KR20070067731A - 수산화니켈 분말 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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세이지 쯔지
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 수산화니켈 분말 및 그의 제조 방법을 제공한다. 수산화니켈 분말은, 평균 입경이 0.1 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이하이고, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 전체 입자의 80 중량％ 이상인 구상의 입자를 포함한다. 수산화니켈 분말의 제조 방법은 다음의 공정 (1) 내지 (4)를 포함한다. (1) 니켈염을 포함하는 용액을 세공을 통해 용액과 상용성이 없는 액체에 주입하여, 용액을 분산상, 액체를 연속상으로 하는 에멀션을 얻고, (2) 에멀션을 겔화하고, (3) 얻어진 겔로부터 분산상을 분리하여 케이크를 얻고, (4) 케이크를 건조한다.
수산화니켈 분말, 니켈염, 에멀션, 정극 활성 물질

Description

수산화니켈 분말 및 그의 제조 방법 {NICKEL HYDROXIDE POWDER AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 수산화니켈 분말 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
수산화니켈 분말은, 니켈(Ni) 카드뮴(Cd) 전지, 니켈(Ni) 수소 전지의 정극 활성 물질로서 사용되고 있다. 또한, 수산화니켈 분말은 리튬 이온 이차 전지의 정극 활성 물질인 니켈산리튬의 제조 원료로서 사용되고 있다.
이들 이차 전지는 전지의 소형화 및 고용량화가 요구되고 있다. 정극 활성 물질(수산화니켈, 니켈산리튬)은 전지의 소형화 및 고용량화의 관점에서 고밀도로 충전할 수 있는 것이 바람직하고, 탭 밀도가 높은 수산화니켈 분말이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 탭 밀도가 높은 수산화니켈 분말 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 평균 입경이 동일한 수산화니켈 분말에 비해, 탭 밀도가 높은 수산화니켈 분말 및 그의 제조 방법에 대하여 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 평균 입경이 0.1 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이하이고, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 전체 입자의 80 중량％ 이상인 구상의 입자를 포함하는 수산화니켈 분말을 제공한다.
또한, 본 발명은,
(1) 니켈염을 포함하는 용액을 세공(細孔)을 통해 용액과 상용성이 없는 액체에 주입하여, 용액을 분산상, 액체를 연속상으로 하는 에멀션을 얻는 공정,
(2) 에멀션을 겔화하여 겔을 얻는 공정,
(3) 얻어진 겔로부터 분산상을 분리하여 케이크를 얻는 공정, 및
(4) 케이크를 건조하는 공정
을 포함하는 수산화니켈의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기한 수산화니켈 분말로부터 선택되는, 평균 입경이 상이한 둘 이상을 혼합하는, 수산화니켈 분말 혼합물의 제조 방법을 제공하며, 여기서, 혼합 전의 수산화니켈 분말을 평균 입경이 큰 것부터 순서대로 배열하여 n번째로 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말을 An, 그 다음으로 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말을 An +1로 했을 때, An의 평균 입경 DAn과 An +1의 평균 입경 DAn +1의 비(DAn+1/DAn)가 0.1 내지 0.3이고, An의 중량 WAn과 An+1의 중량 WAn +1의 비(WAn+1/WAn)가 0.1 내지 1.0이다.
도 1은 실시예 1에 의해 얻어진 수산화니켈 분말을 나타낸다.
도 2는 실시예 1 내지 3, 비교예 1에서 얻어진 수산화니켈 분말에 대하여, 평균 입경과 탭 밀도의 관계를 나타낸다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
수산화니켈 분말
본 발명의 수산화니켈 분말은 구상의 입자를 포함한다. 입자의 형상은, 수산화니켈 분말을 주사형 전자 현미경(이하, SEM이라고 함) 또는 투과형 전자 현미경(이하, TEM이라고 함)을 사용하여 촬영하고, 얻어진 사진의 입자에 대하여, 최대 입경 및 최소 입경을 측정하는 방법에 의해 구할 수 있다. 예를 들면, 입자의 최대 입경과 최소 입경의 비가 1.0 이상, 1.1 이하인 입자의 형상을 구상이라 표현한다.
수산화니켈 분말은 평균 입경이 0.1 ㎛ 이상, 바람직하게는 0.3 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이하, 바람직하게는 15 ㎛ 이하이다.
또한, 수산화니켈 분말은 특정한 입도 분포를 갖는 것이며, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 80 중량％ 이상, 바람직하게는 90 중량％ 이상이다. 평균 입경 및 입도 분포는 수산화니켈 분말을 SEM 또는 TEM으로 촬영하고, 얻어진 사진에 대하여 임의의 입자(예를 들면 100 내지 1000개)를 선택하여, 화상화 해석에 의해 평가할 수 있다.
수산화니켈 분말의 제조 방법
본 발명의 수산화니켈 분말의 제조 방법은, 니켈염을 포함하는 용액을 세공을 통해 용액과 상용성이 없는 액체에 주입하여, 용액을 분산상, 액체를 연속상으 로 하는 에멀션을 얻는 공정 (1)을 포함한다.
니켈염을 포함하는 용액은 분산상을 형성하는 것이며, 용매에 니켈염이 용해된 용액이다. 용매의 예로서는, 유기 용매, 수계 용매, 바람직하게는 수계 용매를 들 수 있다. 니켈염의 예로서는, 옥살산니켈, 아세트산니켈, 포름산니켈, 염화니켈, 질산니켈을 들 수 있다. 니켈염을 포함하는 용액은 계면활성제를 포함할 수도 있다. 니켈염을 포함하는 용액이 수계인 경우, 분산제의 예로서 폴리카르복실산 또는 그의 암모늄염, 폴리아크릴산 또는 그의 암모늄염을 들 수 있다.
액체는 니켈염을 포함하는 용액과 상용성이 없는 것이다. 니켈염을 포함하는 용액의 용매가 수계 용매인 경우, 액체의 예로서 톨루엔, 시클로헥산, 케로신, 헥산, 벤젠과 같은 비수용성의 유기 용매를 들 수 있다. 액체는 계면활성제를 포함할 수도 있다. 계면활성제의 예로서, 소르비탄모노라우레이트와 같은 소르비탄에스테르; 글리세린에스테르를 들 수 있다.
공정 (1)에서는, 니켈염을 포함하는 용액을 세공을 통해 액체에 주입함으로써 에멀션을 얻는다. 니켈염을 포함하는 용액을 통과시키는 세공의 평균 세공 직경을 변경하면, 얻어지는 수산화니켈 분말의 평균 입경이 변화된다. 니켈염을 포함하는 용액을 통과시키는 세공은 목적으로 하는 평균 입경의 수산화니켈이 얻어지는 공극 직경을 갖는 것일 수 있고, 예를 들면 평균 입경 0.1 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이하의 수산화니켈 분말을 얻는 경우, 세공의 평균 세공 직경은 0.1 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이하가 바람직하다.
또한, 세공 직경 분포는 평균 세공 직경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 세공 직경을 갖는 세공이 80 ％ 이상인 것이 바람직하다.
세공으로서는, 예를 들면 노즐, 다공막, 연속된 공간을 갖는 다공체를 사용할 수 있다. 이들 중 효율과 강도의 면에서, 다공체가 바람직하다. 다공체를 사용하는 경우, 다공체는 상대적으로 균일한 세공 직경을 갖는 것이 바람직하며, 예를 들면 시라스 포러스 유리(Shirasu Porous Glass; 이하, "SPG"라고 함), 유리 다공체, 세라믹 다공체이다. 세공 직경을 정밀하게 조절하는 관점에서, SPG가 바람직하다.
에멀션으로서, W/O 에멀션(물이 분산상, 유기 용매가 연속상)을 제조하는 경우, 다공체는 액체(유기 용매)에 접촉하는 표면이 친유화되어 있는 것이 바람직하며, 다공체 중의 공극 표면 전체가 친유화되어 있는 것이 보다 바람직하다. 친수성의 다공체(예를 들면, SPG)를 사용하는 경우, 친유화를 위한 처리를 행할 수도 있다. 처리는, 예를 들면 다공체를 실리콘 수지 용액에 침지한 후 건조하는 방법, 다공체에 실란 커플링제를 도포하는 방법, 다공체에 실란(예를 들면, 트리메틸클로로실란)을 접촉시키는 방법에 의해 행할 수 있다.
세공을 통과시킨 니켈염을 포함하는 용액을 액체에 주입하는 공정에서는, 니켈염을 포함하는 용액을 세공으로부터 빠르게 이탈시키기 위한 조작을 행하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 다공체를 진동시키는 것, 액체를 유동시키는 것이 바람직하다. 액체의 유동은 교반 또는 외부 순환에 의해 행할 수 있다.
공정 (1)에 의해 분산상이 니켈염을 포함하는 용액, 연속상이 액체인 에멀션이 얻어진다. 예를 들면, 분산상이 수계 용매, 연속상이 유기 용매일 때, 물/오일 (W/0) 에멀션이 얻어진다.
수산화니켈 분말의 제조 방법은, 공정 (1)에서 얻어지는 에멀션을 겔화하는 공정 (2)를 포함한다.
겔화는, 예를 들면 겔화제를 첨가하는 방법으로 행할 수 있다. 겔화제의 예로서, 염화암모늄, 탄산수소암모늄, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 바람직하게는 염화암모늄, 탄산수소암모늄을 들 수 있다. 겔화제의 양은, 에멀션 중의 니켈 이온에 대하여 통상적으로 0.1배 몰당량 이상, 바람직하게는 1배 몰당량 이상, 10배 몰당량 이하, 바람직하게는 7배 몰당량 이하이다.
겔화제의 첨가는, 에멀션에 겔화제의 수용액을 혼합하는 방법, 에멀션으로 하기 전의 액체(연속상 중)에 겔화제를 용해하고, 이것에 니켈염을 포함하는 용액을 주입하는 방법, 에멀션에 겔화제를 분산시키는 방법 등에 의해 행할 수 있다. 에멀션에 겔화제를 분산시키는 방법에서는, 겔화제를 균일하게 분산시키는 관점에서 겔화제를 에멀션화한 후, 분산시키는 것이 바람직하다. 겔화제의 에멀션화는, 예를 들면 막 유화 또는 초음파 균질화기, 교반형 균질화기에 의해 행할 수 있다.
수산화니켈 분말의 제조 방법은, 공정 (2)에서 얻어지는 겔로부터 분산상을 분리하여 케이크를 얻는 공정 (3)을 포함한다.
분리는, 여과, 경사 분리(decantation), 원심 분리, 바람직하게는 여과, 경사 분리에 의해 행할 수 있다. 여과, 경사 분리에서는, 분산상의 입자가 서로 결합하거나 변형되는 것이 억제된다.
수산화니켈 분말의 제조 방법에서는, 분리 후 케이크를 세정할 수도 있다. 세정은, 예를 들면 물을 사용하여 행할 수 있다. 겔화제가 알칼리를 포함하는 경우, 세정에 의해 알칼리를 포함하는 겔화제로부터 반입된 케이크(수산화니켈)의 알칼리 금속(예를 들면, Na)이 제거된다. 케이크(수산화니켈)는 겔화제의 작용에 의해 형상이 유지된다.
수산화니켈 분말의 제조 방법은, 공정 (3)에서 얻어지는 케이크를 건조하는 공정 (4)를 포함한다.
건조는, 예를 들면 열풍 건조, 유동층 건조에 의해 행할 수 있다. 유동층 건조에서는, 수산화니켈 입자가 붕괴되지 않을 정도의 조건으로 행하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에서 수산화니켈 분말은, 그에 포함되는 입자의 입경이 세공을 통해 형성되는 에멀션의 분산상의 입경에 반영되어 제어되기 때문에, 조대 입자가 줄어든다. 또한, 상기 제조 방법에서 세공의 세공 직경 분포를 좁게 하면, 보다 좁은 입도 분포의 수산화니켈 분말이 얻어진다.
또한, 수산화니켈 분말은 건조 공정에서 발생하는 응집 입자를 포함하는 경우가 있다. 그러나, 응집 입자의 입자간의 결합은 약하기 때문에, 제트밀, 볼밀(매체: 플라스틱과 같은 경량 볼)에 의해 해쇄된다.
수산화니켈 분말의 정극 활성 재료로서의 사용
상기한 수산화니켈은 NiCd 전지, Ni 수소 전지의 정극 활성 재료로서 사용된다. 또한, 수산화니켈은 리튬 이온 이차 전지용의 정극 활성 재료(니켈산리튬; 니켈망간코발트산리튬과 같은 니켈산리튬의 니켈을 다른 전이 금속 또는 알루미늄, 아연, 주석, 갈륨, 마그네슘, 칼슘으로 치환한 재료)로서 사용된다.
니켈산니튬은, 예를 들면 수산화니켈 분말과 리튬염의 혼합물을 소성하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 수산화니켈 분말과 리튬염의 혼합물은, 상술한 케이크(수산화니켈)에 리튬염 용액을 첨가하는 방법, 니켈염을 포함하는 용액에 리튬염을 첨가한 후, 이것을 세공을 통해 용매에 주입하는 방법, 니켈염을 포함하는 용액을 세공을 통해, 리튬염을 첨가한 용매에 주입하는 방법에 의해 행할 수 있다. 리튬염의 예로서는, 질산염, 염화물, 황산염, 탄산수소염, 옥살산염을 들 수 있다.
소성은, 통상적으로 600 내지 800 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 유지하여 행할 수 있다. 소성은 산소, 산소 함유 질소(예를 들면, 공기), 산소 함유 아르곤하에 행할 수 있다. 리튬 이온 전지용 이차 전지의 정극 활성 재료를 제조하는 경우, 소성은 산소 존재하에 행하는 것이 바람직하다.
니켈산리튬의 니켈을 다른 전이 금속 또는 알루미늄, 아연, 주석, 갈륨, 마그네슘, 칼슘으로 치환한 재료는, 예를 들면 수산화니켈 분말과, 전이 금속 또는 알루미늄, 아연, 주석, 갈륨, 마그네슘, 칼슘의 염의 혼합물을 소성하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 전이 금속염의 예로서는, 질산염, 염화물, 황산염, 탄산수소염, 옥살산염 등을 들 수 있다. 이때의 소성은 통상적으로 700 내지 1100 ℃에서 2 내지 10 시간 동안 유지하여 행할 수 있고, 소성은 산소 함유 질소(예를 들면, 공기)하에 행하는 것이 바람직하다.
상기 제조 방법에 의해 얻어지는 니켈산리튬이나 그 니켈을 다른 전이 금속 또는 알루미늄, 아연, 주석, 갈륨, 마그네슘, 칼슘으로 치환한 재료는 통상적으로 수산화니켈과 마찬가지로 입자 형상이 구상이며, 입도 분포가 좁고, 예를 들면 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 90 중량％ 이상이다. 이들은 소성 공정에서 발생하는 응집 입자를 포함하는 경우가 있다. 그러나, 응집 입자의 입자간의 결합은 약하기 때문에, 제트밀, 볼밀(매체: 플라스틱과 같은 경량 볼)에 의해 해쇄된다.
상기한 니켈산리튬이나 그 니켈을 다른 전이 금속으로 치환한 재료를 사용함으로써, 높은 충전 밀도의 정극 재료가 얻어진다. 또한, 이들 재료는 필요에 따라 상이한 평균 입경을 갖는 둘 이상을 혼합할 수도 있다. 혼합에 의해 보다 높은 충전 밀도의 정극 활성 물질이 얻어지며, 정극 활성 물질의 단위 용적당 실질 충전량이 증가한다. 전지에서는, 정극 활성 물질의 양이 증가하면, 전기 용량이 증가한다.
수산화니켈 분말 혼합물의 제조 방법
본 발명의 수산화니켈 분말 혼합물의 제조 방법은, 평균 입경이 상이한 둘 이상의 수산화니켈 분말을 혼합하는 공정을 포함한다.
여기서 사용하는 수산화니켈 분말은 상술한 수산화니켈 분말로부터 선택되며, 구상의 입자를 포함하고, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 전체 입자의 80 중량％ 이상, 바람직하게는 90 중량％ 이상이다.
혼합하는 수산화니켈 분말은 평균 입경이 0.1 ㎛ 내지 30 ㎛이고, 상이한 평균 입경을 갖는다. 수산화니켈 분말을 평균 입경이 큰 것부터 순서대로 배열하여 n번째로 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말을 An, 그 다음으로 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말을 An+1로 했을 때(n은 자연수), An의 평균 입경 DAn과 An+1의 평균 입경 DAn +1의 비(DAn +1/DAn)가 0.1 내지 0.3이다. 또한, An의 중량 WAn과 An +1의 중량 WAn +1의 비(WAn +1/WAn)가 0.1 내지 1.0이다.
예를 들면, 평균 입경이 23 ㎛, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 전체 입자의 93 중량％인 수산화니켈 분말 A1을 72 중량부,
평균 입경이 5.1 ㎛, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 전체 입자의 89 중량％인 수산화니켈 분말 A2를 15 중량부, 및
평균 입경이 0.8 ㎛, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 전체 입자의 84 중량％인 수산화니켈 분말 A3을 13 중량부 혼합하여 수산화니켈 분말 혼합물을 제조하는 경우,
평균 입경의 비 DA2/DA1은 0.22, DA3/DA2는 0.16,
중량의 비 WA2/WA1은 0.21, WA3/WA2는 0.87이다.
상기 예에서는, 큰 평균 입경(예를 들면, 약 20 ㎛)을 갖는 수산화니켈 분말의 입자간(간격)에, 중간의 평균 입경(예를 들면, 약 5 ㎛)을 갖는 수산화니켈 분말이 들어갈 수 있다. 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말 100 중량부와, 중간의 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말 30 중량부를 혼합하면, 얻어지는 수산화니켈 분말 혼합물의 탭 밀도가 높아진다.
또한, 탭 밀도를 높이기 위해, 보다 작은 평균 입경(예를 들면, 약 0.5 ㎛ 내지 약 0.8 ㎛)을 갖는 수산화니켈 분말을 혼합한다. 작은 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말은 중간의 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말의 입자 사이에 들어갈 수 있다. 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말 100 중량부, 중간의 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말 30 중량부, 및 작은 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말 10 중량부를 혼합하면, 얻어지는 수산화니켈 분말 혼합물의 탭 밀도가 높아진다. 수산화니켈 분말의 평균 입경과 혼합 비율을 선택함으로써, 약 70 부피％ 이상까지 충전할 수 있고, 탭 밀도 약 2.5 g/㎤〔=수산화니켈의 비중(약 3.65 g/㎤)×70 ％〕의 수산화니켈 분말 혼합물이 얻어진다.
혼합은, 예를 들면 V형 혼합기, 진탕 혼합기, 볼밀(매체: 플라스틱볼) 등을 사용하여, 수산화니켈 분말의 입자 형상이 유지되는 조건으로 행할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되지 않는다.
입자 형상
수산화니켈 분말을 SEM(T-300형, 닛본 덴시 제조) 및 TEM(JEM40000FX형, 닛본 덴시 제조)을 사용하여 촬영하고, 얻어진 사진의 입자에 대하여, 최대 입경 및 최소 입경을 측정하였다. 입자의 최대 입경과 최소 입경의 비가 1.0 이상, 1.1 이하인 입자의 형상을 구로 표시하였다.
평균 입경(㎛), 입도 분포
수산화니켈 분말을 SEM으로 촬영하며, 얻어진 사진에 대하여 임의의 입자(100 내지 1000개)를 선택하고, 화상화 해석하여 입경을 산출하여 입도 분포 및 평균 입경을 구하였다. 이 평가에서는, 구상 입자 2개 이상이 약하게 응집되어 있는 경우(사진 중에서 구상 입자 2개 이상이 중첩되어 있는 경우), 응집 입자 1개로서 입경을 측정하는 것이 아니라, 개개의 입자로 나누어 각각 입경을 측정하여, 평균 입경 및 입도 분포를 산출하였다.
탭 밀도(g/㎤)
JIS R1600에 따라, 탭 밀도(중장(重裝) 밀도라고도 함)를 측정하였다.
실시예 1
물에 아세트산니켈(와꼬 준야꾸 고교 제조)을 용해하여 얻은 15 중량％ 아세트산니켈 수용액 11 ㎖를 3 kg/㎠의 가압 공기로, 다공체(SPG)의 원주부(양쪽 말단) 외측을 O링으로 밀폐하고, 용액과 분산상의 혼합을 방지한 상태에서 SPG(외관: 튜브, 길이: 10 ㎝, 두께: 1 ㎜, 평균 세공 직경: 0.7 ㎛, 트리메틸클로로실란 무수 톨루엔 용액에 침지함으로써 표면을 친유화 처리한 것)의 세공에 압입하며, 세공을 통해 계면활성제(상품명: "트윈(tween)80", 소르비탄모노라우레이트) 1 중량％를 포함하는 톨루엔 400 ㎖에 주입하여, 아세트산니켈 수용액을 분산상으로 하고, 톨루엔을 연속상 액으로 하는 에멀션을 제조하였다.
상기한 에멀션에 겔화제(톨루엔 800 ㎖에 탄산나트륨 수용액을 균질화기를 사용하여 분산시켜 제조한 에멀션)를 혼합하여 겔화하였다. 겔화제(탄산나트륨)의 양은 수산화니켈에 대하여 4.6배 몰당량이었다.
겔을 여과에 의해 고액 분리하여 케이크를 얻었다. 이어서, 케이크를 110 ℃에서 건조하고, 볼밀(매체: 플라스틱볼)을 사용하여 2 시간 동안 해쇄하여, 수산화니켈 분말을 얻었다. 수산화니켈 분말의 SEM 이미지를 도 1에 도시한다. 수산화니켈 분말은, 입자 형상이 구상이고, 평균 입경이 0.8 ㎛이며, 평균 입경의 0.7배 내지 1.3배의 입경을 갖는 입자의 비율이 84 중량％였으며, 탭 밀도가 1.8 g/㎤였다. 평균 입경과 탭 밀도의 관계를 도 2에 도시한다.
실시예 2
실시예 1에서, 평균 세공 직경이 25 ㎛인 SPG를 사용한 것, 및 해쇄를 행하지 않은 것 이외에는, 동일한 조작을 행하여 수산화니켈 분말을 얻었다.
수산화니켈 분말은, 입자 형상이 구상이고, 평균 입경이 23 ㎛이며, 평균 입경의 0.7배 내지 1.3배의 입경을 갖는 입자의 비율이 93 중량％였으며, 탭 밀도가 2.2 g/㎤였다.
실시예 3
실시예 1에서, 평균 세공 직경이 5 ㎛인 SPG를 사용한 것, 및 해쇄 시간을 1 시간으로 변경한 것 이외에는, 동일한 조작을 행하여 수산화니켈 분말을 얻었다.
수산화니켈 분말은, 입자 형상이 구상이고, 평균 입경이 5.1 ㎛이며, 평균 입경의 0.7배 내지 1.3배의 입경을 갖는 입자의 비율이 89 중량％였으며, 탭 밀도가 2.0 g/㎤였다.
비교예 1
물에 아세트산니켈(와꼬 준야꾸 고교 제조)을 용해하여 얻은 15 중량％ 아세트산니켈 수용액과 톨루엔을 혼합하여, 혼합물을 겔화하였다. 얻어진 겔을 여과에 의해 고액 분리하여 케이크를 얻었다. 이어서, 케이크를 110 ℃에서 건조하고, 볼밀(매체: 플라스틱볼)을 사용하여 2 시간 동안 해쇄하여, 수산화니켈 분말을 얻었다.
수산화니켈 분말은, 입자 형상이 구상이 아니었으며, 평균 입경이 3.2 ㎛이며, 평균 입경의 0.7배 내지 1.3배의 입경을 갖는 입자의 비율이 46 중량％였고, 탭 밀도가 1.8 g/㎤였다.
시험예 1
실시예 2에서 얻어진 수산화니켈 분말(평균 입경: 25 ㎛) 72 중량부,
실시예 3에서 얻어진 수산화니켈 분말(평균 입경: 5.1 ㎛) 15 중량부, 및
실시예 1에서 얻어진 수산화니켈 분말(평균 입경: 0.8 ㎛) 13 중량부를 혼합하였다. 얻어진 수산화니켈 분말 혼합물은, 탭 밀도가 2.5 g/㎤였다.
본 발명에 따르면, 평균 입경이 동일한 수산화니켈 분말에 비해, 탭 밀도가 큰 수산화니켈 분말이 제공된다. 수산화니켈 분말을 정극 활성 물질로서 사용하면, 동일한 크기로 보다 큰 전기 용량을 갖는 이차 전지(Ni-Cd 전지나 Ni 수소 전지)가 제조된다.

Claims (9)

  1. 평균 입경이 0.1 ㎛ 이상, 30 ㎛ 이하이고, 평균 입경의 0.7배 이상, 1.3배 이하의 입경을 갖는 입자의 비율이 전체 입자의 80 중량％ 이상인 구상의 입자를 포함하는 수산화니켈 분말.
  2. (1) 니켈염을 포함하는 용액을 세공(細孔)을 통해 용액과 상용성이 없는 액체에 주입하여, 용액을 분산상, 액체를 연속상으로 하는 에멀션을 얻는 공정,
    (2) 에멀션을 겔화하는 공정,
    (3) 얻어진 겔로부터 분산상을 분리하여 케이크를 얻는 공정, 및
    (4) 케이크를 건조하는 공정
    을 포함하는 수산화니켈 분말의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 세공의 평균 세공 직경이 0.1 ㎛ 이상, 40 ㎛ 이하인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 세공이 노즐, 다공막 및 연속된 공간을 갖는 다공체로부터 선택되는 것인 방법.
  5. 제1항에 기재된 수산화니켈 분말로부터 선택된, 평균 입경이 상이한 둘 이상을 혼합하며, 여기서, 수산화니켈 분말을 평균 입경이 큰 것부터 순서대로 배열하 여 n번째로 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말을 An, 그 다음으로 큰 평균 입경을 갖는 수산화니켈 분말을 An+1로 했을 때, An의 평균 입경 DAn과 An+1의 평균 입경 DAn+1의 비(DAn +1/DAn)가 0.1 내지 0.3이고, An의 중량 WAn과 An+1의 중량 WAn +1의 비(WAn+1/WAn)가 0.1 내지 1.0인, 수산화니켈 분말 혼합물의 제조 방법.
  6. 제1항에 기재된 수산화니켈의 이차 전지의 정극 활성 물질로서의 용도.
  7. 제6항에 있어서, 이차 전지가 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지로부터 선택되는 것인 용도.
  8. 제1항에 기재된 수산화니켈의 이차 전지의 정극 활성 물질의 제조 원료로서의 용도.
  9. 제8항에 있어서, 이차 전지가 리튬 이온 전지인 용도.
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