(57)【要約】【課題】窒化リチウムの生成が安全かつ速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能な窒化リチウムの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の窒化リチウムの製造方法は、以下の２つの工程を含んでいる。  （１）リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接することで、上記リチウム部材を変形させる工程  （２）上記圧接部材を接触させた状態で、変形した上記リチウム部材に窒素を接触させて上記リチウム部材を窒化させる工程【選択図】図１
2015074566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接することで、前記リチウム部材を変形させる工程と、
前記圧接部材を接触させた状態で、変形した前記リチウム部材に窒素を接触させて前記リチウム部材を窒化させる工程と、
を含む、窒化リチウムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記リチウム部材を窒化させる前記工程では、
前記一部の領域の周囲を窒化させて窒化起点領域を生成させ、前記窒化起点領域を起点としてその周辺に窒化領域を拡大させ、最終的に前記リチウム部材の全体を窒化させる、窒化リチウムの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記リチウム部材が金属リチウム箔である、窒化リチウムの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記圧接部材は多孔性シートである、窒化リチウムの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記多孔性シートの開口率が２０％以上６５％以下である、窒化リチウムの製造方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記多孔性シートの孔は貫通孔である、窒化リチウムの製造方法。
【請求項７】
請求項４乃至６いずれか一項に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記多孔性シートの形態はパンチングメタル、エキスパンドメタル、またはメッシュクロスである、窒化リチウムの製造方法。
【請求項８】
請求項４乃至６いずれか一項に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記多孔性シートはメッシュクロスであり、
前記メッシュクロスを構成する細線の平均線径が２０μｍ以上１２０μｍ以下である、窒化リチウムの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記メッシュクロスの平均目開きが２０μｍ以上１６０μｍ以下である、窒化リチウムの製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれか一項に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記圧接部材はリチウムと反応しない材料により構成されている、窒化リチウムの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記圧接部材はステンレス、鉄、ニッケル、およびチタンから選択される一種または二種以上の材料により構成されている、窒化リチウムの製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれか一項に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記リチウム部材を変形させる前記工程では、
ロールプレスにより、前記リチウム部材上に前記圧接部材を圧接する、窒化リチウムの製造方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２いずれか一項に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記リチウム部材の窒化反応が完了した後に、前記リチウム部材から前記圧接部材を分離する工程をさらに含む、窒化リチウムの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記圧接部材から分離した前記リチウム部材を粉砕して粉状にする工程をさらに含む、窒化リチウムの製造方法。
【請求項１５】
リチウム部材上に、単位面積あたりの数密度が０．１個／ｃｍ２以上の窒化開始点を形成する工程と、
前記リチウム部材に窒素を接触させることにより、前記窒化開始点を起点としてその周辺に窒化領域を拡大させ、最終的に前記リチウム部材の全体を窒化させる工程と、
を含む、窒化リチウムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化リチウムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化リチウムは、リチウムイオン伝導度が室温で１０−３Ｓｃｍ−１を示す高イオン伝導体として知られており、例えば、リチウムイオン電池用の固体電解質や電極材料としての応用が検討されている。
【０００３】
窒化リチウムは水分と接触すると容易に分解してしまうため、その合成方法は多くの制約を受けており、通常は金属リチウムと窒素ガスとの反応で窒化リチウムが製造されている。
【０００４】
特許文献１（特開２００１−４８５０４号公報）には、窒素ガス雰囲気下、冷却によりリチウム及び生成する窒化リチウムの温度をリチウムの溶融温度以下に維持しながら、金属リチウムと窒素とを反応させることを特徴とする窒化リチウムの製造方法が開示されている。
また、特許文献２（特開２００２−３２０９号公報）には、窒素雰囲気下、０．４℃／ｍｉｎ〜７．０℃／ｍｉｎの昇温速度で、５０℃〜１１０℃まで金属リチウムを加熱する工程を有する窒化リチウムの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４８５０４号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者らの検討によれば、上記特許文献１および２に開示されているような金属リチウムと窒素ガスとの反応で窒化リチウムを製造する方法では、金属リチウムと窒素ガスとの反応が再現性よく起こらず、窒化反応が進行しない場合があることが明らかになった。
【０００７】
そこで、本発明では、窒化リチウムの生成が安全かつ速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能な窒化リチウムの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接することで、上記リチウム部材を変形させる工程と、
上記圧接部材を接触させた状態で、変形した上記リチウム部材に窒素を接触させて上記リチウム部材を窒化させる工程と、
を含む、窒化リチウムの製造方法が提供される。
【０００９】
この製造方法によれば、リチウム部材に圧接部材を圧接することで、リチウム部材が変形し、リチウム部材と圧接部材との接触部位周辺に新鮮な金属リチウムが露出する。そこに窒素が接触すると、この露出した新鮮な金属リチウムが窒化開始点となり、リチウム部材の窒化反応が安全かつ速やかに進行する。これにより、窒化リチウムの安定生産が可能となる。
【００１０】
また、本発明によれば、
リチウム部材上に、単位面積あたりの数密度が０．１個／ｃｍ２以上の窒化開始点を形成する工程と、
上記リチウム部材に窒素を接触させることにより、上記窒化開始点を起点としてその周辺に窒化領域を拡大させ、最終的に上記リチウム部材の全体を窒化させる工程と、
を含む、窒化リチウムの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、窒化リチウムの生成が安全かつ速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能な窒化リチウムの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施形態の窒化リチウムの製造工程の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る実施形態の窒化リチウムの製造工程の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。「〜」はとくに断りがなければ、以上から以下を表す。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず、本発明に係る第１の実施形態の窒化リチウムの製造方法について説明する。本実施形態の窒化リチウムの製造方法は、以下の２つの工程を含んでいる。
（１）リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接することで、上記リチウム部材を変形させる工程
（２）上記圧接部材を接触させた状態で、変形した上記リチウム部材に窒素を接触させて上記リチウム部材を窒化させる工程
【００１５】
本実施形態の窒化リチウムの製造方法によれば、窒化リチウムの生成が安全かつ速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能となる。
【００１６】
一般的に市販されている金属リチウムの表面には、炭素と酸素を構成成分とする薄い皮膜が存在している。箔などに加工された金属リチウムはその皮膜によって相互に癒着するのが抑制されている。
炭素と酸素を構成成分とする上記皮膜は、通常は炭酸リチウムが主要物質であり、酸化リチウムを含むこともある。金属リチウム表面の炭素と酸素を構成成分とする上記皮膜は前述したようにリチウム箔の癒着などを防ぐ効果がある一方で、窒化の進行を抑制する作用があるため、酸素濃度や露点が適正に管理された雰囲気で製造された金属リチウムは、窒素ガス雰囲気下で加熱しても窒化反応は進行しないと考えられる。
【００１７】
そこで、本発明者らは鋭意検討した結果、リチウム部材に圧接部材を圧接させた状態で、窒素を導入することにより、リチウム部材の窒化反応が安全かつ速やかに進行することを見出した。
これは、リチウム部材に圧接部材を圧接させることにより、リチウム部材が変形し、リチウム部材と圧接部材との接触部位周辺に新鮮な金属リチウムが露出する。そこに窒素が接触すると、この露出した新鮮な金属リチウムが窒化開始点となり、リチウム部材の窒化反応が安全かつ速やかに進行するからだと考えられる。
【００１８】
以上の理由から、窒化リチウムの生成が安全かつ速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能な窒化リチウムの製造方法を提供ことができる。
【００１９】
以下、各工程について詳細に説明する。
【００２０】
（リチウム部材を変形させる工程）
はじめに、リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接することで、上記リチウム部材を変形させる工程について説明する。
本実施形態の窒化リチウムの製造方法では、リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接することで、リチウム部材を変形させ、リチウム部材と圧接部材との接触部位周辺に新鮮な金属リチウムを露出させる。
【００２１】
本実施形態に係るリチウム部材は、例えば、その表面に炭素と酸素を構成成分とする薄い皮膜が存在している金属リチウムであり、その形状は、インゴット、箔、ワイヤー、ロッドなど一般的に提供されているものであれば良く、特別な形状である必要はない。ただし、窒化反応を速やかに完了させるには表面積が大きな形状が良いため、リチウム部材の形状としては箔が好ましい。すなわち、本実施形態に係るリチウム部材は金属リチウム箔が好ましい。
金属リチウム箔の厚みは、例えば、０．１〜３ｍｍである。
【００２２】
本実施形態に係る圧接部材は、例えば、多孔性シートである。圧接部材が多孔性シートであると、窒素がその多孔性シートの開口部を通して、露出した新鮮な金属リチウムに効率良く供給される。そのため、リチウム部材の窒化反応をより一層速やかに進行できる。
また、新鮮な金属リチウムに窒素をより一層効率良く供給できる観点から、多孔性シートの孔は貫通孔であることが好ましい。
多孔性シートの厚みは、例えば、０．０５〜１ｍｍである。
【００２３】
上記多孔性シートの開口率は、リチウム部材の窒化反応をより一層速やかに進行できる観点から、好ましくは２０％以上６５％以下である。多孔性シートの開口率は、形態の違い毎に以下の式に準じて算出できる。例えばパンチングメタルなどの打抜き板の場合、穴の形状と配置の違いにより通称名が付けられ、それぞれ算出式が提供される。一例を挙げると60°千鳥型：開口率（％）＝９０．６×Ｄ２／Ｐ２、角千鳥型：開口率（％）＝１５７×Ｄ２／Ｐ２、並列型：開口率（％）＝７８．５×Ｄ２／Ｐ２、長丸穴千鳥型：開口率（％）＝｛（２×Ｗ×Ｌ）−（０．４３×Ｗ２）｝×１００／（２×ＳＰ×ＬＰ）、長丸穴並列型：開口率（％）＝｛（２×Ｗ×Ｌ）−（０．４３×Ｗ２）｝×１００／（２×ＳＰ×ＬＰ）、角穴千鳥型：開口率（％）＝Ｗ２×１００／（ＳＰ１×ＳＰ２）、角穴並列型：開口率（％）＝Ｗ２×１００／（ＳＰ１×ＳＰ２）、六角形６０°千鳥型：開口率（％）＝Ｗ２×１００／Ｐ２、長角穴千鳥型：開口率（％）＝（Ｗ×Ｌ×１００）／（ＳＰ×ＬＰ）、長角穴並列型：開口率（％）＝（Ｗ×Ｌ×１００）／（ＳＰ×ＬＰ）、以上の算出式でＤは丸穴の直径、Ｐは丸穴または六角穴の中心間距離、Ｗは長丸穴、角穴、六角穴または長角穴の短め方向長さ、Ｌは長丸穴または長角穴の長め方向長さ、ＳＰは長丸穴または長角穴の短め方向における中心間距離、ＬＰは長丸穴または長角穴の長め方向における中心間距離、ＳＰ１は角穴の短め方向における中心間距離、ＳＰ２は角穴の長め方向における中心間距離を示す。
エキスパンドメタルのような千鳥状に切れ目を入れた後で引張り加工した板の場合、開口率（％）＝〔｛ＳＷＯ×（ＬＷＯ＋Ｂ）｝／（ＳＷ×ＬＷ）〕×１００で提供される。ここでＳＷＯは開口部の短め方向長さ、ＬＷＯは開口部の長め方向長さ、ＳＷはメッシュの短め方向の中心間距離、ＬＷはメッシュの長め方向の中心間距離、Ｂはボンドの長さである。
また、メッシュクロスでは、開口率（％）＝｛Ａ／（Ａ＋ｄ）｝２×１００で提供される。ここでＡは目開きであり、Ａ＝（２５．４／Ｍ）−ｄによって算出できる。Ｍはメッシュ、ｄは線径（ｍｍ）である。
【００２４】
また、上記圧接部材は、リチウム部材が変質するのを抑制できる観点から、ナイロン、ステンレス（ＳＵＳ）、鉄、ニッケル、およびチタン等のリチウムと反応しない材料により構成されているのが好ましい。
また、上記圧接部材は、リチウム部材の窒化反応をより一層速やかに進行できる観点から、ステンレス、鉄、ニッケル、およびチタンから選択される一種または二種以上の材料により構成されているのが好ましく、ステンレスにより構成されているのが特に好ましい。
【００２５】
上記多孔性シートの形態としては、例えば、パンチングメタル、エキスパンドメタル、メッシュクロス等が挙げられる。
多孔性シートがメッシュクロスの場合、メッシュクロスを構成する細線の平均線径は、リチウム部材の窒化反応をより一層速やかに進行できる観点から、好ましくは２０μｍ以上１２０μｍ以下である。また、メッシュクロスの平均目開きは、リチウム部材の窒化反応をより一層速やかに進行できる観点から、好ましくは２０μｍ以上１６０μｍ以下である。細線の平均線径は任意の５点の線径をマイクロメータで測定し平均値を算出して得られる。平均目開きＡは、Ａ＝（２５．４／Ｍ）−ｄによって算出できる。Ｍはメッシュ、ｄは線径（ｍｍ）である。
【００２６】
リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接する方法としては、例えば、リチウム部材と圧接部材とを重ね合わせ、重ね合わせた積層体をプレスする方法が挙げられる。
積層体のプレスは、例えば、ロールプレス、平板プレス等により実施できる。これらの中でも、ロールプレスが好ましい。ロールプレスは、ロール間隔を設定することで一定のプレス圧を供与しながら連続的に圧接でき、量産に適しているため好ましい。
【００２７】
プレス圧力としては特に限定されないが、圧接部材がリチウム部材の一部に食い込み剥がれない程度の圧力がよい。多孔性シートの開口率が小さいほど圧力を上げるのがよく、例えば、１〜６４ＭＰａである。
【００２８】
（リチウム部材を窒化させる工程）
つぎに、リチウム部材を窒化させる工程について説明する。
本実施形態の窒化リチウムの製造方法では、リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接した積層体を窒素に接触せることにより、リチウム部材の窒化反応を進める。例えば、リチウム部材に圧接部材を接触させた状態の積層体を、窒素雰囲気に配置することにより、積層体を窒素に接触せる。
窒化反応の初期段階では、圧接部材が圧接したリチウム部材の一部の領域の周囲について窒化反応が起こり、その箇所が黒色化する。本実施形態では、この黒色化した領域を窒化起点領域（窒素開始点とも呼ぶ。）と呼ぶ。
窒化反応の初期段階ではこの窒化起点領域が複数生成し、この窒化起点領域を起点として、その周辺に窒化領域が時間の経過とともに拡大し、窒化リチウムの生成が進行する。そして、最終的にリチウム部材の全体が窒化することとなる。
【００２９】
この窒化反応の初期段階に生成する窒素開始点は、リチウム部材上に、通常は０．１個／ｃｍ２以上、好ましくは０．５個／ｃｍ２以上、そして、好ましくは２．５個／ｃｍ２以下、より好ましくは２．０個／ｃｍ２以下生成する。窒素開始点の数は、例えば、圧接部材の種類やプレス圧力により調整できる。
【００３０】
本実施形態の窒化リチウムの製造方法では、リチウム部材の窒化反応には、窒素ガスを使用する。窒素ガスは、リチウムと反応し易く、安価でかつ毒性も無い。
窒素ガス中の酸素濃度と水分濃度は低いほど好ましい。これにより、リチウムの酸化腐食を抑制し、窒化リチウムの形成を促進することができる。また、窒化リチウムに酸化リチウムや水酸化リチウムの混入を抑制することができる。
また、窒素ガスの純度は、９９．９９％以上が好ましい。
【００３１】
リチウム部材の窒化反応の際の温度は、窒化リチウムの生成を安全かつ速やかに進行させる観点から、１０℃以上１２０℃以下の範囲内が好ましく、２０℃以上８０℃以下の範囲内がより好ましい。
リチウム部材の窒化反応をおこなう時間は、例えば、０．５時間以上２４時間以下である。
【００３２】
金属リチウムと窒素とを反応させて窒化リチウムを生成する方法の一例として、以下の方法が挙げられる。
まず、図１（ａ）に示すように、窒素雰囲気またはアルゴン雰囲気下で、リチウム部材１０１と圧接部材１０２とを圧延ロール１０３を用いて圧接し、積層体１００を得る。次いで、その積層体１００を窒素雰囲気下に静置することにより、リチウム部材１０１の窒化反応をおこなう方法である（図１（ｂ））。
【００３３】
また、他の方法としては、以下の方法が挙げられる。
まず、図２（ａ）に示すように、例えば、窒素雰囲気またはアルゴン雰囲気下で、圧延ロール１０３を用いてリチウムインゴット１０４を圧延し、箔状のリチウム部材１０１を連続的に作製する。つづいて、得られたリチウム部材１０１を連続的に窒素雰囲気下（図２（ｂ））に供給し、圧接部材供給リール１０５から供給された圧接部材１０２と積層する。次いで、圧延ロール１０３を用いてこれらを圧接し、積層体を作製する。そして、得られた積層体を積層体巻き取りリール１０６で巻き取る方法である。この方法によれば、連続的にリチウム部材１０１の窒化反応をおこなうことができるため、生産性の観点から好ましい。
【００３４】
（リチウム部材から圧接部材を分離する工程）
必要に応じて、リチウム部材の窒化反応が完了した後に、リチウム部材から圧接部材を分離する。これにより、窒化リチウムの塊を得ることができる。圧接部材として、前述した多孔性シートを用いると、リチウム部材から圧接部材を容易に分離することができる。
【００３５】
（リチウム部材を粉砕して粉状にする工程）
必要に応じて、圧接部材から分離したリチウム部材を粉砕して粉状にする。これにより、粉状の窒化リチウムを得ることができる。粉状にする方法は特に限定されず、一般的に公知の粉砕手段によりおこなうことができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
つぎに、本発明に係る第２の実施形態の窒化リチウムの製造方法について説明する。本実施形態の窒化リチウムの製造方法は、以下の２つの工程を含んでいる。
（１）リチウム部材上に、単位面積あたりの数密度が０．１個／ｃｍ２以上、好ましくは０．５個／ｃｍ２以上、そして、好ましくは２．５個／ｃｍ２以下、より好ましくは２．０個／ｃｍ２以下の窒化開始点を形成する工程
（２）上記リチウム部材に窒素を接触させることにより、上記窒化開始点を起点としてその周辺に窒化領域を拡大させ、最終的に上記リチウム部材の全体を窒化させる工程
【００３７】
本実施形態の窒化リチウムの製造方法によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
以下、各工程について詳細に説明する。
【００３９】
（窒化開始点を形成する工程）
はじめに、リチウム部材上に窒化開始点を形成する工程について説明する。
リチウム部材上に、単位面積あたりの数密度が０．１個／ｃｍ２以上、好ましくは０．５個／ｃｍ２以上、そして、好ましくは２．５個／ｃｍ２以下、より好ましくは２．０個／ｃｍ２以下の窒化開始点を形成する方法としては特に限定されないが、例えば、第１の実施形態で述べたように、以下の方法が挙げられる。
まず、リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接することで、リチウム部材を変形させ、リチウム部材と圧接部材との複数の接触部位周辺に新鮮な金属リチウムをそれぞれ露出させる。次いで、得られた積層体を窒素雰囲気に配置することにより、露出した新鮮な金属リチウムに窒素を触れさせて窒化し、窒化開始点を形成する。
この窒素開始点の数は、例えば、圧接部材の種類やプレス圧力により調整できる。
【００４０】
このとき、使用するリチウム部材および圧接部材は、第１の実施形態で述べたものと同様のものを用いることができる。ここでは説明は省略する。
また、リチウム部材の一部の領域に圧接部材を圧接する方法も、第１の実施形態で述べた方法と同様の方法を用いることができる。ここでは説明は省略する。
【００４１】
（リチウム部材の全体を窒化させる工程）
つぎに、リチウム部材の全体を窒化させる工程について説明する。
まず、窒化開始点が生成したリチウム部材を、窒素雰囲気にそのまま保持するか、あるいは別に調整した窒素雰囲気下に配置する。これにより、生成した窒化開始点を起点として、その周辺に窒化領域が時間の経過とともに拡大し、窒化リチウムの生成が進行する。そして、最終的にリチウム部材の全体が窒化することとなる。
【００４２】
このとき、使用する窒素ガスは、第１の実施形態で述べたものと同様のものを用いることができる。ここでは説明は省略する。
【００４３】
また、窒化反応の条件も、第１の実施形態で述べた条件と同様の条件を用いることができる。ここでは説明は省略する。
【００４４】
（リチウム部材から圧接部材を分離する工程）
第１の実施形態と同様に、必要に応じて、リチウム部材の窒化反応が完了した後に、リチウム部材から圧接部材を分離する。これにより、窒化リチウムの塊を得ることができる。圧接部材として多孔性シートを用いると、リチウム部材から圧接部材を容易に分離することができる。
【００４５】
（リチウム部材を粉砕して粉状にする工程）
第１の実施形態と同様に、必要に応じて、圧接部材から分離したリチウム部材を粉砕して粉状にする。これにより、粉状の窒化リチウムを得ることができる。粉状にする方法は特に限定されず、一般的に公知の方法によりおこなうことができる。
【００４６】
第１の実施形態および第２の実施形態の製造方法により得られた窒化リチウムは、例えば、リチウムイオン電池用の固体電解質、リチウムイオン電池用電極材料、化学薬品用の中間原料として好適に用いることができる。第１の実施形態および第２の実施形態の製造方法により得られた窒化リチウムは、高純度であるため、特に高純度が求められるリチウムイオン電池用の固体電解質およびリチウムイオン電池用電極材料用の原料として好適に用いることができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【００４８】
なお、当然ながら、上述した第１の実施形態および第２の実施形態は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５０】
（実施例１）
窒素雰囲気のＳＵＳ製グローボックス中で、純度９９．７％の金属リチウム箔（本城金属社製、厚さ１ｍｍ）を５０ｍｍ×５０ｍｍに切断した。この５０ｍｍ×５０ｍｍの金属リチウム箔の両面に、ＳＵＳ３０４製メッシュクロス（平均線径６５μｍ、平均目開き１０４μｍ、開口率３８．０％、厚さ０．１ｍｍ、日本メッシュ工業社製）をロールプレスで圧接した。ここで、ロールプレスによる圧接では、ＳＵＳ３０４製メッシュクロスがリチウム箔に食い込み剥がれない程度とした。
ＳＵＳ３０４製メッシュクロスが圧接された金属リチウム箔は、そのままＳＵＳ製グローブボックス中に２５℃で放置した。ＳＵＳ３０４製メッシュクロスの複数の開口部からリチウムの窒化が始まり、円を描くように窒化領域が広がっていった。ロールプレスから１０時間後には金属リチウム箔の全面が黒色化し、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を用いたＸ線回折から全面にわたって窒化リチウムが生成していることを確認した。このとき、ＳＵＳ３０４製メッシュクロスは容易に剥離でき、窒化リチウムの塊を分離することができた。
【００５１】
ここで、ロールプレスから１０時間後の窒化率を以下の式より算出した。
窒化率  [％]＝１００×（ロールプレスから１０時間後の金属リチウム箔の黒色化領域の表面積）／（金属リチウム箔の表面積）
また、メッシュクロスを金属リチウム箔に圧接後、金属リチウム箔の全面が窒化して黒色化するまでにかかった時間を窒化完了時間とした。
また、メッシュクロスを金属リチウム箔に圧接し、その積層体を３０分放置した際に、リチウム箔の表面に発生した黒色部分を窒化開始点とし、１ｃｍ２あたりの窒素開始点の数を求めた。
得られた結果を表１に示す。
【００５２】
（実施例２）
実施例１のＳＵＳ３０４製メッシュクロスの代わりにＳＵＳ３０４製パンチングメタル（平均穴径φ０．５ｍｍ、平均穴ピッチ１ｍｍ、開口率２２．７％、厚さ０．５ｍｍ、スズキテクノス社製）を使用した以外は実施例１と同様に金属リチウム箔の窒化反応をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００５３】
（実施例３）
金属リチウム箔の大きさを５０ｍｍ×３５ｍｍに変更し、かつ、実施例１のＳＵＳ３０４製メッシュクロスの代わりにナイロン製メッシュクロス（平均線径４３μｍ、平均目開き６７μｍ、開口率３７．０％、厚さ０．０７５ｍｍ、ＮＢＣメッシュテック社製）を使用した以外は実施例１と同様に金属リチウム箔の窒化反応をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００５４】
（実施例４）
実施例１のＳＵＳ３０４製メッシュクロスの代わりにチタン製パンチングメタル（平均穴径φ０．５ｍｍ、平均穴ピッチ１ｍｍ、開口率２２．７％、厚さ０．５ｍｍ、スズキテクノス社製）を使用した以外は実施例１と同様に金属リチウム箔の窒化反応をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００５５】
（実施例５）
実施例１のＳＵＳ３０４製メッシュクロスの代わりにニッケル製メッシュクロス（平均線径６５μｍ、平均目開き１０４μｍ、開口率３８．０％、厚さ０．５ｍｍ、日本メッシュ工業社製）を使用した以外は実施例１と同様に金属リチウム箔の窒化反応をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００５６】
（実施例６）
実施例１のＳＵＳ３０４製メッシュクロスの代わりにＳＵＳ３０４製エキスパンドメタル（メッシュ寸法３ｍｍ×６ｍｍ、板厚０．６ｍｍ、開口率４２．６％、奥谷金網製作所社製）を使用した以外は実施例１と同様に金属リチウム箔の窒化反応をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００５７】
（実施例7）
実施例１のＳＵＳ３０４製メッシュクロスの代わりにＳＵＳ３０４製パンチングメタル（平均穴径φ５ｍｍ、平均穴ピッチ６ｍｍ、開口率６２．９％、厚さ０．１ｍｍ、三和打抜工業社製）を使用した以外は実施例１と同様に金属リチウム箔の窒化反応をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００５８】
（比較例１）
実施例１のＳＵＳ３０４製メッシュクロスを用いない以外は実施例１と同様に金属リチウム箔の窒化反応をおこなった。得られた結果を表１に示す。
【００５９】
【表１】
2015074566.tif 000003
【符号の説明】
【００６０】
１００    積層体
１０１    リチウム部材
１０２    圧接部材
１０３    圧延ロール
１０４    リチウムインゴット
１０５    圧接部材供給リール
１０６    積層体巻き取りリール
【図１】
2015074566.tif 000004
【図２】
2015074566.tif 000005