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公開番号2025043397
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-31
出願番号2024160865
出願日2024-09-18
発明の名称硫化リチウムの製造方法
出願人エスケーイノベーションカンパニーリミテッド,SK INNOVATION CO.,LTD.
代理人個人,個人
主分類C01B 17/22 20060101AFI20250324BHJP(無機化学)
要約【課題】高純度の硫化リチウムの効率的な製造方法を提供すること。
【解決手段】硫化リチウムの製造方法では、反応器内に固体硫黄層、触媒層およびリチウムソース層を順次配置する。反応器内に単一方向に反応ガスを注入する。反応ガスが固体硫黄層、触媒層およびリチウムソース層を順次通過することにより、効率的に高純度の硫化リチウムを製造することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
反応器内に固体硫黄層、触媒層およびリチウムソース層を順次配置するステップと、
前記反応器内に単一方向に反応ガスを注入するステップとを含む、硫化リチウムの製造方法。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記反応ガスは、前記反応器の一端部に注入され、前記固体硫黄層、前記触媒層および前記リチウムソース層を順次通過する、請求項１に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項３】
前記反応器の他端部から硫化リチウムを収集するステップをさらに含む、請求項１に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項４】
前記触媒層は、活性金属と、担持体とを含む、請求項１に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項５】
前記担持体はアルミナを含み、前記活性金属は、Ｎｉ、Ｍｏ、ＣｏおよびＷの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項６】
前記リチウムソース層は、水酸化リチウムおよび酸化リチウムの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項７】
前記リチウムソース層に含まれるリチウムソースは、リチウム二次電池の廃正極材から回収されたものである、請求項６に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項８】
前記固体硫黄層に含まれる硫黄原子の総モル数に対する前記リチウムソース層に含まれるリチウム原子の総モル数の比は１～３である、請求項１に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項９】
前記反応ガスは、水素または水素－窒素混合ガスを含む、請求項１に記載の硫化リチウムの製造方法。
【請求項１０】
前記反応ガスは、水素－窒素混合ガスを含み、前記水素－窒素混合ガスにおける水素の体積比は３０ｖｏｌ％以上１００ｖｏｌ％未満である、請求項１に記載の硫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】
本開示は、硫化リチウムの製造方法に関し、より詳細には、高純度の硫化リチウムの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
最近、二次電池はカムコーダー、携帯電話、ノートパソコンなどの携帯用電子通信機器およびハイブリッド自動車、電気自動車などの車両の動力源として広く適用・開発されている。二次電池としては、リチウム二次電池が、作動電圧及び単位重量当たりのエネルギー密度が高く、充電速度及び軽量化に有利な観点で活発に開発・適用されてきた。
【０００３】
二次電池のうち、固体電解質を使用する全固体電池（ａｌｌ－ｓｏｌｉｄｂａｔｔｅｒｙ）は、可燃性の液体電解質を含まないため安全性が高い。また、全固体電池のエネルギー密度および寿命は、液体電解質を使用する従来の二次電池よりも高い。全固体電池は高エネルギー密度および高寿命の特性により、最近活発に開発されている。
【０００４】
硫化物系の固体電解質は高いリチウムイオン伝導度を有し、広い電圧範囲での安全性を有する。硫化物系の固体電解質は、Ｌｉ
２
Ｓ－Ｐ
２
Ｓ
５
、Ｌｉ
２
Ｓ－Ｐ
２
Ｓ
５
－ＬｉＣｌなどの形態で存在し、硫化リチウムから製造される。
【０００５】
しかし、硫化リチウムは天然鉱物からは製造されず、合成によって製造しなければならない。合成プロセスを考慮すると、硫化リチウムの製造は生産規模およびコストの面で問題がある。
【０００６】
硫化リチウムの製造工程においてリチウム源として金属リチウムを使用する場合は、コストの面で問題があり、水酸化リチウムを使用する場合は、反応効率が低下したり副反応が起こったりする問題がある。また、硫黄源としての硫化水素（Ｈ
２
Ｓ）は毒性を有しているため、取り扱いが困難である。そこで、効率的に高純度の硫化リチウムを製造するためのプロセス設計が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示の１つの課題は、高純度の硫化リチウムの効率的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例示的な実施形態による硫化リチウムの製造方法では、反応器内に固体硫黄層、触媒層およびリチウムソース層を順次配置する。前記反応器内に単一方向に反応ガスを注入する。
【０００９】
いくつかの実施形態では、前記反応ガスは前記反応器の一端部に注入され、前記固体硫黄層、前記触媒層および前記リチウムソース層を順次通過することができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、前記反応器の他端部から硫化リチウムを収集するステップをさらに含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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