[發(fā)明專利]用于含鋰化合物的熱處理容器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180069877.0
• 申請日: 2011-06-28
• 公開（公告）號: CN103502182A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 小池康太;阿知波敬;神谷孝廣
• 申請（專利權(quán)）人: 東京窯業(yè)株式會社
• 主分類號: C04B35/64
• 分類號: C04B35/64;F27D3/12;H01M4/04
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 姜虎;陳英俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種當(dāng)熱處理含鋰化合物時使用的用于含鋰化合物的熱處理容器及其制造方法。

背景技術(shù)

各種化合物、特別是無機(jī)類化合物是通過熱處理步驟制造。通常，熱處理是在耐熱性的熱處理容器中盛裝被熱處理化合物(無機(jī)類化合物或其原料)的狀態(tài)下通過加熱來進(jìn)行。熱處理容器不僅要求耐熱性，還要求對于被熱處理化合物的穩(wěn)定性。

通過上述熱處理步驟制造的無機(jī)類化合物之一，有含鋰化合物。含鋰化合物是例如用于鋰離子電池的正極活性材料。作為含鋰化合物，可以例示出LiMnO₂類化合物、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂類化合物、LiMn₂O₄類化合物、LiCoO₂類化合物、LiNiO₂類化合物。

鋰離子電池用正極活性材料(含鋰化合物)通過燒成原料粉末而制造。該含鋰化合物的熱處理(燒成)，一般收納在以氧化鋁、多鋁紅柱石、堇青石、尖晶石等具備耐熱性的材料作為主要構(gòu)成成分而燒成的容器(匣缽)中進(jìn)行。匣缽例如記載在特開2009-292704號公報中。

以堇青石為主要成分的匣缽，具有高耐熱沖擊性。然而，與含鋰化合物的反應(yīng)活性高，所以存在因反應(yīng)產(chǎn)物的混入而熱處理后的含鋰化合物純度下降的問題。特別是，鋰離子電池的正極活性材料中，若混入這種雜質(zhì)，則不僅會導(dǎo)致鋰離子電池的電池性能下降，還存在成為發(fā)生短路的來源的風(fēng)險。

此外，以氧化鋁或尖晶石為主要成分的匣缽，與含鋰化合物的反應(yīng)活性低。然而，熱膨脹系數(shù)高，且這些成分的含有率越高，存在因熱沖擊容易開裂的問題。因此，很難使氧化鋁或尖晶石的含有率高。

在特開2009-292704號公報中，記載有由尖晶石、堇青石、多鋁紅柱石形成的匣缽。這些材料，具有上述問題。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：特開2009-292704號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

本發(fā)明鑒于上述實際情況而提出，其目的在于提供一種能夠抑制含鋰化合物被污染的用于含鋰化合物的熱處理容器及其制造方法。

解決問題的方法

為了解決上述問題，本發(fā)明人等反復(fù)研究用于含鋰化合物的熱處理容器及其制造方法的結(jié)果，完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器，當(dāng)熱處理含鋰化合物時用于盛裝含鋰化合物，其特征在于，具備：基底部，當(dāng)基底部全部為100質(zhì)量%時，含有60～95質(zhì)量%的氧化鋁；表面部，當(dāng)表面部全部為100質(zhì)量%時，含有20～80質(zhì)量%的尖晶石，與基底部一體形成，形成與用于含鋰化合物的熱處理容器中的含鋰化合物接觸的表面。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器中，優(yōu)選表面部的剩余部由形成基底部的材料形成。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器中，當(dāng)用于含鋰化合物的熱處理容器全部為100質(zhì)量%時，優(yōu)選包含5～40質(zhì)量%的表面部。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器中，當(dāng)基底部全部為100質(zhì)量%時，優(yōu)選基底部含有5～30質(zhì)量%的二氧化硅。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器中，優(yōu)選基底部由氧化鋁和多鋁紅柱石形成。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器中，優(yōu)選表面部的基底部側(cè)的表面呈現(xiàn)凹凸形狀。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器中，優(yōu)選基底部具有10～30%的空隙率。

本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器的制造方法，包括如下步驟：將含有60～95質(zhì)量%氧化鋁的氧化鋁類粉末以未壓縮狀態(tài)配置的步驟；將含有20～80質(zhì)量%尖晶石的尖晶石類粉末以未壓縮狀態(tài)配置在氧化鋁類粉末上方的步驟；向氧化鋁類粉末和尖晶石類粉末重疊的方向壓縮而成形的步驟；燒成成形體的步驟。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器的制造方法中，優(yōu)選尖晶石類粉末的剩余部分為氧化鋁類粉末。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器的制造方法中，當(dāng)尖晶石類粉末全部為100質(zhì)量%時，該尖晶石類粉末優(yōu)選含有20～80質(zhì)量%的尖晶石。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器的制造方法中，當(dāng)氧化鋁類粉末全部為100質(zhì)量%時，優(yōu)選該氧化鋁類粉末含有5～30質(zhì)量%的二氧化硅粉末。

在本發(fā)明的用于含鋰化合物的熱處理容器的制造方法中，優(yōu)選氧化鋁類粉末是氧化鋁粉末和多鋁紅柱石粉末的混合粉末。