JP7279704B2 - リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物の製造方法 - Google Patents
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Description
一般式:Li1+uNixCoyAsBtO2+αで表されるリチウムニッケル複合酸化物であって、
(ただし、式中のu、x、y、s、t、及びαは、0≦u<0.3、0.03≦x≦0.93、0.03≦y≦0.50、0.04≦s≦0.6、0≦t<0.1、0≦α<0.3、x+y+s+t=1を満たし、元素AはMn及びAlから選択される1種以上、元素BはMg、Ca、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Sr、及びWから選択される1種以上である。)
前記リチウムニッケル複合酸化物500gと純水1000mLとを混合してスラリーを調製し、前記スラリー中に1.0Tの磁石を入れて10分間混合し、前記磁石表面への付着物に、硝酸および塩酸を加えて加熱溶解した溶液を、ICP発光分析法により分析した場合に、Feの含有量が10ppb未満、Crの含有量が10ppb未満であるリチウムニッケル複合酸化物を提供する。
[リチウムニッケル複合酸化物]
まず、本実施形態のリチウムニッケル複合酸化物の一構成例について説明する。
[リチウムニッケル複合酸化物の製造方法]
次に、本実施形態のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法の一構成例について以下に説明する。なお、本実施形態のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法により、既述のリチウムニッケル複合酸化物を製造することができる。このため、既に説明した事項の一部は説明を省略する。
(磁洗工程)
図1~図3を用い、磁洗工程について説明する。
(リチウムニッケル複合酸化物調製工程)
例えば磁洗工程に供するリチウムニッケル複合酸化物を調製するリチウムニッケル複合酸化物調製工程を有することができる。
リチウムニッケル複合酸化物前駆体混合物を焼成する焼成ステップ。
(1)混合ステップ
混合ステップでは、リチウム化合物と、ニッケル複合酸化物とを混合して、混合物(混合粉)であるリチウムニッケル複合酸化物前駆体混合物を得ることができる。
(2)焼成ステップ
焼成ステップでは、上記混合ステップで得られたリチウムニッケル複合酸化物前駆体混合物を焼成して、リチウムニッケル複合酸化物とすることができる。焼成ステップにおいて混合物を焼成すると、ニッケル複合酸化物に、リチウム化合物中のリチウムが拡散しリチウムニッケル複合酸化物が形成される。
(スラリー化工程)
また、本実施形態のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法は、焼成ステップで得られたリチウムニッケル複合酸化物に水を加えスラリー化するスラリー化工程を有することもできる。
[非水系電解質二次電池]
次に、本実施形態の非水系電解質二次電池の一構成例について説明する。
(正極)
まず正極について説明する。
(負極)
負極はシート状の部材であり、例えば銅などの金属箔集電体の表面に、負極合材ペーストを塗布、乾燥して形成することができる。
(セパレータ)
セパレータは、正極と負極との間に挟み込んで配置されるものであり、正極と負極とを分離し、電解液を保持する機能を有している。
(電解液)
電解液は、支持塩としてのリチウム塩を有機溶媒に溶解したものである。
[実施例1]
以下の手順により、磁着金属、すなわち金属状態のFeおよびCrの含有量を抑制したリチウムニッケル複合酸化物を製造した。
(リチウムニッケル複合酸化物調製工程)
各金属成分のモル比が、Li:Ni:Co:Al=1.01:0.90:0.10:0.04となるようにして、以下の手順によりリチウムニッケル複合酸化物各原料を調製した。
(1)混合ステップ
まず、以下の手順に従って、混合ステップに供するニッケル複合酸化物を調製した。
(2)焼成ステップ
得られたリチウムニッケル複合酸化物前駆体混合物を、電気炉を用いて酸素濃度80vol%以上の酸素含有気体雰囲気中で750℃で8時間焼成した。なお、用いた酸素含有気体雰囲気中の、酸素以外の残部は不活性ガス、具体的には窒素とした。
(スラリー化工程)
得られたリチウムニッケル複合酸化物に、電気伝導度が2μS/cmの純水を加えて、リチウムニッケル複合酸化物の濃度が1250g/L、30℃のスラリーを調製した。
(磁洗工程)
次いで、図1~図3に示した構造の磁洗設備に、上記リチウムニッケル複合酸化物スラリーを、流速3m/minで通し、磁洗を行った。
1つの磁石ユニット12が有する複数の棒状の磁石121A、121Bは、リチウムニッケル複合酸化物スラリーと接触する部分について、単位体積当たりの表面積を0.1cm-1とした。また、リチウムニッケル複合酸化物スラリーの流れ方向の上流側から、該流れ方向に沿って配管11内における複数の棒状の磁石121A、121Bを見た場合に、すなわち図1のa-a´線での断面で見た場合に、配管11内における複数の棒状の磁石の占める面積の割合が50%となるように棒状の磁石を配置した。
(磁着金属の採取)
得られたリチウムニッケル複合酸化物500gと純水1000mLとを混合してスラリーを調製した。そして、該スラリー中に1.0Tの磁石を入れて10分間混合した。混合後、磁石表面に付着したものを採取し、分析試料とした。
(磁着金属の分析)
磁着金属の採取により採取した分析試料に、硝酸および塩酸を加えて加熱溶解した溶液を、ICP発光分析法により分析した。
[実施例2]
1つの磁石ユニット12が有する複数の棒状の磁石121A、121Bの、リチウムニッケル複合酸化物スラリーと接触する部分について、単位体積当たりの表面積を0.12cm-1とした点以外は実施例1と同様にしてリチウムニッケル複合酸化物を得るとともに評価した。結果を表1に示す。
[実施例3]
リチウムニッケル複合酸化物スラリーの流れ方向の上流側から、該流れ方向に沿って配管11内における複数の棒状の磁石121A、121Bを見た場合の、該配管内における複数の棒状の磁石の占める面積の割合が80%である構造とした点以外は実施例1と同様にしてリチウムニッケル複合酸化物を得るとともに評価した。結果を表1に示す。
[実施例4]
スラリー化工程において、リチウムニッケル複合酸化物スラリーのリチウムニッケル複合酸化物の濃度を、750g/Lとした点以外は実施例1と同様にしてリチウムニッケル複合酸化物を得るとともに評価した。結果を表1に示す。
[比較例1]
磁洗設備のリチウムニッケル複合酸化物スラリーが通過する部分について、単位体積当たりの棒磁石の表面積を0.05cm-1とした点以外は実施例1と同様にしてリチウムニッケル複合酸化物を得るとともに評価した。結果を表1に示す。
[比較例2]
リチウムニッケル複合酸化物を磁洗する工程において、リチウムニッケル複合酸化物を粉の状態で鉛直に設置した磁洗設備に速度87kg/minで通過させた以外は実施例1と同様にしてリチウムニッケル複合酸化物を得ると共に評価した。結果を表1に示す。
表1に示した結果から、リチウムニッケル複合酸化物をスラリー化して、所定の配置となるように磁石を配置した磁洗処理を行うことで磁着金属としてのFe、及びCrの含有量を抑制したリチウムニッケル複合酸化物を得られることを確認できた。
12 磁石ユニット
121A、121B 磁石
Claims (5)
- 一般式:Li1+uNixCoyAsBtO2+αで表されるリチウムニッケル複合酸化物であって、
(ただし、式中のu、x、y、s、t、及びαは、0≦u<0.3、0.03≦x≦0.93、0.03≦y≦0.50、0.04≦s≦0.6、0≦t<0.1、0≦α<0.3、x+y+s+t=1を満たし、元素AはMn及びAlから選択される1種以上、元素BはMg、Ca、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Sr、及びWから選択される1種以上である。)
前記リチウムニッケル複合酸化物500gと純水1000mLとを混合してスラリーを調製し、前記スラリー中に1.0Tの磁石を入れて10分間混合し、前記磁石表面への付着物に、硝酸および塩酸を加えて加熱溶解した溶液を、ICP発光分析法により分析した場合に、Feの含有量が10ppb未満、Crの含有量が10ppb未満であるリチウムニッケル複合酸化物。 - 一般式:Li1+uNixCoyAsBtO2+αで表されるリチウムニッケル複合酸化物を含むスラリーを、複数の棒状の磁石を有する磁石ユニットが配置された配管内を通し、Fe、及びCrを前記複数の棒状の磁石に吸着させる磁洗工程を有しており、
(ただし、式中のu、x、y、s、t、及びαは、0≦u<0.3、0.03≦x≦0.93、0.03≦y≦0.50、0.04≦s≦0.6、0≦t<0.1、0≦α<0.3、x+y+s+t=1を満たし、元素AはMn、及びAlから選択される1種以上、元素BはMg、Ca、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Sr及びWから選択される1種以上である。)
前記複数の棒状の磁石は、その長手方向が、前記リチウムニッケル複合酸化物を含むスラリーの流れ方向と垂直に、かつ互いに平行になるように配置されており、
前記複数の棒状の磁石は、前記リチウムニッケル複合酸化物を含むスラリーと接触する部分について、単位体積当たりの表面積が0.1cm-1以上0.3cm-1以下であるリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。 - 前記配管の側壁と、前記複数の棒状の磁石の長手方向の一方の端部との間には隙間が設けられている請求項2に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
- 前記配管には、前記リチウムニッケル複合酸化物を含むスラリーの流れ方向に沿って、複数の前記磁石ユニットが配置されている請求項2または3に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
- 前記リチウムニッケル複合酸化物を含むスラリーの流れ方向の上流側から、前記配管内における前記複数の棒状の磁石を見た場合に、前記配管内における前記複数の棒状の磁石が占める面積の割合が50%以上80%以下である請求項2~4のいずれか一項に記載のリチウムニッケル複合酸化物の製造方法。
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