(57)【要約】【課題】精製リチウム化合物の製造効率に優れ、広汎なリチウム化合物の種類にも適用可能であり、精製リチウム化合物を得る際のエネルギー消費を低減できる精製リチウム化合物の製造方法、及び該製造方法にて得られた精製リチウム化合物を用いたリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法を提供する。【解決手段】磁性物質を含有する粗製リチウム化合物の凝集をほぐす解砕工程と、前記解砕された粗製リチウム化合物に対して、磁選機を用いて乾式の磁選を実施して、前記解砕された粗製リチウム化合物から前記磁性物質を除去する磁選処理工程と、を含む精製リチウム化合物の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性物質を含有する粗製リチウム化合物の凝集をほぐす解砕工程と、
前記解砕された粗製リチウム化合物に対して、磁選機を用いて乾式の磁選を実施して、前記解砕された粗製リチウム化合物から前記磁性物質を除去する磁選処理工程と、
を含む精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項２】
前記解砕を、目開き４０μｍ以上７００μｍ以下の篩を用いて行う請求項１に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項３】
前記磁選機が、電磁分離機である請求項１または２に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項４】
前記磁選を、複数回実施する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項５】
前記磁選を、５回以上実施する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項６】
前記磁選機に備えられた磁選部の磁束密度が、３０００ガウス以上である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項７】
前記リチウム化合物が、炭酸リチウムを含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項８】
前記リチウム化合物が、リチウム遷移金属複合酸化物の製造用である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
【請求項９】
磁性物質を含有する粗製リチウム化合物の凝集をほぐす解砕工程と、
前記解砕された粗製リチウム化合物に対して、磁選機を用いて乾式の磁選を実施して、前記解砕された粗製リチウム化合物から前記磁性物質を除去してリチウム化合物を精製する磁選処理工程と、
前記精製されたリチウム化合物を、遷移金属複合水酸化物または遷移金属複合酸化物と混合後に、焼成する焼成工程と、
を含むリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精製工程の効率に優れた精製リチウム化合物の製造方法及び精製したリチウム化合物を用いたリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯機器や動力源として電気を使用または併用する車両等、広汎な分野でリチウム二次電池が使用されている。リチウム二次電池は、正極と、負極と、正極と負極との間に挟持されるセパレータと、正極と負極との間に配置される電解液と、を備えている。リチウム二次電池の正極は、正極活物質であるリチウム遷移金属複合酸化物、導電材及びバインダーを含む正極合剤を調製し、この正極合剤を正極集電体に担持させることで製造することができる。
【０００３】
リチウム二次電池の正極に用いる正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物が使用されている。リチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、前駆体である、ニッケル、コバルト及び／またはマンガンを含む水酸化物等の遷移金属複合水酸化物やニッケル、コバルト及び／またはマンガンを含む酸化物等の遷移金属複合酸化物と、リチウム化合物（リチウム塩）と、を混合後、焼成して製造する。
【０００４】
ここで、正極活物質には、その原料に由来する鉄粉、ステンレス粉等の金属粉といった磁性粉が含まれることがある。正極活物質中に磁性粉が混入していると、混入量が微量であっても、電極間にマイクロショートが発生する場合がある。電極間にマイクロショートが発生すると、リチウム二次電池の容量が低下して、リチウム二次電池の充放電特性に影響することがある。そのため、年々、正極活物質中の磁性物元素(Ｆｅ等)に関する規格が厳しくなっている。特に、リチウム遷移金属複合酸化物の前駆体に添加されるリチウム化合物に由来して、正極活物質中に磁性物元素が混入してしまう。
【０００５】
そこで、リチウム遷移金属複合酸化物の製造にあたり、リチウム化合物に含まれる磁性物質を予め除去して、磁性物質の含有量を十分に低減しておくことが要求されている。リチウム化合物に含まれる磁性物質の含有量は、少ないほど好ましいが、例えば、磁性物質の含有量を１．０ｐｐｍ（質量ベース）未満まで低減することが好ましい。リチウム化合物に含まれる磁性物質を除去する方法としては、例えば、第１の水溶液中の不純Ｌｉ２ＣＯ３をＣＯ２と反応させて、溶解ＬｉＨＣＯ３、不純Ｌｉ２ＣＯ３からの不純物を含んだ溶解化合物及び不溶性化合物を含有する第２の水溶液を作出する工程と、第２の水溶液から未反応ＣＯ２と不溶性化合物を分離する工程と、イオン交換樹脂等のイオン選択性媒質を用いて第２の水溶液から溶解不純物を分離する工程と、第２の水溶液からＬｉ２ＣＯ３を沈殿させる工程にて、不純Ｌｉ２ＣＯ３から磁性物質を除去する方法が挙げられる（特許文献１）。
【０００６】
特許文献１の方法は、湿式にて精製リチウム化合物を得る方法であり、金属成分等の磁性物質を含んだ精製前のリチウム化合物、すなわち、粗製リチウム化合物は、磁性物質を確実に除去するために、水溶液の状態とする。従って、特許文献１の方法では、水溶液の状態にて磁性物質を除去した後に、リチウム化合物を沈殿させて回収するにあたり、上記水溶液の加熱濃縮を行う必要がある。
【０００７】
しかし、湿式の精製方法である特許文献１では、磁性物質を確実に除去できるものの、精製工程が煩雑であり、リチウム化合物のロスも発生することから、精製リチウム化合物の製造効率に改善の余地があった。また、湿式の精製方法である特許文献１を水酸化リチウムに適用するとその一部が炭酸化する可能性があり、リチウム化合物の種類によってはそもそも湿式での精製が適さないものも存在する。さらに、特許文献１では、リチウム化合物の水溶液から精製されたリチウム化合物を回収する際に、多量のエネルギー消費を要するという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００１−５２５３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記事情に鑑み、本発明は、精製リチウム化合物の製造効率に優れ、広汎なリチウム化合物の種類にも適用可能であり、精製リチウム化合物を得る際のエネルギー消費を低減できる精製リチウム化合物の製造方法、及び該製造方法にて得られた精製リチウム化合物を用いたリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の構成の要旨は、以下の通りである。
［１］磁性物質を含有する粗製リチウム化合物の凝集をほぐす解砕工程と、
前記解砕された粗製リチウム化合物に対して、磁選機を用いて乾式の磁選を実施して、前記解砕された粗製リチウム化合物から前記磁性物質を除去する磁選処理工程と、
を含む精製リチウム化合物の製造方法。
［２］前記解砕を、目開き４０μｍ以上７００μｍ以下の篩を用いて行う［１］に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
［３］前記磁選機が、電磁分離機である［１］または［２］に記載の精製リチウム化合物の製造方法。
［４］前記磁選を、複数回実施する［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の精製リチウム化合物の製造方法。
［５］前記磁選を、５回以上実施する［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の精製リチウム化合物の製造方法。
［６］前記磁選機に備えられた磁選部の磁束密度が、３０００ガウス以上である［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の精製リチウム化合物の製造方法。
［７］前記リチウム化合物が、炭酸リチウムを含む［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の精製リチウム化合物の製造方法。
［８］前記リチウム化合物が、リチウム遷移金属複合酸化物の製造用である［１］乃至［７］のいずれか１つに記載の精製リチウム化合物の製造方法。
［９］磁性物質を含有する粗製リチウム化合物の凝集をほぐす解砕工程と、
前記解砕された粗製リチウム化合物に対して、磁選機を用いて乾式の磁選を実施して、前記解砕された粗製リチウム化合物から前記磁性物質を除去してリチウム化合物を精製する磁選処理工程と、
前記精製されたリチウム化合物を、遷移金属複合水酸化物または遷移金属複合酸化物と混合後に、焼成する焼成工程と、
を含むリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法。
【００１１】
上記［１］の態様では、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物を解砕処理することで、粗製リチウム化合物の凝集の程度が低減して、粗製リチウム化合物に高い分散状態を付与できる。また、上記［１］の態様では、解砕処理された粗製リチウム化合物に対して磁選機を用いて乾式の磁選を行うので、精製対象である粗製リチウム化合物に、別途、水を投入する工程は含まれなくてよい。また、粗製リチウム化合物から不純物である磁性物質を除去することで、粗製リチウム化合物を精製することができる。
【００１２】
上記［３］の態様における磁選機である電磁分離機は、スクリーンを備えており、該スクリーンは電磁分離機に設けられた電磁石により磁化されて磁選部として機能する。粗製リチウム化合物を磁化されたスクリーンに通すことで、スクリーンの磁力により、粗製リチウム化合物中に含まれる磁性物質を除去することができる。
【００１３】
上記［４］の態様では、精製対象であるリチウム化合物を磁選機に複数回通すことで、磁選を複数回実施する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の態様によれば、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物を解砕処理してから、粗製リチウム化合物に対して磁選機を用いて乾式の磁選を実施することにより、精製リチウム化合物の製造効率に優れる。すなわち、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物を解砕することで粗製リチウム化合物の凝集の程度が低減されることから、解砕された粗製リチウム化合物を磁選機の、例えば、格子状やスリット構造に形成された磁選部に通す際に、リチウム化合物による磁選部の目詰まりが防止される。その結果、磁選機の磁選処理能力が向上し、ひいては、精製リチウム化合物の製造効率が向上する。また、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物を篩処理して粗製リチウム化合物の凝集の程度を低減することで、凝集した粗製リチウム化合物内部に取り込まれていた磁性物質が、粗製リチウム化合物の表面付近に位置することとなる。磁性物質が粗製リチウム化合物の表面付近に位置すると、磁性物質が磁選機の磁選部に磁着しやすくなり、結果、精製リチウム化合物の製造効率が向上する。
【００１５】
また、本発明の態様によれば、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物を水溶液とはせずに粉体のまま精製する乾式の精製なので、例えば、本発明を粗製水酸化リチウムに適用しても、その一部が炭酸化してしまうことを防止できることから、広汎なリチウム化合物の種類に適用可能である。さらに、本発明の態様によれば、乾式の精製なので、加熱や乾燥工程を経ずに粉体の精製リチウム化合物を得ることができる。従って、粉体の精製リチウム化合物を得る際のエネルギー消費を低減でき、結果、環境への負荷を防止できる。また、加熱や乾燥工程を経ずに粉体の精製リチウム化合物を得ることができるので、精製リチウム化合物の製造時間を短縮化することができる。
【００１６】
本発明の態様によれば、解砕を目開き４０μｍ以上７００μｍ以下の篩を用いて実施することにより、粗製リチウム化合物の凝集を確実に低減させつつ、円滑に解砕処理を行うことができる。
【００１７】
本発明の態様によれば、磁選機が電磁分離機であることにより、乾式の磁選であっても、確実に磁性物質を粗製リチウム化合物から除去することができる。
【００１８】
本発明の態様によれば、磁選を複数回実施することで、磁選機を大型化させることなく、確実に磁性物質を粗製リチウム化合物から除去することができる。
【００１９】
本発明の態様によれば、磁選機に備えられた磁選部の磁束密度が３０００ガウス以上であることにより、乾式の磁選であっても、確実に磁性物質を粗製リチウム化合物から除去することができる。
【００２０】
本発明の態様によれば、上記方法により得られた精製リチウム化合物を、遷移金属複合水酸化物または遷移金属複合酸化物と混合後に焼成することにより、磁性物質の混入が防止されたリチウム遷移金属複合酸化物を得ることができる。磁性物質の混入が防止されたリチウム遷移金属複合酸化物をリチウム二次電池の正極に使用することで、リチウム二次電池の容量低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】精製リチウム化合物の製造方法のフロー図である。
【図２】粗製リチウム化合物から磁性物質を除去する磁選処理工程の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の精製リチウム化合物の製造方法について、図面を用いながら詳細に説明する。なお、図１は、精製リチウム化合物の製造方法のフロー図である。図２は、粗製リチウム化合物から磁性物質を除去する磁選処理工程の概要を示す説明図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明の精製リチウム化合物の製造方法は、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物の凝集をほぐす解砕工程と、前記解砕された粗製リチウム化合物に対して、磁選機を用いて乾式の磁選を実施して、前記解砕された粗製リチウム化合物から前記磁性物質を除去する磁選処理工程と、を含む。粗製リチウム化合物に含まれる磁性物質としては、鉄粉、ステンレス粉等の金属粉が挙げられる。リチウム化合物に含まれる磁性物質は、不純物である。
【００２４】
精製対象である粗製リチウム化合物の磁性物質の含有量は、例えば、１．０ｐｐｍ（質量ベース、以下同じ）以上７．０ｐｐｍ以下である。また、精製リチウム化合物を製造するにあたり、粗製リチウム化合物に含まれている磁性物質の除去率は、高いほど好ましいが、例えば、８０質量％以上である。精製リチウム化合物の磁性物質の含有量は、粗製リチウム化合物の磁性物質の含有量が１．０ｐｐｍ以上７．０ｐｐｍ以下の場合、例えば、１．０ｐｐｍ未満に低減されている。
【００２５】
（解砕工程）
まず、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物を解砕して、粗製リチウム化合物の凝集をほぐして分散性を向上させる。解砕工程としては、例えば、図１に示すように、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物を篩に通過させる篩処理が挙げられる。篩に通過させる前の凝集した粗製リチウム化合物の平均粒子径は、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ程度である。リチウム化合物及び磁性物質はいずれも粉体であり、リチウム化合物は凝集しやすい性質を有している。粉体の粗製リチウム化合物を篩処理することで、粗製リチウム化合物の凝集の程度を低減させて、粗製リチウム化合物に高い分散状態と流動性を付与する。また、篩処理によって粗製リチウム化合物の凝集の程度を低減させることで、凝集した粗製リチウム化合物内部に取り込まれていた磁性物質が、粗製リチウム化合物の表面付近に位置することとなる。
【００２６】
篩処理は、例えば、所望の目開きを有する篩上に粉体状の粗製リチウム化合物を載せ、必要に応じて、篩を適宜振動させて、粗製リチウム化合物を篩に通すことで、粗製リチウム化合物を篩処理することができる。なお、粗製リチウム化合物を篩処理する際には、篩処理工程の円滑化と粗製リチウム化合物の凝集防止の点から、水等の液体を添加せずに粗製リチウム化合物が乾燥した状態で篩に通すことが好ましい。
【００２７】
篩の目開きとしては、特に限定されないが、篩の作用により粗製リチウム化合物の凝集を確実に低減する点から、目開き７００μｍ以下が好ましく、目開き４００μｍ以下がより好ましく、目開き３５０μｍ以下が特に好ましい。また、篩の目開きは、円滑に粗製リチウム化合物を篩に通すことで篩処理工程の効率を向上させつつ、粗製リチウム化合物の凝集を低減する点から、目開き４０μｍ以上が好ましく、目開き７５μｍ以上がより好ましく、目開き１５０μｍ以上が特に好ましい。なお、上記した上限値、下限値は、任意で組み合わせることができる。粗製リチウム化合物を篩に通して粗製リチウム化合物の凝集をほぐすことで、粗製リチウム化合物の平均粒子径は、例えば、５μｍ〜７００μｍ程度となる。
【００２８】
（磁選処理工程）
図１に示すように、解砕（例えば、篩処理）されて凝集がほぐされた状態の粉体状の粗製リチウム化合物に対して、磁選機を用いて乾式の磁選を実施して、篩処理された粗製リチウム化合物から磁性物質を除去する。粗製リチウム化合物から磁性物質を除去することで、粗製リチウム化合物を精製することができる。
【００２９】
図２に示すように、磁選処理は、例えば、磁選機１の上方に設けられた投入口１１に篩処理済みの粉体状の粗製リチウム化合物１２を投入し、磁選機１内部に設けられた磁選部１３を粗製リチウム化合物１２が上方から下方へ落下する間に、磁選部１３の磁力によって粗製リチウム化合物１２に含まれる磁性物質が磁選部１３に磁着されることで磁選を行うことができる。一方で、リチウム化合物は磁性物質ではないので、磁選機１に磁着されずに、粉体状のリチウム化合物１４が、磁選機１の下方に設けられた排出口１５から排出される。従って、磁選処理によって、リチウム化合物と磁性物質を選別することができる。なお、本発明では、磁選機１を用いて乾式の磁選を行うので、精製対象である粗製リチウム化合物１２に、別途、水を投入する工程を含まなくてよい。
【００３０】
磁選対象である粗製リチウム化合物１２は篩処理されて凝集がほぐされた状態となっているので、磁選機１の、例えば、格子状やスリット構造に形成された磁選部１３に粗製リチウム化合物１２を通す際に、リチウム化合物による磁選部１３の目詰まりが防止される。従って、リチウム化合物の磁選機１への投入量を増やすことができ、磁選機１の磁選処理能力が向上することから、精製リチウム化合物の製造効率が向上する。また、粗製リチウム化合物１２を予め解砕しておくことにより、凝集した粗製リチウム化合物１２内部に取り込まれていた磁性物質が、粗製リチウム化合物１２の表面付近に位置することとなるので、磁性物質が磁選機１の磁選部１３に直接接しやすくなる。従って、磁性物質が磁選部１３に磁着されやすくなり、結果、精製リチウム化合物の製造効率が向上する。
【００３１】
また、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物１２を水溶液とはせずに粉体（固体）のまま精製するので、粗製リチウム化合物１２の化学変化を防止でき、広汎なリチウム化合物の種類に適用可能である。さらに、磁性物質を含有する粗製リチウム化合物１２を粉体のまま精製するので、加熱や乾燥工程を経ずに粉体の精製リチウム化合物を得ることができる。従って、粉体の精製リチウム化合物を得る際のエネルギー消費を低減でき、結果、環境への負荷を防止できる。また、加熱や乾燥工程を経ずに粉体の精製リチウム化合物を得ることができるので、精製リチウム化合物の製造時間を短縮化でき、また、精製リチウム化合物の製造工程を簡略化できる。
【００３２】
磁選機１としては、例えば、電磁分離機を挙げることができる。磁選機１として電磁分離機を用いることにより、乾式の磁選であっても、確実に磁性物質を粗製リチウム化合物１２から除去することができる。電磁分離機は、格子状のスクリーンを備えており、このスクリーンは電磁分離機に設けられた電磁石により磁化されることで磁選部１３として機能する。また、図２に示すように、スクリーンを上下方向に複数層設けて磁選部１３を形成してもよい。この場合、スクリーンを通過させるリチウム化合物の精製の程度や磁性物質の含有量に応じて、スクリーン数を選択することができる。
【００３３】
磁選機１による磁選処理の回数は、特に限定されないが、図１に示すように、複数回実施することが好ましい。すなわち、磁選機１の排出口１５から排出されたリチウム化合物１４を、再度、磁選機１の投入口１１に投入して、再度、磁選処理をすることが好ましい。磁選処理を複数回実施することにより、磁選機１を大型化させることなく、磁性物質をより確実に除去してリチウム化合物の精製度をより向上させることができる。磁選処理を複数回実施する場合、例えば、その回数は５回以上が好ましい。なお、２回目以降の磁選処理をする際には、改めて、解砕をする必要はない。
【００３４】
磁選部１３の磁束密度は、特に限定されないが、その下限値は、乾式の磁選であっても、確実に磁性物質を粗製リチウム化合物１２から除去する点から３０００ガウスが好ましく、リチウム化合物の精製度をより向上させる点から６０００ガウスがより好ましく、８０００ガウスがさらに好ましく、１２０００ガウスが特に好ましい。一方で、磁選部１３の磁束密度の上限値は、高いほど好ましいが、例えば、３００００ガウスである。
【００３５】
精製対象であるリチウム化合物としては、例えば、炭酸リチウム、水酸化リチウム等を挙げることができる。
【００３６】
本発明の製造方法により得られた精製リチウム化合物は、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物の原料として使用することができる。リチウム遷移金属複合酸化物は、リチウム二次電池の正極活物質として使用される。
【００３７】
次に、本発明の製造方法により得られた精製リチウム化合物を用いたリチウム遷移金属複合酸化物の製造方法について説明する。
【００３８】
まず、リチウム遷移金属複合酸化物の前駆体である遷移金属複合水酸化物を調製する。遷移金属複合水酸化物の調製方法は、まず、共沈法により、遷移金属の塩溶液（例えば、ニッケルの塩溶液（例えば、硫酸塩溶液）、コバルトの塩溶液（例えば、硫酸塩溶液）、マンガンの塩溶液（例えば、硫酸塩溶液）等）と錯化剤とｐＨ調整剤を適宜添加することで、反応槽内にて反応させて、遷移金属複合水酸化物粒子を調製して、遷移金属複合水酸化物粒子を含むスラリー状の懸濁物を得る。懸濁物の溶媒としては、例えば、水が挙げられる。
【００３９】
錯化剤としては、水溶液中で、遷移金属（例えば、ニッケル、コバルト、マンガン等）のイオンと錯体を形成可能なものであれば、特に限定されず、例えば、アンモニウムイオン供給体（硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム、弗化アンモニウム等）、ヒドラジン、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ウラシル二酢酸、及びグリシンが挙げられる。なお、沈殿に際しては、水溶液のｐＨ値を調整するため、必要に応じて、アルカリ金属水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム）を添加してもよい。
【００４０】
遷移金属の塩溶液に加えて、ｐＨ調整剤と錯化剤を反応槽に適宜連続して供給すると、遷移金属（例えば、ニッケル、コバルト、マンガン等）が共沈反応し、遷移金属複合水酸化物粒子が調製される。共沈反応に際しては、反応槽の温度を、例えば、１０℃〜８０℃、好ましくは２０〜７０℃の範囲内で制御し、反応槽内のｐＨ値を液温４０℃基準で、例えば、ｐＨ９〜ｐＨ１３、好ましくはｐＨ１１〜１３の範囲内で制御しつつ、反応槽内の物質を、適宜、撹拌する。反応槽としては、例えば、形成された遷移金属複合水酸化物粒子を分離するためにオーバーフローさせる連続式や、反応終了まで系外に排出しないバッチ式を挙げることができる。
【００４１】
上記のようにして得られた遷移金属複合酸化物粒子を懸濁物からろ過後、水洗し、加熱処理することで、リチウム遷移金属複合酸化物の前駆体である、粉体状の遷移金属複合水酸化物粒子を得ることができる。また、必要に応じて、遷移金属複合水酸化物粒子をさらに加熱処理した遷移金属複合酸化物粒子をリチウム遷移金属複合酸化物の前駆体として使用してもよい。
【００４２】
次に、上記のようにして得られたリチウム遷移金属複合酸化物の前駆体と粗製リチウム化合物を解砕してから磁選処理することで得られた精製リチウム化合物とを混合して混合物を得る。次に、得られた混合物を焼成することで、リチウム遷移金属複合酸化物を製造することができる。焼成工程には、例えば、一次焼成と、一次焼成後に行う二次焼成とが挙げられる。また、混合及び／または焼成工程において、適宜、添加遷移金属(例えば、Ａｌ、Ｗ、Ｚｒ等)を添加してもよい。一次焼成の焼成温度は、例えば、７００℃〜１０００℃、焼成時間は、例えば、５時間〜２０時間、昇温速度は、例えば、５０〜５５０℃／ｈが挙げられる。一次焼成の雰囲気については、特に限定されないが、例えば、大気、酸素などが挙げられる。一次焼成に用いる焼成炉としては、特に限定されないが、例えば、静置式のボックス炉やローラーハース式連続炉などが挙げられる。また、二次焼成の焼成温度は、例えば、６００℃以上１０００℃以下、焼成時間は、例えば、１〜２０時間、昇温速度は、例えば、５０〜５５０℃／ｈが挙げられる。二次焼成の雰囲気については、特に限定されないが、例えば、大気、酸素などが挙げられる。二次焼成に用いる焼成炉としては、特に限定されないが、例えば、静置式のボックス炉やローラーハース式連続炉などが挙げられる。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明の精製リチウム化合物の製造方法の実施例を説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、これらの例に限定されるものではない。
【００４４】
実施例１
粉体の磁性物質を３．０ｐｐｍ含有する粗製炭酸リチウム１０ｋｇを目開き３００μｍの篩に通過させて篩処理を行った。篩には振動篩機(晃栄産業株式会社製佐藤式振動篩機)を使用した。粗製炭酸リチウム中の磁性物質の含有量は湿式にて磁性粉を回収し測定した。
【００４５】
次に、篩処理した粗製炭酸リチウムを磁選機に１．０ｋｇ／分の供給量にて供給して粗製炭酸リチウムから磁性物質を除去して磁選処理を行った。磁選処理は５回行って精製炭酸リチウムを得た。磁選機には、電磁分離機（日本マグネティックス株式会社製「電磁分離機ＣＧ−１５０ＨＨＨ型」）を使用した。
電磁分離機の仕様は以下の通りである。
スクリーンの磁束密度：１２０００ガウス
スクリーン形状：格子状、目開き５ｍｍ、φ１５０ｍｍ
スクリーン枚数：上下方向に２０枚を積層
【００４６】
実施例２
篩処理した粗製炭酸リチウムを磁選機に２．０ｋｇ／分の供給量にて供給した以外は、実施例１と同様にして精製炭酸リチウムを得た。
【００４７】
比較例１
粗製炭酸リチウムを篩処理せずに磁選機に０．３ｋｇ／分の供給量にて供給した以外は、実施例１と同様にして炭酸リチウムを得た。比較例１にて０．３ｋｇ／分の供給量としたのは、１．０ｋｇ／分の供給量では磁選経路に詰まりが生じ、磁選機に炭酸リチウムを供給することができず、０．３ｋｇ／分の供給量が限度であったことによる。
【００４８】
実施例１、２、比較例１の精製炭酸リチウムの製造条件、及び実施例１、２、比較例１の製造方法で得られた炭酸リチウムについて、磁性物質の質量ベースの含有量（ｐｐｍ）と磁性物質の除去率（質量％）の結果を下記表１に示す。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
上記表１から、篩処理工程と磁選処理工程を行って得られた実施例１、２の炭酸リチウムでは、５回の磁選処理後に、それぞれ、磁性物質が０．６ｐｐｍ（磁性物質の除去率８０．０質量％）、０．４ｐｐｍ（磁性物質の除去率８６．７質量％）まで低減した。従って、実施例１、２では、磁性物質の含有量が０．６ｐｐｍ以下と、リチウムの純度が高い精製炭酸リチウムを得ることができた。また、実施例１、２では、炭酸リチウムの磁選機への供給量が、それぞれ、１．０ｋｇ／分、２．０ｋｇ／分と、磁選処理速度を向上させることができた。
【００５１】
一方で、篩処理工程を行わずに磁選処理工程を行って得られた比較例１の炭酸リチウムでは、５回の磁選処理後における磁性物質が１．０ｐｐｍ（磁性物質の除去率６６．７質量％）にとどまった。従って、比較例１では、十分に精製された炭酸リチウムを得ることができなかった。また、比較例１では、上記の通り、炭酸リチウムの磁選機への供給量は０．３ｋｇ／分にとどまり、磁選処理速度を向上させることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、磁性物質の含有量が十分に低減された精製リチウム化合物を簡易且つ効率的に製造することができるので、リチウム二次電池の正極活物質として用いられるリチウム遷移金属複合酸化物のリチウム原料を製造する分野で利用価値が高い。
【符号の説明】
【００５３】
１          磁選機
１２        粗製リチウム化合物
【図１】
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【図２】
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