[發明專利]硅酸鋰系化合物的制造方法

無效

• 申請號: 200980156052.5
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN102300811A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 小島敏勝;境哲男;幸琢寬;奧村妥繪;小島晶;丹羽淳一;村瀨仁俊
• 申請（專利權）人: 獨立行政法人產業技術綜合研究所;株式會社豐田自動織機
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;C01B33/12;H01M4/58
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 苗堃;金世煜

1.一種硅酸鋰系化合物的制造方法，其特征在于，在由選自碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銣和碳酸銫中的至少一種堿金屬碳酸鹽和碳酸鋰形成的碳酸鹽混合物的熔融鹽中，在含二氧化碳和還原性氣體的混合氣體的氣氛下，使以Li₂SiO₃表示的硅酸鋰化合物與含選自鐵和錳中的至少一種過渡金屬元素的物質在400～650℃下進行反應。

2.如權利要求1所述的制造方法，其中，將過渡金屬元素的總量設為100摩爾％，含過渡金屬元素的物質含有選自鐵和錳中的至少一種過渡金屬元素50～100摩爾％以及選自Mg、Ca、Co、Al、Ni、Nb、Ti、Cr、Cu、Zn、Zr、V、Mo和W中的至少一種過渡金屬元素0～50摩爾％。

3.一種硅酸鋰系化合物的制造方法，包含以下工序：以權利要求1的方法制造硅酸鋰系化合物后，通過溶劑去除作為助熔劑使用的堿金屬碳酸鹽。

4.如權利要求1所述的硅酸鋰系化合物的制造方法，形成的硅酸鋰系化合物是以下式表示的化合物：

化學式：Li_2+a-bA_bM_1-xM’_xSiO_4+c

式中，A為選自Na、K、Rb和Cs中的至少一種元素，M為選自Fe和Mn中的至少一種元素，M’為選自Mg、Ca、Co、Al、Ni、Nb、Ti、Cr、Cu、Zn、Zr、V、Mo和W中的至少一種元素，各下標符號如下：0≤x≤0.5、0＜a＜1、0≤b＜0.2、0＜c＜0.3。

5.一種提高了導電性的硅酸鋰系化合物的制造方法，其特征在于，對以權利要求1的方法得到的硅酸鋰系化合物添加碳材料和Li₂CO₃，利用球磨機混合至非晶態化后，在還原性氣氛下進行熱處理。

6.一種以下式表示的含氟硅酸鋰系化合物的制造方法，

化學式：Li_2+a-bA_bM_1-xM’_xSiO_4+c-yF_2y

式中，A為選自Na、K、Rb和Cs中的至少一種元素，M為Fe或Mn，M’為選自Mg、Ca、Co、Al、Ni、Nb、Ti、Cr、Cu、Zn、Zr、V、Mo和W中的至少一種元素，各下標符號如下：0≤x≤0.5、0＜a＜1、0≤b＜0.2、0＜c＜0.3、0＜y＜1，其特征在于，

對以權利要求1的方法得到的硅酸鋰系化合物添加碳材料和LiF，利用球磨機混合至非晶態化后，在還原性氣氛下進行熱處理。

7.一種鋰離子二級電池用正極活性物質，是由通過權利要求1的方法得到的硅酸鋰系化合物形成的。

8.一種鋰離子二級電池用正極活性物質，是由通過權利要求5的方法得到的硅酸鋰系化合物形成的。

9.一種鋰離子二級電池用正極活性物質，是由通過權利要求6的方法得到的硅酸鋰系化合物形成的。

10.一種鋰離子二級電池用正極活性物質，是由將通過權利要求1的方法得到的硅酸鋰系化合物作為鋰離子二級電池用正極活性物質使用并進行充電而得到的硅酸鋰系化合物所形成的。

11.如權利要求10所述的鋰離子二級電池用活性物質、鋰離子二級電池用正極活性物質，其中，進行充電而得到的硅酸鋰系化合物，在將鋰金屬作為負極充電至4.2V的狀態下為如下的化合物：

以化學式：Li_1+a-bA_bFeSiO_4+c表示，

式中，A為選自Na、K、Rb和Cs中的至少一種元素，各下標符號如下：0＜a＜1、0≤b＜0.2、0＜c＜0.3，

在使用波長的X射線進行X射線衍射測定時，衍射角2θ在5度～40度的范圍內，在下述的衍射角附近具有第1峰～第5峰，

第1峰：10.10度

第2峰：16.06度

第3峰：9.8度

第4峰：14.54度

第5峰：15.50度。