(57)【要約】      （修正有）【課題】白金酸リチウム粉末製造のための均質かつ高収率な原料混合方法と、さらにその混合粉末を用いた白金酸リチウム粉末の製造方法を提供する。【解決手段】原料に酸化白金と炭酸リチウムを用い、アルコール中で、それらを機械的に粉砕混合したのちアルコールを揮発除去することにより、酸化白金粉末と炭酸リチウム粉末の均質な微細粒子混合粉末を得、さらに得られた混合粉末を加熱合成することにより、粉末状の白金酸リチウムを得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化白金粉末と炭酸リチウム粉末を、アルコール中で機械的に粉砕混合したのち前記アルコールを揮発除去し、得られた酸化白金粉末と炭酸リチウム粉末の微細粒子混合粉末を加熱焼成すること特徴とする白金酸リチウム粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、酸化物粉末の製造法であり、特に蓄電デバイスに利用可能な酸化物粉末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  一般に、蓄電デバイス、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池、アルカリ金属蓄電池などがある。アルカリ金属蓄電池では、電極活物質としてリチウム複合酸化物粉末やカーボン粉末が用いられる。そのリチウム複合酸化物の一つして白金酸リチウム酸化物がある。
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−７４５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  アルカリ金属蓄電池の正極活物質として用いられるリチウム複合酸化物粉末は、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムが代表的である。新たなリチウム複合酸化物粉末として白金酸リチウムがある。しかし、白金酸リチウムを加熱合成する際に供せられる原料混合物の調整に湿式粉砕混合処理を用いた場合に、混合処理後の乾燥時に粉末混合物として回収できずにガラス燐片状固形物になるという問題があった。
本発明は、上記の課題に対して、原料粉砕混合後に均質な微細混合粉末を得る方法を提供し、さらにその混合粉末を用いた加熱合成により白金酸リチウム粉末を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明である白金酸リチウム粉末の製造方法は、酸化白金粉末と炭酸リチウム粉末を、アルコール中で機械的に粉砕混合したのちアルコールを揮発除去し、得られた酸化白金粉末と炭酸リチウム粉末の微細粒子混合粉末を得、さらにそれを加熱合成するものである。
この方法により、アルコールを揮発除去した後、均質な混合粉末が得られる。また、得られた混合粉末を加熱合成することにより、粉末状の白金酸リチウムが得られる。
【発明の効果】
【０００６】  本発明の請求項１に記載の白金酸リチウム粉末の製造方法は、均質な原料混合粉末を得ることができ、さらに加熱合成後、均質な白金酸リチウム粉末として回収できるため、粉末で用いられるアルカリ金属蓄電池用活物質として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  本発明の白金酸リチウム粉末の製造方法について説明する。白金酸リチウム粉末合成用原料として工業的に安定に入手できる酸化白金と炭酸リチウム、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズおよびアルコールをビーカー等の容器に入れてパドル型の攪拌羽根を用いて攪拌混合する。これは一般にはサンドミルといわれる方法である。このとき原料の酸化白金と炭酸リチウムは、凝集がなくなりさらに粉砕され粒子径が小さくなるとともに十分な混合が進む。攪拌混合後、得られるジルコニアビーズと原料混合粉末のエチルアルコールスラリーをシャーレや浅底の容器に移し、大気乾燥器でアルコール揮発除去する。得られた粉末混合物をジルコニアビーズサイズ、すなわち、０．５ｍｍ未満の目開きの篩に通してジルコニアビーズを分離し酸化白金と炭酸リチウムの微細混合粉末が得られる。この混合粉末を加熱合成することにより白金酸リチウム粉末が得られる。
粉砕混合は、類似の方法のビーズミル、さらにボールミル、アトライターなどの湿式の粉砕方法であれば本方法は有効であり、特に上記サンドミルに限定するものではない。【０００８】  粉砕混合溶媒に水を用いた場合は、水に対して炭酸リチウムの溶解度があるために乾燥時に再析出して均一性を阻害するため好ましくない。水酸化リチウムや硝酸リチウムの場合も同様である。アルコールの場合において、水酸化リチウムや硝酸リチウムを用いた場合、アルコール除去後、ガラス質の燐片となり、もはや原料混合粉末としての回収は困難になる。その理由は、アルコールに対して不溶の炭酸リチウムに対し、水酸化リチウムや硝酸リチウムは溶解度を有していることが起因していると考えられるが、必ずしも明らかではない。このガラス質の燐片状物を加熱合成用の原料として用いた場合は、もはや粉としての回収は困難になり新たな粉砕工程が必要になることになり、工程が増えることは、すなわち、経済性、品質安定性の面で好ましくない。したがって、アルコールと炭酸リチウムの組み合わせが好ましい。アルコールの選定は、前述の概念の溶解度の観点から選択することが好ましく取り扱いの安全面からエチルアルコールが好ましい。
攪拌混合時間は、原料の粒子径、目的の粒子径、および処理される規模により調整され、特に限定されるものではない。
またジルコニアビーズの分離は、アルコール揮発除去後に限定されるものではなく、スラリーを０．５ｍｍ未満の篩に通すことでアルコール揮発除去前に行うことも可能である。
加熱合成条件は、その雰囲気は大気雰囲気で行うことができ、温度と時間を含めたヒートパターンは、目的とする粒子径等に応じて設定されるので、ここでは特に限定されない。
また、加熱時の焼結による粉末の粒子成長や焼結を抑制し、所望の粉末状態を維持するために、数回に渡って複数回の加熱作業を繰り返し、その間に所定の目開きの篩を通すことで粉末の品質をコントロールすることも可能である。
以下、具体的な実施形態を示す。
【実施例】
【０００９】  以下に実施例を用いて本発明に関してさらに詳細に説明する。
酸化白金２．２６ｇ、炭酸リチウム０．７４ｇ、直径０．５ｍｍのジルコニア製のビーズ１００．６８ｇおよび、エタノール５０ｍｌを２００ｍｌビーカーに入れ、パドル型攪拌羽根を装着したスリーワンモーターで１時間攪拌し粉砕混合処理を行った。粉砕混合物をジルコニアビーズを含有させたままシャーレに移し、７０℃で１２時間の大気乾燥を行いエタノールを揮発除去して原料混合粉末を回収した。この原料混合粉末をマッフル炉を用い大気雰囲気中で８００℃で２４時間の加熱合成処理を行なった後、室温まで冷却し黄色の粉末を得た。この粉末を７０メッシュの篩いを通し白金酸リチウム粉末を得た。
酸化白金粉末１８０．８１ｍｇ、アセチレンブラック６４．０４ｍｇを秤量し、乳鉢と乳棒を用いてこれらを２０分間十分に混合し、ＰＴＦＥ１２．９ｍｇを加えシート状になるまでさらに十分に混合した。シート状になったものをコルクポーラーで打ち抜き３０．３２１ｍｇの正極ペレットとして用いた。対極である負極には、Ｌｉ箔を用いた。
正極電極は、ステンレス製スペーサーと１０ｍｍチタン製メッシュをスポット溶接し、さらにステンレス製正極セルケースをスポット溶接した。アセトンに浸け約１０分間超音波洗浄を行い乾燥させた。乾燥後、溶接したチタンメッシュ上に正極ペレットを置き、その上にφ１５ｍｍチタン製メッシュを置き、φ１５ｍｍチタンメッシュとステンレス製正極セルケースをスポット溶接し、圧着機で圧着し正極電極とした。
負極電極は、メッシュとしてニッケル製メッシュを用いる以外は正極電極と同様の工程で負極電極を作製した。正極電極、負極電極、ポリプロピレン製ガスケットを、８時間真空乾燥し、グローブボックス内で、正極、負極それぞれに、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの体積割合が１：１の混合溶媒に１モルの六フッ化リン酸リチウムを溶解した電解液をスポイドで入れ、負極電極側にセパレーターと正極電極を乗せてかしめ、コイン型のリチウム電池を作製し、充放電試験をおこなった。図１は作製したコイン型リチウム電池の充放電試験結果であり、白金酸リチウム単位重量当たり、充放容量１２０．２ｍＡｈ／ｇ、放電容量８０．５ｍＡｈ／ｇの良好な充放電曲線が得られていることがわかる。
【比較例】
【００１０】  酸化白金２．２５ｇ、水酸化リチウム０．８４ｇ、直径０．５ｍｍのジルコニア製のビーズ１００．６８ｇおよび、エタノール５０ｍｌを２００ｍｌビーカーに入れ、実施例１と同様にパドル型攪拌羽根を装着したスリーワンモーターで１時間攪拌し粉砕混合処理を行った。粉砕混合物をジルコニアビーズを含有させたままシャーレに移し、７０℃で１２時間の大気乾燥を行いエタノールを揮発除去したところガラス質の燐片状固形物になり粉末としての回収はできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００１１】  産業上の利用分野を限定されずあらゆる分野に対して利用の可能性を有するが、特に研究実績があるアルカリ金属蓄電池用活物質への応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電池の実施例で得られた白金酸リチウムを用いたコイン型リチウム電池の充放電曲線である。
【図１】
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