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公開番号2024083438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-21
出願番号2024059997,2022515255
出願日2024-04-03,2021-03-12
発明の名称窒化リチウム製造装置および窒化リチウムの製造方法
出願人古河機械金属株式会社
代理人個人
主分類C01B 21/06 20060101AFI20240614BHJP(無機化学)
要約【課題】窒化リチウムの生成が速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能な窒化リチウム製造装置および窒化リチウムの製造方法を提供する。
【解決手段】窒素雰囲気下でリチウム部材9を加熱することによりリチウム部材9を窒化させて窒化リチウムを製造するための窒化リチウム製造装置10であって、リチウム部材9の窒化反応をおこなうための反応槽1と、リチウム部材9を加熱するための加熱手段2と、反応槽1内の露点を制御するための雰囲気制御手段3と、反応槽1内を冷却するための雰囲気冷却手段4と、を備える窒化リチウム製造装置10
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
窒素雰囲気下でリチウム部材を加熱することにより前記リチウム部材を窒化させて窒化リチウムを製造するための窒化リチウム製造装置であって、
前記リチウム部材の窒化反応をおこなうための反応槽と、
前記リチウム部材を加熱するための加熱手段と、
前記反応槽内の露点を制御するための雰囲気制御手段と、
前記反応槽内を冷却するための雰囲気冷却手段と、
を備える窒化リチウム製造装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の窒化リチウム製造装置において、
前記リチウム部材の表面に無機物粒子を供給するための粉供給手段と、
前記リチウム部材の表面に付着した前記無機物粒子を前記リチウム部材に埋め込むための圧延手段と、
をさらに備える窒化リチウム製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の窒化リチウム製造装置において、
前記反応槽内に窒素ガスを導入するためのガス供給部をさらに備える窒化リチウム製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の窒化リチウム製造装置において、
前記反応槽内の窒素ガスを排出するためのガス排出部をさらに備える窒化リチウム製造装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の窒化リチウム製造装置において、
前記加熱手段は、前記リチウム部材を局所的に加熱することが可能な局所加熱手段を含む窒化リチウム製造装置。
【請求項６】
請求項５に記載の窒化リチウム製造装置において、
前記局所加熱手段が伝導伝熱加熱および放射伝熱加熱から選択される少なくとも一種の加熱手段を含む窒化リチウム製造装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の窒化リチウム製造装置において、
前記雰囲気冷却手段が熱交換器を含む窒化リチウム製造装置。
【請求項８】
窒化リチウムを製造するための製造方法であって、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の窒化リチウム製造装置の前記反応槽内にリチウム部材を配置する工程（Ａ）と、
前記反応槽内を窒素雰囲気にするとともに、前記雰囲気制御手段および前記雰囲気冷却手段を用いて前記反応槽内の露点および温度を制御しながら、前記加熱手段を用いて前記リチウム部材を加熱することにより前記リチウム部材を窒化させる工程（Ｂ）と、
を備える窒化リチウムの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記工程（Ｂ）における前記反応槽内の露点が０℃未満である窒化リチウムの製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の窒化リチウムの製造方法において、
前記工程（Ｂ）の前に、前記リチウム部材に無機物粒子を埋め込む工程（Ｃ）をさらに備える窒化リチウムの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化リチウム製造装置および窒化リチウムの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化リチウムは、リチウムイオン伝導度が室温で１０
－３
Ｓｃｍ
－１
を示す高イオン伝導体として知られており、例えば、リチウムイオン電池用の固体電解質や電極材料としての応用が検討されている。
【０００３】
窒化リチウムは水分と接触すると容易に分解してしまうため、その合成方法は多くの制約を受けており、通常は金属リチウムと窒素ガスとの反応で窒化リチウムが製造されている。
【０００４】
特許文献１（特開２００１－４８５０４号公報）には、窒素ガス雰囲気下、冷却によりリチウム及び生成する窒化リチウムの温度をリチウムの溶融温度以下に維持しながら、金属リチウムと窒素とを反応させることを特徴とする窒化リチウムの製造方法が開示されている。
また、特許文献２（特開２００２－３２０９号公報）には、窒素雰囲気下、０．４℃／ｍｉｎ～７．０℃／ｍｉｎの昇温速度で、５０℃～１１０℃まで金属リチウムを加熱する工程を有する窒化リチウムの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００１－４８５０４号公報
特開２００２－３２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、本発明者らの検討によれば、上記特許文献１および２に開示されているような金属リチウムと窒素ガスとの反応で窒化リチウムを製造する方法では、金属リチウムと窒素ガスとの反応が再現性よく起こらず、窒化反応が進行しない場合があることが明らかになった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、窒化リチウムの生成が速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能な窒化リチウム製造装置および窒化リチウムの製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、
窒素雰囲気下でリチウム部材を加熱することにより上記リチウム部材を窒化させて窒化リチウムを製造するための窒化リチウム製造装置であって、
上記リチウム部材の窒化反応をおこなうための反応槽と、
上記リチウム部材を加熱するための加熱手段と、
上記反応槽内の露点を制御するための雰囲気制御手段と、
上記反応槽内を冷却するための雰囲気冷却手段と、
を備える窒化リチウム製造装置が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、
窒化リチウムを製造するための製造方法であって、
上記窒化リチウム製造装置の上記反応槽内にリチウム部材を配置する工程（Ａ）と、
上記反応槽内を窒素雰囲気にするとともに、上記雰囲気制御手段および上記雰囲気冷却手段を用いて上記反応槽内の露点および温度を制御しながら、上記加熱手段を用いて上記リチウム部材を加熱することにより上記リチウム部材を窒化させる工程（Ｂ）と、
を備える窒化リチウムの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、窒化リチウムの生成が速やかに進行し、窒化リチウムの安定生産が可能な窒化リチウム製造装置および窒化リチウムの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明に係る実施形態の窒化リチウム製造装置の構造の一例を模式的に示した断面図である。
本発明に係る実施形態の窒化リチウム製造装置の構造の一例を模式的に示した断面図である。
本発明に係る実施形態の窒化リチウム製造装置の構造の一例を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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