JPS63151614A - リチウムアルミネ−ト繊維の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶融塩燃料電池の電解質保持材として最適なリ
チウムアルミネート繊維の製造方法に関するものである
。

〔従来の技術とその問題点〕

炭酸塩の溶融物を電解質として用いる燃料電池の電解質
保持材として電解質に対する安定性の高いリチウムアル
ミネートが注目されている。

このリチウムアルミネートは通常多孔質の焼結体として
使用されるが、電解質の充填量、イオン透過性、電子伝
導性および強度を十分に満足させる多孔体を得るには、
従来の粒状のリチウムアルミネートを焼結させたもので
は不十分である。

リチウムアルミネートにはα、β、γ型の３種の結晶形
態が知られているが、このうちα型とγ型は粒状であり
、β型に繊維状のものが知られていた。最近γ型の繊維
状のものの合成が発表されている。この繊維状のリチウ
ムアルミネートを用いれば、繊維の絡み合いにより多孔
質であっても焼結体の強度は飛躍的に増大するはずであ
る。

特開昭６０−６５７１９号公報で開示されている製造方
法によれば、酸化アルミニウムあるいはその水和物と水
酸化リチウムから塩化リチウム−塩化カリウム系の融剤
を使用してリチウムアルミネートの繊維状のものを得て
いる。

特開昭５３−１３６６３８号公報の製造方法によれば、
アルミナ、水酸化リチウムおよび水酸化アルカリのスラ
リーを蒸発乾固したものを炭酸ガス中で焼成することに
よりリチウムアルミネートの繊維状のものが得られてい
る。

これらのリチウムアルミネートは繊維状であっても繊維
長は４μｍ程度であり、またアスペクト比は４〜６程度
であり、多孔体の強度の向上には十分には寄与しないも
のであった。

〔問題を解決するための手段〕

本発明のリチウムアルミネート繊維の製造方法では、特
別の融剤を使用したり、焼成中に炭酸ガスを流したりす
ることもなく、γ−アルミナ１モルに対し水酸化リチウ
ム１．５〜１０モル、水酸化ナトリウム１〜１０モルの
割合で混合した原料を５００〜７００℃の温度で１５分
〜５０時間加熱するだけで、繊維長が１５〜２０μｍと
従来知られているよりはかなり長いリチウムアルミネー
ト繊維が得られるものである。

〔発明の構成および作用〕

本発明に用いられるアルミナはγ型であり、例えば水酸
化アルミニウムの沈澱を１０００℃以下の温度で仮焼し
たものが用いられる。

水酸化リチウムは無水物（Ｌ　ｉ　ＯＨ）でも水和物（
ＬｉＯＨ−Ｈ２Ｏ）でもよいが、特に水和物を用いると
好結果が得られる。その使用量はアルミニウム原子１モ
ルに対し水酸化リチウムを１．５〜１０モル、好ましく
は３〜６モルとする。本発明ではこの水酸化リチウムを
多量に使用する点に特徴があり、これによってリチウム
アルミネートの長い繊維が得られるのである。この水酸
化リチウムの割合が１．５モル未満ではリチウムアルミ
ネート繊維とならず、また１０モル以上では長さは変ね
・らず、繊維が太くなり、アスペクト比が低下して電解
質保持材として使用した際に十分な補強効果が得られな
くなる。

さらに、本発明では、アルミニウム原子１モルに対し水
酸化ナトリウムを１〜１０モル、好ましくは２〜６モル
加える。この水酸化ナトリウムの作用効果は不明である
が、水酸化カリウムやその他の水酸化アルカリの添加で
はリチウムアルミネートの長繊維は生成しないことから
、アルカリ金属元素のイオン半径が関与しているものと
想像される。この水酸化ナトリウムの割合が１モル未満
あるいは１０モル以上ではアスペクト比の大きいリチウ
ムアルミネート長繊維とならない。

秤量したアルミニウム源と水酸化リチウムおよび水酸化
ナトリウムを十分混合、混練後加圧成形する。なお、混
練したま−でも、あるいは原料混合物に水を加えてペー
スト状としたものを用いてもよい。これを電気炉などの
適当な加熱装置中に保持して５００〜７００℃、好まし
くは５５０〜６５０℃の温度で１５分〜５０時間、好ま
しくは１〜２０時間加熱して繊維を発達させる。加熱の
際に特にガスを流したり、特別の雰囲気にする必要はな
い。この加熱温度が５００℃未満では繊維の発達が不十
分であり、７００℃以上ではリチウムアルミネートが塊
状となり、いずれも好ましくない。また、加熱時間が１
５分未満では時間が短かすぎて繊維が発達せず、逆に５
０時間以上となると次第に生成した繊維が融着して太く
なってしまう。

こうしてリチウムアルミネートとリチウム化合物の混合
物が得られるが、冷却後水で洗浄することにより長さ１
５〜２０μｍ１直径「、７〜１μｍのリチウムアルミネ
ート繊維を得ることができる。

〔実施例〕

第１表に示す配合を十分混合、混練機圧縮成形し、表に
示した温度、時間で電気炉中で焼成しリチウムアルミネ
ート繊維を得た。得られた繊維はすべてβ型であり、そ
の繊維長、繊維径およびアスペクト比の測定値を第１表
に示す。

〔発明の効果〕 本発明のγ−アルミナと水酸化リチウムおよび水酸化ナ
トリウムを用いたリチウムアルミネート繊維の製造方法
によれば、第１表にみられるように、従来の製造方法の
ように特別の融剤を使用することもなく、また反応中に
特別のガスを流すこともな（、繊維長の大きい、しかも
アスペクト比の太きいリチウムアルミネート繊維を得る
ことができた。

この繊維は溶融塩燃料電池の電解質保持材として使用し
た場合に、従来知られているリチウムアルミネート繊維
より繊維が長く、しかもアスペクト比も大であるので、
繊維の絡み合いが大きく、従って、多孔質の焼結体とし
ても強度の大きい電解質保持材を得ることができるもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. γ−アルミナ１モルに対し水酸化リチウム１．５〜１０
   モル、水酸化ナトリウム１〜１０モルの割合で混合した
   原料を５００〜７００℃の温度で１５分〜５０時間加熱
   することを特徴とするリチウムアルミネート繊維の製造
   方法。