球状水酸化ニッケル粉末およびその製造方法
【課題】
タップ密度の高い水酸化ニッケル粉末およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
球状の粒子からなり、平均粒径が０．１〜３０μｍ、平均粒径の０．７〜１．３倍に８０重量％以上の粒子が存在する粒度分布を有する水酸化ニッケル粉末。ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥する水酸化ニッケル粉末の製造方法。平均粒径が異なる２種以上の前記記載の水酸化ニッケル粉末を元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の元粉末を混合してなる水酸化ニッケル粉末。
タップ密度の高い水酸化ニッケル粉末およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
球状の粒子からなり、平均粒径が０．１〜３０μｍ、平均粒径の０．７〜１．３倍に８０重量％以上の粒子が存在する粒度分布を有する水酸化ニッケル粉末。ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥する水酸化ニッケル粉末の製造方法。平均粒径が異なる２種以上の前記記載の水酸化ニッケル粉末を元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の元粉末を混合してなる水酸化ニッケル粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状粒子からなる水酸化ニッケル粉末およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水酸化ニッケル粉末は、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ水素電池の正極活物質およびリチウムイオン二次電池の正極用活物質であるニッケル酸リチウムの原料に用いられている。前記いずれの二次電池においても、電池の小型化および高容量化が求められており、そのために正極活物質あるいはその原料となる水酸化ニッケル粉末としては、密に充填することができるタップ密度が高いものが求められている。
【０００３】
そこで、粒子形状が球状の粒子からなり、平均粒径が７μｍ（平均粒径の０．７〜１．３倍に７５重量％の粒子が存在する粒度分布を有する。）の水酸化ニッケル粉末が提案されており、そのタップ密度は２．１ｇ／ｃｍ3であった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、そのような球状の水酸化ニッケル粒子の製造方法として、濃度２モル／Ｌの硫酸ニッケル水溶液とアンモニア水と水酸化ナトリウム水溶液とを反応槽にｐＨが一定となるように流量を制御しながら供給し、生成した水酸化ニッケルをポンプで汲み上げてシックナーで沈澱させ、上澄みを除去して沈殿が濃縮されたスラリーを前記反応槽に戻す操作を繰り返し、１０時間かけて反応させる製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、タップ密度の高い水酸化ニッケル粉末およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、タップ密度の高い水酸化ニッケル粉末について鋭意検討した結果、球状の粒子からなり粒度分布が一定以上に狭い水酸化ニッケル粉末が高いタップ密度を示すことを見出し、さらに、そのような水酸化ニッケル粉末が、ニッケル化合物を溶解させた分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン溶液にゲル化剤を添加した後、得られるエマルジョン粒子を分離してケーキとし、得られたケーキを、乾燥することにより得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、球状の粒子からなり、平均粒径が０．１μｍ以上３０μｍ以下であり、平均粒径の０．７倍以上１．３倍以下に８０重量％以上の粒子が存在する粒度分布を有することを特徴とする水酸化ニッケル粉末を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相をゲル化した後、分離し得られたケーキを乾燥することを特徴とする前記の水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離してケーキとし、分離することにより得られたケーキを乾燥することを特徴とする前記の水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、平均粒径が異なる２種以上の前記記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合してなることを特徴とする水酸化ニッケル粉末を提供する。また本発明は、平均粒径が異なる２種以上の請求項１記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離して得られるケーキを提供する。また本発明は、リチウム塩を前記のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状ニッケル酸リチウム粒子の製造方法を提供する。さらに本発明は、リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを前記のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状の複合酸化物粒子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の水酸化ニッケル粉末は、正極材として用いた場合、従来より高密度で充填できるので、高容量の２次電池用として、本発明は工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本第１発明の水酸化ニッケル粉末は、球状粒子からなり、その粒度分布は非常に狭く、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に８０重量％の粒子が存在する。このように粒度分布が狭い場合に、タップ密度が高くなるのである。
【００１１】
本第１発明の水酸化ニッケル粉末の平均粒径は０．１μｍ以上３０μｍ以下である。平均粒径が０．１μｍ未満または３０μｍを超えると、タップ密度が低下する傾向がある。
【００１２】
ここで、平均粒径および粒度分布は、水酸化ニッケル粉末の粒子の走査型電子顕微鏡写真を撮影し、粒子の画像を数百個を任意に選び、画像化解析により求めた値である。この評価方法の場合、２個以上の球状粒子が弱く凝集した場合も別の粒子とする。
【００１３】
本第１発明の水酸化ニッケル粉末の粒度分布が狭いことから、平均粒径の異なる２種以上の本第１発明の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、それらを混合することにより、大きな粒子の間に小さい粒子を充填させることができ、タップ密度が本第１発明の水酸化ニッケル粉末よりさらに高くなる本第２発明の水酸化ニッケル粉末とすることができる。
【００１４】
すなわち、本第２発明の水酸化ニッケル粉末は、平均粒径が異なる２種以上の本第１発明の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合してなる水酸化ニッケル粉末であり、本第１発明の水酸化ニッケル粉末よりさらに高いタップ密度を示す傾向がある。なお、混合はＶ型混合機、振とう混合機、プラスチックボールを用いたボールミル等の通常工業的に用いられる混合機のうちで粉砕を伴わずに混合できる混合機を用いて行うことができる。
【００１５】
例えば、粒径が２０μｍの大粒子を充填した隙間に粒径が２．８〜４μｍの小粒子を詰めることができるので、粒径が２０μｍの大粒子からなる本第１発明の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、粒径が２．８〜４μｍの小粒子からなる水酸化ニッケル粉末を別の本第１発明の水酸化ニッケル元粉末とし、前記小粒子からなる水酸化ニッケル元粉末を、前記大粒子からなる水酸化ニッケル元粉末１００重量％に対して重量比で３０重量％となる量を加えて混合すれば、高いタップ密度を示す水酸化ニッケル粉末となる。さらに、その小粒子の間に生じる隙間に充填できる０．５〜０．８μｍの微小粒子からなる本第１発明の水酸化ニッケル粉末をさらに別の水酸化ニッケル元粉末とし、前記大粒子からなる水酸化ニッケル元粉末１００重量％に対して重量比で１０重量％となる量をさらに加えて混合することにより、より高いタップ密度を示す水酸化ニッケル粉末となり、粒径と水酸化ニッケル元粉末の混合比率を選ぶことにより、最大９０体積％程度まで充填することが可能である。
【００１６】
次に、本発明の製造方法について説明する。
本第１発明の水酸化ニッケル粉末は、ニッケル塩を溶解させた分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥することにより製造することができる。
【００１７】
本発明の製造方法における出発原料としては、ニッケル塩が溶解した分散相液を用いる。このような分散相液としては、有機溶媒または水に溶解したニッケル化合物であればよく、ニッケル化合物としては、例えば、蓚酸ニッケル、酢酸ニッケル、蟻酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル等が挙げられる。分散相液としては水系液、すなわちニッケル化合物の水溶液が好ましい。
【００１８】
この分散相液が水系液の場合、連続相液は実質的に分散相液との相溶性を有していなければよく、連続相液としては非水溶性の有機溶媒を用いることができる。具体的には、トルエン、シクロヘキサン、ケロシン、ヘキサン、ベンゼン等を挙げることができる。
一方、分散相液が非水溶性の場合、連続相液は実質的に分散相液との相溶性を有していなければよく、連続相液としては水を用いることができる。
【００１９】
ここで、分散相液には界面活性剤を含有させることができる。分散相液が水系液の場合は、分散剤としては、具体的には、ポリカルボン酸またはそのアンモニウム塩、ポリアクリル酸またはそのアンモニウム塩等を挙げることができる。さらに、界面活性剤は、連続相液に含有させることもでき、分散剤としては、具体的には、ソルビタンエステル、グリセリンエステル等を挙げることができる。
【００２０】
次にエマルジョンを作製する。エマルジョンは分散相液を細孔を通して連続相液に注入する方法により作製する。エマルジョンは、分散相液が水系液であれば、水／油（Ｗ／Ｏ）となる。
【００２１】
このエマルジョンの作製において用いる細孔としては、細孔を有するノズル、多孔膜、多孔体の細孔を用いることができ、効率と強度の点から多孔体の細孔が好ましい。得られる水酸化ニッケル粒子の粒径は、用いる細孔の平均細孔径を変えることにより変えることができ、正極材として用いるには０．１〜３０μｍの範囲とすることが好ましいので、細孔の平均細孔径は０．１μｍ以上４０μｍ以下の範囲が好ましい。
【００２２】
細孔として多孔体の細孔を用いる場合、その多孔体としては、比較的均一な細孔径を有しているものであればよく、具体的には、シラスポーラスガラス（以下、「ＳＰＧ」という。）、ガラス多孔体、セラミック多孔体等を挙げることができ、細孔径を精密に調節することができるので、ＳＰＧが好ましい。そして、その細孔径分布は８０％以上の細孔が平均細孔径の０．７倍以上１．３倍以下であるものがさらに好ましい。多孔体の表面は、Ｗ／Ｏエマルジョンの場合は親油化することが好ましい。例えば、ＳＰＧの場合は多孔体表面は親水性であるが、親油化が必要な場合、次のようにして表面処理を行うことができる。表面処理は、例えば、多孔体をシリコン樹脂溶液に浸し乾燥する、シランカップリング剤を塗布する、トリメチルクロロシランに接触させる等の方法により行うことができる。
【００２３】
分散相液が細孔から出るとき、細孔から速やかに離脱させる操作を加えることが好ましく、具体的には、多孔体を振動させる、分散媒を循環させるなどの操作を加えることが好ましい。
【００２４】
こうして得られたエマルジョン中にはニッケルイオン溶液が分散相として存在しており、この分散相をゲル化した後、分離してケーキとする。分離は、濾過またはデカンテーションにより行うことが好ましい。遠心分離によると、分散相の粒子が相互に結合したり変形することがある。
【００２５】
ゲル化に用いるゲル化剤としては、塩化アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を用いることができる。Ｎａが不純物として問題となる可能性があるので、ゲル化剤としては、塩化アンモニウムおよび炭酸水素アンモニウムが好ましい。ゲル化剤の量は、ニッケルイオンに対して通常は０．１モル％以上１０モル％以下となる量であり、１モル％以上７モル％以下となる量が好ましい。このようにゲル化剤を用いることにより、水酸化ニッケルを生成させることができる。
【００２６】
ゲル化剤はエマルジョンを作製後、水溶液として添加する方法やあらかじめ連続相中に溶解させる方法、エマルジョンとして分散させる等の方法を用いることができる。ニッケルを含むエマルジョンとゲル化剤を均一に接触させるためには、好ましくはゲル化剤もエマルジョンとして分散させる方法が好ましい。ゲル化剤のエマルジョン化は膜乳化法や超音波ホモジナイザー、攪拌型ホモジナイザー等を用いて行うことができる。
【００２７】
分離したケ−キを乾燥することにより、水酸化ニッケル粒子が得られる。ゲル化剤にＮａが含まれ、Ｎａを除去する場合、水酸化ニッケル粒子はゲル化剤により形状を保持できる状態になっているので、分離後水洗して除去することができる。
乾燥方法としては工業的に通常用いられる熱風乾燥、粒子が崩壊しない程度の流動層乾燥等の方法を用いることができる。
【００２８】
また、本発明の製造方法においては、水酸化ニッケルとリチウム塩とを混合し、焼成することによりリチウム２次電池用の球状ニッケル酸リチウム粒子を製造することができる。水酸化ニッケルとリチウム塩を混合するには、リチウム塩を水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させる。リチウム塩を水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させるには、リチウム塩溶液をケーキに含浸させてケーキに含有させてもよく、分散相液にリチウム塩を含有させることによりケーキに含有させてもよく、連続相液にリチウム塩を含有させて分散相に移行させることによりケーキに含有させてもよく、前記いずれかの方法を組み合わせてもよい。リチウム塩としては、例えば、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、炭酸水素塩、蓚酸塩などが挙げられる。
【００２９】
次いで、こうして得られたケーキを焼成する。焼成は、例えば６００〜８００℃で２〜１０時間の保持して行う。焼成中の雰囲気は酸素、酸素含有窒素（空気を含む）、酸素含有アルゴンを用いることができる。ニッケル酸リチウムを製造するときは酸素が好ましい。また、該ケーキについて焼成前に上記と同様の乾燥を行っても良い。
【００３０】
さらに、本発明の製造方法においては、水酸化ニッケルとリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを混合し、焼成することによりリチウム２次電池用の球状の複合酸化物粒子を製造することができる。この場合、複合酸化物としては、リチウムニッケルマンガン複合酸化物が挙げられ、その構成元素の一部を構成元素以外の遷移金属元素、アルミニウム、ガリウム、亜鉛、錫、マグネシウム、カルシウムで置換していてもよい。水酸化ニッケルとリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを混合するには、リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させる。リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させるには、リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを含有する溶液をケーキに含浸させてケーキに含有させてもよく、分散相液にリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを含有させることによりケーキに含有させてもよく、連続相液にリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを含有させて分散相に移行させることによりケーキに含有させてもよく、前記いずれかの方法を組み合わせてもよい。リチウム塩、マンガン塩、コバルト塩としては、例えば、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、炭酸水素塩、蓚酸塩などが挙げられる。
次いで、こうして得られたケーキを焼成する。焼成は、例えば７００〜１１００℃で２〜１０時間の保持して行う。焼成中の雰囲気は酸素、酸素含有窒素（空気を含む）、酸素含有アルゴンを用いることができる。焼成中の雰囲気は空気が好ましい。また、該ケーキについて焼成前に上記と同様の乾燥を行っても良い。
【００３１】
本発明の製造方法による水酸化ニッケル粉末は球状の粒子からなり、該粉末を構成する粒子の粒径は、細孔を通してエマルジョンを作製して得られたエマルジョン中の分散相の粒径が反映されることから、本発明の製造方法による水酸化ニッケル粉末には粗大粒がなく、また、用いる細孔を細孔径の分布が狭いものとすることにより、水酸化ニッケル粉末の粒度分布を狭いものにすることができる。さらに、上記のように水酸化ニッケルにリチウム塩、マンガン塩、コバルト塩を混合した場合は、球状のニッケル酸リチウム粒子、球状の複合酸化物粒子を得ることができる。これらの粒子は形状が球状で均一であることから乾燥や焼成で起きる凝集が弱い。このためジェットミルや軽量のプラスチックボールを用いたボールミル等の弱い粉砕後に得られる水酸化ニッケル粒子、ニッケル酸リチウム粒子、複合酸化物粒子の粒度分布はさらに狭くなり、水酸化ニッケル粉末、ニッケル酸リチウム粉末および複合酸化物粉末の粒径分布は、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に粒子の９０重量％が存在する狭い分布にすることもできる。
【００３２】
そして、本発明における水酸化ニッケル粉末、ニッケル酸リチウム粉末および複合酸化物粉末は、粒子形状が球状で粒度分布が狭く中心粒径を制御できることから、異なる平均粒径を有する粒子を製造して混合することにより粒度分布を精密に設計することができるので、正極材として高充填が可能であり、電池の容量を従来より高くすることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
１． 粒子形状の観察
１次粒子の形状は粉末をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製Ｔ−３００型）およびＴＥＭ（透過型電子顕微鏡、日本電子製ＪＥＭ４００００ＦＸ型）により観察した。なお、写真のうえで、１個の粒子の最大径と最小径の比が１．０〜１．１の粒子を球形と判断した。
２． 平均粒径、粒度分布の評価
平均粒径は、ＳＥＭで撮影した写真から任意に数百個の粒子を選び、画像解析により測定した。
３． 充填密度の評価
ＪＩＳ Ｒ１６００によりタップ密度（重装密度ともいう。）を測定した。
【００３４】
実施例１
酢酸ニッケル（和光純薬）を１５重量％で溶解させた水溶液１１ｍｌを分散相液として用い、連続相液としてトルエン４００ｍｌを用い、平均細孔径０．７μｍのＳＰＧ多孔体を用い、エマルジョンを作製した。ＳＰＧ多孔体は直径１ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚さ１ｍｍのチューブ形状であり、両端をＯリングで密閉し、その内部に分散相液を通し、ＳＰＧを通してチューブの外側に押し出し、エマルジョンを作製した。分散相液の押し出しは、約３ｋｇ／ｃｍ2の圧力の空気を供給することにより行なった。なお、ＳＰＧはトリメチルクロロシラン無水トルエン溶液に浸漬することにより表面を親油化処理した。界面活性剤はｔｗｅｅｎ８０（商品名、ソルビタンモノラウレート）を１重量％となる量を添加した。ゲル化剤としては炭酸ナトリウム水溶液をトルエン８００ｍｌ中にホモジナイザーを用いて分散させてゲル化剤のエマルジョンを作製した後、連続相液に水酸化ニッケルに対して４．６倍モル当量となる量を添加して使用した。得られたゲル化後のエマルジョンをろ過により分離してケーキとした。得られたケーキを１１０℃で乾燥後、プラスチックボールにより２時間粉砕し粒度分布を測定した。形状は球状で平均粒径は０．８μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に８４重量％の粒子が存在した。
【００３５】
実施例２
平均細孔径が２５μｍのＳＰＧを用いた以外は実施例１と同様の方法で実施した。粒径が大きいため粉砕は不用であった。形状は均一な球状で、平均粒径が２３μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に９３重量％が存在した。タップ密度は２．２ｇ／ｃｍ3と単一粒径の粒子としては非常に高い値であった。
【００３６】
実施例３
ＳＰＧが５μｍであること以外は実施例１と同様の方法で実施した。粉砕はプラスチックボールで一時間ボールミルを行った。形状は均一な球状で、平均粒径は５．１μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に８９重量％が存在した。
【００３７】
実施例４
実施例２の２５μｍの粒子を７２％、実施例３の５．１μｍの粒子を１５％、実施例１の０．８μｍの粒子を１３％混合した粉末の重装密度は２．５ｇ／ｃｍ3と非常に高かった。
【００３８】
比較例１
実施例１の酢酸ニッケル分散相水溶液とトルエン連続相液を直接混合し、ゲル化させ水酸化ニッケル粒子を合成した。球状の粒子は得られず，平均粒径が３．２μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍には４６重量％しか存在しなかった。タップ密度は１．８ｇ／ｃｍ3であった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１により得られた球状水酸化ニッケル粒子の写真である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状粒子からなる水酸化ニッケル粉末およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水酸化ニッケル粉末は、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ水素電池の正極活物質およびリチウムイオン二次電池の正極用活物質であるニッケル酸リチウムの原料に用いられている。前記いずれの二次電池においても、電池の小型化および高容量化が求められており、そのために正極活物質あるいはその原料となる水酸化ニッケル粉末としては、密に充填することができるタップ密度が高いものが求められている。
【０００３】
そこで、粒子形状が球状の粒子からなり、平均粒径が７μｍ（平均粒径の０．７〜１．３倍に７５重量％の粒子が存在する粒度分布を有する。）の水酸化ニッケル粉末が提案されており、そのタップ密度は２．１ｇ／ｃｍ3であった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、そのような球状の水酸化ニッケル粒子の製造方法として、濃度２モル／Ｌの硫酸ニッケル水溶液とアンモニア水と水酸化ナトリウム水溶液とを反応槽にｐＨが一定となるように流量を制御しながら供給し、生成した水酸化ニッケルをポンプで汲み上げてシックナーで沈澱させ、上澄みを除去して沈殿が濃縮されたスラリーを前記反応槽に戻す操作を繰り返し、１０時間かけて反応させる製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２５１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、タップ密度の高い水酸化ニッケル粉末およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、タップ密度の高い水酸化ニッケル粉末について鋭意検討した結果、球状の粒子からなり粒度分布が一定以上に狭い水酸化ニッケル粉末が高いタップ密度を示すことを見出し、さらに、そのような水酸化ニッケル粉末が、ニッケル化合物を溶解させた分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン溶液にゲル化剤を添加した後、得られるエマルジョン粒子を分離してケーキとし、得られたケーキを、乾燥することにより得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、球状の粒子からなり、平均粒径が０．１μｍ以上３０μｍ以下であり、平均粒径の０．７倍以上１．３倍以下に８０重量％以上の粒子が存在する粒度分布を有することを特徴とする水酸化ニッケル粉末を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相をゲル化した後、分離し得られたケーキを乾燥することを特徴とする前記の水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離してケーキとし、分離することにより得られたケーキを乾燥することを特徴とする前記の水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、平均粒径が異なる２種以上の前記記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合してなることを特徴とする水酸化ニッケル粉末を提供する。また本発明は、平均粒径が異なる２種以上の請求項１記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法を提供する。また本発明は、ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離して得られるケーキを提供する。また本発明は、リチウム塩を前記のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状ニッケル酸リチウム粒子の製造方法を提供する。さらに本発明は、リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを前記のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状の複合酸化物粒子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の水酸化ニッケル粉末は、正極材として用いた場合、従来より高密度で充填できるので、高容量の２次電池用として、本発明は工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本第１発明の水酸化ニッケル粉末は、球状粒子からなり、その粒度分布は非常に狭く、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に８０重量％の粒子が存在する。このように粒度分布が狭い場合に、タップ密度が高くなるのである。
【００１１】
本第１発明の水酸化ニッケル粉末の平均粒径は０．１μｍ以上３０μｍ以下である。平均粒径が０．１μｍ未満または３０μｍを超えると、タップ密度が低下する傾向がある。
【００１２】
ここで、平均粒径および粒度分布は、水酸化ニッケル粉末の粒子の走査型電子顕微鏡写真を撮影し、粒子の画像を数百個を任意に選び、画像化解析により求めた値である。この評価方法の場合、２個以上の球状粒子が弱く凝集した場合も別の粒子とする。
【００１３】
本第１発明の水酸化ニッケル粉末の粒度分布が狭いことから、平均粒径の異なる２種以上の本第１発明の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、それらを混合することにより、大きな粒子の間に小さい粒子を充填させることができ、タップ密度が本第１発明の水酸化ニッケル粉末よりさらに高くなる本第２発明の水酸化ニッケル粉末とすることができる。
【００１４】
すなわち、本第２発明の水酸化ニッケル粉末は、平均粒径が異なる２種以上の本第１発明の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合してなる水酸化ニッケル粉末であり、本第１発明の水酸化ニッケル粉末よりさらに高いタップ密度を示す傾向がある。なお、混合はＶ型混合機、振とう混合機、プラスチックボールを用いたボールミル等の通常工業的に用いられる混合機のうちで粉砕を伴わずに混合できる混合機を用いて行うことができる。
【００１５】
例えば、粒径が２０μｍの大粒子を充填した隙間に粒径が２．８〜４μｍの小粒子を詰めることができるので、粒径が２０μｍの大粒子からなる本第１発明の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、粒径が２．８〜４μｍの小粒子からなる水酸化ニッケル粉末を別の本第１発明の水酸化ニッケル元粉末とし、前記小粒子からなる水酸化ニッケル元粉末を、前記大粒子からなる水酸化ニッケル元粉末１００重量％に対して重量比で３０重量％となる量を加えて混合すれば、高いタップ密度を示す水酸化ニッケル粉末となる。さらに、その小粒子の間に生じる隙間に充填できる０．５〜０．８μｍの微小粒子からなる本第１発明の水酸化ニッケル粉末をさらに別の水酸化ニッケル元粉末とし、前記大粒子からなる水酸化ニッケル元粉末１００重量％に対して重量比で１０重量％となる量をさらに加えて混合することにより、より高いタップ密度を示す水酸化ニッケル粉末となり、粒径と水酸化ニッケル元粉末の混合比率を選ぶことにより、最大９０体積％程度まで充填することが可能である。
【００１６】
次に、本発明の製造方法について説明する。
本第１発明の水酸化ニッケル粉末は、ニッケル塩を溶解させた分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥することにより製造することができる。
【００１７】
本発明の製造方法における出発原料としては、ニッケル塩が溶解した分散相液を用いる。このような分散相液としては、有機溶媒または水に溶解したニッケル化合物であればよく、ニッケル化合物としては、例えば、蓚酸ニッケル、酢酸ニッケル、蟻酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル等が挙げられる。分散相液としては水系液、すなわちニッケル化合物の水溶液が好ましい。
【００１８】
この分散相液が水系液の場合、連続相液は実質的に分散相液との相溶性を有していなければよく、連続相液としては非水溶性の有機溶媒を用いることができる。具体的には、トルエン、シクロヘキサン、ケロシン、ヘキサン、ベンゼン等を挙げることができる。
一方、分散相液が非水溶性の場合、連続相液は実質的に分散相液との相溶性を有していなければよく、連続相液としては水を用いることができる。
【００１９】
ここで、分散相液には界面活性剤を含有させることができる。分散相液が水系液の場合は、分散剤としては、具体的には、ポリカルボン酸またはそのアンモニウム塩、ポリアクリル酸またはそのアンモニウム塩等を挙げることができる。さらに、界面活性剤は、連続相液に含有させることもでき、分散剤としては、具体的には、ソルビタンエステル、グリセリンエステル等を挙げることができる。
【００２０】
次にエマルジョンを作製する。エマルジョンは分散相液を細孔を通して連続相液に注入する方法により作製する。エマルジョンは、分散相液が水系液であれば、水／油（Ｗ／Ｏ）となる。
【００２１】
このエマルジョンの作製において用いる細孔としては、細孔を有するノズル、多孔膜、多孔体の細孔を用いることができ、効率と強度の点から多孔体の細孔が好ましい。得られる水酸化ニッケル粒子の粒径は、用いる細孔の平均細孔径を変えることにより変えることができ、正極材として用いるには０．１〜３０μｍの範囲とすることが好ましいので、細孔の平均細孔径は０．１μｍ以上４０μｍ以下の範囲が好ましい。
【００２２】
細孔として多孔体の細孔を用いる場合、その多孔体としては、比較的均一な細孔径を有しているものであればよく、具体的には、シラスポーラスガラス（以下、「ＳＰＧ」という。）、ガラス多孔体、セラミック多孔体等を挙げることができ、細孔径を精密に調節することができるので、ＳＰＧが好ましい。そして、その細孔径分布は８０％以上の細孔が平均細孔径の０．７倍以上１．３倍以下であるものがさらに好ましい。多孔体の表面は、Ｗ／Ｏエマルジョンの場合は親油化することが好ましい。例えば、ＳＰＧの場合は多孔体表面は親水性であるが、親油化が必要な場合、次のようにして表面処理を行うことができる。表面処理は、例えば、多孔体をシリコン樹脂溶液に浸し乾燥する、シランカップリング剤を塗布する、トリメチルクロロシランに接触させる等の方法により行うことができる。
【００２３】
分散相液が細孔から出るとき、細孔から速やかに離脱させる操作を加えることが好ましく、具体的には、多孔体を振動させる、分散媒を循環させるなどの操作を加えることが好ましい。
【００２４】
こうして得られたエマルジョン中にはニッケルイオン溶液が分散相として存在しており、この分散相をゲル化した後、分離してケーキとする。分離は、濾過またはデカンテーションにより行うことが好ましい。遠心分離によると、分散相の粒子が相互に結合したり変形することがある。
【００２５】
ゲル化に用いるゲル化剤としては、塩化アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等を用いることができる。Ｎａが不純物として問題となる可能性があるので、ゲル化剤としては、塩化アンモニウムおよび炭酸水素アンモニウムが好ましい。ゲル化剤の量は、ニッケルイオンに対して通常は０．１モル％以上１０モル％以下となる量であり、１モル％以上７モル％以下となる量が好ましい。このようにゲル化剤を用いることにより、水酸化ニッケルを生成させることができる。
【００２６】
ゲル化剤はエマルジョンを作製後、水溶液として添加する方法やあらかじめ連続相中に溶解させる方法、エマルジョンとして分散させる等の方法を用いることができる。ニッケルを含むエマルジョンとゲル化剤を均一に接触させるためには、好ましくはゲル化剤もエマルジョンとして分散させる方法が好ましい。ゲル化剤のエマルジョン化は膜乳化法や超音波ホモジナイザー、攪拌型ホモジナイザー等を用いて行うことができる。
【００２７】
分離したケ−キを乾燥することにより、水酸化ニッケル粒子が得られる。ゲル化剤にＮａが含まれ、Ｎａを除去する場合、水酸化ニッケル粒子はゲル化剤により形状を保持できる状態になっているので、分離後水洗して除去することができる。
乾燥方法としては工業的に通常用いられる熱風乾燥、粒子が崩壊しない程度の流動層乾燥等の方法を用いることができる。
【００２８】
また、本発明の製造方法においては、水酸化ニッケルとリチウム塩とを混合し、焼成することによりリチウム２次電池用の球状ニッケル酸リチウム粒子を製造することができる。水酸化ニッケルとリチウム塩を混合するには、リチウム塩を水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させる。リチウム塩を水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させるには、リチウム塩溶液をケーキに含浸させてケーキに含有させてもよく、分散相液にリチウム塩を含有させることによりケーキに含有させてもよく、連続相液にリチウム塩を含有させて分散相に移行させることによりケーキに含有させてもよく、前記いずれかの方法を組み合わせてもよい。リチウム塩としては、例えば、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、炭酸水素塩、蓚酸塩などが挙げられる。
【００２９】
次いで、こうして得られたケーキを焼成する。焼成は、例えば６００〜８００℃で２〜１０時間の保持して行う。焼成中の雰囲気は酸素、酸素含有窒素（空気を含む）、酸素含有アルゴンを用いることができる。ニッケル酸リチウムを製造するときは酸素が好ましい。また、該ケーキについて焼成前に上記と同様の乾燥を行っても良い。
【００３０】
さらに、本発明の製造方法においては、水酸化ニッケルとリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを混合し、焼成することによりリチウム２次電池用の球状の複合酸化物粒子を製造することができる。この場合、複合酸化物としては、リチウムニッケルマンガン複合酸化物が挙げられ、その構成元素の一部を構成元素以外の遷移金属元素、アルミニウム、ガリウム、亜鉛、錫、マグネシウム、カルシウムで置換していてもよい。水酸化ニッケルとリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを混合するには、リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させる。リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを水酸化ニッケルの前記ケーキに含有させるには、リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを含有する溶液をケーキに含浸させてケーキに含有させてもよく、分散相液にリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを含有させることによりケーキに含有させてもよく、連続相液にリチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを含有させて分散相に移行させることによりケーキに含有させてもよく、前記いずれかの方法を組み合わせてもよい。リチウム塩、マンガン塩、コバルト塩としては、例えば、硝酸塩、塩化物、硫酸塩、炭酸水素塩、蓚酸塩などが挙げられる。
次いで、こうして得られたケーキを焼成する。焼成は、例えば７００〜１１００℃で２〜１０時間の保持して行う。焼成中の雰囲気は酸素、酸素含有窒素（空気を含む）、酸素含有アルゴンを用いることができる。焼成中の雰囲気は空気が好ましい。また、該ケーキについて焼成前に上記と同様の乾燥を行っても良い。
【００３１】
本発明の製造方法による水酸化ニッケル粉末は球状の粒子からなり、該粉末を構成する粒子の粒径は、細孔を通してエマルジョンを作製して得られたエマルジョン中の分散相の粒径が反映されることから、本発明の製造方法による水酸化ニッケル粉末には粗大粒がなく、また、用いる細孔を細孔径の分布が狭いものとすることにより、水酸化ニッケル粉末の粒度分布を狭いものにすることができる。さらに、上記のように水酸化ニッケルにリチウム塩、マンガン塩、コバルト塩を混合した場合は、球状のニッケル酸リチウム粒子、球状の複合酸化物粒子を得ることができる。これらの粒子は形状が球状で均一であることから乾燥や焼成で起きる凝集が弱い。このためジェットミルや軽量のプラスチックボールを用いたボールミル等の弱い粉砕後に得られる水酸化ニッケル粒子、ニッケル酸リチウム粒子、複合酸化物粒子の粒度分布はさらに狭くなり、水酸化ニッケル粉末、ニッケル酸リチウム粉末および複合酸化物粉末の粒径分布は、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に粒子の９０重量％が存在する狭い分布にすることもできる。
【００３２】
そして、本発明における水酸化ニッケル粉末、ニッケル酸リチウム粉末および複合酸化物粉末は、粒子形状が球状で粒度分布が狭く中心粒径を制御できることから、異なる平均粒径を有する粒子を製造して混合することにより粒度分布を精密に設計することができるので、正極材として高充填が可能であり、電池の容量を従来より高くすることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
１． 粒子形状の観察
１次粒子の形状は粉末をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡、日本電子株式会社製Ｔ−３００型）およびＴＥＭ（透過型電子顕微鏡、日本電子製ＪＥＭ４００００ＦＸ型）により観察した。なお、写真のうえで、１個の粒子の最大径と最小径の比が１．０〜１．１の粒子を球形と判断した。
２． 平均粒径、粒度分布の評価
平均粒径は、ＳＥＭで撮影した写真から任意に数百個の粒子を選び、画像解析により測定した。
３． 充填密度の評価
ＪＩＳ Ｒ１６００によりタップ密度（重装密度ともいう。）を測定した。
【００３４】
実施例１
酢酸ニッケル（和光純薬）を１５重量％で溶解させた水溶液１１ｍｌを分散相液として用い、連続相液としてトルエン４００ｍｌを用い、平均細孔径０．７μｍのＳＰＧ多孔体を用い、エマルジョンを作製した。ＳＰＧ多孔体は直径１ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚さ１ｍｍのチューブ形状であり、両端をＯリングで密閉し、その内部に分散相液を通し、ＳＰＧを通してチューブの外側に押し出し、エマルジョンを作製した。分散相液の押し出しは、約３ｋｇ／ｃｍ2の圧力の空気を供給することにより行なった。なお、ＳＰＧはトリメチルクロロシラン無水トルエン溶液に浸漬することにより表面を親油化処理した。界面活性剤はｔｗｅｅｎ８０（商品名、ソルビタンモノラウレート）を１重量％となる量を添加した。ゲル化剤としては炭酸ナトリウム水溶液をトルエン８００ｍｌ中にホモジナイザーを用いて分散させてゲル化剤のエマルジョンを作製した後、連続相液に水酸化ニッケルに対して４．６倍モル当量となる量を添加して使用した。得られたゲル化後のエマルジョンをろ過により分離してケーキとした。得られたケーキを１１０℃で乾燥後、プラスチックボールにより２時間粉砕し粒度分布を測定した。形状は球状で平均粒径は０．８μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に８４重量％の粒子が存在した。
【００３５】
実施例２
平均細孔径が２５μｍのＳＰＧを用いた以外は実施例１と同様の方法で実施した。粒径が大きいため粉砕は不用であった。形状は均一な球状で、平均粒径が２３μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に９３重量％が存在した。タップ密度は２．２ｇ／ｃｍ3と単一粒径の粒子としては非常に高い値であった。
【００３６】
実施例３
ＳＰＧが５μｍであること以外は実施例１と同様の方法で実施した。粉砕はプラスチックボールで一時間ボールミルを行った。形状は均一な球状で、平均粒径は５．１μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍に８９重量％が存在した。
【００３７】
実施例４
実施例２の２５μｍの粒子を７２％、実施例３の５．１μｍの粒子を１５％、実施例１の０．８μｍの粒子を１３％混合した粉末の重装密度は２．５ｇ／ｃｍ3と非常に高かった。
【００３８】
比較例１
実施例１の酢酸ニッケル分散相水溶液とトルエン連続相液を直接混合し、ゲル化させ水酸化ニッケル粒子を合成した。球状の粒子は得られず，平均粒径が３．２μｍ、平均粒径の０．７倍〜１．３倍には４６重量％しか存在しなかった。タップ密度は１．８ｇ／ｃｍ3であった。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１により得られた球状水酸化ニッケル粒子の写真である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状の粒子からなり、平均粒径が０．１μｍ以上３０μｍ以下であり、平均粒径の０．７倍以上１．３倍以下に８０重量％以上の粒子が存在する粒度分布を有することを特徴とする水酸化ニッケル粉末。
【請求項２】
ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項３】
ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相をゲル化した後、分離し得られたケーキを乾燥することを特徴とする請求項２記載の水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項４】
ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離してケーキとし、分離することにより得られたケーキを乾燥することを特徴とする請求項３記載の水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項５】
平均粒径が異なる２種以上の請求項１記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合してなることを特徴とする水酸化ニッケル粉末。
【請求項６】
平均粒径が異なる２種以上の請求項１記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項７】
ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離して得られるケーキ。
【請求項８】
リチウム塩を請求項７記載のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状ニッケル酸リチウム粒子の製造方法。
【請求項９】
リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを請求項７記載のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状の複合酸化物粒子の製造方法。
【請求項１】
球状の粒子からなり、平均粒径が０．１μｍ以上３０μｍ以下であり、平均粒径の０．７倍以上１．３倍以下に８０重量％以上の粒子が存在する粒度分布を有することを特徴とする水酸化ニッケル粉末。
【請求項２】
ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョンから分散相を分離し、得られたケーキを乾燥することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項３】
ニッケル塩を含有する分散相液を、該分散相液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相をゲル化した後、分離し得られたケーキを乾燥することを特徴とする請求項２記載の水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項４】
ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離してケーキとし、分離することにより得られたケーキを乾燥することを特徴とする請求項３記載の水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項５】
平均粒径が異なる２種以上の請求項１記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合してなることを特徴とする水酸化ニッケル粉末。
【請求項６】
平均粒径が異なる２種以上の請求項１記載の水酸化ニッケル粉末を水酸化ニッケル元粉末とし、平均粒径の大きな順に並べたときに隣の水酸化ニッケル元粉末との平均粒径比が１：０．１〜０．３の範囲であり、重量比が０．１〜１．０である複数の水酸化ニッケル元粉末を混合することを特徴とする水酸化ニッケル粉末の製造方法。
【請求項７】
ニッケル塩を含有する分散相水溶液を、該分散相水溶液との相溶性がない連続相液に、平均細孔径が０．１μｍ以上４０μｍ以下である細孔を通過させて注入することによりエマルジョンを作製し、該エマルジョン中の分散相に水溶性ゲル化剤を存在させることにより、水酸化ニッケルを含有する分散相をゲル化させ、次いで分散相を分離して得られるケーキ。
【請求項８】
リチウム塩を請求項７記載のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状ニッケル酸リチウム粒子の製造方法。
【請求項９】
リチウム塩とマンガン塩および／またはコバルト塩とを請求項７記載のケーキに含有させ、焼成することを特徴とする球状の複合酸化物粒子の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００６−１５１７９５（Ｐ２００６−１５１７９５Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０６７２５（Ｐ２００５−３０６７２５）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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