JPH09110421A - アルミン酸リチウムおよびその製造方法 - Google Patents
アルミン酸リチウムおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に溶融炭酸塩型電池(MCFC)の電解質保持板
用素材として好適な、溶融炭酸塩中で優れた熱安定性な
らびに化学的安定性を発揮するγ型を主体とするアルミ
ン酸リチウムとその工業的な製造方法を提供する。 【解決手段】 ＢＥＴ比表面積が１〜１５m2/gの範囲に
あり、Ｐ＝（Ｉ2 ／Ｉ1）×１００の式（Ｉ1 およびＩ
2 はアルミン酸リチウムのＸ線回折スペクトル分析の回
折強度で、Ｉ1 は最強強度ピーク高さ、Ｉ2 は第２強度
ピークの高さを示す）で算出される合成化度（Ｐ）が８
０％以上であることを主要特性とするアルミン酸リチウ
ム。製造方法は、微細なアルミニウム化合物を焼成して
得られるα−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合
物を化学量論比近傍の量比で乾式混合し、この混合物を
焼成処理することを特徴とする。
用素材として好適な、溶融炭酸塩中で優れた熱安定性な
らびに化学的安定性を発揮するγ型を主体とするアルミ
ン酸リチウムとその工業的な製造方法を提供する。 【解決手段】 ＢＥＴ比表面積が１〜１５m2/gの範囲に
あり、Ｐ＝（Ｉ2 ／Ｉ1）×１００の式（Ｉ1 およびＩ
2 はアルミン酸リチウムのＸ線回折スペクトル分析の回
折強度で、Ｉ1 は最強強度ピーク高さ、Ｉ2 は第２強度
ピークの高さを示す）で算出される合成化度（Ｐ）が８
０％以上であることを主要特性とするアルミン酸リチウ
ム。製造方法は、微細なアルミニウム化合物を焼成して
得られるα−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合
物を化学量論比近傍の量比で乾式混合し、この混合物を
焼成処理することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、特に溶融炭酸塩型
電池（ＭＣＦＣ）の電解質保持板用として有用なアルミ
ン酸リチウムとその工業的な製造方法に関する。
電池（ＭＣＦＣ）の電解質保持板用として有用なアルミ
ン酸リチウムとその工業的な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＣＦＣの電解質保持板は、６５０℃付
近の高温域においてＬｉ2 ＣＯ3 およびＫ3 ＣＯ3 など
の混合溶融炭酸塩を保持する目的で使用されるため、溶
融炭酸塩に対する高い保持性や、耐アルカリ性、耐熱性
などの特性が要求される。このような要求特性を満たす
材料として、現在、電解質保持板の構成材料にはアルミ
ン酸リチウムが賞用されており、とくに電解質保持力の
優れる比較的比表面積の大きい微細なγ型アルミン酸リ
チウムが好適に用いられている。
近の高温域においてＬｉ2 ＣＯ3 およびＫ3 ＣＯ3 など
の混合溶融炭酸塩を保持する目的で使用されるため、溶
融炭酸塩に対する高い保持性や、耐アルカリ性、耐熱性
などの特性が要求される。このような要求特性を満たす
材料として、現在、電解質保持板の構成材料にはアルミ
ン酸リチウムが賞用されており、とくに電解質保持力の
優れる比較的比表面積の大きい微細なγ型アルミン酸リ
チウムが好適に用いられている。
【０００３】このような高比表面積を備えるアルミン酸
リチウムの製造技術については、例えば特開昭６０−６
５７１９号公報、特開昭６０−１５１９７５号公報、特
開昭６１−２９５２２７号公報、特開昭６１−２９５２
２８号公報、特開昭６３−２７０３１１号公報、特開平
１−２５２５２２号公報、特開平２−８０３１９号公報
など多くの提案がなされている。これら公知の方法は、
アルミナと水酸化リチウムまたは炭酸リチウムの混合物
を６００〜１０００℃の温度範囲で焼成して組織の緻密
化を抑制したり、二次的な多孔質化や水和処理などを施
して比表面積を高める点に製造の要点がある。
リチウムの製造技術については、例えば特開昭６０−６
５７１９号公報、特開昭６０−１５１９７５号公報、特
開昭６１−２９５２２７号公報、特開昭６１−２９５２
２８号公報、特開昭６３−２７０３１１号公報、特開平
１−２５２５２２号公報、特開平２−８０３１９号公報
など多くの提案がなされている。これら公知の方法は、
アルミナと水酸化リチウムまたは炭酸リチウムの混合物
を６００〜１０００℃の温度範囲で焼成して組織の緻密
化を抑制したり、二次的な多孔質化や水和処理などを施
して比表面積を高める点に製造の要点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術で製造されるγ型アルミン酸リチウムは、溶融
状態にある電解質中で長時間に亘り高温下に曝される
と、γ型構造が一部α型に変態したり、粒子が成長して
比表面積が小さくなる等の現象が生じる。したがって、
ＭＣＦＣの電解質保持板として形成した場合、使用中に
電解質の保持能力が急激に低下して電池寿命を悪化させ
る欠点がある。
従来技術で製造されるγ型アルミン酸リチウムは、溶融
状態にある電解質中で長時間に亘り高温下に曝される
と、γ型構造が一部α型に変態したり、粒子が成長して
比表面積が小さくなる等の現象が生じる。したがって、
ＭＣＦＣの電解質保持板として形成した場合、使用中に
電解質の保持能力が急激に低下して電池寿命を悪化させ
る欠点がある。
【０００５】このようなことから、従来のγ型多孔質ア
ルミン酸リチウムの製造技術では、ＭＣＦＣの長寿命化
を向上させる目的で益々要求が厳しくなる溶融炭酸塩に
対する高度の保持性、耐アルカリ性、耐熱性の付与に十
分に対応することができず、また工業的な生産手段とし
ても改善すべき課題が残されている。
ルミン酸リチウムの製造技術では、ＭＣＦＣの長寿命化
を向上させる目的で益々要求が厳しくなる溶融炭酸塩に
対する高度の保持性、耐アルカリ性、耐熱性の付与に十
分に対応することができず、また工業的な生産手段とし
ても改善すべき課題が残されている。
【０００６】本発明者らは、上記の問題点の解消を図る
ために鋭意研究を重ねた結果、アルミン酸リチウムを製
造する際に、アルミナ源として微細なアルミニウム化合
物を焼成して得られるα−アルミナのクラスター粒子を
用いると、得られるアルミン酸リチウムは溶融炭酸塩中
で長時間高温に曝されても粒子構造が変化せず、優れた
耐アルカリ性、耐熱性ならびに高水準の保持能を発揮す
る事実を確認した。そして、とくに特定のＢＥＴ比表面
積を有し、かつアルミン酸リチウムのＸ線回折(X-RD)ス
ペクトル分析における回折強度比が特定の範囲にある場
合にＭＣＦＣの電解質保持板用素材として優れた性能を
発揮することを見出した。
ために鋭意研究を重ねた結果、アルミン酸リチウムを製
造する際に、アルミナ源として微細なアルミニウム化合
物を焼成して得られるα−アルミナのクラスター粒子を
用いると、得られるアルミン酸リチウムは溶融炭酸塩中
で長時間高温に曝されても粒子構造が変化せず、優れた
耐アルカリ性、耐熱性ならびに高水準の保持能を発揮す
る事実を確認した。そして、とくに特定のＢＥＴ比表面
積を有し、かつアルミン酸リチウムのＸ線回折(X-RD)ス
ペクトル分析における回折強度比が特定の範囲にある場
合にＭＣＦＣの電解質保持板用素材として優れた性能を
発揮することを見出した。
【０００７】本発明は前記の知見に基づいて完成された
もので、その目的とする解決課題は、とくにＭＣＦＣの
電解質保持板に適用して溶融炭酸塩中における優れた熱
安定性ならびに化学的安定性が保証されるアルミン酸リ
チウムと、その工業的な製造方法を提供することにあ
る。
もので、その目的とする解決課題は、とくにＭＣＦＣの
電解質保持板に適用して溶融炭酸塩中における優れた熱
安定性ならびに化学的安定性が保証されるアルミン酸リ
チウムと、その工業的な製造方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明によるアルミン酸リチウムは、ＢＥＴ比表面
積(N2SA)が１〜１５m2/gの範囲にあるアルミン酸リチウ
ム粒子であって、下記(1)式で算出される合成化度
（Ｐ）が８０％以上であることを構成上の特徴とする。 但し、 (1)式において、Ｉ1 およびＩ2 はアルミン酸リ
チウムのＸ線回析（X-RD) スペクトル分析における回析
強度で、Ｉ1 は最強強度ピークの高さ、Ｉ2 は第２強度
ピーク高さを表す。
めの本発明によるアルミン酸リチウムは、ＢＥＴ比表面
積(N2SA)が１〜１５m2/gの範囲にあるアルミン酸リチウ
ム粒子であって、下記(1)式で算出される合成化度
（Ｐ）が８０％以上であることを構成上の特徴とする。 但し、 (1)式において、Ｉ1 およびＩ2 はアルミン酸リ
チウムのＸ線回析（X-RD) スペクトル分析における回析
強度で、Ｉ1 は最強強度ピークの高さ、Ｉ2 は第２強度
ピーク高さを表す。
【０００９】また、本発明に係るアルミン酸リチウムの
製造方法は、微細なアルミニウム化合物を焼成して得ら
れるα−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合物と
を化学量論比近傍の量比で乾式混合し、該混合物を焼成
処理することを構成上の特徴とする。
製造方法は、微細なアルミニウム化合物を焼成して得ら
れるα−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合物と
を化学量論比近傍の量比で乾式混合し、該混合物を焼成
処理することを構成上の特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に係るアルミン酸リチウム
は、ＢＥＴ比表面積が１〜１５m2/gの範囲にあることが
基本的要件となる。ＢＥＴ比表面積が１m2/g未満である
と、これを電解質保持板用の素材として場合に溶融炭酸
塩の保持能力が不十分となって所期の機能が発揮され
ず、他方、１５m2/gを越えると電解質中での変質が大き
くなって耐久性（安定性）を損ねる傾向を与える。特に
好ましいＢＥＴ比表面積の範囲は３〜１２m2/gである。
は、ＢＥＴ比表面積が１〜１５m2/gの範囲にあることが
基本的要件となる。ＢＥＴ比表面積が１m2/g未満である
と、これを電解質保持板用の素材として場合に溶融炭酸
塩の保持能力が不十分となって所期の機能が発揮され
ず、他方、１５m2/gを越えると電解質中での変質が大き
くなって耐久性（安定性）を損ねる傾向を与える。特に
好ましいＢＥＴ比表面積の範囲は３〜１２m2/gである。
【００１１】上記の基本特性に加え、アルミン酸リチウ
ムをＸ線回析（X-RD) スペクトル分析した際に現出する
最強強度ピーク (Ｉ1)と第２強度ピーク (Ｉ2)の回析強
度比率 (Ｉ2 ／Ｉ1 ×１００）で表される上記 (1)式の
合成化度（Ｐ）が、８０％以上であることが本発明の重
要な要件となる。この合成化度（Ｐ）が８０％を下回る
と、溶融炭酸塩下でアルミン酸リチウムの粒子成長が進
むため、電解質保持板として使用した際に経時変化を起
こして電解液が粒子間から流失する現象を生じ、電池性
能を著しく損ねる結果を招く。
ムをＸ線回析（X-RD) スペクトル分析した際に現出する
最強強度ピーク (Ｉ1)と第２強度ピーク (Ｉ2)の回析強
度比率 (Ｉ2 ／Ｉ1 ×１００）で表される上記 (1)式の
合成化度（Ｐ）が、８０％以上であることが本発明の重
要な要件となる。この合成化度（Ｐ）が８０％を下回る
と、溶融炭酸塩下でアルミン酸リチウムの粒子成長が進
むため、電解質保持板として使用した際に経時変化を起
こして電解液が粒子間から流失する現象を生じ、電池性
能を著しく損ねる結果を招く。
【００１２】更に、上記の性状特性を満たしたうえで、
成分組成比がＬｉ2 ＣＯ3 ：Ｋ2 ＣＯ3 ＝６２：３８ m
ol％の電解質を１：３の重量比で混合したのち、空気／
ＣＯ2 が７０／３０の雰囲気に保持された電気炉中で７
００℃の温度に２００時間加熱する条件でアルミン酸リ
チウムを処理した際に、加熱前のＢＥＴ比表面積（Ｓ1)
に対する加熱前後のＢＥＴ比表面積の差（Ｓ2 −Ｓ1)で
あるＢＥＴ非表面積変化率（Ｒ）が２５％以下である
と、一層熱的および化学的安定性に優れたアルミン酸リ
チウムとなる。該ＢＥＴ比表面積変化率（Ｒ）が２５％
を越えると、上述した合成化度（Ｐ）が８０％を越える
場合と同様に溶融炭酸塩中でのアルミン酸リチウムの粒
子成長が進み、材質の経時変化に伴う電池性能の劣化が
助長され易くなる。
成分組成比がＬｉ2 ＣＯ3 ：Ｋ2 ＣＯ3 ＝６２：３８ m
ol％の電解質を１：３の重量比で混合したのち、空気／
ＣＯ2 が７０／３０の雰囲気に保持された電気炉中で７
００℃の温度に２００時間加熱する条件でアルミン酸リ
チウムを処理した際に、加熱前のＢＥＴ比表面積（Ｓ1)
に対する加熱前後のＢＥＴ比表面積の差（Ｓ2 −Ｓ1)で
あるＢＥＴ非表面積変化率（Ｒ）が２５％以下である
と、一層熱的および化学的安定性に優れたアルミン酸リ
チウムとなる。該ＢＥＴ比表面積変化率（Ｒ）が２５％
を越えると、上述した合成化度（Ｐ）が８０％を越える
場合と同様に溶融炭酸塩中でのアルミン酸リチウムの粒
子成長が進み、材質の経時変化に伴う電池性能の劣化が
助長され易くなる。
【００１３】上記の本発明に係るアルミン酸リチウム
は、一次粒子が適度に凝集した粒子性状を呈しており、
物性として熱的・化学的安定性に極めて優れたものであ
る。なお、該アルミン酸リチウムの結晶構造はγ型が主
体であるが、若干のα型結晶が混在しても特に電解質中
での安定性能に影響を受けないので、１０重量％以下の
α型結晶を含むγ型主体の結晶系も許容される。これら
の物性は、ＢＥＴ比表面積(N2SA)測定法およびＸ線回折
分析法により容易に確認することができる。
は、一次粒子が適度に凝集した粒子性状を呈しており、
物性として熱的・化学的安定性に極めて優れたものであ
る。なお、該アルミン酸リチウムの結晶構造はγ型が主
体であるが、若干のα型結晶が混在しても特に電解質中
での安定性能に影響を受けないので、１０重量％以下の
α型結晶を含むγ型主体の結晶系も許容される。これら
の物性は、ＢＥＴ比表面積(N2SA)測定法およびＸ線回折
分析法により容易に確認することができる。
【００１４】かかるアルミン酸リチウムを工業的に製造
するには、微細なアルミニウム化合物を焼成して得られ
るα−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合物とを
化学量論比近傍の量比で乾式混合し、該混合物を焼成処
理するプロセスからなる本発明の方法が適用される。
するには、微細なアルミニウム化合物を焼成して得られ
るα−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合物とを
化学量論比近傍の量比で乾式混合し、該混合物を焼成処
理するプロセスからなる本発明の方法が適用される。
【００１５】アルミナ源となる微細なアルミニウム化合
物としては、γ−アルミナおよび水酸化アルミナ、アン
モニウムドーサナイト、ミョウバンなどが挙げられる
が、好ましくはγ−アルミナである。α−アルミナのク
ラスター粒子とは、平均粒子径が０．１〜３μm の微細
な前記アルミニウム化合物粒子を１２００℃以上の高温
度域で焼成処理することによって得られるものであっ
て、Ｘ線回析でα−アルミナを主成分とするクラスター
性状として確認される粒子である。アルミナは焼成温度
により結晶構造が異なるが、１２００℃付近の温度域で
は、γ型の結晶化度が低く、一次粒子が凝集した強固な
クラスター状のα−アルミナに転化する。なお、かかる
α−アルミナは、結晶型としてα−アルミナを主体とし
たアルミナであるが、他にθ、δ、φ等の結晶構造を僅
かに含む結晶系のアルミナであってもよい。また、α−
アルミナは可及的に微粒子のクラスターであることが好
ましい。
物としては、γ−アルミナおよび水酸化アルミナ、アン
モニウムドーサナイト、ミョウバンなどが挙げられる
が、好ましくはγ−アルミナである。α−アルミナのク
ラスター粒子とは、平均粒子径が０．１〜３μm の微細
な前記アルミニウム化合物粒子を１２００℃以上の高温
度域で焼成処理することによって得られるものであっ
て、Ｘ線回析でα−アルミナを主成分とするクラスター
性状として確認される粒子である。アルミナは焼成温度
により結晶構造が異なるが、１２００℃付近の温度域で
は、γ型の結晶化度が低く、一次粒子が凝集した強固な
クラスター状のα−アルミナに転化する。なお、かかる
α−アルミナは、結晶型としてα−アルミナを主体とし
たアルミナであるが、他にθ、δ、φ等の結晶構造を僅
かに含む結晶系のアルミナであってもよい。また、α−
アルミナは可及的に微粒子のクラスターであることが好
ましい。
【００１６】一方、リチウム源となるリチウム化合物と
しては、例えば炭酸リチウム、水酸化リチウム、硝酸リ
チウムなどを挙げることができるが、本発明の目的には
炭酸リチウムの使用が最も効果的である。また、リチウ
ム化合物は粉末として使用されるが、そのの粒度は平均
粒子径として１０μm 以下、好ましくは５μm 以下の微
粉末を用いることが好適である。
しては、例えば炭酸リチウム、水酸化リチウム、硝酸リ
チウムなどを挙げることができるが、本発明の目的には
炭酸リチウムの使用が最も効果的である。また、リチウ
ム化合物は粉末として使用されるが、そのの粒度は平均
粒子径として１０μm 以下、好ましくは５μm 以下の微
粉末を用いることが好適である。
【００１７】α−アルミナのクラスター粒子とリチウム
化合物粉末は、アルミン酸リチウムを得るための化学量
論に近い当量比で配合し、乾式条件下で混合する。この
混合工程において、粉末間の相互分散が不十分であると
反応生成したアルミン酸リチウム粒子が部分的に凝集
し、粗粒化する。このため、原料の均一な混合分散状態
を得るためには、例えばヘンシルミキサーのような高速
分散混合機、もしくはジェットミル、アトマイザーまた
はバンダムミルのような衝撃型粉砕機から選ばれた１種
または２種以上の混合装置を用いて処理することが好ま
しい。しかし、従来技術で用いられていたボールミルな
ど磨砕タイプの粉砕混合機は、アルミナの粒子構造を破
壊する傾向をもたらすため、本発明の目的には適合しな
い。
化合物粉末は、アルミン酸リチウムを得るための化学量
論に近い当量比で配合し、乾式条件下で混合する。この
混合工程において、粉末間の相互分散が不十分であると
反応生成したアルミン酸リチウム粒子が部分的に凝集
し、粗粒化する。このため、原料の均一な混合分散状態
を得るためには、例えばヘンシルミキサーのような高速
分散混合機、もしくはジェットミル、アトマイザーまた
はバンダムミルのような衝撃型粉砕機から選ばれた１種
または２種以上の混合装置を用いて処理することが好ま
しい。しかし、従来技術で用いられていたボールミルな
ど磨砕タイプの粉砕混合機は、アルミナの粒子構造を破
壊する傾向をもたらすため、本発明の目的には適合しな
い。
【００１８】原料混合物は、ついで焼成処理される。焼
成処理は、８００℃以上の温度域で０．５〜１６時間、
好ましくは９００℃以上の高温下に１〜５時間の条件で
行われ、α−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合
物を反応させてアルミン酸リチウムとして生成させる。
得られた生成物がγ型結晶を主体とするアルミン酸リチ
ウムであることの確認は、Ｘ線回折により行うことがで
きる。
成処理は、８００℃以上の温度域で０．５〜１６時間、
好ましくは９００℃以上の高温下に１〜５時間の条件で
行われ、α−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合
物を反応させてアルミン酸リチウムとして生成させる。
得られた生成物がγ型結晶を主体とするアルミン酸リチ
ウムであることの確認は、Ｘ線回折により行うことがで
きる。
【００１９】このようにして製造されたアルミン酸リチ
ウム粒子は、ＢＥＴ比表面積が１〜１５m2/gの範囲にあ
り、粒子性状が凝集クラスター状の微粒子であり、上述
した合成化度（Ｐ）が高く、且つＢＥＴ比表面積変化率
（Ｒ）が小さい極めて安定した物性を具備している。
ウム粒子は、ＢＥＴ比表面積が１〜１５m2/gの範囲にあ
り、粒子性状が凝集クラスター状の微粒子であり、上述
した合成化度（Ｐ）が高く、且つＢＥＴ比表面積変化率
（Ｒ）が小さい極めて安定した物性を具備している。
【００２０】このような粒子特性をもつアルミン酸リチ
ウムは、高温下の溶融炭酸塩中において優れた熱安定
性、化学的安定性を発揮するため、ＭＣＦＣの電解質保
持板として好適な素材となる。
ウムは、高温下の溶融炭酸塩中において優れた熱安定
性、化学的安定性を発揮するため、ＭＣＦＣの電解質保
持板として好適な素材となる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。しかし、本発明の範囲はこれら実施例
に限定されるものではない。
体的に説明する。しかし、本発明の範囲はこれら実施例
に限定されるものではない。
【００２２】実施例１〜３、比較例１〜２ (1)アルミン酸リチウムの製造；平均粒子径０．０５μm
、ＢＥＴ比表面積６０m2/gのγ−アルミナ粒子を１２
００℃で４時間焼成して、ＢＥＴ比表面積１２．７m2/g
のα−アルミナ粉末からなるアルミナ源を調製した。こ
のα−アルミナ粉末と平均粒子径３．２μm の炭酸リチ
ウムをＡｌとＬｉの原子量比が化学量論的に当量になる
ように配合し、乾式ヘンシルミキサーで十分均一に混合
処理したのち、混合粉末を９００〜１１００℃の温度段
階で２時間焼成した。生成したアルミン酸リチウムの結
晶型、ＢＥＴ比表面積(N2SA)および合成化度（Ｐ）を測
定し、その結果を原料組成ならびに焼成温度と対比させ
て表１に示した。また、比較のためにγアルミナ粒子を
焼成せず、そのままアルミナ源として同様に製造したア
ルミン酸リチウムの物性についても表１に併載した。
、ＢＥＴ比表面積６０m2/gのγ−アルミナ粒子を１２
００℃で４時間焼成して、ＢＥＴ比表面積１２．７m2/g
のα−アルミナ粉末からなるアルミナ源を調製した。こ
のα−アルミナ粉末と平均粒子径３．２μm の炭酸リチ
ウムをＡｌとＬｉの原子量比が化学量論的に当量になる
ように配合し、乾式ヘンシルミキサーで十分均一に混合
処理したのち、混合粉末を９００〜１１００℃の温度段
階で２時間焼成した。生成したアルミン酸リチウムの結
晶型、ＢＥＴ比表面積(N2SA)および合成化度（Ｐ）を測
定し、その結果を原料組成ならびに焼成温度と対比させ
て表１に示した。また、比較のためにγアルミナ粒子を
焼成せず、そのままアルミナ源として同様に製造したア
ルミン酸リチウムの物性についても表１に併載した。
【００２３】図１〜４は生成段階の粒子構造を示したＳ
ＥＭ写真で、図１は素原料となる焼成前のγ−アルミナ
の粒子構造、図２は焼成後のアルミナ源であるα−アル
ミナの粒子構造、図３は実施例２で生成したアルミン酸
リチウムの粒子構造、そして図４は比較例１で生成した
アルミン酸リチウムの粒子構造である。図１と図２を対
比すると、本発明のアルミナ源がγ−アルミナの一次粒
子が凝集したクラスター粒子構造を呈していることが認
められる。
ＥＭ写真で、図１は素原料となる焼成前のγ−アルミナ
の粒子構造、図２は焼成後のアルミナ源であるα−アル
ミナの粒子構造、図３は実施例２で生成したアルミン酸
リチウムの粒子構造、そして図４は比較例１で生成した
アルミン酸リチウムの粒子構造である。図１と図２を対
比すると、本発明のアルミナ源がγ−アルミナの一次粒
子が凝集したクラスター粒子構造を呈していることが認
められる。
【００２４】
【表１】
【００２５】(2)溶融炭酸塩下の安定化試験；実施例１
〜３および比較例１〜２で得られたアルミン酸リチウム
粒子と固体無電解質（成分組成 Li2CO3：K2CO3=62:38m
ol% ）とを１：３の重量比で混合したのち、空気／ＣＯ
2 ＝７０／３０の雰囲気に保持された電気炉に入れ、７
００℃の温度で２００時間加熱して安定化試験を行っ
た。加熱処理したアルミン酸リチウムの加熱前後のＢＥ
Ｔ比表面積を測定し、ＢＥＴ比表面積変化率（Ｒ）を算
出して表２に示した。また、実施例２の安定化試験後に
おけるアルミン酸リチウム粒子のＳＥＭ写真を図５に、
比較例１の安定化試験後におけるアルミン酸リチウム粒
子のＳＥＭ写真を図６にそれぞれ示した。
〜３および比較例１〜２で得られたアルミン酸リチウム
粒子と固体無電解質（成分組成 Li2CO3：K2CO3=62:38m
ol% ）とを１：３の重量比で混合したのち、空気／ＣＯ
2 ＝７０／３０の雰囲気に保持された電気炉に入れ、７
００℃の温度で２００時間加熱して安定化試験を行っ
た。加熱処理したアルミン酸リチウムの加熱前後のＢＥ
Ｔ比表面積を測定し、ＢＥＴ比表面積変化率（Ｒ）を算
出して表２に示した。また、実施例２の安定化試験後に
おけるアルミン酸リチウム粒子のＳＥＭ写真を図５に、
比較例１の安定化試験後におけるアルミン酸リチウム粒
子のＳＥＭ写真を図６にそれぞれ示した。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２の結果から、本発明に係るγ型を主体
とするアルミン酸リチウムは比較例品に比べ溶融炭酸塩
下での安定性が著しく優れていることが認められる。こ
の様子は、安定化試験前後のγ型を主体とするアルミン
酸リチウムのＳＥＭ写真からも観察することができる。
これに対し、従来のアルミン酸リチウム（比較例１）は
安定化試験後の粒子径が著しく大きくなっていることが
判る。
とするアルミン酸リチウムは比較例品に比べ溶融炭酸塩
下での安定性が著しく優れていることが認められる。こ
の様子は、安定化試験前後のγ型を主体とするアルミン
酸リチウムのＳＥＭ写真からも観察することができる。
これに対し、従来のアルミン酸リチウム（比較例１）は
安定化試験後の粒子径が著しく大きくなっていることが
判る。
【００２８】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によればＢＥＴ比
表面積が１〜１５m2/gの範囲にあり、一次粒子が凝集し
たクラスター形状をもつγ型を主体とした結晶構造を備
え、溶融炭酸塩中で優れた熱安定性ならびに化学的安定
性を発揮するアルミン酸リチウムを提供することができ
る。また、本発明の製造方法に従えば、簡易な工程によ
り高品位のアルミン酸リチウムを工業的に有利に得るこ
とができる。したがって、特にＭＣＦＣの電解質保持板
に好適なアルミン酸リチウムおよびその製造技術として
極めて有用である。
表面積が１〜１５m2/gの範囲にあり、一次粒子が凝集し
たクラスター形状をもつγ型を主体とした結晶構造を備
え、溶融炭酸塩中で優れた熱安定性ならびに化学的安定
性を発揮するアルミン酸リチウムを提供することができ
る。また、本発明の製造方法に従えば、簡易な工程によ
り高品位のアルミン酸リチウムを工業的に有利に得るこ
とができる。したがって、特にＭＣＦＣの電解質保持板
に好適なアルミン酸リチウムおよびその製造技術として
極めて有用である。
【図１】焼成前のγ−アルミナの粒子構造を示したＳＥ
Ｍ写真（拡大倍率：30,000倍）である。
Ｍ写真（拡大倍率：30,000倍）である。
【図２】アルミナ源であるα−アルミナの粒子構造を示
したＳＥＭ写真（拡大倍率：30,000倍）である。
したＳＥＭ写真（拡大倍率：30,000倍）である。
【図３】実施例２で生成したアルミン酸リチウムの粒子
構造を示したＳＥＭ写真（拡大倍率：30,000倍）であ
る。
構造を示したＳＥＭ写真（拡大倍率：30,000倍）であ
る。
【図４】比較例１で生成したアルミン酸リチウムの粒子
構造を示したＳＥＭ写真（拡大倍率：30,000倍）であ
る。
構造を示したＳＥＭ写真（拡大倍率：30,000倍）であ
る。
【図５】実施例２の安定化試験後におけるアルミン酸リ
チウムの粒子構造をを示したＳＥＭ写真（拡大倍率：3
0,000倍）である。
チウムの粒子構造をを示したＳＥＭ写真（拡大倍率：3
0,000倍）である。
【図６】比較例１の安定化試験後におけるアルミン酸リ
チウムの粒子構造をを示したＳＥＭ写真（拡大倍率：3
0,000倍）である。
チウムの粒子構造をを示したＳＥＭ写真（拡大倍率：3
0,000倍）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 武憲 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクミカルセンタ ー内 (72)発明者 鈴木 勝美 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 ＢＥＴ比表面積(N2SA)が１〜１５m2/gの
範囲にあるアルミン酸リチウム粒子であって、下記 (1)
式で算出される合成化度（Ｐ）が８０％以上であること
を特徴とするアルミン酸リチウム。 但し、 (1)式において、Ｉ1 およびＩ2 はアルミン酸リ
チウムのＸ線回析（X-RD) スペクトル分析における回析
強度で、Ｉ1 は最強強度ピークの高さ、Ｉ2 は第２強度
ピーク高さを表す。 - 【請求項２】 下記 (2)式で求められるＢＥＴ比表面積
変化率（Ｒ）が２５％以下の範囲にある請求項１記載の
アルミン酸リチウム。 但し、 (2)式において、Ｓ1 は加熱前のＢＥＴ比表面積
(m2/g)、Ｓ2 は加熱後のＢＥＴ比表面積(m2/g)を示し、
多孔質アルミン酸リチウムの加熱条件は、試料と電解質
（成分組成 Li2 CO3 :K2 CO3 =62:38mol%）を重量比
１：３で混合し、空気／ＣＯ2 ＝７０／３０の雰囲気に
保持された電気炉中で７００℃の温度に２００時間処理
するものとする。 - 【請求項３】 微細なアルミニウム化合物を焼成して得
られるα−アルミナのクラスター粒子とリチウム化合物
とを化学量論比近傍の量比で乾式混合し、該混合物を焼
成処理することを特徴とするアルミン酸リチウムの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29606295A JP3786456B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | アルミン酸リチウムおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29606295A JP3786456B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | アルミン酸リチウムおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09110421A true JPH09110421A (ja) | 1997-04-28 |
| JP3786456B2 JP3786456B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=17828617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29606295A Expired - Lifetime JP3786456B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | アルミン酸リチウムおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3786456B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014169219A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-09-18 | Nippon Chem Ind Co Ltd | α−アルミン酸リチウムの製造方法 |
| US10150678B2 (en) | 2014-07-25 | 2018-12-11 | Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. | Method for producing alpha-lithium aluminate |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP29606295A patent/JP3786456B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014169219A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-09-18 | Nippon Chem Ind Co Ltd | α−アルミン酸リチウムの製造方法 |
| WO2015114840A1 (ja) * | 2013-02-07 | 2015-08-06 | 日本化学工業株式会社 | α－アルミン酸リチウムの製造方法 |
| US9731977B2 (en) | 2013-02-07 | 2017-08-15 | Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. | Method for producing α-lithium aluminate |
| US10150678B2 (en) | 2014-07-25 | 2018-12-11 | Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. | Method for producing alpha-lithium aluminate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3786456B2 (ja) | 2006-06-14 |
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