JPH0211548B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0211548B2 JPH0211548B2 JP57097879A JP9787982A JPH0211548B2 JP H0211548 B2 JPH0211548 B2 JP H0211548B2 JP 57097879 A JP57097879 A JP 57097879A JP 9787982 A JP9787982 A JP 9787982A JP H0211548 B2 JPH0211548 B2 JP H0211548B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- powder
- lithium nitride
- sintering
- molten
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にリチウム化学電池の固体電極と
して使用するための窒化リチウム系セラミツクス
の製造方法に関する。
して使用するための窒化リチウム系セラミツクス
の製造方法に関する。
窒化リチウムは、リチウム固体電池における固
体電極又は液状リチウムを含む電池内のセパレー
ターとしての卓越した特性を、その高いLi +イオ
ン導電性及び元素リチウムと比べて十分な耐久性
に負つている。
体電極又は液状リチウムを含む電池内のセパレー
ターとしての卓越した特性を、その高いLi +イオ
ン導電性及び元素リチウムと比べて十分な耐久性
に負つている。
窒化リチウムは単結晶ならびに多結晶として得
られかつ使用されうる。
られかつ使用されうる。
西独国特許出願公開第2750607号明細書から、
多結晶性Li3Ｎから高圧下でプレスし、焼結する
ことによつてセラミツク体を製造することは公知
である。しかし該方法は、例えば電子腕時計、特
に小型又は平面型構造要素のために電池の進歩し
た小型化が要求されるところでは限界を有してい
る。
多結晶性Li3Ｎから高圧下でプレスし、焼結する
ことによつてセラミツク体を製造することは公知
である。しかし該方法は、例えば電子腕時計、特
に小型又は平面型構造要素のために電池の進歩し
た小型化が要求されるところでは限界を有してい
る。
すなわち例えばLi3Ｎの固体電極タブレツトの
高さはわずかに10分の数mmであることもある。こ
のような電極タブレツトは市販のLi3Ｎから成形
不可能である、それというのも経験によれば粉末
がプレス棒に部分的に付着し続けるために不規則
で、大抵皿状のクレーターが生じるからである。
高さはわずかに10分の数mmであることもある。こ
のような電極タブレツトは市販のLi3Ｎから成形
不可能である、それというのも経験によれば粉末
がプレス棒に部分的に付着し続けるために不規則
で、大抵皿状のクレーターが生じるからである。
従つて本発明の基礎には、窒化リチウム焼結セ
ラミツクスの製造に当つて出発物質の成形時の前
記難点を回避する手段を提供するという課題があ
る。
ラミツクスの製造に当つて出発物質の成形時の前
記難点を回避する手段を提供するという課題があ
る。
この課題は本発明により、冷却した混合物をプ
レスするか又は圧延して成形体を形成し、次に同
成形体を窒素気流中で焼結することによつて解決
される。
レスするか又は圧延して成形体を形成し、次に同
成形体を窒素気流中で焼結することによつて解決
される。
撹拌に当つてはLi3N2重量部に対してLi金属１
重量部を加えるのが特に有利である。
重量部を加えるのが特に有利である。
有利にはモリブデン又はタングステン製るつぼ
で混合物を予備製造する。この際温度は約200℃
である（Liは180℃で溶解する）。十分に均質化し
た後混合物を冷却し、プレス圧１〜10Kバール、
好ましくは5Kバールでプレスして所望のタブレ
ツト形に成形する。すべての作業は不活性ガス、
例えばアルゴンの下で実施する。
で混合物を予備製造する。この際温度は約200℃
である（Liは180℃で溶解する）。十分に均質化し
た後混合物を冷却し、プレス圧１〜10Kバール、
好ましくは5Kバールでプレスして所望のタブレ
ツト形に成形する。すべての作業は不活性ガス、
例えばアルゴンの下で実施する。
得られたけれどもまだ未完成の成形体（生製品
とも称される）は、0.3mm未満の層厚の場合です
らちぎり取られた物質の痕跡を有しない申分のな
い表面によつて従来種のLi3Ｎ成形タブレツトと
は異なる。
とも称される）は、0.3mm未満の層厚の場合です
らちぎり取られた物質の痕跡を有しない申分のな
い表面によつて従来種のLi3Ｎ成形タブレツトと
は異なる。
通常タブレツト面とプレス棒との間の界面領域
で働く付着力は該元素リチウムの結合力によつて
圧倒されるのである。本発明によりプレスされた
物質は延性を有し、容易に加工しうる。
で働く付着力は該元素リチウムの結合力によつて
圧倒されるのである。本発明によりプレスされた
物質は延性を有し、容易に加工しうる。
Li結合剤は、本発明による出発混合物を圧延
し、圧延生成物から小さいタブレツト又はその他
の成形体を精密に切取ることさえ許す。これから
物質製造にとつて重要な利点が得られる。
し、圧延生成物から小さいタブレツト又はその他
の成形体を精密に切取ることさえ許す。これから
物質製造にとつて重要な利点が得られる。
さて生製品は継続加工のためにモリブデン容器
に移され、同容器をもつて管状炉に運ばれ、窒素
気流下に温度550〜770℃、好ましくは700〜750℃
で焼結される。この際炉を差当つて１時間に亘つ
て130〜170℃の温度、好ましくは150℃に加燃す
るのが有利である。この熱処理によつてLiと窒素
との反応が開始される。実際の焼結工程は約１
１／２時間を要求する。
に移され、同容器をもつて管状炉に運ばれ、窒素
気流下に温度550〜770℃、好ましくは700〜750℃
で焼結される。この際炉を差当つて１時間に亘つ
て130〜170℃の温度、好ましくは150℃に加燃す
るのが有利である。この熱処理によつてLiと窒素
との反応が開始される。実際の焼結工程は約１
１／２時間を要求する。
冷却された最終生成物は均一な灰褐色を有す
る。
る。
導電率の試験によれば、本発明により製造され
たLi3Ｎの場合の導電率は従来製造されたLi3Ｎセ
ラミツクスの場合のそれと同じであることが判つ
た。
たLi3Ｎの場合の導電率は従来製造されたLi3Ｎセ
ラミツクスの場合のそれと同じであることが判つ
た。
Li3Ｎ粉末に対する本発明によるLi添加物は結
合剤としての機能においてのみ使用されるばかり
でなく、同添加物はまた同時に極めて有利な焼結
助剤でもある。つまり溶融リチウムはLi3Ｎ粒子
との間の良好な接触を媒介し、窒化の間にLi3Ｎ
粒子の結晶構造をとる。該Li3Ｎ粒子は結晶化の
核として反応に対して刺激的に効果を及ぼす、結
合剤は本来意図された反応生成物に変換される。
純Li3Ｎは1.34g／cm3のＸ線密度を有するが、Liは
わずかに0.53g／cm3のＸ線密度を有するにすぎな
いので、焼結工程は同時に、Li3Ｎ粒子に対する
結合剤の収縮作用を伴つていて、嵩高なLiが窒素
との反応によつて化学的圧縮を受ける。リチウム
電池の固体電極としてはほかならぬ可及的に緻密
な、つまり孔の無い焼結体が所望されている。焼
結工程によつて得られた約1.2g／cm3の最終密度は
理想的Ｘ線密度からも比較的わずかしか相違して
いない。
合剤としての機能においてのみ使用されるばかり
でなく、同添加物はまた同時に極めて有利な焼結
助剤でもある。つまり溶融リチウムはLi3Ｎ粒子
との間の良好な接触を媒介し、窒化の間にLi3Ｎ
粒子の結晶構造をとる。該Li3Ｎ粒子は結晶化の
核として反応に対して刺激的に効果を及ぼす、結
合剤は本来意図された反応生成物に変換される。
純Li3Ｎは1.34g／cm3のＸ線密度を有するが、Liは
わずかに0.53g／cm3のＸ線密度を有するにすぎな
いので、焼結工程は同時に、Li3Ｎ粒子に対する
結合剤の収縮作用を伴つていて、嵩高なLiが窒素
との反応によつて化学的圧縮を受ける。リチウム
電池の固体電極としてはほかならぬ可及的に緻密
な、つまり孔の無い焼結体が所望されている。焼
結工程によつて得られた約1.2g／cm3の最終密度は
理想的Ｘ線密度からも比較的わずかしか相違して
いない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Li3Ｎ粉末を不活性ガス下に溶融Li金属と共
に攪拌し、冷却混合物をプレスするか又は圧延し
て成形体を形成し、次に同成形体を窒素気流中で
焼結することを特徴とする窒化リチウム系セラミ
ツクスの製造方法。 ２ Li3Ｎ粉末と溶融Li金属との間の混合割合が
約２：１である特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ３ プレス圧が１〜10Kバールである特許請求の
範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４ プレス製品を550〜770℃で約１ 1/2時間焼結
する特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
れか１項記載の方法。 ５ 成形体を焼結前に130〜170℃で約１時間熱処
理する特許請求の範囲第１から第４項までのいず
れか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813123094 DE3123094A1 (de) | 1981-06-11 | 1981-06-11 | Verfahren zur herstellung von keramischem lithiumnitrid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57209886A JPS57209886A (en) | 1982-12-23 |
| JPH0211548B2 true JPH0211548B2 (ja) | 1990-03-14 |
Family
ID=6134403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57097879A Granted JPS57209886A (en) | 1981-06-11 | 1982-06-09 | Manufacture of ceramic lithium nitride |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4447379A (ja) |
| EP (1) | EP0068102A1 (ja) |
| JP (1) | JPS57209886A (ja) |
| DE (1) | DE3123094A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6254412B2 (ja) * | 2013-10-07 | 2017-12-27 | 古河機械金属株式会社 | 窒化リチウムの製造方法 |
| US20220340424A1 (en) * | 2019-10-02 | 2022-10-27 | Furukawa Co., Ltd. | Method of manufacturing lithium nitride |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2866685A (en) * | 1956-10-22 | 1958-12-30 | American Potash & Chem Corp | Preparation of lithium nitride |
| DE2750607A1 (de) * | 1977-11-11 | 1979-05-17 | Max Planck Gesellschaft | Luftbestaendiges kristallines lithiumnitrid, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung |
| DE2925048A1 (de) * | 1978-06-20 | 1980-01-03 | Ebauches Sa | Verfahren zur herstellung von lithiumnitrid mit kompakter polykristalliner struktur durch sintern sowie verwendung dieses stoffes |
-
1981
- 1981-06-11 DE DE19813123094 patent/DE3123094A1/de not_active Withdrawn
-
1982
- 1982-04-09 US US06/366,858 patent/US4447379A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-04-28 EP EP82103621A patent/EP0068102A1/de not_active Withdrawn
- 1982-06-09 JP JP57097879A patent/JPS57209886A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57209886A (en) | 1982-12-23 |
| US4447379A (en) | 1984-05-08 |
| DE3123094A1 (de) | 1983-01-05 |
| EP0068102A1 (de) | 1983-01-05 |
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