[發(fā)明專利]反應(yīng)凝集顆粒的制造方法、鋰離子電池用正極活性物質(zhì)的制造方法、鋰離子電池的制造方法和鋰離子電池、以及反應(yīng)凝集顆粒的制造裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380032176.9
• 申請日: 2013-02-15
• 公開（公告）號: CN104412420B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 銅谷陽;后藤秀德
• 申請（專利權(quán)）人: 月島機(jī)械株式會社
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;B01D9/02;B01J19/00;C01G53/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 丁香蘭,孟偉青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反應(yīng)凝集顆粒的制造方法、鋰離子電池用正極活性物質(zhì)的制造方法、鋰離子電池的制造方法和鋰離子電池、以及反應(yīng)凝集顆粒的制造裝置。

背景技術(shù)

作為鋰離子電池用正極活性物質(zhì)，一般除了由

組成式：Li_xNi_1-yM_yO_2+α…(1)

(所述式中，M為選自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B和Zr中的1種以上，0.9≤x≤1.2，0<y≤0.7，α>0.1。)表示的物質(zhì)外，為由

組成式：Li(Li_xNi_1-x-yM_y)O_2+α…(2)

(所述式中，M為選自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Al、Bi、Sn、Mg、Ca、B和Zr中的1種以上，0≤x≤0.1，0<y≤0.7，α>0。)表示的物質(zhì)。

例如，將鎳鹽、鈷鹽、錳鹽作為原料，與氫氧化鈉或碳酸銨等反應(yīng)，得到鎳氫氧化物、錳碳酸化物，將其與鋰(氫氧化鋰)混合燒成，得到鋰·鎳·錳系的正極活性物質(zhì)。

這種情況下，采取以下方式：向攪拌反應(yīng)槽內(nèi)投入鎳鹽水溶液和錳鹽水溶液，使Ni-Mn復(fù)合氫氧化物或碳酸化物晶析。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-228604

專利文獻(xiàn)2：日本特開平8-315822

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

但是，如現(xiàn)有例那樣，欲通過在攪拌反應(yīng)槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)晶析而得到金屬凝集顆粒的情況下，作為第1問題，顆粒的粒徑隨著反應(yīng)時間的經(jīng)過而具有增大的傾向，并且，在經(jīng)過某個時間后粒徑的偏差增大。因此，無法得到穩(wěn)定的小粒徑的顆粒。

第2問題是：所得到的顆粒的形狀未必為球形，在作為鋰離子電池用正極活性物質(zhì)使用時無法期待高性能。

第3問題是：為了在制造時得到粒徑小且粒徑分布窄的顆粒，幾乎為分批式，因此無法在單位時間要求大處理量。在希望增加處理量的情況下，對大型設(shè)備的投資成本增多。

因此，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，作為能夠得到粒徑穩(wěn)定的金屬的凝集顆粒、能夠得到實(shí)質(zhì)上為球形的反應(yīng)凝集顆粒、即使不將設(shè)備大型化也能夠用小型的設(shè)備在單位時間獲得大的處理的方式，優(yōu)選使用以高速通過具有小內(nèi)徑且路徑比較長的反應(yīng)路徑的方式、即所謂的管式反應(yīng)器。

但是，本發(fā)明人在之后的開發(fā)過程中反復(fù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果微細(xì)的流(シャワー)(一次核)附著于管式反應(yīng)器的流道的壁面，之后以此為核進(jìn)行晶體生長，各處可見抑制了流動、或者反應(yīng)的均勻性受損而無法得到目標(biāo)反應(yīng)凝集顆粒的情況。

因此，本發(fā)明的主要課題在于，使單元素或多元素均勻地反應(yīng)并進(jìn)行晶體析出，同時防止材料附著于流道內(nèi)面，從而能夠長時間運(yùn)轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的其它所期望的課題在于，得到粒徑小、粒徑分布窄、實(shí)質(zhì)上為球形的反應(yīng)凝集顆粒。

另外，提供即使不將設(shè)備大型化也能夠用小型的設(shè)備在單位時間進(jìn)行大量的反應(yīng)處理的方式；提供節(jié)能的設(shè)備。

用于解決課題的方案

解決了該課題的本發(fā)明如下所述。

〔方案1所述的發(fā)明〕

一種反應(yīng)凝集顆粒的制造方法，其特征在于，

使反應(yīng)處理器內(nèi)的液體流動為旋流，

在所述反應(yīng)處理器內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域，在反應(yīng)處理器的相對于該反應(yīng)處理器的內(nèi)表面處于中心側(cè)的位置注入含有所要追加的無機(jī)物質(zhì)的追加液，進(jìn)行反應(yīng)處理。

(作用效果)

作為現(xiàn)有例可以舉出的設(shè)備如圖16所示，向攪拌反應(yīng)槽1內(nèi)添加含有反應(yīng)物質(zhì)的原液A和含有反應(yīng)物質(zhì)的原液B、以及氣體C，利用帶攪拌電機(jī)2的攪拌葉片3進(jìn)行攪拌，促進(jìn)顆粒的凝集和沉淀，在適當(dāng)?shù)臅r刻從排出口5排出成品液，之后例如通過過濾、清洗和干燥得到前體顆粒。

對于該得到的金屬的凝集顆粒，與鋰(例如氫氧化鋰)混合，并經(jīng)過燒成、破碎和分級工序而可以用于鋰離子電池用正極活性物質(zhì)等。

在這種現(xiàn)有例中，會產(chǎn)生上述第1問題、第2問題和第3問題。

因此，本發(fā)明人如前所述進(jìn)行了使用管式反應(yīng)器的嘗試，但微細(xì)的流(一次核)附著于流道的壁面，之后以此為核進(jìn)行晶體生長，抑制了流動，各處可見難以長時間穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。