JPH111308A - リチウム含有複合窒化物の製造方法 - Google Patents
リチウム含有複合窒化物の製造方法Info
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- JPH111308A JPH111308A JP9153984A JP15398497A JPH111308A JP H111308 A JPH111308 A JP H111308A JP 9153984 A JP9153984 A JP 9153984A JP 15398497 A JP15398497 A JP 15398497A JP H111308 A JPH111308 A JP H111308A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不純物の生成が抑制され、組成が正確に制御
されたＬｉ3-x-yＭxＮ（ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる一種以上の遷移金属
元素、０．１≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦２−ｘ）を得る方
法を提供する。 【解決手段】 リチウム、遷移元素Ｍ、およびリチウム
と遷移元素Ｍの合金からなる群より選ばれ、所定量のリ
チウムと遷移元素Ｍを含む原料を、窒素を含む雰囲気中
で加熱処理する。
されたＬｉ3-x-yＭxＮ（ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選ばれる一種以上の遷移金属
元素、０．１≦ｘ≦０．８、０≦ｙ≦２−ｘ）を得る方
法を提供する。 【解決手段】 リチウム、遷移元素Ｍ、およびリチウム
と遷移元素Ｍの合金からなる群より選ばれ、所定量のリ
チウムと遷移元素Ｍを含む原料を、窒素を含む雰囲気中
で加熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム含有複合
窒化物の製造方法に関するものである。
窒化物の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウム含有複合窒化物は、窒化リチウ
ム（Ｌｉ3Ｎ）を基本構造とし、その構造中のリチウム
の一部を他元素で置換した化合物である。リチウム含有
複合窒化物としては、一般式Ｌｉ3-x-yＭxＮ（式中Ｍは
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕ
からなる群より選ばれた少なくとも一種の遷移元素を表
し、ｘおよびｙは０＜ｘ≦０．８、０≦ｙ≦２−ｘの範
囲で示される実数を表す。）で表されるものである。こ
れらの化合物は、結晶中に遷移元素を導入したことによ
り、窒化リチウムと同様に優れたリチウムイオン伝導性
を有していると同時に電子伝導性も有するといった特徴
を持ち、広い分野での応用が期待されている。ここで、
ｘは遷移元素による置換割合を表す。また、ｙは非化学
量論組成をとりうる範囲を表すが、化学量論組成である
ｙ＝０の組成が一般的である。
ム（Ｌｉ3Ｎ）を基本構造とし、その構造中のリチウム
の一部を他元素で置換した化合物である。リチウム含有
複合窒化物としては、一般式Ｌｉ3-x-yＭxＮ（式中Ｍは
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕ
からなる群より選ばれた少なくとも一種の遷移元素を表
し、ｘおよびｙは０＜ｘ≦０．８、０≦ｙ≦２−ｘの範
囲で示される実数を表す。）で表されるものである。こ
れらの化合物は、結晶中に遷移元素を導入したことによ
り、窒化リチウムと同様に優れたリチウムイオン伝導性
を有していると同時に電子伝導性も有するといった特徴
を持ち、広い分野での応用が期待されている。ここで、
ｘは遷移元素による置換割合を表す。また、ｙは非化学
量論組成をとりうる範囲を表すが、化学量論組成である
ｙ＝０の組成が一般的である。
【０００３】このようなリチウム含有複合窒化物は、一
般的には、金属リチウムを窒素と反応させることにより
合成して得た窒化リチウムを出発原料に用い、これに遷
移元素粉末または遷移元素の窒化物粉末を混合し、窒素
雰囲気中または窒素ー水素混合雰囲気中で焼成すること
により合成される（西島ら、Solid State Ionics 83(19
96)107-111）。
般的には、金属リチウムを窒素と反応させることにより
合成して得た窒化リチウムを出発原料に用い、これに遷
移元素粉末または遷移元素の窒化物粉末を混合し、窒素
雰囲気中または窒素ー水素混合雰囲気中で焼成すること
により合成される（西島ら、Solid State Ionics 83(19
96)107-111）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の合成方法では、
不純物の混入が避けられず、またリチウムと遷移元素の
組成比の正確な制御が困難であった。
不純物の混入が避けられず、またリチウムと遷移元素の
組成比の正確な制御が困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウム、遷
移元素Ｍ（ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、およびＣｕからなる群より選ばれた少なくとも一種
の遷移元素を示す）、およびリチウムと遷移元素Ｍとの
合金からなる群より選ばれ、所定量のリチウムおよび遷
移元素Ｍを含む原料を、窒素を含む雰囲気中で加熱処理
することにより、一般式Ｌｉ3-x-yＭxＮ（式中、ｘおよ
びｙは各々０＜ｘ≦０．８、０≦ｙ≦２−ｘの範囲で示
される実数を表す）で表されるリチウム含有複合窒化物
を合成する。ここで、合金とは、二種以上の金属からな
る固溶体、共晶体、および金属間化合物の三種の状態の
少なくとも一種を指すものとする。
移元素Ｍ（ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、およびＣｕからなる群より選ばれた少なくとも一種
の遷移元素を示す）、およびリチウムと遷移元素Ｍとの
合金からなる群より選ばれ、所定量のリチウムおよび遷
移元素Ｍを含む原料を、窒素を含む雰囲気中で加熱処理
することにより、一般式Ｌｉ3-x-yＭxＮ（式中、ｘおよ
びｙは各々０＜ｘ≦０．８、０≦ｙ≦２−ｘの範囲で示
される実数を表す）で表されるリチウム含有複合窒化物
を合成する。ここで、合金とは、二種以上の金属からな
る固溶体、共晶体、および金属間化合物の三種の状態の
少なくとも一種を指すものとする。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に用いるリチウム−遷移元
素Ｍ合金のＬｉ／Ｍのモル比は、目的とする窒化物と同
じか、またはリチウム過剰（過剰量は１５％以下）とす
ることが好ましい。反応温度については、２０℃以上、
６００℃以下の範囲内の温度であることが実用上好まし
い。これは、反応温度が２０℃未満では反応速度が遅
く、６００℃を超える温度ではリチウムの蒸発や昇華に
よる組成の変化が大きくなる可能性があるためである。
反応時間については、反応速度およびリチウムの昇華等
を考慮すると、６時間以上、５０時間以下であることが
好ましい。
素Ｍ合金のＬｉ／Ｍのモル比は、目的とする窒化物と同
じか、またはリチウム過剰（過剰量は１５％以下）とす
ることが好ましい。反応温度については、２０℃以上、
６００℃以下の範囲内の温度であることが実用上好まし
い。これは、反応温度が２０℃未満では反応速度が遅
く、６００℃を超える温度ではリチウムの蒸発や昇華に
よる組成の変化が大きくなる可能性があるためである。
反応時間については、反応速度およびリチウムの昇華等
を考慮すると、６時間以上、５０時間以下であることが
好ましい。
【０００７】反応の雰囲気は、窒素雰囲気だけでなく、
不活性ガスと窒素の混合雰囲気及び水素と窒素の混合雰
囲気を用いることができる。ただし、いずれの場合も雰
囲気中の水分量は露点−２０℃以下、酸素分圧は１％以
下であることが好ましい。水分量、酸素分圧のいずれか
一方でも前記条件を満たさない場合には、不純物である
酸化リチウム、水酸化リチウムの生成が著しく増加し、
不純物抑制の効果が得られない。
不活性ガスと窒素の混合雰囲気及び水素と窒素の混合雰
囲気を用いることができる。ただし、いずれの場合も雰
囲気中の水分量は露点−２０℃以下、酸素分圧は１％以
下であることが好ましい。水分量、酸素分圧のいずれか
一方でも前記条件を満たさない場合には、不純物である
酸化リチウム、水酸化リチウムの生成が著しく増加し、
不純物抑制の効果が得られない。
【０００８】従来の合成法では、遷移元素Ｍの固溶が進
み難いだけでなく、反応温度が７００℃以上と比較的高
いのでリチウムの昇華の影響を受けやすく、両者の影響
で合成物の組成の正確な制御が困難であった。また、高
い反応温度では副反応が起こりやすく、活物質中に微量
の未反応物や副反応生成物等の不純物が混入しやすい。
さらに、このような合成物に含まれる不純物の除去は極
めて困難であった。本発明の合成方法によると、微量の
不純物成分の生成を抑制することができ、また、合成さ
れる材料組成を正確に制御することができ、かつ合成の
再現性を大幅に向上させることができる。
み難いだけでなく、反応温度が７００℃以上と比較的高
いのでリチウムの昇華の影響を受けやすく、両者の影響
で合成物の組成の正確な制御が困難であった。また、高
い反応温度では副反応が起こりやすく、活物質中に微量
の未反応物や副反応生成物等の不純物が混入しやすい。
さらに、このような合成物に含まれる不純物の除去は極
めて困難であった。本発明の合成方法によると、微量の
不純物成分の生成を抑制することができ、また、合成さ
れる材料組成を正確に制御することができ、かつ合成の
再現性を大幅に向上させることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 《実施例１》本実施例では、遷移元素Ｍとしてコバルト
を用いた例について説明する。本実施例において、材料
の混合、焼成、分析等の作業行程は、全て窒素雰囲気中
で行った。また、雰囲気中の水分量は露点−６０℃、酸
素分圧は５０ｐｐｍであった。リチウム−コバルト複合
窒化物は次のようにして合成した。まず、所定組成比の
リチウム−コバルト合金を銅製の容器に入れ、窒素雰囲
気中、３００℃で２４時間保持し、窒素と反応させた。
反応後、得られた黒灰色の化合物を粉砕しリチウム−コ
バルト複合窒化物粉末を得た。リチウム−コバルト比に
ついては、Ｌｉ／Ｃｏのモル比が２．９／０．１、２．
８／０．２、２．６／０．４、２．４／０．６、２．２
／０．８、２．１／０．９、２．０／１．０、１．９／
１．１のそれぞれについて合成を行った。いずれの場合
にも、出発原料であるリチウム−コバルト合金のＬｉ／
Ｃｏモル比は目的とする窒化物と同じか、またはリチウ
ム過剰（過剰量は１５％以下）とすることが好ましい。
本実施例においては、目的組成と同じとした。
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 《実施例１》本実施例では、遷移元素Ｍとしてコバルト
を用いた例について説明する。本実施例において、材料
の混合、焼成、分析等の作業行程は、全て窒素雰囲気中
で行った。また、雰囲気中の水分量は露点−６０℃、酸
素分圧は５０ｐｐｍであった。リチウム−コバルト複合
窒化物は次のようにして合成した。まず、所定組成比の
リチウム−コバルト合金を銅製の容器に入れ、窒素雰囲
気中、３００℃で２４時間保持し、窒素と反応させた。
反応後、得られた黒灰色の化合物を粉砕しリチウム−コ
バルト複合窒化物粉末を得た。リチウム−コバルト比に
ついては、Ｌｉ／Ｃｏのモル比が２．９／０．１、２．
８／０．２、２．６／０．４、２．４／０．６、２．２
／０．８、２．１／０．９、２．０／１．０、１．９／
１．１のそれぞれについて合成を行った。いずれの場合
にも、出発原料であるリチウム−コバルト合金のＬｉ／
Ｃｏモル比は目的とする窒化物と同じか、またはリチウ
ム過剰（過剰量は１５％以下）とすることが好ましい。
本実施例においては、目的組成と同じとした。
【００１０】合成した各サンプルについて、それぞれＣ
ｕのＫα線を用いた粉末Ｘ線回折測定を行った。代表的
なＸ線回折パターンとして図１にＬｉ／Ｃｏのモル比が
２．６／０．４のパターンを示した。他のいずれのサン
プルでも窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）と同じ六方晶に基づ
く回折パターンが現れていた。しかし、Ｌｉ／Ｃｏのモ
ル比が１．９／１．１のものでは、金属Ｃｏに基づく回
折ピークが見られ、Ｃｏが固溶しきれていないことを示
していた。なお、Ｘ線回折パターンに現れているシリコ
ンの回折ピークは、内部標準として混合したものであ
る。
ｕのＫα線を用いた粉末Ｘ線回折測定を行った。代表的
なＸ線回折パターンとして図１にＬｉ／Ｃｏのモル比が
２．６／０．４のパターンを示した。他のいずれのサン
プルでも窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）と同じ六方晶に基づ
く回折パターンが現れていた。しかし、Ｌｉ／Ｃｏのモ
ル比が１．９／１．１のものでは、金属Ｃｏに基づく回
折ピークが見られ、Ｃｏが固溶しきれていないことを示
していた。なお、Ｘ線回折パターンに現れているシリコ
ンの回折ピークは、内部標準として混合したものであ
る。
【００１１】《比較例１》比較のために、従来法による
合成法として、窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）とコバルト粉
末を出発原料として用い、リチウム−コバルト複合窒化
物を合成した。まず、所定組成比の窒化リチウムとコバ
ルト粉末を銅製の容器に入れ、窒素雰囲気中、７００℃
で８時間保持し反応させた。反応後、得られた黒灰色の
化合物を粉砕しリチウム−コバルト複合窒化物粉末を得
た。リチウム−コバルト比については、Ｌｉ／Ｃｏのモ
ル比が２．９／０．１、２．８／０．２、２．６／０．
４、２．４／０．６、２．２／０．８、２．１／０．
９、２．０／１．０、１．９／１．１のそれぞれについ
て合成を行った。いずれの場合にも、出発原料の混合比
は目的組成と同じとした。
合成法として、窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）とコバルト粉
末を出発原料として用い、リチウム−コバルト複合窒化
物を合成した。まず、所定組成比の窒化リチウムとコバ
ルト粉末を銅製の容器に入れ、窒素雰囲気中、７００℃
で８時間保持し反応させた。反応後、得られた黒灰色の
化合物を粉砕しリチウム−コバルト複合窒化物粉末を得
た。リチウム−コバルト比については、Ｌｉ／Ｃｏのモ
ル比が２．９／０．１、２．８／０．２、２．６／０．
４、２．４／０．６、２．２／０．８、２．１／０．
９、２．０／１．０、１．９／１．１のそれぞれについ
て合成を行った。いずれの場合にも、出発原料の混合比
は目的組成と同じとした。
【００１２】合成した各サンプルのそれぞれについて粉
末Ｘ線回折測定を行った。代表的なＸ線回折パターンと
して図２にＬｉ／Ｃｏのモル比が２．６／０．４のパタ
ーンを示す。いずれも結晶系は窒化リチウム（Ｌｉ
3Ｎ）と同じ六方晶であったが、酸化リチウムと考えら
れる不純物のピークが現れており、単一相を得ることが
できなかった。特に、Ｌｉ／Ｃｏのモル比が２．２／
０．８以下のコバルト置換量の大きなサンプルでは、金
属Ｃｏに基づく回折ピークが見られ、従来の合成法では
Ｃｏ固溶量の限界値も小さいことがわかった。なお、Ｘ
線回折パターンに現れているシリコンのピークは、内部
標準として混合したものである。
末Ｘ線回折測定を行った。代表的なＸ線回折パターンと
して図２にＬｉ／Ｃｏのモル比が２．６／０．４のパタ
ーンを示す。いずれも結晶系は窒化リチウム（Ｌｉ
3Ｎ）と同じ六方晶であったが、酸化リチウムと考えら
れる不純物のピークが現れており、単一相を得ることが
できなかった。特に、Ｌｉ／Ｃｏのモル比が２．２／
０．８以下のコバルト置換量の大きなサンプルでは、金
属Ｃｏに基づく回折ピークが見られ、従来の合成法では
Ｃｏ固溶量の限界値も小さいことがわかった。なお、Ｘ
線回折パターンに現れているシリコンのピークは、内部
標準として混合したものである。
【００１３】図３は実施例１および比較例１により得ら
れた各サンプルの格子定数ｃをＣｏ置換割合ｘに対して
プロットして示す。実施例と比較し、比較例により合成
した窒化物は、同じ仕込み組成でも格子定数が異なり、
いずれの組成でもｃ軸が大きくなっている。これは、Ｃ
ｏ固溶量が少なくなっていることを表している。従来例
の７００℃で焼成する場合は、リチウムの昇華の影響は
見られないものの、Ｃｏが固溶し難く、Ｃｏ固溶量の制
御も困難であると考えられる。特に、コバルト置換割合
が０．８以上の場合には、格子定数変化が無く、これ以
上の固溶が進んでいないと考えられる。
れた各サンプルの格子定数ｃをＣｏ置換割合ｘに対して
プロットして示す。実施例と比較し、比較例により合成
した窒化物は、同じ仕込み組成でも格子定数が異なり、
いずれの組成でもｃ軸が大きくなっている。これは、Ｃ
ｏ固溶量が少なくなっていることを表している。従来例
の７００℃で焼成する場合は、リチウムの昇華の影響は
見られないものの、Ｃｏが固溶し難く、Ｃｏ固溶量の制
御も困難であると考えられる。特に、コバルト置換割合
が０．８以上の場合には、格子定数変化が無く、これ以
上の固溶が進んでいないと考えられる。
【００１４】《実施例２》本実施例では、遷移元素Ｍと
してＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕの各元素
を用いた。まず、Ｌｉ／Ｍのモル比が２．６／０．４で
あるリチウム−Ｍ合金粉末を銅製の容器に入れ、窒素雰
囲気中、３００℃で２４時間保持し、窒素と反応させ
た。反応後、得られた黒灰色の化合物を粉砕しリチウム
−Ｔｉ複合窒化物、リチウム−Ｖ複合窒化物、リチウム
−Ｃｒ複合窒化物、リチウム−Ｍｎ複合窒化物、リチウ
ム−Ｆｅ複合窒化物、リチウム−Ｎｉ複合窒化物、リチ
ウム−Ｃｕ複合窒化物を得た。いずれの場合にも、出発
原料であるリチウム−Ｍ合金のＬｉ／Ｍのモル比は、目
的とする窒化物と同じとした。
してＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕの各元素
を用いた。まず、Ｌｉ／Ｍのモル比が２．６／０．４で
あるリチウム−Ｍ合金粉末を銅製の容器に入れ、窒素雰
囲気中、３００℃で２４時間保持し、窒素と反応させ
た。反応後、得られた黒灰色の化合物を粉砕しリチウム
−Ｔｉ複合窒化物、リチウム−Ｖ複合窒化物、リチウム
−Ｃｒ複合窒化物、リチウム−Ｍｎ複合窒化物、リチウ
ム−Ｆｅ複合窒化物、リチウム−Ｎｉ複合窒化物、リチ
ウム−Ｃｕ複合窒化物を得た。いずれの場合にも、出発
原料であるリチウム−Ｍ合金のＬｉ／Ｍのモル比は、目
的とする窒化物と同じとした。
【００１５】《比較例２》置換元素をＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕとした以外は比較例１と同様の
方法でＬｉ／Ｍのモル比が２．６／０．４の仕込み組成
比のサンプルを合成した。
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕとした以外は比較例１と同様の
方法でＬｉ／Ｍのモル比が２．６／０．４の仕込み組成
比のサンプルを合成した。
【００１６】実施例２および比較例２で合成した各サン
プルについて粉末Ｘ線回折測定を行ったところ、いずれ
の置換元素を用いた場合でも、本発明の合成法による
と、窒化リチウムと同様の六方晶系の結晶構造を有する
化合物が不純物のない単一相で合成できていた。一方、
従来例の比較例２によるサンプルは、いずれも酸化リチ
ウムに基づく回折ピークが見られ、単一相は得られなか
った。以上のように、置換元素ＭがＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕのいずれの場合も本発明の方法で
合成することにより、従来法で合成した場合よりも不純
物の少ないリチウム含有複合窒化物を得ることができ
た。
プルについて粉末Ｘ線回折測定を行ったところ、いずれ
の置換元素を用いた場合でも、本発明の合成法による
と、窒化リチウムと同様の六方晶系の結晶構造を有する
化合物が不純物のない単一相で合成できていた。一方、
従来例の比較例２によるサンプルは、いずれも酸化リチ
ウムに基づく回折ピークが見られ、単一相は得られなか
った。以上のように、置換元素ＭがＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕのいずれの場合も本発明の方法で
合成することにより、従来法で合成した場合よりも不純
物の少ないリチウム含有複合窒化物を得ることができ
た。
【００１７】《実施例３》本実施例では、遷移元素Ｍを
コバルトとし、リチウム、コバルト、リチウムーコバル
ト合金を出発原料として用いた場合について説明する。
なお、本実施例での材料混合、焼成、分析等の作業行程
は全て窒素雰囲気中で行った。また、雰囲気中の水分量
は露点−６０℃、酸素分圧は５０ｐｐｍであった。リチ
ウムーコバルト複合窒化物は次のようにして合成した。
まず、所定量のリチウムとコバルト粉末を銅製の容器に
入れ、窒素雰囲気中、３００℃で２４時間保持し反応さ
せた。反応後、得られた黒灰色の化合物を粉砕し、リチ
ウムーコバルト複合窒化物粉末を得た。
コバルトとし、リチウム、コバルト、リチウムーコバル
ト合金を出発原料として用いた場合について説明する。
なお、本実施例での材料混合、焼成、分析等の作業行程
は全て窒素雰囲気中で行った。また、雰囲気中の水分量
は露点−６０℃、酸素分圧は５０ｐｐｍであった。リチ
ウムーコバルト複合窒化物は次のようにして合成した。
まず、所定量のリチウムとコバルト粉末を銅製の容器に
入れ、窒素雰囲気中、３００℃で２４時間保持し反応さ
せた。反応後、得られた黒灰色の化合物を粉砕し、リチ
ウムーコバルト複合窒化物粉末を得た。
【００１８】つぎに、リチウムとＣｏ3Ｌｉを目的の組
成比となるように混合し、銅製の容器に入れ、窒素雰囲
気中、３００℃で２４時間保持し反応させた。反応後、
得られた黒灰色の化合物を粉砕し、リチウムーコバルト
複合窒化物粉末を得た。いずれの場合も、リチウムーコ
バルト比についてはＬｉ／Ｃｏモル比が２．６／０．４
となるように合成を行った。また、出発原料であるリチ
ウムーコバルト合金のＬｉ／Ｃｏモル比は目的とする窒
化物と同じか、またはリチウム過剰（過剰量は１５％以
下）とすることが好ましい。本実施例においては目的組
成と同じとした。また、反応温度については２０℃以
上、６００℃以下の範囲の温度であることが実用上好ま
しい。これは、反応温度が２０℃未満では反応速度が遅
く、６００℃を超える温度ではリチウムの昇華による組
成の変化が大きくなる可能性があるためである。
成比となるように混合し、銅製の容器に入れ、窒素雰囲
気中、３００℃で２４時間保持し反応させた。反応後、
得られた黒灰色の化合物を粉砕し、リチウムーコバルト
複合窒化物粉末を得た。いずれの場合も、リチウムーコ
バルト比についてはＬｉ／Ｃｏモル比が２．６／０．４
となるように合成を行った。また、出発原料であるリチ
ウムーコバルト合金のＬｉ／Ｃｏモル比は目的とする窒
化物と同じか、またはリチウム過剰（過剰量は１５％以
下）とすることが好ましい。本実施例においては目的組
成と同じとした。また、反応温度については２０℃以
上、６００℃以下の範囲の温度であることが実用上好ま
しい。これは、反応温度が２０℃未満では反応速度が遅
く、６００℃を超える温度ではリチウムの昇華による組
成の変化が大きくなる可能性があるためである。
【００１９】反応時間については本実施例では２４時間
としたが、反応速度およびリチウムの昇華等を考慮する
と６時間以上、５０時間以下であることが好ましい。ま
た、反応の雰囲気を窒素雰囲気としたが、不活性ガスと
窒素の混合雰囲気、または水素と窒素の混合雰囲気中で
もよい。ただし、いずれの場合も雰囲気中の水分量は露
点−２０℃以下、酸素分圧は１％以下であることが好ま
しい。水分量、酸素分圧のいずれか一方でも前記条件を
満たさない場合には、不純物である酸化リチウム、水酸
化リチウムの生成が著しく増加し、本発明の合成法によ
る不純物抑制の効果が得られない。
としたが、反応速度およびリチウムの昇華等を考慮する
と６時間以上、５０時間以下であることが好ましい。ま
た、反応の雰囲気を窒素雰囲気としたが、不活性ガスと
窒素の混合雰囲気、または水素と窒素の混合雰囲気中で
もよい。ただし、いずれの場合も雰囲気中の水分量は露
点−２０℃以下、酸素分圧は１％以下であることが好ま
しい。水分量、酸素分圧のいずれか一方でも前記条件を
満たさない場合には、不純物である酸化リチウム、水酸
化リチウムの生成が著しく増加し、本発明の合成法によ
る不純物抑制の効果が得られない。
【００２０】合成した各サンプルについてそれぞれ粉末
Ｘ線回折測定を行った。図４にリチウムとコバルト粉末
を用いて合成したサンプルの粉末Ｘ線回折パターンを、
図５にリチウムとＣｏ3Ｌｉを用いて合成したサンプル
の粉末Ｘ線回折パターンをそれぞれ示す。いずれの場合
も実施例１の図１と同様の回折パターンが得られ、六方
晶に基づく回折パターンが現れていた。また、いずれの
サンプルも図１と同様に酸化リチウムによると思われる
ピークは見られなかった。さらに、Ｘ線回折パターンよ
り各サンプルの格子定数ｃを求めたところ、いずれも、
実施例１のＬｉ／Ｃｏ＝２．６／０．４の比で合成した
場合と同等の値であった。従って、本実施例で合成した
サンプルは、いずれも、実施例１の場合と同等のリチウ
ムーコバルト複合窒化物が合成できていると考えられ
る。本実施例では、出発原料としてリチウムとコバルト
を用いた場合、およびリチウムとＣｏ3Ｌｉを用いた場
合について説明したが、Ｃｏ3Ｌｉ以外のリチウムーコ
バルト合金とリチウムの組み合わせ、および、リチウム
ーコバルト合金とコバルトの組み合わせでも同様にリチ
ウムーコバルト複合窒化物を合成することができる。
Ｘ線回折測定を行った。図４にリチウムとコバルト粉末
を用いて合成したサンプルの粉末Ｘ線回折パターンを、
図５にリチウムとＣｏ3Ｌｉを用いて合成したサンプル
の粉末Ｘ線回折パターンをそれぞれ示す。いずれの場合
も実施例１の図１と同様の回折パターンが得られ、六方
晶に基づく回折パターンが現れていた。また、いずれの
サンプルも図１と同様に酸化リチウムによると思われる
ピークは見られなかった。さらに、Ｘ線回折パターンよ
り各サンプルの格子定数ｃを求めたところ、いずれも、
実施例１のＬｉ／Ｃｏ＝２．６／０．４の比で合成した
場合と同等の値であった。従って、本実施例で合成した
サンプルは、いずれも、実施例１の場合と同等のリチウ
ムーコバルト複合窒化物が合成できていると考えられ
る。本実施例では、出発原料としてリチウムとコバルト
を用いた場合、およびリチウムとＣｏ3Ｌｉを用いた場
合について説明したが、Ｃｏ3Ｌｉ以外のリチウムーコ
バルト合金とリチウムの組み合わせ、および、リチウム
ーコバルト合金とコバルトの組み合わせでも同様にリチ
ウムーコバルト複合窒化物を合成することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、不純物の
生成を抑制し、組成が正確に制御されたリチウム含有複
合窒化物を得ることができる。
生成を抑制し、組成が正確に制御されたリチウム含有複
合窒化物を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例により得たリチウム−コバル
ト複合窒化物のＸ線回折パターンを示す図である。
ト複合窒化物のＸ線回折パターンを示す図である。
【図２】比較例のリチウム−コバルト複合窒化物のＸ線
回折パターンを示す図である。
回折パターンを示す図である。
【図３】実施例および比較例のリチウム−コバルト複合
窒化物の格子定数ｃとコバルト置換割合の関係を示す図
である。
窒化物の格子定数ｃとコバルト置換割合の関係を示す図
である。
【図４】本発明の他の実施例により得たリチウム−コバ
ルト複合窒化物のＸ線回折パターンを示す図である。
ルト複合窒化物のＸ線回折パターンを示す図である。
【図５】本発明の他の実施例により得たリチウム−コバ
ルト複合窒化物のＸ線回折パターンを示す図である。
ルト複合窒化物のＸ線回折パターンを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０１Ｇ 37/00 Ｃ０１Ｇ 37/00 45/00 45/00 49/00 49/00 Ｚ 51/00 51/00 Ｃ 53/00 53/00 Ａ (72)発明者 山浦 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 近藤 繁雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 笹川 幸雄 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 日 本曹達株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウム、遷移元素Ｍ（ＭはＴｉ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＣｕからなる群
より選ばれた少なくとも一種の遷移元素を示す）、およ
びリチウムと遷移元素Ｍとの合金からなる群より選ば
れ、所定量のリチウムおよび遷移元素Ｍを含む原料を、
窒素を含む雰囲気中で加熱処理して一般式Ｌｉ3-x-yＭx
Ｎ（式中、ｘおよびｙは各々０＜ｘ≦０．８、０≦ｙ≦
２−ｘの範囲で示される実数を表す）で表されるリチウ
ム含有複合窒化物を得ることを特徴とするリチウム含有
複合窒化物の製造方法。 - 【請求項２】 前記加熱温度が、２０℃以上、６００℃
以下の範囲である請求項１記載のリチウム含有複合窒化
物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15398497A JP3607043B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | リチウム含有複合窒化物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15398497A JP3607043B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | リチウム含有複合窒化物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111308A true JPH111308A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3607043B2 JP3607043B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=15574375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15398497A Expired - Fee Related JP3607043B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | リチウム含有複合窒化物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3607043B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008230873A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Osaka Univ | 蛍光体原料用金属材料、及び蛍光体の製造方法、蛍光体、並びに蛍光体含有組成物、発光装置、画像表示装置及び照明装置 |
| CN115397770A (zh) * | 2020-04-16 | 2022-11-25 | 古河机械金属株式会社 | 氮化锂制造装置和氮化锂的制造方法 |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP15398497A patent/JP3607043B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008230873A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Osaka Univ | 蛍光体原料用金属材料、及び蛍光体の製造方法、蛍光体、並びに蛍光体含有組成物、発光装置、画像表示装置及び照明装置 |
| CN115397770A (zh) * | 2020-04-16 | 2022-11-25 | 古河机械金属株式会社 | 氮化锂制造装置和氮化锂的制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3607043B2 (ja) | 2005-01-05 |
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