特許ウォッチ

公開番号2024125832
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2023033922
出願日2023-03-06
発明の名称Na含有酸化物の製造方法、及び、Na含有酸化物
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C01G 53/00 20060101AFI20240911BHJP(無機化学)
要約【課題】P2型構造を有するNa含有酸化物において、O3相を低減する。
【解決手段】本開示のNa含有酸化物の製造方法は、Mn、Ni及びCoのうちの少なくとも1つの元素を含む前駆体を得ること、前記前駆体の表面をNa源で被覆して、複合体を得ること、及び、前記複合体を焼成することで、P2型構造を有するNa含有酸化物を得ること、を含み、前記複合体の焼成雰囲気が、50体積%以上の酸素を含むことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物の製造方法であって、
Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む前駆体を得ること、
前記前駆体の表面をＮａ源で被覆して、複合体を得ること、及び、
前記複合体を焼成することで、Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物を得ること、
を含み、
前記複合体の焼成雰囲気が、５０体積％以上の酸素を含む、
製造方法。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記前駆体が、球状粒子であり、
前記複合体が、前記前駆体の表面の４０面積％以上を前記Ｎａ源で被覆することによって得られるものであり、かつ
前記Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物が、球状粒子である、
製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の製造方法であって、
遷移金属イオンと水溶液中で沈殿を形成し得るイオン源と、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む遷移金属化合物とを用い、共沈法によって、前記前駆体としての沈殿物を得ること、を含む、
製造方法。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の製造方法であって、
前記Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物が、Ｎａ
ａ
Ｍｎ
ｘ－ｐ
Ｎｉ
ｙ－ｑ
Ｃｏ
ｚ－ｒ
Ｍ
ｐ＋ｑ＋ｒ
Ｏ
２
（ここで、０＜ａ≦１．００、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、かつ、０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＜０．１７であり、元素Ｍは、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ及びＷから選ばれる少なくとも１種である。）で示される化学組成を有する、
製造方法。
【請求項５】
Ｎａ含有酸化物であって、
構成元素として、少なくとも、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素と、Ｎａと、Ｏとを含み、
Ｐ２型構造を有し、
前記Ｎａ含有酸化物についてＣｕＫαを線源とするＸ線回折パターンを取得した場合、前記Ｘ線回折パターンにおけるＰ２型構造に由来する回折ピーク強度Ｉ
Ｐ２
と、Ｏ３型構造に由来する回折ピーク強度Ｉ
Ｏ３
との比Ｉ
Ｐ２
／Ｉ
Ｏ３
が、１．０以上２０．０以下であり、
球状粒子である、
Ｎａ含有酸化物。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、Ｎａ含有酸化物の製造方法、及び、Ｎａ含有酸化物を開示する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｐ２型構造を有し、かつ、Ｎａ
ｘ
Ｆｅ
ｙ
Ｍｎ
１－ｙ
Ｏ
２
（ｘは１未満であり、ｙは１／３以上２／３未満である。）で示される化学組成を有するＮａ含有酸化物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２０１５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物においては、Ｐ２相とともにＯ３相が生成し易い。Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物において、Ｏ３相を低減することが可能な新たな技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願は上記課題を解決するための手段として、以下の複数の態様を開示する。
＜態様１＞
Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物の製造方法であって、
Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む前駆体を得ること、
前記前駆体の表面をＮａ源で被覆して、複合体を得ること、及び、
前記複合体を焼成することで、Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物を得ること、
を含み、
前記複合体の焼成雰囲気が、５０体積％以上の酸素を含む、
製造方法。
＜態様２＞
態様１の製造方法であって、
前記前駆体が、球状粒子であり、
前記複合体が、前記前駆体の表面の４０面積％以上を前記Ｎａ源で被覆することによって得られるものであり、かつ
前記Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物が、球状粒子である、
製造方法。
＜態様３＞
態様１又は２の製造方法であって、
遷移金属イオンと水溶液中で沈殿を形成し得るイオン源と、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む遷移金属化合物とを用い、共沈法によって、前記前駆体としての沈殿物を得ること、を含む、
製造方法。
＜態様４＞
態様１～３のいずれかの製造方法であって、
前記Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物が、Ｎａ
ａ
Ｍｎ
ｘ－ｐ
Ｎｉ
ｙ－ｑ
Ｃｏ
ｚ－ｒ
Ｍ
ｐ＋ｑ＋ｒ
Ｏ
２
（ここで、０＜ａ≦１．００、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、かつ、０≦ｐ＋ｑ＋ｒ＜０．１７であり、元素Ｍは、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ及びＷから選ばれる少なくとも１種である。）で示される化学組成を有する、
製造方法。
＜態様５＞
Ｎａ含有酸化物であって、
構成元素として、少なくとも、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素と、Ｎａと、Ｏとを含み、
Ｐ２型構造を有し、
前記Ｎａ含有酸化物についてＣｕＫαを線源とするＸ線回折パターンを取得した場合、前記Ｘ線回折パターンにおけるＰ２型構造に由来する回折ピーク強度Ｉ
Ｐ２
と、Ｏ３型構造に由来する回折ピーク強度Ｉ
Ｏ３
との比Ｉ
Ｐ２
／Ｉ
Ｏ３
が、１．０以上２０．０以下であり、
球状粒子である、
Ｎａ含有酸化物。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の方法によれば、Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物を製造する際、Ｏ３相を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物の製造方法の流れの一例を示している。
実施例１に係るＮａ含有酸化物の外観ＳＥＭ写真である。
比較例に係るＮａ含有酸化物の外観ＳＥＭ写真である。
実施例１～３及び比較例の各々のＮａ含有酸化物のＸ線回折パターンを示している。
焼成時の酸素濃度と、ピーク強度比Ｉ
Ｐ２
／Ｉ
Ｏ３
との関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
１．Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物の製造方法
図１に示されるように、一実施形態に係るＰ２型構造を有するＮａ含有酸化物の製造方法は、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む前駆体を得ること（Ｓ１）、前記前駆体の表面をＮａ源で被覆して、複合体を得ること（Ｓ２）、及び、前記複合体を焼成することで、Ｐ２型構造を有するＮａ含有酸化物を得ること（Ｓ３）、を含む。ここで、前記複合体の焼成雰囲気は、５０体積％以上の酸素を含む。
【０００９】
１．１Ｓ１
Ｓ１においては、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む前駆体を得る。前駆体は、少なくとも、Ｍｎと、Ｎｉ及びＣｏのうちの一方又は両方と、を含むものであってもよいし、少なくともＭｎとＮｉとＣｏとを含むものであってもよい。前駆体は、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む塩であってもよい。例えば、前駆体は、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩及び酢酸塩のうちの少なくとも１種であってもよい。或いは、前駆体は、塩以外の化合物であってもよい。例えば、前駆体は、水酸化物であってもよい。前駆体は、水和物であってもよい。前駆体は、複数種類の化合物の組み合わせであってもよい。前駆体は、種々の形状であってよい。例えば、前駆体は粒子状であってもよく、後述するように球状粒子であってもよい。前駆体からなる粒子の粒子径は、特に限定されるものではない。
【００１０】
Ｓ１においては、遷移金属イオンと水溶液中で沈殿を形成し得るイオン源と、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む遷移金属化合物とを用い、共沈法によって、上記前駆体としての沈殿物を得てもよい。これにより、前駆体としての球状粒子が得られ易い。「遷移金属イオンと水溶液中で沈殿物を形成し得るイオン源」は、例えば、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等のナトリウム塩、水酸化ナトリウム、及び、酸化ナトリウム等から選ばれる少なくとも１種であってもよい。遷移金属化合物は、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏのうちの少なくとも１つの元素を含む上記の塩や水酸化物等であってよい。具体的には、Ｓ１においては、当該イオン源と当該遷移金属化合物とを各々溶液としたうえで、各々の溶液を滴下・混合することで前駆体としての沈殿物を得てもよい。この際、溶媒としては、例えば、水が用いられる。この際、塩基として各種ナトリウム化合物を用いてもよく、また、塩基性の調整のためにアンモニア水溶液等を加えてもよい。共沈法の場合、例えば、遷移金属化合物の水溶液と、炭酸ナトリウムの水溶液とを準備し、各々の水溶液を滴下して混合することで、前駆体としての沈殿物が得られる。或いは、ゾルゲル法によって前駆体を得ることも可能である。特に共沈法によれば、前駆体としての球状粒子が得られ易い。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許