復合無機化合物系及其利用、以及復合無機化合物系的制造方法技術

本發明專利技術涉及復合無機化合物系及其利用、以及復合無機化合物系的制造方法。本發明專利技術的復合無機化合物系(1)，在主晶相(2)內部含有具有與主晶相(2)相同的非金屬元素排列的副晶相(3)，在主晶相(2)中固溶有與副晶相(3)中含有的至少一種金屬元素相同的金屬元素，主晶相部分(2’)的晶體取向與副晶相(3)的晶體取向相同。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
以往，復合無機化合物在各個領域中使用并廣泛地得到有效利用。在復合無機化合物中，特別是作為復合氧化物的用途，例如作為非水電解質二次電池的正極活性物質，使用LiCoO2、LiMn2O4等(專利文獻f 4和非專利文獻I)。另外，作為熱電轉換材料，使用NaCoO2等含鈷的復合氧化物，作為磁性材料，使用Zn-Mn鐵氧體等。作為復合氧化物的制造方法，有固相法、水熱法等，制造各種復合氧化物。另外，為了改善這些材料的性能，提出了對氧化物的表面進行包覆的方案(專利文獻廣4和非專利文獻I)、制成層狀晶體結構的方案(專利文獻5、6)、對煅燒溫度進行調節的方案(專利文獻7)或對晶軸的取向性進行控制的方案等(專利文獻8)。專利文獻I :日本公開專利公報“日本特開2000-231919號公報(2000年8月22日公開)”專利文獻2 :日本公開專利公報“日本特開平9-265984號公報(1997年10月7日公開)”專利文獻3 :日本公開專利公報“日本特開2001-176513號公報(2001年6月29日公開)”專利文獻4 :日本公開專利公報“日本特開2003-272631號公報(2003年9月26日公開)”專利文獻5 :日本公開專利公報“日本特開2005-93450號公報(2005年4月7日公開)”專利文獻6 :日本公開專利公報特“日本特開2004-363576號公報(2004年12月24日公開)”專利文獻7 :日本公開專利公報“日本特開2002-203994號公報(2002年7月19日公開)”專利文獻8 :日本公開專利公報“日本特開2000-269560號公報(2000年9月29日公開)”非專利文獻 I :Mitsuhiro Hibino, Masayuki Nakamura, Yuji Kami taka, NaoshiOzawa and Takeshi Yao，Solid State Ionics, Volumel77, Issues 26—32，31 October2006，Pages 2653—2656.然而，雖然能利用上述現有技術來制造各種復合氧化物，但多數情況下不能得到具有期望性能的復合氧化物。例如，在使用LiMn2O4作為非水電解質二次電池的正極活性物質的情況下，伴隨著充放電,錳從LiMn2O4中溶出。溶出的Mn在充放電的過程中以金屬Mn的形式在負極上析出。在該負極上析出的金屬Mn與電解液中的鋰離子發生反應，結果，使電池發生較大的容量降低。為了解決上述問題，嘗試對復合氧化物的表面進行包覆，例如，可以列舉利用絕緣體進行包覆的例子。這種情況下，出現復合氧化物表面的電阻顯著增加、從而使上述電池的輸出特性降低等其他的問題，因此，并未解決金屬Mn的析出。另外，作為熱電轉換材料，使用例如NaCoO2單晶。NaCoO2中形成CoO2層和Na層這兩層，在與上述CoO2層平行的方向和垂直的方向上產生各向異性。NaCoO2單晶的熱電動勢和熱導率不大依賴于層狀結構，但電導率在與CoO2層平行的方向和垂直的方向上大不相同。因此，NaCoO2單晶無法作為實用的熱電轉換材料來使用，需要進一步的改良。另外，作為磁性材料，使用例如Zn-Mn鐵氧體作為變壓器芯材料。Zn-Mn鐵氧體在疊片鐵芯中的層疊數較多，越減薄厚度越能夠降低渦流，但層疊工序越繁雜，因而成為問題。因此，需要克服上述問題的復合氧化物
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術著眼于從根本上進行包括復合氧化物系的復合無機化合物系的新設計而完成，其目的在于提供具有新的結構的復合無機化合物系。為了解決上述問題，本專利技術的復合無機化合物系包含由無機化合物構成的主晶相，其特征在于，在上述主晶相的內部含有具有與上述主晶相相同的非金屬元素排列并且由與上述主晶相不同的元素組成構成的副晶相，在上述主晶相中固溶有與上述副晶相中含有的至少一種金屬元素相同的金屬元素，上述副晶相的周圍的主晶相部分的晶體取向與上述副晶相的晶體取向相同。根據上述復合無機化合物的結構，主晶相和副晶相具有同晶形的非金屬元素排列，因此，通過同晶形的非金屬元素排列能使副晶相與主晶相親和性良好地接合。因此，副晶相能夠在主晶相的晶界和界面穩定地存在。不僅如此，金屬元素還固溶在主晶相和副晶相兩者中。因此，主晶相和副晶相的未和性聞，因此，副晶相能夠存在于主晶相的內部。本專利技術的復合無機化合物系的制造方法的特征在于，通過煅燒工序來制造復合無機化合物系，其中，在所述煅燒工序中，對上述復合無機化合物系中包含的、構成由無機化合物構成的主晶相的主晶相原料、和含有至少一種以上的固溶在上述主晶相中的金屬元素的化合物或單質進行煅燒，所述復合無機化合物系，在上述主晶相的內部含有具有與上述主晶相相同的非金屬元素排列并且由與上述主晶相不同的元素組成構成的副晶相，在上述主晶相中固溶有與上述副晶相中含有的至少一種金屬元素相同的金屬元素。根據上述制造方法，通過對含有存在于主晶相中的金屬元素的化合物或單質和主晶相原料進行煅燒，在由主晶相原料生成的主晶相中含有上述金屬元素，在由上述主晶相原料和化合物或單質生成的副晶相中也含有相同的金屬元素。進而，上述主晶相和副晶相具有相同的非金屬元素排列。因此，主晶相和副晶相能夠彼此親和性良好地存在，從而能夠制造主晶相中含有副晶相的復合無機化合物系。專利技術效果本專利技術的復合無機化合物系，在上述主晶相內部含有具有與上述主晶相相同的非金屬元素排列并且由與上述主晶相不同的元素組成構成的副晶相，在上述主晶相中固溶有與上述副晶相中含有的至少一種金屬元素相同的金屬元素，上述副晶相的周圍的主晶相部分的晶體取向與上述副晶相的晶體取向相同。因此，根據上述構成，通過相同的非金屬元素排列能使副晶相與主晶相親和性良好地接合。進而，金屬元素固溶在主晶相和副晶相兩者中。根據上述兩個構成，副晶相能夠穩定地存在于主晶相中。因此，實現能夠提供具有上述結構的新的復合無機化合物系的效果O另外，對于本專利技術的復合無機化合物系的制造方法而言，通過煅燒工序來制造復合無機化合物系，其中，在所述煅燒工序中，對上述復合無機化合物系中包含的、構成由無機化合物構成的主晶相的主晶相原料、和含有至少一種以上的固溶在上述主晶相中的金屬元素的化合物或單質進行煅燒，所述復合無機化合物系，在上述主晶相的內部含有具有與上述主晶相相同的非金屬元素排列并且由與上述主晶相不同的元素組成構成的副晶相，與上述副晶相中含有的至少一種金屬元素相同的金屬元素存在于上述主晶相中，而且上述副晶相的周圍的主晶相部分的晶體取向與上述副晶相的晶體取向相同。因此，根據上述構成，在由主晶相原料生成的主晶相中固溶有上述金屬元素，在由 上述主晶相和化合物或單質生成的副晶相中也固溶有相同的金屬元素。進而，上述主晶相和副晶相具有相同的非金屬元素排列。因此，主晶相和副晶相能夠彼此親和性良好地存在，從而實現能夠制造主晶相中含有副晶相的復合無機化合物系的效果。附圖說明圖I表示本專利技術的實施方式，是表示復合無機化合物系的構成的立體圖。圖2是表示由實施例I得到的正極活性物質的HAADF-STEM像的照片圖。圖3(ar(c)是表示由實施例I得到的正極活性物質的EDX-元素圖譜的照片圖。圖4 (a)是表示由實施例I得到的正極活性物質的HAAD本文檔來自技高網...

【技術保護點】
復合無機化合物系，包含由無機化合物構成的主晶相，所述復合無機化合物系的特征在于，在所述主晶相內部含有具有與所述主晶相相同的非金屬元素排列并且由與所述主晶相不同的元素組成構成的副晶相，在所述主晶相中固溶有與所述副晶相中含有的至少一種金屬元素相同的金屬元素，所述副晶相的周圍的主晶相部分的晶體取向與所述副晶相的晶體取向相同。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：八尾健，江崎正悟，西島主明，
申請(專利權)人：夏普株式會社，
類型：發明
國別省市：