JP7203536B2 - Method for producing lithium ion conductive oxide - Google Patents
Method for producing lithium ion conductive oxide Download PDFInfo
- Publication number
- JP7203536B2 JP7203536B2 JP2018158771A JP2018158771A JP7203536B2 JP 7203536 B2 JP7203536 B2 JP 7203536B2 JP 2018158771 A JP2018158771 A JP 2018158771A JP 2018158771 A JP2018158771 A JP 2018158771A JP 7203536 B2 JP7203536 B2 JP 7203536B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- raw material
- lithium
- firing
- lithium ion
- ion conductive
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
本発明は、リチウムイオン伝導性酸化物の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、従来よりも低温度で収率よくリチウムイオン伝導性酸化物を生成できるリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing lithium ion conductive oxides. More specifically, the present invention relates to a method for producing a lithium ion conductive oxide that can produce lithium ion conductive oxides at a lower temperature and with a higher yield than conventional methods.
近年では、全固体Li二次電池における固体電解質として、Li7La3Zr2O12等の、リチウム、ランタン及びジルコニウムを含むガーネット型構造系のリチウムイオン伝導性酸化物を用いることが検討されている(特許文献1~3等を参照)。
そして、上記Li7La3Zr2O12は、通常、Li2CO3等のリチウム原料と、La2O3等のランタン原料と、ZrO2等のジルコニウム原料との混合物を、900~1250℃の高温で12~24時間ほど焼成する焼成工程を、複数回、繰り返して行うことにより製造されている。
In recent years, the use of lithium-ion conductive oxides with a garnet-type structure containing lithium, lanthanum, and zirconium, such as Li7La3Zr2O12 , has been studied as a solid electrolyte in all-solid-state Li secondary batteries. (See Patent Documents 1 to 3, etc.).
The Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is usually prepared by mixing a mixture of a lithium raw material such as Li 2 CO 3 , a lanthanum raw material such as La 2 O 3 and a zirconium raw material such as ZrO 2 at 900 to 1250 ° C. It is manufactured by repeating a firing process of firing at a high temperature of 12 to 24 hours several times.
上述したように、Li7La3Zr2O12を製造する場合には、高温且つ長時間の焼成工程が必要である。例えば、上記のリチウム原料、ランタン原料及びジルコニア原料を混合してなる混合原料用い、固相法によりLi7La3Zr2O12を合成する場合、図5に示すように、650℃~700℃の低温焼成では、Li7La3Zr2O12と共に、La2Zr2O7やLi2ZrO3も生成するので、Li7La3Zr2O12の収率が低下している。そして、La2Zr2O7やLi2ZrO3が1度生成してしまうと、ガーネット型構造の単相のLi7La3Zr2O12を得るためには、1200℃程度まで焼成温度を上げなくてはならないことが分かっている。各焼成工程の間には、高温において蒸散し易いリチウム原料を補充する必要があり、その補充には、各段階における焼成物を破砕し、リチウム原料と混合する工程も必要となっている。
従って、Li7La3Zr2O12の生産効率をより良くするために、焼成工程をより低温で行い、しかも収率良くリチウムイオン伝導性酸化物を製造できる方法の開発が求められる現状があった。
As described above, the production of Li7La3Zr2O12 requires a high - temperature and long-time firing process. For example, when synthesizing Li 7 La 3 Zr 2 O 12 by a solid-phase method using a mixed raw material obtained by mixing the lithium raw material, the lanthanum raw material, and the zirconia raw material, as shown in FIG. In the low-temperature firing of , since La 2 Zr 2 O 7 and Li 2 ZrO 3 are also produced together with Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , the yield of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is reduced. Once La 2 Zr 2 O 7 and Li 2 ZrO 3 are produced, the firing temperature must be increased to about 1200° C. in order to obtain single-phase Li 7 La 3 Zr 2 O 12 having a garnet structure. I know I have to raise it. Between each firing process, it is necessary to replenish the lithium raw material, which easily evaporates at high temperatures, and this replenishment requires a step of crushing the fired product at each stage and mixing it with the lithium raw material.
Therefore, in order to improve the production efficiency of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , there is currently a demand for the development of a method that enables the sintering process to be performed at a lower temperature and a lithium ion conductive oxide to be produced in a high yield. rice field.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、従来よりも低温度で且つ収率よくリチウムイオン伝導性酸化物を生成できるリチウムイオン伝導性酸化物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 the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a lithium ion conductive oxide that can produce a lithium ion conductive oxide at a lower temperature and with a higher yield than conventional methods. do.
本発明は以下のとおりである。
[1]原料成分を含有する原料水溶液を噴霧熱分解する噴霧熱分解工程と、前記噴霧熱分解工程で得られた前駆体組成物を焼成する焼成工程と、を備え、前記原料水溶液は、キレート化剤を含有することを特徴とするリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法。
[2]前記原料成分として、リチウム塩、ランタン塩及びジルコニウム塩が用いられる請求項1に記載のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法。
[3]前記焼成工程における焼成温度が、800℃以下である請求項1又は2に記載のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法。
[4]前記リチウムイオン伝導性酸化物は、リチウム、ランタン及びジルコニウムを含むガーネット型構造のリチウムイオン伝導性酸化物である請求項1乃至3のいずれか一項に記載のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法。
[5]前記リチウムイオン伝導性酸化物における、リチウムとランタンとジルコニウムとの含有割合[Li:La:Zr(モル比)]が、7:3:2である請求項1乃至4のいずれか一項に記載のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法。
The present invention is as follows.
[1] A spray pyrolysis step of spray pyrolyzing a raw material aqueous solution containing raw material components, and a firing step of firing a precursor composition obtained in the spray pyrolysis step, wherein the raw material aqueous solution is a chelate A method for producing a lithium ion conductive oxide, characterized by containing an agent.
[2] The method for producing a lithium ion conductive oxide according to [1], wherein a lithium salt, a lanthanum salt and a zirconium salt are used as the raw material components.
[3] The method for producing a lithium ion conductive oxide according to [1] or [2], wherein the firing temperature in the firing step is 800°C or lower.
[4] The lithium ion conductive oxide according to any one of [1] to [3], wherein the lithium ion conductive oxide is a lithium ion conductive oxide having a garnet structure containing lithium, lanthanum and zirconium. manufacturing method.
[5] Any one of claims 1 to 4, wherein the content ratio [Li:La:Zr (molar ratio)] of lithium, lanthanum and zirconium in the lithium ion conductive oxide is 7:3:2. 10. A method for producing a lithium ion conductive oxide according to claim 1.
本発明のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法によれば、リチウムイオン伝導性酸化物の原料成分を含有する原料水溶液を用いるので、原料成分の水中解離により、原料成分を組成する各金属イオンの分散性が高められる。しかも、原料水溶液がキレート化剤を含有するので、各金属イオン同士は、キレート化剤を介して近接位置に配位される。このような原料水溶液をミスト化し、このミストを熱分解して得られる粒子よりなる前駆体組成物は、リチウムイオン伝導性酸化物を生成する反応活性が高くなるように組成される。従って、このような前駆体組成物よりなる粉末を焼成する焼成工程を行うことにより、従来よりも低温度で且つ収率よく、リチウムイオン伝導性酸化物を製造することができる。
また、従来より低い800℃以下の温度範囲で焼成工程が行われる場合には、リチウム原料の蒸散を抑制することができ、生産効率を向上させることができる。
また、原料水溶液が、原料成分として、リチウム塩、ランタン塩及びジルコニウム塩を含む場合、又は、リチウムイオン伝導性酸化物が、リチウム、ランタン及びジルコニウムを含むガーネット型構造を有する場合、又は、リチウムとランタンとジルコニウムとの含有割合(Li:La:Zr)が、がモル比で7:3:2である場合は、リチウムイオン伝導性に優れたリチウムイオン伝導性酸化物を、更に生産効率良く得ることができる。
According to the method for producing a lithium ion conductive oxide of the present invention, since the raw material aqueous solution containing the raw material components of the lithium ion conductive oxide is used, the dissociation of the raw material components in water dissociates the metal ions that make up the raw material components. Dispersibility is enhanced. In addition, since the raw material aqueous solution contains a chelating agent, the metal ions are coordinated to adjacent positions via the chelating agent. A precursor composition composed of particles obtained by misting such a raw material aqueous solution and thermally decomposing this mist is composed so as to have a high reaction activity for producing a lithium ion conductive oxide. Therefore, by performing the firing step of firing the powder made of such a precursor composition, it is possible to produce a lithium ion conductive oxide at a lower temperature and with a higher yield than before.
In addition, when the firing process is performed in a temperature range of 800° C. or less, which is lower than conventionally, transpiration of the lithium raw material can be suppressed, and production efficiency can be improved.
In addition, when the raw material aqueous solution contains lithium salt, lanthanum salt and zirconium salt as raw material components, or when the lithium ion conductive oxide has a garnet structure containing lithium, lanthanum and zirconium, or when lithium and When the content ratio of lanthanum and zirconium (Li:La:Zr) is 7:3:2 in terms of molar ratio, a lithium ion conductive oxide having excellent lithium ion conductivity can be obtained with even higher production efficiency. be able to.
以下、本発明を詳細に説明する。
[リチウムイオン伝導性酸化物]
まず、本発明に係るリチウムイオン伝導性酸化物について説明する。
本発明により製造される上記リチウムイオン伝導性酸化物は、リチウムイオン伝導性に優れる点で、全固体リチウムイオン二次電池を実現する固体電解質材料として有望な材料として知られる。リチウムイオン伝導性酸化物は、リチウムを含む金属複合酸化物よりなり、ガーネット型の結晶構造(一般式:A3B2C3O12)を有していてもよい。例えば、Aサイト及びBサイトを所定の元素が占め、Cサイトと格子間位置をLiが占める下記(1)式で表すことができる。
LixAyBzOw (1)
但し、xは5≦x≦8、yは2.5≦y≦3.5、zは1.5≦z≦2.5、wは10≦w≦14の範囲にある。
Aサイトは、La、Al、Y、Pr、Nd、Sm、Lu、Mg、Ca、Sr又はBaから選択される1種以上の金属元素で占められればよい。
Bサイトは、Zr、Hf、Nb又はTaから選択される1種以上の元素で占められればよい。
The present invention will be described in detail below.
[Lithium ion conductive oxide]
First, the lithium ion conductive oxide according to the present invention will be described.
The lithium ion conductive oxide produced by the present invention is known to be a promising material as a solid electrolyte material for realizing an all-solid lithium ion secondary battery because of its excellent lithium ion conductivity. The lithium ion conductive oxide may be composed of a metal composite oxide containing lithium and have a garnet-type crystal structure (general formula: A 3 B 2 C 3 O 12 ). For example, it can be represented by the following formula (1) in which a predetermined element occupies the A site and the B site, and Li occupies the C site and the interstitial position.
LixAyBzOw ( 1 )
However, x is in the range of 5≤x≤8, y is in the range of 2.5≤y≤3.5, z is in the range of 1.5≤z≤2.5, and w is in the range of 10≤w≤14.
The A site may be occupied by one or more metal elements selected from La, Al, Y, Pr, Nd, Sm, Lu, Mg, Ca, Sr and Ba.
The B site may be occupied by one or more elements selected from Zr, Hf, Nb and Ta.
上記の中では、リチウムイオン伝導性酸化物は、リチウム、ランタン及びジルコニウムを含む、ガーネット型(結晶)構造を有する複合酸化物であればよい。例えば、上記AサイトにLa3+を含み、BサイトにZr4+を含み、Cサイトと格子間位置にLi+を含むガーネット型構造を有すればよい。
また、上記の中では、リチウムイオン伝導性酸化物が、リチウムとランタンとジルコニウムとを含み、それぞれの含有割合[Li:La:Zr]が、モル比で、7:3:2であるLi7La3Zr2O12であれば(以下、単に「LLZ」とも称する)、好ましい。
なお、リチウムイオン伝導性酸化物の他の好ましい例として、Li4AlLa3Zr2O12、Li5La3Nb2O12、Li5La3Ta2O12、Li5La3(Nb,Ta)2O12、Li6(BaLa2)Ta2O12等を挙げることができる。
Among the above, the lithium ion conductive oxide may be a composite oxide containing lithium, lanthanum and zirconium and having a garnet-type (crystal) structure. For example, it may have a garnet-type structure containing La 3+ at the A site, Zr 4+ at the B site, and Li + at the C site and the interstitial position.
In the above, the lithium ion conductive oxide contains lithium, lanthanum, and zirconium, and the content ratio [Li:La:Zr] of each is 7 :3:2 in terms of molar ratio. La 3 Zr 2 O 12 (hereinafter also simply referred to as “LLZ”) is preferred.
Other preferred examples of lithium ion conductive oxides include Li4AlLa3Zr2O12 , Li5La3Nb2O12 , Li5La3Ta2O12 , Li5La3 ( Nb , Ta ) 2 O 12 , Li 6 (BaLa 2 ) Ta 2 O 12 and the like.
[リチウムイオン伝導性酸化物の製造方法]
次に、本発明のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法について具体的に説明する。
本発明のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法は、原料成分を含有する原料水溶液(S1)を噴霧熱分解する噴霧熱分解工程と、噴霧熱分解工程で得られた前駆体組成物(PRE1)を焼成する焼成工程と、を備え、原料水溶液(S1)は、キレート化剤を含有することを特徴とする。
[Method for producing lithium ion conductive oxide]
Next, the method for producing the lithium ion conductive oxide of the present invention will be specifically described.
The method for producing a lithium ion conductive oxide of the present invention includes a spray pyrolysis step of spray pyrolyzing a raw material aqueous solution (S1) containing raw material components, and a precursor composition (PRE1) obtained in the spray pyrolysis step. and a baking step of baking the raw material aqueous solution (S1), characterized in that it contains a chelating agent.
(原料水溶液)
原料水溶液S1は、リチウムイオン伝導性酸化物を組成する原料成分と、キレート化剤とを水溶する溶液である。
(Raw material aqueous solution)
The raw material aqueous solution S1 is a solution in which the raw material components forming the lithium ion conductive oxide and the chelating agent are dissolved in water.
原料成分は、リチウムと、上記(1)式中のAサイト又はBサイトを占める金属元素又は元素とのそれぞれの金属塩又は塩である。ガーネット構造のAサイト、Bサイト又はCサイトを占める各金属塩、塩又はリチウム塩は、それぞれ水溶性の塩であればよい。即ち、各金属塩等は、水溶性であれば特に限定されず、具体的には、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化塩、水酸化物、リン酸塩、炭酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩等を例示できる。これらの金属塩等は、単独で用いてもよいし、併用してもよい。 The raw material components are metal salts or salts of lithium and metal elements or elements occupying the A site or the B site in the above formula (1). Each metal salt, salt, or lithium salt that occupies the A site, B site, or C site of the garnet structure may be a water-soluble salt. That is, each metal salt is not particularly limited as long as it is water-soluble, and specific examples include nitrates, sulfates, halides, hydroxides, phosphates, carbonates, acetates, oxalates, and the like. can be exemplified. These metal salts and the like may be used alone or in combination.
具体的には、上記リチウムの原料成分であれば、LiNO3、Li2O、Li2SO4、LiCl、LiI、LiOH、Li2CO3、酢酸リチウム、シュウ酸リチウム等のリチウム塩が挙げられる。
また、ランタンの原料成分であれば、La(NO3)3、La2(SO4)3、LaCl3、La(OH)3、酢酸ランタン等のランタン塩が挙げられる。
また、ジルコニウムの原料成分であれば、ZrO(NO3)2、Zr(SO4)2、ZrCl4、ZrOCl2、ZrI4、酢酸ジルコニウム、酢酸酸化ジルコニウム等のジルコニウム塩が挙げられる。
また、上記の他に、アルミニウムの原料成分であれば、Al(NO)3、Al2(SO4)3、AlCl3等のアルミニウム塩が挙げられる。
また、ニオブの原料成分であれば、Nb(C5H7O2)5、塩化ニオブ等のニオブ塩が挙げられる。
なお、上記各金属塩は、水和物であってもよい。
Specifically, if it is a raw material component of the above lithium, lithium salts such as LiNO 3 , Li 2 O, Li 2 SO 4 , LiCl, LiI, LiOH, Li 2 CO 3 , lithium acetate, and lithium oxalate can be mentioned. .
In addition, lanthanum salts such as La(NO 3 ) 3 , La 2 (SO 4 ) 3 , LaCl 3 , La(OH) 3 and lanthanum acetate can be used as raw material components of lanthanum.
Zirconium salts such as ZrO(NO 3 ) 2 , Zr(SO 4 ) 2 , ZrCl 4 , ZrOCl 2 , ZrI 4 , zirconium acetate, and zirconium acetate oxide can be used as raw material components of zirconium.
In addition to the above, aluminum salts such as Al(NO) 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 , and AlCl 3 can be used as raw material components of aluminum.
Niobium salts such as Nb(C 5 H 7 O 2 ) 5 and niobium chloride can be used as raw material components of niobium.
In addition, each of the above metal salts may be a hydrate.
原料成分として水溶性の各金属塩等を用いることにより、リチウムイオン伝導性酸化物を組成する金属元素又は元素の各カチオンは、原料水溶液中に均一分散される。従って、リチウムイオン伝導性に優れたガーネット型構造のリチウムイオン伝導性酸化物の収率向上に寄与し、生産性を高めることができる。 By using a water-soluble metal salt or the like as a raw material component, the metal element or each cation of the element constituting the lithium ion conductive oxide is uniformly dispersed in the raw material aqueous solution. Therefore, it contributes to the improvement of the yield of the lithium ion conductive oxide having a garnet structure excellent in lithium ion conductivity, and the productivity can be improved.
上述したとおり、リチウムイオン伝導性酸化物が、リチウム、ランタン及びジルコニウムを含む場合、リチウムイオン伝導性酸化物におけるリチウムとランタンとジルコニウムとの含有割合[Li:La:Zr(モル比)]が目的の組成比になるように、各原料成分の混合比が調整される。具体的には、リチウムとランタンとジルコニウムとの含有割合[Li:La:Zr(モル比)]は、(6~8):(4~2):(3~1)[特に(6.5~7.5):(2.5~3.5):(1.5~2.5)、更には(6.8~7.2):(2.8~3.2):(1.8~2.2)]とすることができる。
また、リチウム成分、ランタン成分及びジルコニウム成分が上記のモル比になるように各原料成分の混合比を調整した原料成分の合計(混合原料成分)は、原料水溶液中での濃度が、リチウムの体積モル濃度で、0.01~5mol/Lの範囲にあればよく、好ましくは0.1~1mol/L、より好ましくは0.3~0.8mol/Lであればよい。
As described above, when the lithium ion conductive oxide contains lithium, lanthanum and zirconium, the content ratio [Li: La: Zr (molar ratio)] of lithium, lanthanum and zirconium in the lithium ion conductive oxide is the target The mixing ratio of each raw material component is adjusted so that the composition ratio of Specifically, the content ratio of lithium, lanthanum, and zirconium [Li:La:Zr (molar ratio)] is (6 to 8): (4 to 2): (3 to 1) [especially (6.5 ~7.5): (2.5-3.5): (1.5-2.5), further (6.8-7.2): (2.8-3.2): (1 .8 to 2.2)].
In addition, the total of the raw material components (mixed raw material component) obtained by adjusting the mixing ratio of each raw material component so that the lithium component, the lanthanum component and the zirconium component have the above molar ratio is the concentration in the raw material aqueous solution, which is the volume of lithium The molar concentration may be in the range of 0.01 to 5 mol/L, preferably 0.1 to 1 mol/L, more preferably 0.3 to 0.8 mol/L.
キレート化剤は、金属等のカチオンが配位する配座を有すればよく、特に限定されないが、容易に熱分解されることから有機系キレート化剤であればよい。例えば、炭素数2~12のカルボン酸、フェノール類、ヒドロキシカルボン酸、ジケトン類、アミノカルボン酸等であれば、好ましい。乳酸、グリコール酸、クエン酸、グルコン酸、リンゴ酸、酒石酸、サリチル酸等のα-ヒドロキシカルボン酸であれば、更に好ましい。
リチウムイオン伝導性酸化物を組成する複数種のカチオンが、原料水溶液中でキレート化剤を介して、より均一に且つ近接位置に配位されていればよいので、キレート化剤は、水中で複数の配位座を生成する剤であればより好ましく、上記の中では、クエン酸が好ましい。
The chelating agent is not particularly limited as long as it has a conformation to which a cation such as a metal is coordinated. However, since it is easily thermally decomposed, it may be an organic chelating agent. For example, carboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, phenols, hydroxycarboxylic acids, diketones, aminocarboxylic acids and the like are preferable. α-Hydroxycarboxylic acids such as lactic acid, glycolic acid, citric acid, gluconic acid, malic acid, tartaric acid and salicylic acid are more preferred.
Multiple types of cations constituting the lithium ion conductive oxide should be coordinated more uniformly and in close proximity via the chelating agent in the raw material aqueous solution. is more preferable, and among the above agents, citric acid is preferable.
また、上記各原料成分に対するキレート化剤の配合割合は、上記混合原料成分中のリチウム成分の含有割合を基準に、リチウム成分に対するキレート化剤の含有割合として示すことができる。具体的には、キレート化剤が1モルで1~5の配座を生成する場合、[Li:キレート化剤(モル比)]で、(6~8):(5.6~7.6)[特に(6.5~7.5):(6.1~7.1)、更には(6.8~7.2):(6.4~6.8)]とすることができる。
また、リチウム成分に対して上記割合に調整されたキレート化剤と、上記混合原料成分と、を混合したキレート含有混合原料は、原料水溶液中での濃度が、キレート化剤の体積モル濃度で、0.01~5mol/Lの範囲にあればよく、好ましくは0.1~1mol/L、より好ましくは、0.3~0.7mol/Lであればよい。
Moreover, the mixing ratio of the chelating agent to each raw material component can be expressed as the content ratio of the chelating agent to the lithium component based on the content ratio of the lithium component in the mixed raw material component. Specifically, when 1 mol of the chelating agent produces 1 to 5 conformations, [Li: chelating agent (molar ratio)] is (6 to 8): (5.6 to 7.6 ) [especially (6.5 to 7.5): (6.1 to 7.1), further (6.8 to 7.2): (6.4 to 6.8)] .
Further, the chelate-containing mixed raw material obtained by mixing the chelating agent adjusted to the above ratio with respect to the lithium component and the mixed raw material component has a concentration in the raw material aqueous solution that is the molar concentration of the chelating agent, It may be in the range of 0.01 to 5 mol/L, preferably 0.1 to 1 mol/L, more preferably 0.3 to 0.7 mol/L.
[噴霧熱分解工程]
噴霧熱分解工程について、図1を参照して説明する。
噴霧熱分解工程では、まずリチウムイオン伝導性酸化物の原料水溶液を噴霧して原料水溶液のミストを生成する。次に当該原料水溶液のミストを熱分解した合成粒子を得る。
例えば、ミスト化装置12に原料水溶液S1を供給し、原料水溶液S1のミストMを発生させる。次に、当該ミストMを反応ユニット15内で熱分解する。熱分解反応の結果得られた合成粒子17は、次の焼成工程で焼成するための前駆体組成物PRE1として用いられる。
[Spray pyrolysis step]
The spray pyrolysis process will be described with reference to FIG.
In the spray pyrolysis step, first, the raw material aqueous solution of the lithium ion conductive oxide is sprayed to generate a mist of the raw material aqueous solution. Next, synthetic particles are obtained by thermally decomposing the mist of the raw material aqueous solution.
For example, the raw material aqueous solution S1 is supplied to the misting
(噴霧熱分解装置)
噴霧熱分解工程は、例えば図1に示す噴霧熱分解装置10によって行う。噴霧熱分解装置10は、ミスト化装置12、反応ユニット15、キャリアガス供給装置14及び捕集機16等を備える。
噴霧熱分解工程で噴霧熱分解装置10を用いる場合、原料水溶液S1をミスト化し、このミストMをキャリアガス(図1中、白抜き矢印で流れを示す)と共に反応ユニット15に供給する。反応ユニット15に供給されたミストMは、キャリアガスの流れと共に反応ユニット15内を通過する間に熱分解され、所定の組成を有する粒子を生成する。当該粒子を含む粒子含有ガスは、反応ユニット15から排出されて捕集機16に至り、キャリアガスを分離して合成粒子17として捕集される。合成粒子17は、焼成工程で焼成するための本発明に係る前駆体組成物PRE1である。
(Spray pyrolysis equipment)
The spray pyrolysis step is performed, for example, by a
When the
ミスト化装置12は、原料水溶液S1をミスト化するものであればよい。ミスト化手法は特に限定されないが、例えば、二流体ノズルや圧力噴霧ノズル等の噴霧ノズルを用いたノズル式や、超音波方式などの各種態様を採ることができる。
反応ユニット15としては、特に限定しないで公知の各種形態を適宜採用でき、例えば、ミストMを移送する反応管151の外周を囲繞するように加熱手段が設けられたユニットであればよい。加熱手段としては特に限定されず、例えば、ヒータ等を用いればよく、図1では、ヒータ13として示す。
反応ユニット15の温度は、加熱手段を用いて目的の合成粒子を得るべく適宜な加熱温度を設定でき、例えば、反応ユニット入口から出口に向けて段階的に高温になるように設定してもよい。図1に例示した反応ユニット15であれば、4段のヒータ13によって、入口温度を150~300℃、次に300~500℃、次に500~700℃とし、出口温度を600~850℃と段階的に上げてもよい。
また、キャリアガス供給装置14は、所要量のミストMを反応管151に均一に流通させるキャリアガスを供給するために、所定の空気圧に調整可能に構成される。キャリアガスは外気であってもよいし、特定のガス源からのガスであってもよい。キャリアガスの供給手法は特に限定されず、送気ポンプで供給する方法でもよいし、ミスト化装置12におけるミスト生成手段が噴射ノズルによる場合は、その吸気を利用して外気等を取り込むものであってもよい。
捕集機16は、原料水溶液S1のミストMを熱分解して得られる合成粒子17を捕集する。ミストMの熱分解により得られる合成粒子17は、通常、1μm以下程度の平均粒子径を有する粒子であり、反応ユニット15内では、高温のガス中に含まれている。捕集機16は、粒子含有ガスからガスを分離して合成粒子17を捕集できれば特に限定されないが、例えば、集塵手段を用いるものであってもよい。
The misting
The
The temperature of the
In addition, the carrier
The
[焼成工程]
上記焼成工程では、上記噴霧熱分解工程で得られた合成粒子17よりなる前駆体組成物PRE1を焼成する。
上記焼成方法は特に限定されない。例えば、上記前駆体組成物の粉末を、更に湿式混合する調整を行ってもよい。また、上記前駆体組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、各種の添加剤が含まれていてもよい。具体的な添加剤としては、例えば、焼結助剤、組織制御剤、成型助剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[Baking process]
In the baking step, the precursor composition PRE1 composed of the
The firing method is not particularly limited. For example, the powder of the precursor composition may be further wet mixed. In addition, the precursor composition may contain various additives as long as the effects of the present invention are not impaired. Specific additives include, for example, sintering aids, texture control agents, molding aids, and the like. These additives may be used singly or in combination of two or more.
この焼成工程における焼成温度は、好ましくは600~800℃、更に好ましくは650~800℃、特に好ましくは700~800℃である。焼成温度がこの範囲である場合には、前駆体組成物を十分に反応させて単相のリチウムイオン伝導性酸化物の収率を向上できるとともに、リチウム原料の蒸散を十分に抑制することができる。
また、焼成時間は、1~20時間であることが好ましく、より好ましくは2~12時間、更に好ましくは3~8時間、特に好ましくは4~6時間である。焼成時間がこの範囲である場合には、前駆体組成物を十分に反応させることができるとともに、リチウム原料の蒸散を十分に抑制することができる。
また、焼成雰囲気は特に限定されず、大気雰囲気や、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気等とすることができる。
The firing temperature in this firing step is preferably 600 to 800°C, more preferably 650 to 800°C, particularly preferably 700 to 800°C. When the firing temperature is within this range, the precursor composition can be sufficiently reacted to improve the yield of the single-phase lithium ion conductive oxide, and the evaporation of the lithium raw material can be sufficiently suppressed. .
The firing time is preferably 1 to 20 hours, more preferably 2 to 12 hours, even more preferably 3 to 8 hours, particularly preferably 4 to 6 hours. When the firing time is within this range, the precursor composition can be sufficiently reacted, and the evaporation of the lithium raw material can be sufficiently suppressed.
Moreover, the firing atmosphere is not particularly limited, and may be an air atmosphere, an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas, or the like.
以下、実施例を挙げて、リチウムイオン伝導性酸化物の製造方法の本実施形態を更に具体的に説明する。但し、本発明は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present embodiment of the method for producing a lithium ion conductive oxide will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is by no means restricted to these examples.
《実施例》
[1.噴霧熱分解工程]
以下に説明する方法で原料成分及びキレート剤を含有する原料水溶液S1の調整を行った後に、図1に示す噴霧熱分解装置10によって以下に説明する原料水溶液S1の噴霧熱分解を行い、得られた熱分解物(合成粒子17)よりなる前駆体組成物PRE1を得た。
"Example"
[1. Spray pyrolysis process]
After adjusting the raw material aqueous solution S1 containing the raw material components and the chelating agent by the method described below, the raw material aqueous solution S1 is subjected to spray pyrolysis using the
(原料水溶液の調製)
原料成分は、Li源として硝酸リチウム[LiNO3]を、La源として硝酸ランタン6水和物[La(NO3)3・6H2O]を、Zr源として硝酸ジルコニウム[ZrO(NO3)2]を準備し、キレート化剤としてクエン酸を準備した。LiNO3:La(NO3)3:ZrO(NO3)2:クエン酸を、モル比で、7:3:2:6.7となるように秤量して各原料成分及びキレート化剤を含む混合粉を調整した。次に、この混合粉に蒸留水を加え、各原料成分及びキレート化剤を蒸留水中に均一に溶解させた原料水溶液S1を得た。原料水溶液S1は、Liの体積モル濃度で0.35mol/Lとなるように濃度調整した。
(Preparation of raw material aqueous solution)
The raw material components include lithium nitrate [LiNO 3 ] as the Li source, lanthanum nitrate hexahydrate [La(NO 3 ) 3.6H 2 O] as the La source, and zirconium nitrate [ZrO(NO 3 ) 2 as the Zr source. ] and prepared citric acid as a chelating agent. LiNO 3 : La(NO 3 ) 3 : ZrO(NO 3 ) 2 : citric acid in a molar ratio of 7:3:2:6.7, containing each raw material component and a chelating agent A mixed powder was prepared. Next, distilled water was added to this mixed powder to obtain a raw material aqueous solution S1 in which each raw material component and a chelating agent were uniformly dissolved in distilled water. The concentration of the raw material aqueous solution S1 was adjusted so that the molar concentration of Li was 0.35 mol/L.
(噴霧熱分解)
上記原料水溶液S1をミスト化装置12に供し、超音波発生器121を用いて原料水溶液S1のミストMを発生させた。また、キャリアガスとして空気を用い、反応ユニット15内に配置される反応管151内にキャリアガスAirを供給した。即ち、キャリアガスAirと共にミストMを反応管151に供給できるように、キャリアガス供給装置14を調整した。具体的には、入口流路153を流通するミストMの流量が、10L/minとなるように、キャリアガスAirの空気圧力を調整した。反応ユニット15の温度設定は、反応管151に沿った入口から出口までの4つのヒータ13を用いて行い、入口から順に、200℃-300℃-500℃-800℃となるように調整した。
ミストMが反応管151を流通する間に生成する熱分解反応後の合成粒子17を捕集機16で回収した。得られたミストMの熱分解物よりなる合成粒子17を乾燥し、前駆体組成物PRE1の粉末を得た。
(spray pyrolysis)
The raw material aqueous solution S1 was supplied to the
[2.焼成工程]
得られた前駆体組成物PRE1をるつぼに入れ、電気炉中で2時間加熱した後、自然冷却して目的の焼成組成物を得た。
即ち、前駆体組成物PRE1を焼成する温度を、T1~T3の各温度(700℃,750℃,800℃)に設定し、それぞれ2時間焼成する焼成工程を行い、目的の焼成組成物P11~P13(温度T1~T3に対応)を得た。
また、前駆体組成物PRE1を焼成する時間を、H1,H2の各時間(2時間、12時間)に設定し、、それぞれ700℃で焼成する焼成工程を行い、目的の焼成組成物P14,P15(時間H1,H2に対応)を得た。
[2. Firing process]
The resulting precursor composition PRE1 was placed in a crucible, heated in an electric furnace for 2 hours, and then naturally cooled to obtain the target fired composition.
That is, the temperature for firing the precursor composition PRE1 is set to each temperature of T1 to T3 (700 ° C., 750 ° C., 800 ° C.), and the firing step is performed for 2 hours. P13 (corresponding to temperatures T1-T3) was obtained.
In addition, the time for firing the precursor composition PRE1 is set to each time of H1 and H2 (2 hours, 12 hours), and the firing step of firing at 700 ° C. is performed, respectively, to obtain the desired fired compositions P14 and P15. (corresponding to times H1 and H2) were obtained.
《比較例》
上記噴霧熱分解工程の原料水溶液の調製で、原料成分として、硝酸リチウム[LiNO3]と、硝酸ランタン6水和物[La(NO3)3・6H2O]と、硝酸ジルコニウム[ZrO(NO3)2]とを準備し、それぞれを、モル比で、7:3:2となるように秤量した原料混合粉を用いて原料水溶液S2(図示せず)を調整した。即ち、クエン酸を含まずに水溶液の調整を行った点以外は同様に調製を行い、比較例の原料水溶液S2を得た。次に、原料水溶液S2を用いて、実施例と同様に噴霧熱分解工程を行い、同様に前駆体組成物PRE2の粉末を得た。
次に、得られた前駆体組成物PRE2に対して実施例と同様に上記焼成工程を行った。
即ち、前駆体組成物PRE2を焼成する温度を、T1~T3の各温度(700℃,750℃,800℃)に設定し、それぞれ2時間焼成する焼成工程を行った焼成組成物P21~P23(温度T1~T3に対応)を得た。
<<Comparative example>>
Lithium nitrate [LiNO 3 ], lanthanum nitrate hexahydrate [La(NO 3 ) 3.6H 2 O], and zirconium nitrate [ZrO(NO 3 ) and 2 ] were prepared, and a raw material mixed powder was weighed so that the molar ratio was 7:3:2 to prepare a raw material aqueous solution S2 (not shown). That is, the raw material aqueous solution S2 of the comparative example was obtained in the same manner except that the aqueous solution was adjusted without containing citric acid. Next, using the raw material aqueous solution S2, the spray pyrolysis step was performed in the same manner as in the example to obtain the powder of the precursor composition PRE2 in the same manner.
Next, the precursor composition PRE2 thus obtained was subjected to the above firing step in the same manner as in the example.
That is, firing compositions P21 to P23 ( corresponding to temperatures T1 to T3) were obtained.
[3.X線回折]
得られた各焼成組成物から、その一部を取り出し、X線回折を行った。その結果を、前駆体組成物PRE1,PRE2のX線回折結果とともに、図2~図4に示した。
[3. X-ray diffraction]
A portion of each fired composition obtained was taken out and subjected to X-ray diffraction. The results are shown in FIGS. 2 to 4 together with the X-ray diffraction results of the precursor compositions PRE1 and PRE2.
(a)図2より、以下のことが分かる
前駆体組成物PRE1のX線回折パターンは、図中に○印を付したパイロクロアの回折ピークが表れることを示す。従って、前駆体組成物PRE1は、主にパイロクロア相の組成物であることが分かる。
また、焼成組成物P12,P13のX線回折パターンは、主に、図中に●印を付したガーネット型LLZの回折ピークが表れることを示す。従って、焼成組成物P12,P13は、単相ガーネット型LLZを生成していることが分かる。
また、焼成組成物P11のX線回折パターンは、前駆体組成物PRE1よりも、パイロクロアの回折ピークの相対割合が減っていることを示す。更に、パイロクロアを示す回折ピーク以外の他のピークも生じており、他のピークが、上記●印を付した2θに対応する角度で表れることを示す。従って、焼成組成物P11は、パイロクロアを主に生成するが、ガーネット型LLZを含む複合組成物であることが分かる。
(a) From FIG. 2, the following can be understood The X-ray diffraction pattern of the precursor composition PRE1 shows that the diffraction peaks of pyrochlore marked with a circle appear in the figure. Therefore, it can be seen that the precursor composition PRE1 is mainly a pyrochlore phase composition.
Moreover, the X-ray diffraction patterns of the fired compositions P12 and P13 show that the diffraction peaks of garnet-type LLZ marked with ● appear mainly in the figure. Therefore, it can be seen that the fired compositions P12 and P13 produced single-phase garnet-type LLZ.
The X-ray diffraction pattern of calcined composition P11 also shows that the relative proportion of pyrochlore diffraction peaks is reduced compared to precursor composition PRE1. Furthermore, other peaks than the diffraction peak indicating pyrochlore are also generated, indicating that the other peaks appear at angles corresponding to 2θ marked with the above-mentioned ● mark. Therefore, it can be seen that the fired composition P11 is a composite composition that mainly produces pyrochlore but also contains garnet-type LLZ.
以上より、噴霧熱分解工程を行った前駆体組成物PRE1は、パイロクロア相を主に生成するが、その後に焼成温度700℃で2時間の焼成工程を行うことにより、部分的にガーネット型構造のLLZを生成することが分かる。また、更に焼成温度を750~850℃まで昇温させるに従って、2時間の焼成工程を行うことにより、単相ガーネット型LLZの結晶体を生成する収率が高まることが分かる。 As described above, the precursor composition PRE1 subjected to the spray pyrolysis step mainly generates a pyrochlore phase, but after that, by performing a firing step at a firing temperature of 700 ° C. for 2 hours, a garnet-type structure is partially formed. It can be seen that it produces LLZ. In addition, it can be seen that as the firing temperature is further increased to 750 to 850° C., the yield of single-phase garnet-type LLZ crystals is increased by carrying out the firing process for 2 hours.
(b)図3より、以下のことが分かる
焼成組成物P15のX線回折パターンは、図中に●印を付したガーネット型LLZの回折ピークが表れることを示す。従って、焼成組成物P15は、単相ガーネット型LLZを生成していることが分かる。
また、焼成組成物P14のX線回折パターンは、PRE1のピークと比較すると、パイロクロアを示す○印の回折ピーク以外の他のピークを生じており、他の回折ピークが、上記●印を付した2θに対応する角度で僅かに表れることを示す。従って、焼成組成物P14は、パイロクロアを主に生成し、ガーネット型LLZを僅かに生成する複合組成物であることが分かる。
(b) Fig. 3 reveals the following: The X-ray diffraction pattern of the fired composition P15 shows that the diffraction peaks of the garnet-type LLZ marked with ● appear in the figure. Therefore, it can be seen that the fired composition P15 produced a single-phase garnet-type LLZ.
In addition, when the X-ray diffraction pattern of the fired composition P14 is compared with the peak of PRE1, other peaks other than the diffraction peaks marked with ○ indicating pyrochlore are generated, and the other diffraction peaks are marked with the above mark. It is shown to appear slightly at the angle corresponding to 2θ. Therefore, it can be seen that the fired composition P14 is a composite composition that mainly produces pyrochlore and slightly produces garnet-type LLZ.
以上より、前駆体組成物PRE1を用い、焼成温度が700℃の焼成工程を2時間行うことにより、部分的にガーネット型LLZを生成する焼成組成物P14が得られることが分かる。更に、焼成時間を12時間まで延ばして焼成工程を行うことによって、焼成組成物P15が単相ガーネット型LLZの結晶体として生成する確率が高められることが分かる。 From the above, it can be seen that by using the precursor composition PRE1 and performing the firing process at a firing temperature of 700° C. for 2 hours, a fired composition P14 that partially generates garnet-type LLZ can be obtained. Furthermore, it can be seen that the probability of forming the fired composition P15 as single-phase garnet-type LLZ crystals is increased by performing the firing step with the firing time extended to 12 hours.
(c)図4より、以下のことが分かる
前駆体組成物PRE2のX線回折パターンが、図中に○印を付したパイロクロアの回折ピークを示すことを表す。従って、前駆体組成物PRE2は、主にパイロクロア相の組成物であることが分かる。
また、焼成組成物P21のX線回折パターンは、図中に▲印を付した酸化ランタン[La2O3]の回折ピークと、図中に△印を付したジルコニウム酸リチウム[Li2ZrO3]の回折ピークが表れることを示す。従って、焼成組成物P21は、酸化ランタンを主とし、ジルコニウム酸リチウムを含む複合組成物であることが分かる。
また、焼成組成物P22のX線回折パターンは、焼成組成物P21よりも酸化ランタンの回折ピークが減り、焼成組成物P21同様にジルコニウム酸リチウムの回折ピークが表れることを示す。また、焼成組成物P22では、酸化ランタンとジルコニウム酸リチウムを表す回折ピークに加えて、これら以外の他のピークを生じており、他の回折ピークが、上記●印を付した2θに対応する角度で表れることを示す。
従って、焼成組成物P22は、酸化ランタンを主とし、ジルコニウム酸リチウム及びLLZを生成する複合組成物であることが分かる。
また、焼成組成物P23のX線回折パターンは、ガーネット型LLZの回折ピークが表れることを示す。従って、焼成組成物P23は、単相ガーネット型LLZ組成物であることが分かる。
(c) Fig. 4 reveals the following: The X-ray diffraction pattern of the precursor composition PRE2 shows the diffraction peaks of pyrochlore marked with a circle in the figure. Therefore, it can be seen that the precursor composition PRE2 is mainly a pyrochlore phase composition.
In addition, the X-ray diffraction pattern of the fired composition P21 has a diffraction peak of lanthanum oxide [La 2 O 3 ] marked with a triangle in the figure and a lithium zirconate [Li 2 ZrO 3 ] marked with a triangle in the figure. ] appears. Therefore, it can be seen that the fired composition P21 is a composite composition mainly containing lanthanum oxide and containing lithium zirconate.
In addition, the X-ray diffraction pattern of fired composition P22 shows that the diffraction peak of lanthanum oxide is smaller than that of fired composition P21, and the diffraction peak of lithium zirconate appears as in fired composition P21. In addition, in the fired composition P22, in addition to the diffraction peaks representing lanthanum oxide and lithium zirconate, other peaks other than these are generated, and the other diffraction peaks are the angles corresponding to 2θ marked with the above It shows that it is represented by
Therefore, it can be seen that the fired composition P22 is a composite composition that mainly contains lanthanum oxide and produces lithium zirconate and LLZ.
Moreover, the X-ray diffraction pattern of the fired composition P23 shows that the diffraction peak of garnet-type LLZ appears. Therefore, it can be seen that the fired composition P23 is a single-phase garnet-type LLZ composition.
[4.評価]
上記(c)の図4の結果より、比較例では、原料水溶液S2中にクエン酸を含まない場合、噴霧熱分解工程を行った後に、前駆体組成物PRE2を焼成時間2時間且つ焼成温度800℃で焼成工程を行うことにより、ガーネット型単相LLZが得られることが分かる。
対して、本実施例では、上記(a)の図2の結果より、噴霧熱分解工程を行って得られる前駆体組成物PRE1は(c)の比較例同様にパイロクロアを主成分とするが、前駆体組成物PRE1を焼成時間2時間且つ焼成温度750℃で焼成工程を行うことにより、ガーネット型単相LLZが得られることが分かる。本実施例の製法は、より低温で収率良くガーネット型単相LLZが得られる点で好ましい。
また、上記(b)の図3の結果より、焼成工程の焼成温度が700℃の低温であっても、焼成時間を12時間行えば、前駆体組成物PRE1よりガーネット型単相LLZが得られることが分かる。750℃で2時間焼成を行うよりも、更に低温で収率を損なわずにガーネット型単相LLZが得られる点で好ましい。
[4. evaluation]
From the results of FIG. 4 of the above (c), in the comparative example, when the raw material aqueous solution S2 does not contain citric acid, after performing the spray pyrolysis step, the precursor composition PRE2 is baked for 2 hours at a baking temperature of 800 It can be seen that a garnet-type single-phase LLZ can be obtained by performing the firing process at °C.
On the other hand, in this example, from the results of FIG. 2 of (a) above, the precursor composition PRE1 obtained by performing the spray pyrolysis step contains pyrochlore as a main component as in the comparative example of (c). It can be seen that a garnet-type single-phase LLZ can be obtained by firing the precursor composition PRE1 at a firing time of 2 hours and a firing temperature of 750°C. The production method of the present example is preferable in that garnet-type single-phase LLZ can be obtained at a lower temperature and with a high yield.
Further, from the results of FIG. 3 of (b) above, even if the firing temperature in the firing step is as low as 700° C., if the firing time is 12 hours, a garnet-type single-phase LLZ can be obtained from the precursor composition PRE1. I understand. It is preferable in that garnet-type single-phase LLZ can be obtained at a lower temperature than firing at 750° C. for 2 hours without impairing the yield.
このように、本実施例は、前駆体組成物PRE1を焼成する少ない工数で、収率良くガーネット型単相LLZを生成できるので、生産効率向上の点で好ましい。
また、約700℃~800℃の温度範囲で、2時間から12時間焼成する焼成工程を行うことにより、収率良くガーネット型単相LLZが生成することができ、リチウム原料の蒸散抑制効果が得られる点で好ましい。
更に、約700℃~800℃の温度範囲で焼成工程を行うことにより、ガーネット型単相LLZを生成できるので、固体電解質材料と、正極材料又は負極材料との複合化を図ったリチウムイオン二次電池の製造方法を考慮する際に、有利になる点で好ましい。
As described above, the present example is preferable from the viewpoint of improving production efficiency, because the garnet-type single-phase LLZ can be produced in a high yield with a small number of man-hours for firing the precursor composition PRE1.
In addition, by performing a firing step of firing for 2 to 12 hours at a temperature range of about 700 ° C. to 800 ° C., garnet-type single-phase LLZ can be produced with good yield, and the transpiration suppression effect of the lithium raw material can be obtained. It is preferable in that it is
Furthermore, by performing a firing process in a temperature range of about 700 ° C. to 800 ° C., a garnet-type single-phase LLZ can be generated. This is preferable in that it is advantageous when considering the manufacturing method of the battery.
本発明のリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法は、リチウムイオン二次電池等の電気化学デバイス分野等において好適に利用することができる。 The method for producing a lithium ion conductive oxide of the present invention can be suitably used in the field of electrochemical devices such as lithium ion secondary batteries.
Claims (4)
原料成分として、リチウム塩、ランタン塩及びジルコニウム塩、キレート剤並びに水を含有する原料水溶液を噴霧熱分解する噴霧熱分解工程と、
前記噴霧熱分解工程で得られた前駆体組成物を焼成する焼成工程と、を備え、
前記噴霧熱分解工程は、前記原料水溶液のミストをキャリアガスで流しながら、且つ、前記ミストの初期加熱温度を150℃~300℃とし、最終的な加熱温度を600℃~850℃として、段階的に高温となるように設定された環境下で加熱しながら行い、
前記焼成工程の焼成温度は700℃~800℃であることを特徴とするリチウムイオン伝導性酸化物の製造方法。 In a method for producing a lithium ion conductive oxide that is Li7La3Zr2O12 having a garnet-type (crystalline ) structure ,
A spray pyrolysis step of spray pyrolyzing a raw material aqueous solution containing lithium salt, lanthanum salt and zirconium salt, a chelating agent, and water as raw material components;
A firing step of firing the precursor composition obtained in the spray pyrolysis step,
In the spray pyrolysis step, while flowing the mist of the raw material aqueous solution with a carrier gas, the initial heating temperature of the mist is 150 ° C. to 300 ° C., and the final heating temperature is 600 ° C. to 850 ° C. while heating in an environment set to a high temperature,
The method for producing a lithium ion conductive oxide, wherein the firing temperature in the firing step is 700°C to 800°C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018158771A JP7203536B2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Method for producing lithium ion conductive oxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018158771A JP7203536B2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Method for producing lithium ion conductive oxide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020033203A JP2020033203A (en) | 2020-03-05 |
JP7203536B2 true JP7203536B2 (en) | 2023-01-13 |
Family
ID=69666987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018158771A Active JP7203536B2 (en) | 2018-08-27 | 2018-08-27 | Method for producing lithium ion conductive oxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7203536B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7222145B2 (en) | 2020-02-28 | 2023-02-14 | 旭化成株式会社 | Catalyst for producing carboxylic acid ester, method for producing catalyst for producing carboxylic acid ester, and method for producing carboxylic acid ester |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006188372A (en) | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Japan Fine Ceramics Center | Manufacturing method of ceramic powder |
JP2013075778A (en) | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Fukuoka Prefecture | Method for producing metal oxide fine particle |
JP2014062072A (en) | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Aqueous keto-acid metal complex solution and method for producing the same, as well as method for producing composite oxide particle |
US20160133990A1 (en) | 2014-11-11 | 2016-05-12 | Purdue Research Foundation | Solid-state electrolytes and batteries made therefrom, and methods of making solid-state electrolytes |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0950811A (en) * | 1995-06-02 | 1997-02-18 | Denso Corp | Production of lithium battery active material |
EP2944611A1 (en) * | 2014-05-16 | 2015-11-18 | Evonik Degussa GmbH | Method for producing a mixed oxide having a garnet structure containing cubic crystalline aluminium, lithium, lanthanum and zirconium |
-
2018
- 2018-08-27 JP JP2018158771A patent/JP7203536B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006188372A (en) | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Japan Fine Ceramics Center | Manufacturing method of ceramic powder |
JP2013075778A (en) | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Fukuoka Prefecture | Method for producing metal oxide fine particle |
JP2014062072A (en) | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Aqueous keto-acid metal complex solution and method for producing the same, as well as method for producing composite oxide particle |
US20160133990A1 (en) | 2014-11-11 | 2016-05-12 | Purdue Research Foundation | Solid-state electrolytes and batteries made therefrom, and methods of making solid-state electrolytes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020033203A (en) | 2020-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10193132B2 (en) | Synthesis of submicrometer to micrometer-sized cathode materials | |
JP2009302044A (en) | Method for manufacturing inorganic particles, positive electrode of secondary battery using the same, and secondary battery | |
JP2009062256A (en) | Method for producing inorganic particle | |
JP4972140B2 (en) | Scandia-stabilized zirconia and process for producing the same | |
JP6916398B2 (en) | Ceramic powder material, manufacturing method of ceramic powder material, and battery | |
CN107129304B (en) | -step synthesis method of lanthanum molybdate based electrolyte material by microwave combustion-supporting methods | |
CN111908922A (en) | Low-temperature synthesized rare earth hafnate high-entropy ceramic powder and preparation method thereof | |
JP6161467B2 (en) | Composite oxide powder for solid oxide fuel cell and method for producing the same | |
JP2014172812A (en) | Method of producing lithium ion conductive oxide | |
JPWO2019168160A1 (en) | Li-Ni composite oxide particle powder and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
CN104051727B (en) | A kind of preparation method of anode material for lithium-ion batteries | |
JP7203536B2 (en) | Method for producing lithium ion conductive oxide | |
JP7285013B2 (en) | Composite oxides and electrochemical devices using them as electrolyte materials | |
JP7054658B2 (en) | Method for manufacturing LATP crystal particles for solid electrolyte of secondary battery | |
JP5958229B2 (en) | Keto acid metal complex aqueous solution, method for producing the same, and method for producing composite oxide particles | |
Chang et al. | Syntheses of LiCoO2 for cathode materials of secondary batteries from reflux reactions at 130–200 C | |
Yang et al. | Design and property investigations of manganese-based cathode material LiδNi0. 25-zMn0. 75-zCo2zOy (0≤ δ≤ 1.75) for lithium-ion batteries | |
JP2021018914A (en) | Method for producing positive electrode active material showing layered rock salt structure and containing lithium, nickel, cobalt, tungsten, aluminum and oxygen | |
JP6707401B2 (en) | Method for producing complex oxide precursor | |
JP6903387B2 (en) | Manufacturing method of lithium titanium phosphate | |
CN107104233A (en) | A kind of anode material for lithium-ion batteries and preparation method thereof | |
JP6707399B2 (en) | Method for producing complex oxide precursor | |
Li et al. | Reaction mechanisms for 0.5 Li2MnO3· 0.5 LiMn0. 5Ni0. 5O2 precursor prepared by low-heating solid state reaction | |
JP2007290885A (en) | Method for producing inorganic particle | |
KR100712397B1 (en) | Method for preparing metal oxide-coated composite metal oxide using eutectic self-mixing and self-coating method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210622 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220310 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220426 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221102 |
|
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: 20221206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7203536 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |