 or less.

上記のように、水酸化ニッケル粉末を水に分散させたスラリーに、コバルト塩水溶液とアルカリ水溶液とを該スラリーを撹拌しながら添加して、中和晶析反応により水酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバルトを被覆する場合、該スラリーのpH値が低い領域ではコバルトがイオン状態で存在しているが、このpH値の上昇に伴って徐々に水酸化コバルトの析出が始まる。このとき、近くに水酸化ニッケル粒子が存在していれば、よりエネルギー的に安定な水酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバルトが析出する。   As described above, a cobalt salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution are added to a slurry in which nickel hydroxide powder is dispersed in water while stirring the slurry, and water is added to the surface of the nickel hydroxide particles by neutralization crystallization reaction. In the case of coating with cobalt oxide, cobalt is present in an ionic state in a region where the pH value of the slurry is low, but as the pH value increases, precipitation of cobalt hydroxide starts gradually. At this time, if nickel hydroxide particles are present nearby, cobalt hydroxide precipitates on the surface of the nickel hydroxide particles that are more energetically stable.

急激にコバルトイオン濃度が増大して、コバルトイオンが存在するスラリーのpH領域における臨界過飽和度を超える場合には、近くに水酸化ニッケル粒子が存在していなくても、水中において単独で水酸化コバルトが析出する。ただし、上記スラリーのpH値が低い場合、具体的にはpHが8未満の場合には、水酸化コバルトの析出速度が遅いために、コバルトイオン濃度が臨界過飽和度を超えていても、単独で水酸化コバルトが析出することはない。   If the cobalt ion concentration suddenly increases and exceeds the critical supersaturation degree in the pH range of the slurry in which cobalt ions are present, cobalt hydroxide alone in water, even if nickel hydroxide particles are not present nearby Precipitates. However, when the pH value of the slurry is low, specifically, when the pH is less than 8, the precipitation rate of cobalt hydroxide is slow, so even if the cobalt ion concentration exceeds the critical supersaturation level, Cobalt hydroxide does not precipitate.

一方、上記コバルトイオンが存在するスラリーのpH値が8以上の場合には、コバルトイオン濃度の臨界過飽和度が低下するため、コバルトイオン濃度が増加すると容易に臨界過飽和度を超えることになり、その結果、水酸化ニッケル粒子の表面に付着せずに単独で析出してしまう水酸化コバルトが生成するようになる。このように単独で析出した水酸化コバルトは、水酸化ニッケルスラリーを濾過したときに水酸化ニッケル粒子の表面に付着するが、まばらに付着するため均一性を低下させるのみでなく、単に濾過によって付着しただけであるため、密着性も低いものである。   On the other hand, when the pH value of the slurry in which the cobalt ions are present is 8 or more, the critical supersaturation degree of the cobalt ion concentration is decreased, and therefore, when the cobalt ion concentration is increased, the critical supersaturation degree is easily exceeded. As a result, cobalt hydroxide that does not adhere to the surface of the nickel hydroxide particles and precipitates alone is generated. Cobalt hydroxide precipitated in this way adheres to the surface of the nickel hydroxide particles when the nickel hydroxide slurry is filtered, but it adheres sparsely, not only reducing the uniformity, but also simply by filtration. Therefore, the adhesion is low.

したがって、水酸化ニッケル粒子の表面に水酸化コバルトを均一に形成するため、水酸化ニッケル粒子のスラリーのpH(25℃基準)を8以上の領域に制御し、そのpH領域における液中のコバルトイオン濃度を水酸化コバルトの単独析出が発生しない濃度以下に維持することが好ましい。この方法により水酸化ニッケル粒子表面に析出した水酸化コバルトは、水酸化ニッケルの表面構造に準じて析出するため、粒子表面上に均一に形成され、且つ後工程の乾燥によって密着性が高くなる。   Therefore, in order to uniformly form cobalt hydroxide on the surface of the nickel hydroxide particles, the pH (25 ° C. standard) of the slurry of nickel hydroxide particles is controlled to 8 or more, and cobalt ions in the liquid in the pH region are controlled. It is preferable to maintain the concentration below a concentration at which single precipitation of cobalt hydroxide does not occur. Cobalt hydroxide deposited on the surface of nickel hydroxide particles by this method is deposited according to the surface structure of nickel hydroxide, so that it is uniformly formed on the surface of the particle, and adhesion is increased by drying in a subsequent step.

このように密着性の高い水酸化コバルトの析出を確実にするためには、高コバルトイオン濃度域の形成を避けることが重要である。そのためには、コバルト塩水溶液がスラリーに供給される供給部において、該供給部に流入して混合されるスラリー量に対するコバルト塩の供給速度の比を小さくすればよい。即ち、コバルト塩水溶液の供給速度を低下させて、混合されるスラリー量が少ない場合でも十分にコバルト塩濃度を低くするか、あるいは、混合されるスラリー量を多くし、スラリー中に供給したコバルト塩水溶液ができるだけ速くスラリー中に拡散するように希釈して、スラリー中に極端にコバルトイオン濃度の高い領域が出現する状態を防止することが好ましい。   Thus, in order to ensure the precipitation of cobalt hydroxide with high adhesion, it is important to avoid the formation of a high cobalt ion concentration region. For this purpose, the ratio of the supply rate of the cobalt salt to the amount of slurry that flows into the supply unit and is mixed may be reduced in the supply unit in which the aqueous solution of cobalt salt is supplied to the slurry. That is, by reducing the supply rate of the cobalt salt aqueous solution, even when the amount of slurry to be mixed is small, the cobalt salt concentration is sufficiently lowered, or the amount of slurry mixed is increased and the cobalt salt supplied into the slurry is supplied. It is preferable to dilute the aqueous solution so that it diffuses into the slurry as fast as possible to prevent a state in which an extremely high cobalt ion concentration region appears in the slurry.

上記混合されるスラリー量とは、供給されるコバルト塩水溶液とスラリー面で接触して混合される部分に流入するスラリー量と考えてよく、初期の混合は極短時間で行われるので、スラリーの流速が十分である場合は単位時間にコバルト塩水溶液と接触するスラリー面と考えることができる。即ち、上記混合されるスラリー量は、スラリーの液面とコバルト塩水溶液との接触部でのスラリーの流れ方向に対し垂直な方向のコバルト塩水溶液の供給幅(d)とスラリー面の流速(v)との積と考えることができる。尚、スラリーの液面とコバルト塩水溶液との接触部が円形の場合には、スラリー面の流れ方向に対し垂直な方向のコバルト塩水溶液の供給幅(d)は該円形の接触部の直径に等しくなる。また、スラリー面の流速は、実測が困難な場合には、シミュレーションにより容易に求めることができる。   The amount of the slurry to be mixed may be considered as the amount of slurry flowing into the portion to be mixed in contact with the supplied cobalt salt aqueous solution on the slurry surface, and the initial mixing is performed in a very short time. When the flow rate is sufficient, it can be considered as a slurry surface that contacts the cobalt salt aqueous solution per unit time. That is, the amount of slurry mixed is determined by the supply width (d) of the cobalt salt aqueous solution in the direction perpendicular to the flow direction of the slurry at the contact portion between the liquid level of the slurry and the cobalt salt aqueous solution and the flow velocity (v) of the slurry surface. ). When the contact portion between the slurry liquid surface and the cobalt salt aqueous solution is circular, the supply width (d) of the cobalt salt aqueous solution in the direction perpendicular to the flow direction of the slurry surface is equal to the diameter of the circular contact portion. Will be equal. Further, the flow velocity on the slurry surface can be easily obtained by simulation when actual measurement is difficult.

したがって、本発明においては、スラリーの液面とコバルト塩水溶液との接触部において、スラリーの流れ方向に対し垂直な方向のコバルト塩水溶液の供給幅(d)とスラリーの流速(v)の積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度(ρ)の比、即ちρ/(d×v)を小さくする、具体的には、ρ/(d×v)を3.5×10−4mol/cm以下とすることが好ましく、2.0×10−4mol/cm以下とすることがより好ましい。上記ρ/(d×v)が3.5×10−4mol/cmを超えると、コバルトイオンの高濃度領域が出現して水酸化コバルトの単独析出が生じることがある。尚、上記ρ/(d×v)の下限は特に限定はないが、供給速度(ρ)を低下させると生産性が低下するため、0.01×10−4mol/cm以上とすることが好ましい。 Therefore, in the present invention, at the contact portion between the liquid level of the slurry and the cobalt salt aqueous solution, the product of the supply width (d) of the cobalt salt aqueous solution and the flow velocity (v) of the slurry in a direction perpendicular to the flow direction of the slurry. The ratio of the feeding rate (ρ) of the cobalt salt in the cobalt salt aqueous solution, that is, ρ / (d × v) is decreased. Specifically, ρ / (d × v) is set to 3.5 × 10 −4 mol / it is preferably in the cm 2 or less, and more preferably set to 2.0 × 10 -4 mol / cm 2 or less. When the above ρ / (d × v) exceeds 3.5 × 10 −4 mol / cm 2 , a high concentration region of cobalt ions may appear and single precipitation of cobalt hydroxide may occur. In addition, although the minimum of said (rho) / (dxv) is not specifically limited, Since productivity will fall when supply rate ((rho)) is reduced, it shall be 0.01 * 10 < -4 > mol / cm < 2 > or more. Is preferred.

ここで、上記接触部、即ちスラリーの液面に向けて供給口から供給されるコバルト塩水溶液が該スラリーの液面と最初に接触する部分の面積は、コバルト塩水溶液を供給口の開口サイズと略同じサイズの断面を有する1本の安定した液流れとして供給できる程度に供給口が小さい場合には、供給口のスラリー面への投影面積と一致する。即ち、コバルト塩水溶液の供給口が上記した程度に小さい場合は、上記スラリーの液面とコバルト塩水溶液との接触部の面積は、その供給口のスラリー面への投影面積としてよい。一方、コバルト塩水溶液の供給口が上記した程度よりも大きい場合には、一般的に供給口から放出されるコバルト塩水溶液の流速が遅くなるため、供給口から一様にコバルト塩水溶液を供給することができず、上記スラリーの液面とコバルト塩水溶液との接触部の面積を制御することが困難になることがある。   Here, the area of the contact portion, that is, the area where the cobalt salt aqueous solution supplied from the supply port toward the liquid level of the slurry first comes into contact with the liquid level of the slurry is defined as the cobalt salt aqueous solution and the opening size of the supply port. When the supply port is small enough to be supplied as a single stable liquid flow having substantially the same cross section, it corresponds to the projected area of the supply port on the slurry surface. That is, when the supply port of the aqueous solution of cobalt salt is as small as described above, the area of the contact portion between the liquid surface of the slurry and the aqueous solution of cobalt salt may be the projected area of the supply port on the slurry surface. On the other hand, when the supply port of the cobalt salt aqueous solution is larger than the above-described level, the flow rate of the cobalt salt aqueous solution discharged from the supply port is generally slow, so the cobalt salt aqueous solution is supplied uniformly from the supply port. In other words, it may be difficult to control the area of the contact portion between the slurry liquid level and the cobalt salt aqueous solution.

したがって、上記コバルト塩水溶液を供給口から1本の安定した液流れとして供給するためには、コバルト塩水溶液の供給量が100〜10000mL/分程度の場合は供給口の開口面積を0.01〜1.0cmとすることが好ましい。この開口面積が0.01cm未満では、コバルト塩水溶液の供給速度が遅くなり、十分な生産性が得られないことがある。また、供給口の断面積が1.0cmを超えると、供給口から一様にコバルト塩水溶液が供給され難くなり、供給口のスラリー面への投影面積内であってもコバルト塩水溶液の供給量が変動してしまい、特定部分に集中して供給されやすくなるため、コバルト塩水溶液が十分に拡散されないことがある。 Therefore, in order to supply the cobalt salt aqueous solution from the supply port as one stable liquid flow, when the supply amount of the cobalt salt aqueous solution is about 100 to 10000 mL / min, the opening area of the supply port is set to 0.01 to It is preferable to set it as 1.0 cm 2 . When the opening area is less than 0.01 cm 2 , the supply rate of the cobalt salt aqueous solution becomes slow, and sufficient productivity may not be obtained. Further, when the cross-sectional area of the supply port exceeds 1.0 cm 2 , it becomes difficult to uniformly supply the cobalt salt aqueous solution from the supply port, and supply of the cobalt salt aqueous solution is within the projected area onto the slurry surface of the supply port. Since the amount varies and is easily supplied in a concentrated manner, the cobalt salt aqueous solution may not be sufficiently diffused.

尚、コバルト塩水溶液を供給口からスプレーノズル等によりスラリー面に噴霧することによって供給する場合には、上記コバルト塩水溶液のスラリー面との接触面積はコバルト塩水溶液がスラリー面に噴霧される面積とすることができる。また、上記のごとく供給口からスラリー面に均一にコバルト塩水溶液を供給できる範囲内であれば、コバルト塩水溶液の全供給量を増大させて生産性を上げるために、複数の供給口を設置してもよい。供給口の数については特に制限はなく、各供給口でのコバルト塩水溶液の供給速度や、コバルト塩水溶液の供給幅とスラリーの流速の積を考慮して決めればよい。   When the cobalt salt aqueous solution is supplied by spraying the slurry surface from the supply port with a spray nozzle or the like, the contact area of the cobalt salt aqueous solution with the slurry surface is the area where the cobalt salt aqueous solution is sprayed on the slurry surface. can do. In addition, if the cobalt salt aqueous solution can be uniformly supplied from the supply port to the slurry surface as described above, a plurality of supply ports are provided in order to increase the total supply amount of the cobalt salt aqueous solution and increase the productivity. May be. The number of supply ports is not particularly limited, and may be determined in consideration of the supply rate of the cobalt salt aqueous solution at each supply port and the product of the supply width of the cobalt salt aqueous solution and the flow rate of the slurry.

更に、コバルト塩水溶液の供給部で急激にpH値が上昇したときも、その高pH域内において上記水酸化コバルトの単独析出が発生しない濃度、即ち臨界飽和濃度が低下して、水酸化コバルトの単独析出が容易になる。その結果、近くに水酸化ニッケル粒子が存在していなくても水酸化コバルトの単独析出が始まり、密着性と均一性の悪い水酸化コバルトが水酸化ニッケル表面粒子に付着しやすくなる。これを防ぐため、同時に供給するアルカリ水溶液も十分な速度で拡散させ、アルカリ水溶液の急激な濃度上昇による高pH域の形成を抑制することが好ましい。   Further, even when the pH value suddenly increases in the supply part of the cobalt salt aqueous solution, the concentration at which the cobalt hydroxide alone does not occur within the high pH range, that is, the critical saturation concentration decreases, and the cobalt hydroxide alone Precipitation is facilitated. As a result, even if nickel hydroxide particles are not present nearby, single precipitation of cobalt hydroxide starts, and cobalt hydroxide having poor adhesion and uniformity tends to adhere to the nickel hydroxide surface particles. In order to prevent this, it is preferable that the alkaline aqueous solution supplied at the same time is also diffused at a sufficient rate to suppress the formation of a high pH region due to a rapid concentration increase of the alkaline aqueous solution.

例えば、スラリーの流速が十分に速くても、特にスラリー表面への単位面積あたりのコバルト塩の供給速度が0.01mol/cm・分を超える場合には、添加するコバルト塩水溶液の供給位置とアルカリ水溶液の供給位置との距離が近いと、スラリー中でアルカリ水溶液が十分に拡散される前に高pH域がコバルト塩水溶液と接して反応が起きてしまうため、密着性や均一性の悪い水酸化コバルトが析出する可能性が高くなることがある。 For example, even when the flow rate of the slurry is sufficiently high, especially when the supply rate of cobalt salt per unit area to the slurry surface exceeds 0.01 mol / cm 2 · min, If the distance from the supply position of the alkaline aqueous solution is short, the reaction occurs in the high pH region in contact with the cobalt salt aqueous solution before the alkaline aqueous solution is sufficiently diffused in the slurry. The possibility of precipitation of cobalt oxide may increase.

これを避けるためには、上記コバルト塩水溶液の供給幅dとスラリーの流速vの積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρの比{ρ/(d×v)}に対する、コバルト塩水溶液の供給位置とアルカリ水溶液の供給位置との離間距離D(cm)の比、即ちD/{ρ/(d×v)}を0.5×10cm/mol以上とすることが好ましく、1.0×10cm/mol以上とすることがより好ましい。尚、上記D/{ρ/(d×v)}の上限は、供給速度(ρ)や反応槽の大きさから制限を受けるため、通常の範囲における上限としては100×10cm/mol程度である。 In order to avoid this, the cobalt salt aqueous solution with respect to the ratio {ρ / (d × v)} of the supply rate ρ of the cobalt salt in the cobalt salt aqueous solution to the product of the supply width d of the cobalt salt aqueous solution and the flow velocity v of the slurry. The ratio of the distance D (cm) between the supply position of the aqueous solution and the supply position of the alkaline aqueous solution, that is, D / {ρ / (d × v)} is preferably 0.5 × 10 5 cm 3 / mol or more, More preferably, it is 1.0 × 10 5 cm 3 / mol or more. In addition, since the upper limit of D / {ρ / (d × v)} is limited by the feed rate (ρ) and the size of the reaction tank, the upper limit in the normal range is 100 × 10 5 cm 3 / mol. Degree.

被覆工程は、連続方式にて実施することで生産性を向上できるが、水酸化ニッケル粒子への均一な被覆を実現するためにはバッチ方式で実施することが好ましい。したがって、以下の説明はバッチ方式による製造方法を例にして説明する。   The productivity can be improved by carrying out the coating process in a continuous manner, but it is preferable to carry out in a batch manner in order to achieve uniform coating on the nickel hydroxide particles. Accordingly, the following description will be made with reference to an example of a manufacturing method using a batch method.

まず、水酸化ニッケル粉末のスラリー、コバルト塩水溶液、及びアルカリ水溶液を準備する。芯材となる水酸化ニッケル粉末を構成する各粒子は、電池の正極材として用いられたとき良好な電池特性を得るため、平均粒径が6〜12μmのものが好ましい。また、スラリーの水酸化ニッケル粉末の濃度は400〜1200g/Lが好ましい。水酸化ニッケル粉末の濃度が400g/L未満では、水酸化コバルトの析出場所となる水酸化ニッケル粒子表面の活性点が不足し、液中で水酸化コバルトが単独で析出することがある。一方、水酸化ニッケル粉末の濃度が1200g/Lを超えると、スラリーの粘度が上昇して撹拌が十分行えなくなり、水酸化コバルトの被覆が不均一になることがある。   First, a nickel hydroxide powder slurry, a cobalt salt aqueous solution, and an alkaline aqueous solution are prepared. Each particle constituting the nickel hydroxide powder as the core material preferably has an average particle diameter of 6 to 12 μm in order to obtain good battery characteristics when used as a positive electrode material of a battery. The concentration of the nickel hydroxide powder in the slurry is preferably 400 to 1200 g / L. When the concentration of the nickel hydroxide powder is less than 400 g / L, the active sites on the surface of the nickel hydroxide particles, where the cobalt hydroxide is deposited, are insufficient, and the cobalt hydroxide may precipitate alone in the liquid. On the other hand, when the concentration of the nickel hydroxide powder exceeds 1200 g / L, the viscosity of the slurry increases and stirring cannot be performed sufficiently, and the coating of cobalt hydroxide may become uneven.

上記コバルト塩には特に限定はなく、pH制御により水酸化コバルトが生成される水溶性のコバルト化合物であればよい。具体的には、硫酸コバルトや塩化コバルトが好ましく、ハロゲンによる汚染のない硫酸コバルトがより好ましい。また、上記アルカリにも特に限定はないが、水溶性の水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどが好ましく、コストの観点から水酸化ナトリウムがより好ましい。   There is no limitation in particular in the said cobalt salt, What is necessary is just a water-soluble cobalt compound with which cobalt hydroxide is produced | generated by pH control. Specifically, cobalt sulfate and cobalt chloride are preferred, and cobalt sulfate free from halogen contamination is more preferred. Moreover, although there is no limitation in particular also to the said alkali, water-soluble sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. are preferable and sodium hydroxide is more preferable from a viewpoint of cost.

上記水酸化ニッケル粉末のスラリーは、不純物の混入を防止するため、純水等に粒子を分散させたものが好ましい。また、コバルト塩水溶液及びアルカリ水溶液についても、コバルト塩あるいはアルカリをそれぞれ純水に溶解したものが好ましい。尚、コバルト塩水溶液及びアルカリ水溶液の濃度は、装置の配管等に再析出せず、スラリーの水酸化ニッケル濃度に変化が生じても支障のない程度に抑制できる範囲であればよく、使用するスラリーの濃度などに応じて適宜濃度を調整するのが好ましい。   The nickel hydroxide powder slurry is preferably one in which particles are dispersed in pure water or the like in order to prevent contamination of impurities. Also, the cobalt salt aqueous solution and the alkali aqueous solution are preferably those obtained by dissolving a cobalt salt or an alkali in pure water. The concentration of the cobalt salt aqueous solution and the alkali aqueous solution may be within a range that does not reprecipitate in the piping of the apparatus and can be suppressed to the extent that there is no problem even if the nickel hydroxide concentration of the slurry changes. It is preferable to adjust the concentration appropriately according to the concentration of the liquid.

上記バッチ方式の製造方法においては、芯材となる水酸化ニッケル粉末のスラリーの入った反応槽に、被覆を形成するコバルト塩水溶液とアルカリ水溶液とをスラリーを撹拌しながら連続的に供給して、中和晶析する水酸化コバルトで水酸化ニッケル粒子の表面を被覆させることにより、水酸化コバルト被覆水酸化ニッケル粉末を製造する。上記バッチ式での反応槽には特に限定はないが、水酸化ニッケル粒子の表面に均一な被覆を行うため、撹拌装置と液温調整機構を有するものが望ましい。   In the batch production method, a cobalt salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution forming a coating are continuously supplied to a reaction vessel containing a nickel hydroxide powder slurry as a core material while stirring the slurry, Cobalt hydroxide-coated nickel hydroxide powder is produced by coating the surface of nickel hydroxide particles with neutralized and crystallized cobalt hydroxide. The batch-type reaction tank is not particularly limited, but a reactor having a stirring device and a liquid temperature adjusting mechanism is desirable in order to uniformly coat the surface of the nickel hydroxide particles.

上記コバルト塩水溶液及びアルカリ水溶液は、それぞれ個別に供給する必要がある。これらは同時に供給してもよいし、反応槽にスラリーの一部を入れておき、このスラリーにコバルト塩水溶液及びアルカリ水溶液と残りのスラリーを供給してもよい。ただし、これら全ての液を予め混合し、混合液として反応槽に供給すると、混合液中で反応を起こして水酸化コバルトが単独で析出することがある。また、スラリーに対してコバルト塩水溶液及びアルカリ水溶液を個別に供給しない場合には、水酸化ニッケルの粒子表面に形成される水酸化コバルトの被覆量が粒子間で均一にならないことがある。なお、コバルト塩水溶液に添加元素となる金属塩水溶液を混合してもよい。   The cobalt salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution need to be supplied separately. These may be supplied at the same time, or a part of the slurry may be put in the reaction vessel, and the aqueous cobalt salt solution and the aqueous alkali solution and the remaining slurry may be supplied to this slurry. However, when all these liquids are mixed in advance and supplied to the reaction vessel as a mixed liquid, the reaction may occur in the mixed liquid and cobalt hydroxide may be deposited alone. Further, when the cobalt salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution are not separately supplied to the slurry, the coating amount of cobalt hydroxide formed on the nickel hydroxide particle surface may not be uniform among the particles. In addition, you may mix the metal salt aqueous solution used as an addition element with cobalt salt aqueous solution.

供給されたコバルト塩水溶液とアルカリ水溶液が平衡状態まで混合されたときのスラリーのpHは、液温25℃基準で8〜11.5の範囲内に保持することが好ましく、9.5〜10.5の範囲内に保持することが更に好ましい。上記のスラリーのpH値が8未満では水酸化コバルトの析出が遅すぎるため生産性が低下し、逆にpH値が11.5を超えると生成する水酸化コバルトがゲル状となりやすいため良好な被覆が困難になることがある。   The pH of the slurry when the supplied cobalt salt aqueous solution and alkaline aqueous solution are mixed to an equilibrium state is preferably maintained within the range of 8 to 11.5 on the basis of the liquid temperature of 25 ° C. More preferably, it is kept within the range of 5. When the pH value of the slurry is less than 8, the precipitation of cobalt hydroxide is too slow, so the productivity is lowered. Conversely, when the pH value exceeds 11.5, the generated cobalt hydroxide tends to be in a gel state, so that the coating is good. Can be difficult.

また、上記したスラリーのpHは、25℃基準で8〜11.5の範囲内でほぼ一定値に保持されるように、±0.2の変動幅で制御することが好ましい。pHの変動幅が上記範囲を超えると、水酸化コバルトによる被覆量が変動するおそれがある。尚、スラリーのpHが上記変動幅で一定となるように、例えばガラス電極法を用いたpHコントローラーでpHを連続測定し、アルカリ水溶液の流量を該pHコントローラーにより連続的にフィードバック制御することが好ましい。   Moreover, it is preferable to control the pH of the slurry with a fluctuation range of ± 0.2 so that the pH of the slurry is maintained at a substantially constant value within a range of 8 to 11.5 on the basis of 25 ° C. If the fluctuation range of the pH exceeds the above range, the coating amount with cobalt hydroxide may vary. In order to keep the pH of the slurry constant within the above fluctuation range, for example, it is preferable to continuously measure the pH with a pH controller using, for example, a glass electrode method, and continuously feedback control the flow rate of the alkaline aqueous solution with the pH controller. .

スラリーの温度は、コバルト塩水溶液及びアルカリ水溶液の添加前後において、30〜60℃の範囲内にあることが好ましい。温度が30℃未満では反応速度が低下するため水酸化コバルトの析出が遅くなり、逆に60℃を超えると反応速度が速すぎるため、水酸化ニッケル粒子表面への水酸化コバルトの析出が不均一になりやすいからである。また、スラリーの温度は、上記温度範囲内のほぼ一定値に保持されるように、±1℃の変動幅で制御されることが好ましい。スラリーの温度が上記変動幅を超えると、析出する水酸化コバルト中の不純物濃度に変動が生じやすくなるため、電池に用いたときに特性が安定しないおそれがあるからである。   It is preferable that the temperature of a slurry exists in the range of 30-60 degreeC before and behind addition of cobalt salt aqueous solution and alkaline aqueous solution. If the temperature is less than 30 ° C, the reaction rate decreases, so the precipitation of cobalt hydroxide is slow. Conversely, if the temperature exceeds 60 ° C, the reaction rate is too fast, so the precipitation of cobalt hydroxide on the nickel hydroxide particle surface is uneven. It is because it is easy to become. Further, the temperature of the slurry is preferably controlled with a fluctuation range of ± 1 ° C. so as to be maintained at a substantially constant value within the above temperature range. This is because if the temperature of the slurry exceeds the above fluctuation range, the impurity concentration in the precipitated cobalt hydroxide tends to fluctuate, and the characteristics may not be stable when used in a battery.

(酸化工程)
酸化工程は、被覆が形成された芯粒子のスラリーを攪拌しながら酸素を供給することにより、該被覆中の水酸化コバルトを酸化させる工程である。これにより、水酸化コバルトをオキシ水酸化コバルトに酸化させ、被覆水酸化ニッケル粉末の導電性を更に向上させることができる。
(Oxidation process)
The oxidation step is a step of oxidizing cobalt hydroxide in the coating by supplying oxygen while stirring the slurry of the core particles on which the coating is formed. Thereby, cobalt hydroxide can be oxidized into cobalt oxyhydroxide, and the conductivity of the coated nickel hydroxide powder can be further improved.

オキシ水酸化コバルトは、次亜塩素酸ソーダや過硫酸塩などの酸化剤を用いて水酸化コバルトを酸化することによっても得られるが、水酸化コバルトで被覆された水酸化ニッケル粉末をこれらの酸化剤で酸化した場合、芯材である水酸化ニッケル粉末の一部も酸化されて、比較的不安定なオキシ水酸化ニッケルが生成されるため、水酸化コバルト被覆の密着性が不安定になる。また、次亜塩素酸ソーダや過硫酸塩などの高価な酸化剤を使用することは、コスト的にも不利である。   Cobalt oxyhydroxide can also be obtained by oxidizing cobalt hydroxide using an oxidizing agent such as sodium hypochlorite or persulfate, but the nickel hydroxide powder coated with cobalt hydroxide is oxidized to these oxides. When oxidized with an agent, a part of the nickel hydroxide powder that is the core material is also oxidized to produce relatively unstable nickel oxyhydroxide, so that the adhesion of the cobalt hydroxide coating becomes unstable. Moreover, it is disadvantageous in terms of cost to use an expensive oxidizing agent such as sodium hypochlorite and persulfate.

上記酸化工程においては、スラリー中に含まれるOHイオンの存在が酸化反応を促進するため、高価な酸化剤を用いることなく水酸化コバルトのオキシ水酸化コバルトへの酸化が可能となる。そのため、酸化工程の間はスラリー中に含まれるOHイオン濃度を比較的高めに、具体的にはスラリーのpHを25℃基準で12.5以上に保持することが好ましい。このようにpHを12.5以上とすることで酸化反応が促進され、スラリー中への酸素供給により水酸化コバルトをオキシ水酸化コバルトに容易に酸化することができる。一方、スラリーのpHが12.5未満では酸化反応の促進が十分ではなく、長時間の反応が必要となって工業生産性を低下させ、短時間で反応を終了させた場合には上記水酸化コバルトのオキシ水酸化コバルトへの酸化が不十分になることがある。   In the oxidation step, the presence of OH ions contained in the slurry accelerates the oxidation reaction, so that it is possible to oxidize cobalt hydroxide to cobalt oxyhydroxide without using an expensive oxidizing agent. Therefore, it is preferable to maintain the OH ion concentration contained in the slurry relatively high during the oxidation step, specifically, to maintain the pH of the slurry at 12.5 or higher on a 25 ° C. basis. Thus, by making pH into 12.5 or more, an oxidation reaction is accelerated | stimulated and cobalt hydroxide can be easily oxidized into cobalt oxyhydroxide by the oxygen supply in a slurry. On the other hand, if the pH of the slurry is less than 12.5, the oxidation reaction is not sufficiently promoted, and a long-time reaction is required to reduce industrial productivity. Oxidation of cobalt to cobalt oxyhydroxide may be insufficient.

ただし、酸化工程におけるスラリーのpHが13.5を超えても、それ以下の場合に比べて酸化促進効果の向上が認められず、アルカリコストの上昇を招くのみである。従って、酸化工程におけるスラリーのpHは、25℃基準で12.5以上13.5以下に保持することがより好ましく、12.5以上13.0以下に保持することがさらに好ましい。また、OH濃度が頻繁に変動すると、オキシ水酸化コバルトへの酸化にばらつきが生じ、電池の正極に用いた場合の電池特性に悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、酸化工程中のpHの変動は±0.2の範囲内に抑えるのが好ましく、±0.1の範囲内に抑えるのがより好ましい。   However, even if the pH of the slurry in the oxidation step exceeds 13.5, an improvement in the oxidation promoting effect is not recognized as compared with the case where the pH is lower than that, and only an increase in alkali cost is caused. Accordingly, the pH of the slurry in the oxidation step is more preferably maintained at 12.5 or more and 13.5 or less, more preferably 12.5 or more and 13.0 or less on a 25 ° C. basis. Further, if the OH concentration fluctuates frequently, the oxidation to cobalt oxyhydroxide varies, which may adversely affect the battery characteristics when used for the positive electrode of the battery. Therefore, it is preferable to suppress the fluctuation of pH during the oxidation step within the range of ± 0.2, and more preferably within the range of ± 0.1.

上記酸化工程においては、スラリーへの吹き込みによる酸素供給量の総量を被覆中のコバルトのモル量に対して標準状態で30L/mol以上とすることが好ましい。酸素供給量の総量が30L/mol未満になると、水酸化コバルトの酸化反応が不十分となる部分が残存して、被覆の密着性が低下してしまうことがある。一方、酸素供給量の総量が標準状態で110L/molを超えて供給しても、被覆中の水酸化コバルトの酸化が完了した後も酸素供給を続けることとなり無駄であるうえ、芯材である水酸化ニッケルの酸化を引き起こすおそれがある。   In the oxidation step, the total amount of oxygen supplied by blowing into the slurry is preferably 30 L / mol or more in a standard state with respect to the molar amount of cobalt in the coating. When the total amount of oxygen supply is less than 30 L / mol, a portion where the oxidation reaction of cobalt hydroxide becomes insufficient may remain, and the adhesion of the coating may decrease. On the other hand, even if the total amount of oxygen supply exceeds 110 L / mol in the standard state, oxygen supply is continued even after the oxidation of cobalt hydroxide in the coating is completed, and it is a core material. May cause oxidation of nickel hydroxide.

上記酸化工程におけるスラリー温度は、酸化反応させている間は40〜60℃の範囲内に保持することが好ましい。スラリー温度が40℃未満では反応速度が低下するため、水酸化コバルトのオキシ水酸化コバルトへの酸化反応が効率よく進まないことがある。一方、スラリー温度が60℃を超えると酸化反応が過剰に進みやすくなり、芯材の水酸化ニッケルが酸化されて不安定なオキシ水酸化ニッケルが生成し、被覆の密着性が低下することがある。   The slurry temperature in the oxidation step is preferably maintained within the range of 40 to 60 ° C. during the oxidation reaction. When the slurry temperature is less than 40 ° C., the reaction rate decreases, so the oxidation reaction of cobalt hydroxide to cobalt oxyhydroxide may not proceed efficiently. On the other hand, when the slurry temperature exceeds 60 ° C., the oxidation reaction tends to proceed excessively, the nickel hydroxide of the core material is oxidized and unstable nickel oxyhydroxide is generated, and the adhesion of the coating may be lowered. .

上記スラリーへの酸素の供給は、スラリーへの吹き込みにより供給されるガス中の酸素の供給量が上記酸素供給量の条件を満たすのであれば、純粋な酸素ガスによる供給に限定されるものではなく、例えば空気を用いてもよいし、所定の割合で混合された酸素と空気との混合ガスや酸素と不活性ガスとの混合ガスを用いてもよい。これらの中では、取り扱いの容易性やコスト面を考慮すると、空気を用いることが好ましい。このように酸素ガス以外のガスを用いる場合は、上記酸素供給量の総量又は単位時間当たりの酸素供給量の条件が満たされるように、供給されるガス中に含まれる酸素の濃度に応じてガスの供給量の総量及び単位時間当たりの供給量を適宜増加すればよい。   The supply of oxygen to the slurry is not limited to supply with pure oxygen gas as long as the supply amount of oxygen in the gas supplied by blowing into the slurry satisfies the condition of the oxygen supply amount. For example, air may be used, or a mixed gas of oxygen and air mixed at a predetermined ratio or a mixed gas of oxygen and inert gas may be used. Among these, it is preferable to use air in consideration of ease of handling and cost. When a gas other than oxygen gas is used as described above, the gas is selected according to the concentration of oxygen contained in the supplied gas so that the total oxygen supply amount or the oxygen supply amount per unit time is satisfied. The total supply amount and the supply amount per unit time may be increased as appropriate.

酸化工程で用いられる装置は、スラリーを撹拌しながら温度調整とガス吹込みが可能なものであれば特に限定はなく、例えば通常の反応槽に撹拌装置、温度調整機構、及びガス吹き込み部を備えたものが好ましい。また、酸素吹き込み量を安定させるためには、反応槽の内側が外気と遮断され、その内側雰囲気が制御可能な反応槽が好ましい。   The apparatus used in the oxidation step is not particularly limited as long as the temperature adjustment and gas blowing can be performed while stirring the slurry. For example, an ordinary reaction tank includes a stirring apparatus, a temperature adjusting mechanism, and a gas blowing unit. Are preferred. Further, in order to stabilize the oxygen blowing amount, a reaction vessel in which the inside of the reaction vessel is blocked from outside air and the inside atmosphere can be controlled is preferable.

(乾燥工程)
乾燥工程は、上記酸化工程で処理されたスラリーを固液分離した後、被覆が形成された芯粒子の温度を104〜120℃の範囲内に保持して1.5〜3.5時間乾燥させる工程である。上記被覆工程と酸化工程とを経て得られた被覆水酸化ニッケル粉末のコバルト化合物被覆は、均一性に優れ密着性も高いが、本乾燥工程によってより一層優れた密着性を確保することができる。
(Drying process)
In the drying step, the slurry treated in the oxidation step is subjected to solid-liquid separation, and then the temperature of the core particles on which the coating is formed is maintained within a range of 104 to 120 ° C. and dried for 1.5 to 3.5 hours. It is a process. Although the cobalt compound coating of the coated nickel hydroxide powder obtained through the coating step and the oxidation step is excellent in uniformity and high adhesion, further excellent adhesion can be ensured by this drying step.

具体的には、被覆が形成された芯粒子の温度、すなわち粉末自体の温度が104〜120℃になるように加熱し、この温度範囲内を保持して1.5〜3.5時間に亘って乾燥させる。これにより、芯粒子と被覆の界面の結合力を向上させることができ、ペースト化した際の被覆の剥離を抑制することができる。粉末の温度が104℃未満では、上記結合力の向上が十分でなく密着性が低下しやすくなるため、ペースト化した際の被覆の剥離を抑制することが困難になる。一方、粉末の温度が120℃を超えると、芯粒子の酸化及び結晶成長が促進され、電池の活物質として要求される比表面積等の物性が悪化して電池に用いた時に特性が低下するおそれがある。   Specifically, heating is performed so that the temperature of the core particles on which the coating is formed, that is, the temperature of the powder itself is 104 to 120 ° C., and this temperature range is maintained for 1.5 to 3.5 hours. And dry. Thereby, the bonding force at the interface between the core particles and the coating can be improved, and the coating can be prevented from being peeled off when the paste is formed. When the temperature of the powder is lower than 104 ° C., the above-mentioned bonding force is not sufficiently improved and the adhesiveness is likely to be lowered, so that it is difficult to suppress the peeling of the coating when it is made into a paste. On the other hand, when the temperature of the powder exceeds 120 ° C., oxidation of the core particles and crystal growth are promoted, and physical properties such as specific surface area required as an active material of the battery are deteriorated, and the characteristics may be deteriorated when used in the battery. There is.

ここで、粉末の温度とは、乾燥装置内において粉末と接するように設置した温度計で測定した温度であり、例えば、外熱加熱方式乾燥装置では、装置内壁から15〜100mmの位置まで熱電対を挿入して粉末と接触させることにより測定した温度である。このように測定位置と内壁との間に距離を確保することで、内壁からの影響を抑制して粒子温度を精度よく測定することができる。   Here, the temperature of the powder is a temperature measured with a thermometer installed in contact with the powder in the drying apparatus. For example, in an external heating heating type drying apparatus, a thermocouple from the inner wall of the apparatus to a position of 15 to 100 mm. Is the temperature measured by inserting and contacting with the powder. By securing the distance between the measurement position and the inner wall in this way, the particle temperature can be accurately measured while suppressing the influence from the inner wall.

乾燥時間は1.5〜3.5時間とすることで、芯粒子の酸化及び結晶成長を抑制しながら、より高い被覆の密着性が得られる。乾燥時間が1.5時間未満では、高い密着性が得られにくくなる。一方、3.5時間を超えると、粉末の物性が悪化するおそれがある。連続式乾燥機を用いた場合には、乾燥機内への粒子の投入から排出までの時間を1.5〜3.5時間とすればよい。   By setting the drying time to 1.5 to 3.5 hours, higher coating adhesion can be obtained while suppressing oxidation of the core particles and crystal growth. If the drying time is less than 1.5 hours, it becomes difficult to obtain high adhesion. On the other hand, if it exceeds 3.5 hours, the physical properties of the powder may deteriorate. When a continuous dryer is used, the time from the introduction of the particles into the dryer to the discharge may be 1.5 to 3.5 hours.

乾燥工程における雰囲気は、特に限定するものではないが、被覆中のオキシ水酸化コバルトの価数を維持するため非還元性雰囲気とすることが好ましく、取扱いが容易な大気雰囲気とすることがより好ましい。乾燥工程に用いる装置は、上記乾燥条件を設定可能であれば特に限定はないが、連続式乾燥機が温度や時間の設定が容易であるので好ましい。   The atmosphere in the drying step is not particularly limited, but is preferably a non-reducing atmosphere in order to maintain the valence of cobalt oxyhydroxide in the coating, and more preferably an air atmosphere that is easy to handle. . The apparatus used for the drying process is not particularly limited as long as the above drying conditions can be set, but a continuous dryer is preferable because the temperature and time can be easily set.

以下に示す本発明の実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例及び比較例で用いた金属の分析、コバルトの分布、及びコバルト価数の分析は、それぞれ以下の方法で行った。
(1)金属の分析:ICP発光分析法で行った。
(2)コバルトの分布:EPMA面分析法で行った。
(3)コバルト価数の分析:塩化第二鉄溶液を使用し、ジフェニルアミンスルホン酸ナトリウムを指示薬として、二クロム酸カリウム溶液で滴定する方法(「コバルト酸化物中の金属コバルト、コバルト(2価)及びコバルト(3価)の分別定量」、並木美智子、広川吉之助:分析化学、30,143(1981)参照)でオキシ水酸化コバルトコート水酸化ニッケル中のコバルトの価数を分析した。分析により得られたコバルト価数は、芯材中に含まれるコバルトも含めた価数であるため、芯材中のコバルト価数はすべて2価として補正してコバルトコート層中のコバルトの価数を算出した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the analysis of the metal used by the Example and the comparative example, the distribution of cobalt, and the analysis of cobalt valence were each performed with the following method.
(1) Metal analysis: ICP emission analysis was performed.
(2) Cobalt distribution: It was carried out by EPMA surface analysis.
(3) Cobalt valence analysis: A method of titrating with potassium dichromate solution using ferric chloride solution and using sodium diphenylaminesulfonate as an indicator (“Cobalt metal in cobalt oxide, cobalt (divalent) And fractional determination of cobalt (trivalent) ”, Michiko Namiki, Yoshinosuke Hirokawa: Analytical Chemistry, see 30,143 (1981)), and analyzed the valence of cobalt in the cobalt oxyhydroxide-coated nickel hydroxide. The cobalt valence obtained by the analysis is the valence including the cobalt contained in the core material. Therefore, all the cobalt valences in the core material are corrected to be bivalent, and the valence of cobalt in the cobalt coat layer is corrected. Was calculated.

(実施例1)
直径190cmで深さ220cmの反応槽の槽内に、球状で平均粒径が8μmの水酸化ニッケル粉末(Ni0.94Co0.03Mg0.03(OH))2880kgを入れ、更に総量3000リットルとなるように水を加えた後、撹拌プロペラを用いて回転数150rpmで撹拌することにより分散させて、水酸化ニッケル粉末のスラリーを作製した。
Example 1
Into a reaction vessel having a diameter of 190 cm and a depth of 220 cm, 2880 kg of nickel hydroxide powder (Ni 0.94 Co 0.03 Mg 0.03 (OH) 2 ) having a spherical shape and an average particle diameter of 8 μm was placed, and the total amount was further increased. After adding water so that it might become 3000 liters, it was made to disperse | distribute by stirring at 150 rpm with a stirring propeller, and the slurry of nickel hydroxide powder was produced.

このスラリーを引き続き撹拌しながら、その表面の流速が126.5cm/秒の2箇所に、1.6mol/Lの濃度に調整した硫酸コバルト水溶液968.3リットルを、ローラーポンプを用いて1箇所あたり4035mL/分の添加速度で、スラリー液面上での噴霧面積が各々直径500mmとなるノズル2箇所から2時間かけてそれぞれ添加した。同時に、これら添加位置から20cm離れたスラリーの表面の流速が上記と同じ1箇所に、スラリーのpHが25℃基準で10.2±0.2の範囲内となるようにpHコントローラーと連動したローラーポンプを用いて制御しながら、24質量%の水酸化ナトリウム水溶液を添加した。これにより、水酸化ニッケル粒子表面に水酸化コバルトを析出させた。   While continuously stirring this slurry, 968.3 liters of an aqueous cobalt sulfate solution adjusted to a concentration of 1.6 mol / L was applied to two locations at a surface flow rate of 126.5 cm / sec using a roller pump. It added over 2 hours from two nozzles each having a spray area of 500 mm in diameter on the slurry liquid surface at an addition rate of 4035 mL / min. At the same time, a roller interlocked with the pH controller so that the pH of the slurry is within the range of 10.2 ± 0.2 on the basis of 25 ° C. at one place where the flow velocity on the surface of the slurry 20 cm away from these addition positions is the same as above. A 24% by mass aqueous sodium hydroxide solution was added while controlling using a pump. Thereby, cobalt hydroxide was deposited on the surface of the nickel hydroxide particles.

このとき、各添加位置においてスラリーに供給されるコバルト塩水溶液の供給幅d(cm)とスラリーの流速v(cm/秒)の積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρ(mol/秒)の比、即ちρ/(d×v)は1.70×10−5mol/cmであり、上記コバルト塩水溶液の供給幅dとスラリーの流速vの積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρの比に対するコバルト塩水溶液の供給位置とアルカリ水溶液の供給位置の距離D(cm)との比、即ちD/{ρ/(d×v)}は11.8×10cm/molであった。尚、この反応中におけるスラリーの温度は50℃に制御した。 At this time, the supply rate ρ (mol / sec) of the cobalt salt in the cobalt salt aqueous solution with respect to the product of the supply width d (cm) of the cobalt salt aqueous solution supplied to the slurry at each addition position and the flow velocity v (cm / sec) of the slurry. ), That is, ρ / (d × v) is 1.70 × 10 −5 mol / cm 2 , and the cobalt salt in the cobalt salt aqueous solution with respect to the product of the supply width d of the cobalt salt aqueous solution and the flow velocity v of the slurry. The ratio of the distance D (cm) between the supply position of the cobalt salt aqueous solution and the supply position of the alkaline aqueous solution to the ratio of the supply speed ρ of D, that is, D / {ρ / (d × v)} is 11.8 × 10 5 cm 3. / Mol. The temperature of the slurry during this reaction was controlled at 50 ° C.

上記の操作により、供給された硫酸コバルトのほぼ全量が水酸化ニッケル粉末の粒子表面に水酸化コバルトとして析出し、粒子表面に水酸化コバルトの被覆を有する水酸化コバルト被覆水酸化ニッケル粉末が得られた。上記操作で硫酸コバルト水溶液と水酸化ナトリウム水溶液とを全量添加した後、更にスラリーを撹拌しながら水酸化ナトリウムを加えてpHを12.8に上昇させ、酸化工程に用いるスラリーとした。このスラリーに空気を1.68Nm/分で4時間吹き込み、水酸化ニッケル粒子表面に析出した水酸化コバルトを酸化させてオキシ水酸化コバルトとした。酸素供給量は被覆中のコバルトのモル量(mol)に対して標準状態で52.0L/mol、単位時間当たり0.22L/分・molとなる。 By the above operation, almost all of the supplied cobalt sulfate is precipitated as cobalt hydroxide on the particle surface of the nickel hydroxide powder, and a cobalt hydroxide-coated nickel hydroxide powder having a cobalt hydroxide coating on the particle surface is obtained. It was. After adding the total amount of cobalt sulfate aqueous solution and sodium hydroxide aqueous solution by the above operation, sodium hydroxide was added while stirring the slurry to raise the pH to 12.8 to obtain a slurry used for the oxidation step. Air was blown into the slurry at 1.68 Nm 3 / min for 4 hours to oxidize the cobalt hydroxide deposited on the nickel hydroxide particle surface to obtain cobalt oxyhydroxide. The oxygen supply amount is 52.0 L / mol in a standard state with respect to the molar amount (mol) of cobalt in the coating, and is 0.22 L / min · mol per unit time.

その後、フィルタープレスを用いて固液分離し、回収したケーキ状粉末を水洗し、再び濾過した。得られた湿潤状態の粉末を連続乾燥機を用いて乾燥し、被覆水酸化ニッケル粉末を得た。乾燥条件は、乾燥装置内壁からの先端部の位置が30mmとなるように挿入した熱電対で測定した粉末の温度が108℃、連続乾燥機の供給口への粉末の投入からオーバーフロー口からの排出までの時間が2.5時間になるように設定した。   Thereafter, solid-liquid separation was performed using a filter press, and the recovered cake-like powder was washed with water and filtered again. The obtained wet powder was dried using a continuous dryer to obtain a coated nickel hydroxide powder. The drying conditions were: the temperature of the powder measured with a thermocouple inserted so that the position of the tip from the inner wall of the drying apparatus was 30 mm, and the powder was supplied to the supply port of the continuous dryer and discharged from the overflow port. The time until is 2.5 hours.

得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆中のコバルトの価数は2.9であった。、また、この被覆水酸化ニッケル粉末におけるオキシ水酸化コバルトによる被覆状態をSEMで観察評価したところ、均一な被覆状態の粒子であることが確認できた。   The valence of cobalt in the coating of the obtained coated nickel hydroxide powder was 2.9. Further, when the coated state of the coated nickel hydroxide powder with cobalt oxyhydroxide was observed and evaluated by SEM, it was confirmed that the particles were in a uniform coated state.

次に、得られた被覆水酸化ニッケル粉末10gに純水25mLを添加して得たスラリーを、ポリプロピレン製遠沈管(アズワン製、品番2−5488−12)に入れ密封した。これを横揺れ式振とう培養器(トーマス科学器械製、TS−12)に横向きに設置し、240回/分で16時間振とうした。振とう完了後、遠沈管内の沈降物及び水を廃棄し、遠沈管の内壁を純水で3回洗浄した。その後、0.5質量%のギ酸を含むギ酸水溶液25mLを遠沈管に入れ、遠沈管の内壁に付着している剥離物を水溶液に再分散させ、得られた分散液の濁度を濁度計(三菱アナリテック社製、PT−200)で測定した。その結果、濁度は10度であり、得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆は密着性に優れていることが確認された。   Next, a slurry obtained by adding 25 mL of pure water to 10 g of the resulting coated nickel hydroxide powder was sealed in a polypropylene centrifuge tube (manufactured by ASONE, product number 2-5488-12). This was placed sideways in a roll-type shaking incubator (manufactured by Thomas Scientific Instruments, TS-12) and shaken at 240 times / min for 16 hours. After completion of the shaking, the sediment and water in the centrifuge tube were discarded, and the inner wall of the centrifuge tube was washed with pure water three times. Thereafter, 25 mL of a formic acid aqueous solution containing 0.5% by mass of formic acid is placed in a centrifuge tube, and the exfoliated material adhering to the inner wall of the centrifuge tube is redispersed in the aqueous solution, and the turbidity of the obtained dispersion is measured with a turbidimeter. (Measured by Mitsubishi Analytech, PT-200). As a result, the turbidity was 10 degrees, and it was confirmed that the obtained coated nickel hydroxide powder was excellent in adhesion.

(比較例1)
粉末の温度が100℃、供給口への湿潤状態の粉末の投入からオーバーフロー口からの排出までの時間が3.5時間となるように連続乾燥機の乾燥条件を設定した以外は実施例1と同様にして被覆水酸化ニッケル粉末を得るとともに同様に評価を行った。
(Comparative Example 1)
Example 1 except that the drying conditions of the continuous dryer were set so that the time from the introduction of the wet powder into the supply port to the discharge port through the overflow port was 3.5 hours at a temperature of 100 ° C. Similarly, coated nickel hydroxide powder was obtained and evaluated in the same manner.

その結果、得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆中のコバルトの価数は2.9であり、この粉末のオキシ水酸化コバルトによる被覆状態をSEMで観察評価したところ、均一な被覆状態の粒子であることが確認できた。しかし、被覆水酸化ニッケル粉末のスラリーの培養器での振とう中に被覆の剥離が確認され、遠沈管内壁に付着した剥離物を再分散させた分散液の濁度は750度であった。得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆は密着性が低いことが確認された。   As a result, the valence of cobalt in the coating of the obtained coated nickel hydroxide powder was 2.9, and the coated state of this powder with cobalt oxyhydroxide was observed and evaluated by SEM. It was confirmed that. However, peeling of the coating was confirmed during shaking of the coated nickel hydroxide powder slurry in an incubator, and the turbidity of the dispersion obtained by redispersing the peeled material adhering to the inner wall of the centrifuge tube was 750 degrees. It was confirmed that the coating of the obtained coated nickel hydroxide powder had low adhesion.

(実施例2)
粉末の温度が104℃、供給口への湿潤状態の粉末の投入からオーバーフロー口からの排出までの時間が2.5時間となるように連続乾燥機の乾燥条件を設定した以外は実施例1と同様にして被覆水酸化ニッケル粉末を得るとともに同様に評価を行った。
(Example 2)
Example 1 except that the drying conditions of the continuous dryer were set so that the time from the introduction of the wet powder into the supply port to the discharge port through the overflow port was 2.5 hours at 104 ° C. Similarly, coated nickel hydroxide powder was obtained and evaluated in the same manner.

その結果、得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆中のコバルト価数は2.9であり、この粉末のオキシ水酸化コバルトによる被覆状態をSEMで観察評価したところ、均一な被覆状態の粒子であることが確認できた。また、被覆水酸化ニッケル粉末のスラリーを培養器で振とうした後に遠沈管内壁に付着した剥離物を再分散させた分散液の濁度は25度であり、得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆は密着性に優れていることが確認された。   As a result, the cobalt valence in the coating of the obtained coated nickel hydroxide powder was 2.9, and the coating state of this powder with cobalt oxyhydroxide was observed and evaluated by SEM. It was confirmed that there was. Further, the turbidity of the dispersion obtained by re-dispersing the exfoliated material adhering to the inner wall of the centrifuge tube after shaking the slurry of the coated nickel hydroxide powder in an incubator is 25 degrees. It was confirmed that the coating was excellent in adhesion.

(実施例3)
粉末の温度が116℃、供給口への湿潤状態の粉末の投入からオーバーフロー口からの排出までの時間が2.5時間となるように連続乾燥機の乾燥条件を設定した以外は実施例1と同様にして被覆水酸化ニッケル粉末を得るとともに同様に評価を行った。
Example 3
Example 1 except that the drying conditions of the continuous dryer were set such that the temperature of the powder was 116 ° C. and the time from the introduction of the wet powder to the supply port to the discharge from the overflow port was 2.5 hours. Similarly, coated nickel hydroxide powder was obtained and evaluated in the same manner.

その結果、得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆中のコバルト価数は2.9であり、この粉末のオキシ水酸化コバルトによる被覆状態をSEMで観察評価したところ、均一な被覆状態の粒子であることが確認できた。また、被覆水酸化ニッケル粉末のスラリーを培養器で振とうした後に遠沈管内壁に付着した剥離物を再分散させた分散液の濁度は10度であり、得られた被覆水酸化ニッケル粉末の被覆は密着性に優れていることが確認された。   As a result, the cobalt valence in the coating of the obtained coated nickel hydroxide powder was 2.9, and the coating state of this powder with cobalt oxyhydroxide was observed and evaluated by SEM. It was confirmed that there was. Further, the turbidity of the dispersion obtained by re-dispersing the exfoliated material adhered to the inner wall of the centrifuge tube after shaking the slurry of the coated nickel hydroxide powder in an incubator is 10 degrees. It was confirmed that the coating was excellent in adhesion.

Claims (8)

水酸化ニッケルからなる芯粒子の表面をコバルトの価数が2.5以上のコバルト化合物で被覆したアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末であって、
密閉可能なポリプロピレン製の筒状セルに前記被覆水酸化ニッケル粉末10gと水10〜30mLとを装入し、200〜280回/分の横揺れ式振とう機で16時間振とうした後、前記筒状セルの内壁面に付着した剥離物を0.2〜0.8質量%のギ酸を含む水溶液20mLに再分散させ、得られた分散液の濁度を積分球濁度計により測定した濁度が30度以下であることを特徴とするアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末。
Coated nickel hydroxide powder for an alkaline secondary battery positive electrode active material, wherein the surface of core particles made of nickel hydroxide is coated with a cobalt compound having a cobalt valence of 2.5 or more ,
After charging 10 g of the coated nickel hydroxide powder and 10 to 30 mL of water into a cylindrical cell made of polypropylene that can be sealed, after shaking for 16 hours with a roll-type shaker of 200 to 280 times / minute, The exfoliation matter adhered to the inner wall surface of the cylindrical cell was redispersed in 20 mL of an aqueous solution containing 0.2 to 0.8% by mass of formic acid, and the turbidity of the obtained dispersion was measured with an integrating sphere turbidimeter. Coated nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery positive electrode active material, characterized in that the degree is 30 degrees or less.
前記筒状セルとして円柱状もしくは角柱状のセルを用いることを特徴とする、請求項1に記載のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末。   The coated nickel hydroxide powder for an alkaline secondary battery positive electrode active material according to claim 1, wherein a cylindrical or prismatic cell is used as the cylindrical cell. 前記芯粒子の組成が、一般式:Ni1−x−yCo(OH)、(式中xは0.005〜0.05であり、yは0.005〜0.05であり、MはCa、Mg、Znのうち1種以上の元素)で表されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末。 The composition of the core particles, the general formula: Ni 1-x-y Co x M y (OH) 2, ( wherein x is 0.005 to 0.05, y is 0.005 to 0.05 There, M is Ca, Mg, 1, characterized by being represented by more elements), alkaline secondary battery positive electrode active material for coating nickel hydroxide powder according to claim 1 or 2 of Zn. 前記コバルト化合物中のコバルト含有量が、被覆水酸化ニッケル粉末全体に対して1〜10質量%であることを特徴とする、請求項1〜のいずれかに記載のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末。 Cobalt content in the cobalt compound, characterized in that 1 to 10 wt% based on the total coating nickel hydroxide powder, an alkaline secondary battery positive electrode active material according to any one of claims 1 to 3 Coated nickel hydroxide powder. 水酸化ニッケルからなる芯粒子の表面をコバルト化合物で被覆したアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法であって、
水酸化ニッケルからなる芯粒子を水に分散させた撹拌状態のスラリーにコバルト塩水溶液とアルカリ水溶液とを供給し、芯粒子の表面に中和晶析した水酸化コバルトを主成分とする被覆を形成する被覆工程と、
被覆が形成された芯粒子のスラリーを、25℃基準でpH12.5以上13.5以下に保持すると共に攪拌しながら酸素を供給することにより該被覆中の水酸化コバルトを酸化させて前記コバルト化合物のコバルトの価数を2.5以上にする酸化工程と、
前記スラリーを固液分離した後、被覆が形成された芯粒子の温度を104〜120℃の範囲内に保持して1.5〜3.5時間乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とするアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法。
A method for producing a coated nickel hydroxide powder for a positive electrode active material of an alkaline secondary battery in which the surface of core particles made of nickel hydroxide is coated with a cobalt compound,
A cobalt salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution are supplied to a stirred slurry in which core particles made of nickel hydroxide are dispersed in water to form a coating mainly composed of cobalt hydroxide that has been neutralized and crystallized on the surface of the core particles. A coating process to
The cobalt compound in the coating is oxidized by maintaining the slurry of the core particles on which the coating is formed at a pH of 12.5 or more and 13.5 or less on the basis of 25 ° C. and supplying oxygen while stirring . and oxidation step you of the valence of cobalt to 2.5 or more,
An alkali having a drying step of solid-liquid separating the slurry and then drying the slurry for 1.5 to 3.5 hours while keeping the temperature of the core particles on which the coating is formed within a range of 104 to 120 ° C. The manufacturing method of the covering nickel hydroxide powder for secondary battery positive electrode active materials.
前記酸化工程において、前記被覆が形成された芯粒子のスラリーへの酸素供給量の総量が、該被覆中のコバルトのモル量に対して標準状態で30L/mol以上110L/mol以下であることを特徴とする、請求項5に記載のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法。In the oxidation step, the total amount of oxygen supplied to the slurry of the core particles on which the coating is formed is 30 L / mol or more and 110 L / mol or less in a standard state with respect to the molar amount of cobalt in the coating. The manufacturing method of the covering nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery positive electrode active materials of Claim 5 characterized by the above-mentioned. 前記被覆工程において、前記芯粒子を水に分散させたスラリーのpHを液温25℃基準で8以上に保持しながら、スラリー液面と供給されるコバルト塩水溶液との接触部において、スラリーの流れ方向に対し垂直な方向のコバルト塩水溶液の供給幅d(cm)とスラリーの流速v(cm/秒)の積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρ(mol/秒)の比ρ/(d×v)を3.5×10−4mol/cm以下に制御することを特徴とする、請求項5又は6に記載のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法。 In the coating step, while the pH of the slurry in which the core particles are dispersed in water is maintained at 8 or more based on the liquid temperature of 25 ° C., the slurry flow at the contact portion between the slurry liquid surface and the supplied cobalt salt aqueous solution Ratio of the feed rate ρ (mol / sec) of the cobalt salt in the cobalt salt solution to the product of the feed width d (cm) of the cobalt salt solution in the direction perpendicular to the direction and the flow velocity v (cm / sec) of the slurry ρ / (Dxv) is controlled to 3.5 * 10 < -4 > mol / cm < 2 > or less, The manufacture of the coated nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery positive electrode active materials of Claim 5 or 6 characterized by the above-mentioned. Method. 前記被覆工程において、コバルト塩水溶液の供給幅dとスラリーの流速vの積に対するコバルト塩水溶液中のコバルト塩の供給速度ρの比ρ/(d×v)に対するコバルト塩水溶液の供給位置とアルカリ水溶液の供給位置との離間距離D(cm)の比D/{ρ/(d×v)}を、0.5×10cm/mol以上に制御することを特徴とする、請求項7に記載のアルカリ二次電池正極活物質用被覆水酸化ニッケル粉末の製造方法。 In the coating step, the supply position of the cobalt salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution relative to the ratio ρ / (d × v) of the supply rate ρ of the cobalt salt in the cobalt salt aqueous solution to the product of the supply width d of the cobalt salt aqueous solution and the flow velocity v of the slurry The ratio D / {ρ / (d × v)} of the separation distance D (cm) from the supply position is controlled to 0.5 × 10 5 cm 3 / mol or more. The manufacturing method of the covering nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery positive electrode active materials of description.
JP2015015313A 2014-04-30 2015-01-29 Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same Active JP6435885B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015015313A JP6435885B2 (en) 2014-04-30 2015-01-29 Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014093533 2014-04-30
JP2014093533 2014-04-30
JP2015015313A JP6435885B2 (en) 2014-04-30 2015-01-29 Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015222710A JP2015222710A (en) 2015-12-10
JP6435885B2 true JP6435885B2 (en) 2018-12-12

Family

ID=54785610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015015313A Active JP6435885B2 (en) 2014-04-30 2015-01-29 Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6435885B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5213989B2 (en) * 2011-04-27 2013-06-19 住友金属鉱山株式会社 Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015222710A (en) 2015-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5621506B2 (en) A method for producing cobalt oxyhydroxide-coated nickel hydroxide.
JP5505565B2 (en) Nickel composite hydroxide and production method thereof, positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5892048B2 (en) Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same
JP6201895B2 (en) Method for producing nickel cobalt manganese composite hydroxide
US20210175502A1 (en) Positive electrode active material particle for secondary battery and method for producing positive electrode active material particle for secondary battery
US20180287147A1 (en) Coated Nickel Hydroxide Powder for Positive Electrode Active Material of Alkaline Secondary Battery, and Production Method Therefor
JP6906072B2 (en) Method for producing cobalt compound-coated nickel hydroxide particles and cobalt compound-coated nickel hydroxide particles
JP5858067B2 (en) Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery
JP5213989B2 (en) Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same
JP5842794B2 (en) Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same
JP6435885B2 (en) Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same
JP5626387B2 (en) The evaluation method of the coating adhesiveness of the coating nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery positive electrode active materials and a coating nickel hydroxide powder.
JP5532081B2 (en) Coated nickel hydroxide powder for positive electrode active material of alkaline secondary battery and method for producing the same
CN108598363A (en) The preparation method of alkaline cell anode
JP6634831B2 (en) Lithium ion secondary battery
CN111052462B (en) Positive electrode active material for alkaline storage battery and method for producing same
JP6269391B2 (en) A method for evaluating the coating adhesion of a coated nickel hydroxide powder for an alkaline secondary battery positive electrode active material.
CN101111955A (en) Alkaline dry cell
JP2000149940A (en) Process for nickel hydroxide powder
JP2004035321A (en) Method for manufacturing nickel hydroxide powder coated with cobalt hydroxide

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170518

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180530

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181016

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181029

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6435885

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150