JPS60165329A - リチウムの精製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の対象） 本発明はリチウムの精製方法、とくに多量の窒化リチウ
ムを含有するリチウムから窒素含有量の少ないリチウム
・インゴットを得る精製方法に関するものである。

（従来技術） 金属リチウムの精製方法には従来、主として次の３方法
が知られている。

すなわちコールドトララフ０法、ホットトラップ法およ
び真空蒸留法がそれである。

コールドドラッグ法はリチウム中に溶存する不純物を、
高温から下降させて温度差による溶解度差を利用し、析
出した化合物を除去する方法であるが、この方法におい
ては窒素のリチウム中における飽和溶解度は２００Ｃに
おいてなお約１５００ｐｐｍあり、このだめリチウム電
池に適するリチウムを得ることができない欠点がある。

また、ホットトラップ法は、約６００ｔｌ；’付近にお
いて高純度のジルコニウム、イツトリウム等をゲッター
として溶融リチウム中の不純物を除去する方法であるが
、この方法においてはゲッターとして使用するジルコニ
ウム、イツトリウム等の一部が逆にリチウム中に混入す
るおそれがあり、リチウムの精製目的上好ましくないの
みならず比較的高温における処理のため容器からの不純
物混入のおそれも大でありリチウム純度向上の点から万
全とは云い難い。

さらに、真空蒸留法は低沸点金属不純物を除去する手段
として有効な方法であるが窒素成分の除去効果はあまり
期待することができない。

これを要するに従来公知の各法はいづれも窒化リチウム
高含有リチウムからの脱窒精製には何等かの不備を有す
ることはまぬがれないものがあった。

（発明の目的） 本発明の目的は上記従来各法の不備を改善し、窒化リチ
ウム含有量の多いリチウム箔打抜きスクラップ等から窒
素含有量の低い再生インゴットを得る精製方法を提供す
ることにある。

（発明の構成） 本発明は第一工程において窒化リチウム含有リチウムス
クラップを減圧下において圧縮成型し、第二工程におい
て上記圧縮成型体を希ガス雰囲気において静置して粗大
な窒化リチウム塊を析出させ、第三工程において上記析
出窒化リチウム塊をリチウムより除去することから成る
リチウムの精製方法にある。

一般にリチウム電池用リチウムには高純度が要求され、
とくに窒素含有量は５００　ｐｐｍ以下であることが要
請される。

リチウム電池に用いるリチウム箔に含有される窒素の大
部分はリチウム箔表面に安定な皮膜として存在している
と考えられ全体としての窒素含有量は箔の厚さによって
異るがはは２００〜５００ｐｐｍ程度である。リチウム
電池製造の際には上記の箔を適当な直径の円板に打ち抜
いて使用するため、非常に多量のスクラップを生ずるの
でその再利用が必要であるが、該スクラップ中にほぼは
４００〜１０００　ｐｐｍと窒素が増加しており、）の
ままでは電池用のリチウム箔として使用することはでき
ない。

上記のようなリチウム電池業界の現状にかんがみ低窒化
リチウムの再生リチウムインゴットを有利に精製する方
法を見出して本発明に到達した。

本発明の第一工程は減圧下においてリチウムスクラップ
を圧縮成型することにある。

電池用リチウムのスクラップは箔状物であるがこの状態
では箔表面の窒化リチウムは箔の厚さがうすいためか窒
化リチウム粒子の成長が生起しにくい０ したがって斯様なリチウムスクラップを減圧下において
塊状に加圧圧縮することによって窒化リチウム皮膜が破
壊され、窒化リチウム粒子の集中成長は急速に進行し数
日を経過すればスクラップ圧縮成形体表面において窒化
リチウム粒子はその直径が数咽に及ぶブリスター状に成
長する。

ここに減圧とは常圧以下を指し通常１〜１Ｏ−４Ｔｏｒ
ｒの範囲が好ましく使用される。常圧におけるスクラッ
プの圧縮のみでは及ばない窒化リチウム粒子成長が減圧
下において実現される。また、減圧は、圧縮加工の雰囲
気から窒素を除外して窒化リチウムの増大を防ぐ効果を
もたらす。

また圧縮成形における圧縮圧はスクラップリチウムが十
分に圧縮されて窒化リチウム層が破壊し且つブロック状
、または厚板状、塊状体を形成するに足る圧力が用いら
れ通常５　Ｑ　Ｋ１７ｃｍ　ないし２ｔ／ｃｒｎ程度で
十分である。

本発明では次に第二工程として第一工程において生じた
圧縮成型体を希ガス雰囲気中において静置して粗大な窒
化リチウム塊を成形体表面に析出させる。

ここに希ガス雰囲気とはＡｒ　＋　Ｈｅのごときものが
もっとも一般的に用いられる。

実験によればリチウム中への窒化リチウムの溶解度は室
温において数ｐｐｍまたはそれ以下であり、室温におい
て充分な時間保持すれば窒化リチウムが表面に集中し、
粒子に成長し、圧縮成形前のスクラップ表層中の窒素リ
チウムおよび金属リチウム中に固溶する窒素量は減少す
る。

視察によって認知しうる程度の粗大な窒化リチウム塊は
上記希ガス雰囲気においておよそ４８時間静置後から確
認されるようになる。これは窒化リチウムの析出速度に
一定の上限があるためと見られるが、現在では窒化リチ
ウム析出を促進する手段は見出されていない。

窒化リチウム塊の生成は希ガス雰囲気中に静置１０時間
あたりから認められるが、成長速度がおそ＜、シかも生
成物を除去する程度に粗大化しない。少く七も４８時間
保持後には生成窒化リチウムの除去に十分な程度の粗粒
が形成される。

次に本発明においては第三工程として、上記第二工程に
おいて析出した窒化リチウムをリチウムよシ除去してリ
チウムスクラップを精製する。

除去とは機械的方法および溶解ｐ別方法がある。

機械的除去方法は鋭利なナイフ等刃物あるいは機械的ス
クレーノ９等によって表面に生成した窒化リチウムを切
削する方法である。

また溶解戸別方法とは第二工程終了後の、窒化リチウム
塊を表面に付着したリチウムを溶解し１８０〜２５０Ｃ
の温度においてこの溶解物を多孔性あるいは網状ステン
レス等金属もしくはセラミックス製フィルターに注ぎ窒
化リチウム分を戸別する方法である。この場合、溶解温
度に昇温することによる窒化リチウムの金属リチウムへ
の再溶解が起きるが、その速度はおそい。従って十分に
成長した窒化リチウムの粒子は容易に、かつ高い効率で
炉別することができる。

かくして析出窒化リチウムは機械的切削または溶解戸別
によって金属リチウムと分離され、リチウムスクラップ
の精製が達成される。

以下実施例により本発明を説明する。

（実施例１） 窒素含有量５００　ｐｐｍのリチウム箔スクラップを１
０　Ｔｏｒｒの真空中において加圧力１ｏｏＫ２／ｃｍ
２にて圧縮し寸法１５０ｗｎφＸ１０Ｑｍｍの円柱状圧
縮成型体とした。

上記成型体をステンレス容器に収納しＡｒ雰囲気として
密封し室温にて３０日間保持したのち取出し観察したと
ころ、直径２肩の窒化リチウムが成型体表面に２個認め
られた。この析出物を鋭利なナイフで切削除去したのち
、残部をＡｒ雰囲気中において２００Ｃに昇温して全量
を溶解し６０メツ７ユの焼結ステンレス製フィルターに
より濾過した。

濾過された金属リチウム中の窒素含有量は２００ｐｐｍ
に低下し電池用にリサイクル可能な再生リチウムを得た
。リチウムの回収率は７０％の高率が得られた。

（実施例２） 窒素含有量０．５　ｗｔ％のリチウム箔スクラップ１０
００５’を１０　Ｔｏｒｒの減圧下にて加圧力１００　
Ｋｐ　／ａｎにて実施例１と同様の加圧圧縮成型した。

この成型物を実施例１と同様の条件にて処理し、生成し
た表面窒化リチウムを切削除去し秤量し２．２　ｆＦを
得た。上記窒化リチウム除去後の残部を２５０Ｃに昇温
して溶解後６０μ多孔質アルミナ・フィルターにて濾過
し、窒素含有量４００ｐｐｍの精製金属リチウムをＦ別
採取した。リチウム収率は６→チであった。

特許出願人　昭和ケー・ビー・アイ株式会社代　理　人
　菊　地　精　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 窒化リチウム含有リチウムスクラップを減圧下において
   塊状に圧縮成型する第一工程、第一工程において得た圧
   縮成型体を希ガス雰囲気において静置して粗大な窒化リ
   チウム塊を析出させる第二工程、および第二工程におい
   て析出した窒化リチウムをリチウムより除去する第三工
   程より成ることを特徴とするリチウムの精製方法。