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    本發明的目的在於減小所製造的結晶形狀的不均勻性。稱量各種原料，在氧濃度比大氣低的環境下生成包含各種原料的溶液，在氧濃度比大氣低的環境下混合包含各種原料的溶液，生成混合溶液，使用該混合溶液藉由水熱法生成複合氧化物。
    公开号:TW201315005A
    申请号:TW101130266
    申请日:2012-08-21
    公开日:2013-04-01
    发明作者:Takuya Miwa；Kuniharu Nomoto；Junpei Momo
    申请人:Semiconductor Energy Lab；
    IPC主号:H01M4-00
    专利说明:
    複合氧化物的製造方法及蓄電裝置的製造方法
    本發明係關於複合氧化物。此外，本發明係關於蓄電裝置。
    近年來，對鋰離子二次電池等蓄電裝置進行了開發。
    作為上述蓄電裝置，例如可舉出具有將複合氧化物的LiFePO4(磷酸鐵鋰)用作活性物質的電極的蓄電裝置。具有使用LiFePO4的電極的蓄電裝置具有高熱穩定性和良好的循環特性。
    作為LiFePO4等的複合氧化物的生成方法，例如可以舉出水熱法(例如，參照專利文獻1)。水熱法是指在存在有熱水的狀態下進行的化合物的合成法或結晶成長法。
    藉由採用水熱法，即使是在常溫常壓的條件下不容易溶於水的材料也可以溶於水中，因此能夠進行在常溫常壓的條件下不能獲得的物質的合成或結晶成長。另外，藉由採用水熱法，能夠容易進行目的物質中的單晶微粒子的合成。
    在水熱法中，例如，藉由將包含原料的溶液放入耐壓容器中並進行加壓和加熱處理，然後過濾進行加壓和加熱處理後的溶液，來能夠生成所希望的化合物。
    專利文獻1日本專利申請公開 第2004-95385號公報
    然而，當使用習知的水熱法生成LiFePO4時，有LiFePO4結晶形狀的不均勻性大的問題。
    當結晶形狀的不均勻性大時，電極的活性物質中的結晶的填充率降低，由此導致蓄電裝置的充放電特性降低。因而，為了抑制蓄電裝置的充放電特性的降低，較佳為控制結晶形狀而使電極的活性物質中的結晶形狀均勻。
    本發明的一個方式的目的在於，減小藉由水熱法生成的結晶形狀的不均勻性。
    在本發明的一個方式中，在氧濃度比大氣低的環境下生成包含原料的混合溶液，並使用該混合溶液藉由水熱法生成複合氧化物，來抑制所生成的複合氧化物中的結晶形狀的不均勻性。
    本發明的一個方式是一種複合氧化物的生產方法，包括：在氧濃度比大氣低的氛圍下使用包含Li(鋰)及P(磷)的化合物生成包含Li及P的溶液的步驟；在氧濃度比大氣低的氛圍下使用包含Fe(鐵)、Co(鈷)、Ni(鎳)、Mn(錳)中的任何一個過渡金屬的化合物的一種或多種生成包含Fe(鐵)、Co(鈷)、Ni(鎳)、Mn(錳)中的一種或多種的過渡金屬的溶液的步驟，其中，在氧濃度比大氣低的氛圍下將包含Li及P的溶液和包含上述過渡金屬的溶液混合而形成混合溶液，並且，在氧濃度比大氣低的氛圍下藉由水熱法使用混合溶液生成以通式LiMPO4(M是Fe、Co、Ni、Mn中的一種或多種)表示的複合氧化物。
    根據本發明的一個方式，可以控制所生成的結晶的形狀。因此，可以降低結晶形狀的不均勻性。
    下面，參照圖式對用來說明本發明的實施方式的例子進行說明。注意，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是實施方式的內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
    另外，各實施方式的內容可以適當地互相組合。此外，各實施方式的內容可以互相替換。
    另外，為了避免構成要素的混同，附加“第一”、“第二”等序數詞。因此，各構成要素的個數不侷限於序數詞的數目。 實施方式1
    在本實施方式中，對具有結晶的複合氧化物的生產方法的例子進行說明。
    參照圖1A和1B所示的流程圖對本實施方式中的複合氧化物的生產方法的例子進行說明。
    在本實施方式中的複合氧化物的生產方法的例子中，如圖1A所示，作為步驟S11，在氧濃度比大氣低的氛圍(也稱為低氧氛圍)下生成合成複合氧化物時使用的混合溶液。接著，作為步驟S12，藉由水熱法從生成的混合溶液生成複合氧化物。
    再者，參照圖1B所示的流程圖對複合氧化物的生產方法的詳細例子進行說明。
    在本實施方式中的複合氧化物的生產方法的一個例子中，如圖1B所示，作為步驟S111_1，稱量包含Li(鋰)及P(磷)的化合物(也稱為鋰-磷化合物)。另外，作為步驟S111_2，稱量包含過渡金屬的化合物(也稱為過渡金屬化合物)。
    作為鋰-磷化合物，例如可以使用磷酸鋰(Li3PO4)等。
    作為過渡金屬化合物，例如可以使用包含Fe(鐵)、Co(鈷)、Ni(鎳)、Mn(錳)中的任何一個的化合物的一種或多種。例如可以使用氯化鐵四水合物(FeCl2．4H2O)、硫酸鐵七水合物(FeSO4．7H2O)、醋酸鐵(Fe(CH3COO)2)、氯化錳四水合物(MnCl2．4H2O)、硫酸錳一水合物(MnSO4．H2O)、醋酸錳四水合物(Mn(CH3COO)2．4H2O)、氯化鈷六水合物(CoCl2．6H2O)、硫酸鈷(CoSO4)、醋酸鈷四水合物(Co(CH3COO)2．4H2O)、氯化鎳六水合物(NiCl2．6H2O)、硫酸鎳六水合物(NiSO4．6H2O)、或醋酸鎳四水合物(Ni(CH3COO)2．4H2O)等。
    接著，作為步驟S112_1，在氧濃度比大氣低的氛圍下將鋰-磷化合物溶解於溶劑，而生成包含Li及P的溶液(也稱為鋰-磷含有溶液)。此外，作為步驟S112_2，在氧濃度比大氣低的氛圍下將過渡金屬化合物溶解於溶劑，而生成包含過渡金屬的溶液(也稱為過渡金屬含有溶液)。
    作為用來溶解鋰-磷化合物或過渡金屬化合物的溶劑，例如可以使用水等。另外，溶劑中的氧濃度較佳為4.5ppm以下。例如藉由用氮進行鼓泡，可以降低溶劑中的氧濃度。藉由降低溶劑中的氧濃度，可以抑制被生成的物質的氧化。
    此外，作為氧濃度比大氣低的氛圍，例如可以使用氮氛圍、或氮和氫的混合氛圍等。
    接著，作為步驟S113，在氧濃度比大氣低的氛圍下混合包含Li及P的溶液和包含過渡金屬的溶液而生成混合溶液。
    此時，較佳的是，例如一邊攪拌包含過渡金屬的溶液，一邊逐漸滴落包含Li及P的溶液。藉由這樣的方式，包含在過渡金屬的溶液中的氫離子和包含在Li及P的溶液中的氫氧化物離子的中和反應優先於過渡金屬離子和氫氧化物離子的反應而進行。因此，可以抑制不需要的過渡金屬羥基的生成。
    接著，作為步驟S114，藉由水熱法使用混合溶液生成複合氧化物。
    例如，將混合溶液放入耐壓容器中並進行加壓及加熱處理，之後進行冷卻，並過濾冷卻了的溶液，來可以生成複合氧化物。
    作為耐壓容器，例如可以使用高壓釜等。
    另外，進行加壓及加熱處理時的溫度例如較佳為100℃以上且水的臨界溫度以下。此外，進行加壓及加熱處理時的壓力例如較佳為0.1MPa以上且水的臨界壓力以下。此外，進行加壓及加熱處理的時間例如較佳為0.5小時以上。另外，藉由使耐壓容器中的氛圍為氧濃度比大氣低的氛圍，可以在氧濃度比大氣低的氛圍下進行水熱法的處理。例如，耐壓容器中的氛圍較佳為氮氛圍或氮和氫的混合氛圍。藉由這樣的方式，可以去除耐壓容器中的不需要的氧，並且，即使在製程中溶液被氧化也可以使該溶液還原，所以可以抑制氧化所導致的影響。
    另外，也可以加入還原劑而進行加壓及加熱處理。例如，可以在將還原劑加入混合溶液之後進行加壓及加熱處理。此外，不侷限於此，例如也可以將還原劑加入包含過渡金屬的溶液中，然後生成混合溶液。
    作為還原劑，例如可以使用抗壞血酸、二氧化硫、亞硫酸、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸銨、或亞磷酸等。藉由使用還原劑，即使在製程中溶液被氧化也可以還原該溶液，所以可以抑制氧化所導致的影響。
    藉由水熱法得到的複合氧化物具有多個結晶。並且，上述複合氧化物的結晶形狀為例如如圖2所示那樣的立方體151或類似於立方體的形狀。另外，上述多個結晶的結晶形狀的不均勻較小。這是因為藉由抑制氧化而可降低所生成的複合氧化物中的雜質的緣故。此外，這是因為如下緣故：由於在混合溶液中存在的離子種等，混合溶液所生成的結晶的各向異性降低，從而可實現容易生成立方體結晶的條件。在此，複合氧化物的結晶結構較佳為橄欖石型。
    以上所述的是本實施方式中的複合氧化物的生產方法的例子的說明。
    如參照圖1A至圖2所說明那樣，在本實施方式中的複合氧化物的生產方法的一個例子中，藉由在氧濃度比大氣低的氛圍下混合包含Li(鋰)及P(磷)的溶液和包含過渡金屬的溶液來製造混合溶液，可以抑制因氧化導致的副產物的產生。因此，可以降低藉由水熱法而生成的複合氧化物的結晶形狀的不均勻性。另外，也可以使藉由水熱法而生成的複合氧化物的結晶形狀成為立方體。 實施方式2
    在本實施方式中，對包含將上述實施方式1所示的複合氧化物用於活性物質的電極的蓄電裝置的例子進行說明。
    參照圖3對本實施方式中的蓄電裝置的結構例子進行說明。
    圖3所示的蓄電裝置包括正極201、負極202、電解質203和隔離體204。
    正極201包括正極集電器211和正極活性物質層212。
    作為正極集電器211，例如可以使用鋁、銅、鎳或鈦等。另外，也可以將使用可應用於正極集電器211的材料中的多種材料的合金用作正極集電器211。
    正極活性物質層212例如可以使用實施方式1中的複合氧化物。此時，例如可以採用實施方式1所示的生成方法來生產複合氧化物。另外，此時複合氧化物被用作活性物質。
    例如，對上述實施方式1中的複合氧化物添加導電助劑、黏合劑以及溶劑來生成糊劑。再者，藉由將上述糊劑塗敷在正極集電器211並進行焙燒，可以製造正極活性物質層212。
    負極202包括負極集電器221、負極活性物質層222。
    作為負極集電器221，例如可以使用鐵、銅或鎳等。另外，也可以將使用可應用於負極集電器221的材料中的多種材料的合金用作負極集電器221。
    負極活性物質層222例如可以使用矽或石墨等。此時矽或石墨被用作活性物質。
    另外，負極活性物質層222例如也可以為具有多個晶鬚的結構。
    另外，負極活性物質層222例如也可以使用石墨烯。
    石墨烯是指具有使離子穿過的空隙，由具有sp2接合的1原子層的碳分子構成的一層薄片，或者是指將該一層薄片層疊兩層至一百層而成的疊層體(也稱為多層石墨烯)。此外，網狀的石墨烯也稱為石墨烯網。另外，石墨烯也可以包含30原子%以下的碳以外的元素或15原子%以下的碳和氫以外的元素。所以石墨烯還包括石墨烯類似物。
    石墨烯具有如下特徵：導電率高；撓性高；機械強度高：以及耐熱性高。此外，石墨烯具有能夠儲藏離子的容量。
    例如，在作為活性物質使用矽或石墨等的情況下，也可以使用石墨烯覆蓋矽或石墨。此外，例如在採用多層石墨烯的情況下，也可以在多個石墨烯層之間具有矽或石墨等的微粒。
    藉由使用石墨烯可以提高電極的導電性。因此，石墨烯還可以具有黏合劑的功能。另外，藉由使用石墨烯，也可以在不使用習知的導電助劑或黏合劑的情況下構成電極。
    並且，藉由使用石墨烯可以抑制電極的變形及破損。
    另外，不侷限於負極活性物質層222，正極活性物質層212也可以使用石墨烯。例如，也可以使用石墨烯覆蓋上述實施方式1中的複合氧化物中的多個結晶。此外，例如在採用多層石墨烯的情況下，也可以在多個石墨烯層之間具有複合氧化物的微粒。
    在此，作為負極活性物質層222的一個例子，圖4A示出包含具有多個晶鬚的結構的負極活性物質層222的負極202的結構例子。
    圖4A所示的電極具有負極集電器221和負極活性物質層222，負極活性物質層222包括具有晶鬚的層251。
    作為具有晶鬚的層251，例如可以使用矽等。
    另外，在具有晶鬚的層251中，較佳的是，晶鬚的芯部具有結晶性，而芯部的周邊部為非晶體。例如，在非晶體的部分伴隨離子的儲藏及釋放的體積變化較少。此外，由於具有結晶性的部分的導電性及離子導電性高，所以可以提高儲藏離子的速度及釋放離子的速度。
    另外，例如可以使用LPCVD(Low Pressure CVD)法來形成具有晶鬚的層251。
    例如，在具有晶鬚的層251為矽的情況下，作為使用LPCVD(Low Pressure CVD)法形成具有晶鬚的層251時的原料氣體，可以使用包含矽的沉積性氣體。作為包含矽的沉積性氣體，例如可以使用氫化矽、氟化矽或氯化矽等。
    另外，較佳的是，將壓力設定為10Pa以上且1000Pa以下，更佳地設定為20Pa以上且200Pa以下。此外，藉由調節壓力可以分別形成具有結晶性的部分以及非晶體的部分。
    另外，也可以以覆蓋具有晶鬚的層251的方式設置具有石墨烯的層來構成負極活性物質層222。圖4B示出包括負極活性物質層222的負極202的結構例子，該負極活性物質層222具有以覆蓋具有晶鬚的層的方式設置具有石墨烯的層的結構。
    在圖4B所示的電極中，除了圖4A所示的結構以外，還包括具有石墨烯的層252。
    具有石墨烯的層252與具有晶鬚的層251接觸而設置。
    例如，藉由在具有晶鬚的層251上形成氧化石墨烯層並進行加熱處理而使氧化石墨烯還原，可以形成具有石墨烯的層252。
    如圖4B所示的一個例子，藉由以與具有晶鬚的層接觸的方式設置具有石墨烯的層而構成負極活性物質層，由於即使伴隨離子的儲藏及釋放具有晶鬚的層的體積變化，具有石墨烯的層也可緩和因該體積變化導致的應力的影響，所以可以防止在具有晶鬚的層中的晶鬚結構的破損。因此，可以提高蓄電裝置的循環特性。
    另外，作為圖3所示的隔離體204，例如可以使用紙、不織布、玻璃纖維或合成纖維等。作為合成纖維例如可以使用尼龍(聚醯胺)、維尼綸(也稱為維納綸)(聚乙烯醇類纖維)、聚酯、丙烯酸樹脂、聚烯烴或聚氨酯等。此外，作為隔離體204，可以使用選自氟化類聚合物、聚醚(例如聚環氧乙烷或聚環氧丙烷等)、聚烯烴(例如聚乙烯或聚丙烯等)、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯腈(polymethacrylonitrile)、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亞胺、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚異戊二烯(polyisoprene)、以及聚氨酯等的高分子材料；該高分子材料的衍生物；紙或薄膜等的纖維素類材料；以及不織布中的一種的單體或兩種以上的組合。此外，作為構成隔離體204的材料，較佳為使用在電解質203中不溶解的材料。
    作為電解質203，例如可以使用包含成為載子的離子的材料或能夠使成為載子的離子轉移的材料，例如，可以使用氯化鋰(LiCl)、氟化鋰(LiF)、過氯酸鋰(LiClO4)、氟硼酸鋰(LiBF4)的一種或多種等。另外，作為電解質203也可以使用六氟磷酸鋰(LiPF6)、六氟砷酸鋰(LiAsF6)、三氟甲磺酸鋰(LiCF3SO3)、雙(三氟甲基磺醯)亞胺鋰(LiN(SO2CF3)2)、雙(五氟乙烷磺醯基)亞胺鋰(LiN(SO2C2F5)2)等的包含氟的鋰鹽材料。
    此外，也可以將上述材料混合在溶劑中而構成電解質203。作為溶劑，例如可以舉出環碳酸酯類(例如碳酸次乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)或碳酸亞乙烯酯(VC)等)、無環碳酸酯類(例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(以下簡稱為EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸甲基異丁酯、或碳酸丙酯(DPC)等)、脂肪族羧酸酯類(例如甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯或丙酸乙酯等)、γ-內酯類(例如γ-丁內酯等)、無環醚類(例如1,2-乙二醇二甲醚(DME)、1,2-二乙氧基乙烷(DEE)或乙氧基甲氧基乙烷(EME)等)、環醚類(例如四氫呋喃或2-甲基四氫呋喃等)、或烷基磷酸酯(例如二甲亞碸、1,3-二氧戊環、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯或磷酸三辛酯等)或其氟化物，將上述中的一種或兩種以上混合而使用。
    再者，作為本實施方式中的蓄電裝置的一個例子，使用圖5對硬幣型二次電池的結構例子進行說明。
    圖5所示的蓄電裝置包括正極301、負極302、隔離體304、外殼305、外殼306、環狀絕緣體307、間隔物308及墊圈309。
    正極301例如相當於圖3中的正極201。此時，正極集電器311相當於正極集電器211，而正極活性物質層312相當於正極活性物質層212。
    負極302例如相當於圖3中的負極202。此時，負極集電器321相當於負極集電器221，而負極活性物質層322相當於負極活性物質層222。
    隔離體304例如相當於圖3中的隔離體204。
    外殼305、外殼306、間隔物308及墊圈309，例如較佳由金屬(例如不鏽鋼)形成。外殼305及外殼306具有將正極301及負極302分別與外部電連接的功能。
    在圖5所示的蓄電裝置中，將正極301、負極302及隔離體304浸漬在電解液，以外殼306的底部為底部，依次層疊負極302、隔離體304、環狀絕緣體307、正極301、間隔物308、墊圈309、外殼305，並對外殼305及外殼306進行壓合，來製造硬幣型二次電池。
    以上所述的是本實施方式中的蓄電裝置的例子的說明。
    另外，不侷限於上述硬幣型二次電池，也可以對例如方型或圓筒型的二次電池中應用上述實施方式1中的複合氧化物。
    如使用圖3至圖5所說明的那樣，在本實施方式中的蓄電裝置的一個例子中，由於藉由使用上述實施方式中的複合氧化物來製造蓄電裝置的正極，可以提高活性物質的填充密度，所以可以提高蓄電裝置的能量密度。 實施方式3
    在本實施方式中，說明使用蓄電裝置的電器設備的例子。
    作為使用蓄電裝置的電器設備的例子，例如可以舉出顯示裝置、照明設備、臺式或筆記型的個人電腦、影像重放裝置(例如重放DVD(Digital Versatile Disc：數位通用盤)等的儲存介質中儲存的靜態影像或動態影像的影像重放裝置等)、行動電話、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、電子書閱讀器、攝像機、數位靜態照相機，高頻加熱裝置(例如微波爐等)、電鍋、洗衣機、空調設備(例如空調機等)、電冷藏箱、電冷凍箱、電冷凍冷藏箱、DNA儲存用冷凍箱、透析裝置等。此外，使用從蓄電裝置供給的電力藉由電動機推進的移動體等也包括在電器設備的範圍中。作為上述移動體，例如可以舉出電動汽車、兼具有內燃機和電動機的混合動力車、小型摩托車(包括電動輔助自行車)等。
    使用圖6至圖7B對本實施方式中的電器設備的例子進行說明。
    圖6所示的顯示裝置5000包括外殼5001、顯示部5002、揚聲器部5003、蓄電裝置5004等。顯示裝置5000相當於電視廣播接收用的顯示裝置。
    這裏，顯示裝置包括所有的顯示資訊用顯示裝置，例如電視廣播接收用顯示裝置、個人電腦用顯示裝置、廣告顯示用顯示裝置等。
    作為顯示部5002，例如可以使用液晶顯示裝置、發光裝置(例如在各像素中具備有機EL元件等的發光元件的發光裝置)、電泳顯示裝置、DMD(Digital Micromirror Device：數位微鏡裝置)、PDP(Plasma Display Panel：電漿顯示面板)、FED(Field Emission Display：場發射顯示器)等的顯示裝置。
    蓄電裝置5004設置在外殼5001的內部。作為蓄電裝置5004例如可以使用實施方式2中的蓄電裝置。
    另外，顯示裝置5000既可以接受來自商用電源的電力供給，又可以使用儲存在蓄電裝置5004中的電力。因此，即使在因停電等而不能從商用電源接受到電力供給的情況下，也藉由將蓄電裝置5004用作電源，可以驅動顯示裝置5000。
    圖6所示的照明設備5100是固定式的照明設備。照明設備5100設有外殼5101、光源5102、蓄電裝置5103。
    此外，作為光源5102，可以使用利用電力人工地得到光的人工光源。作為上述人工光源，例如可以舉出放電燈(例如白熾燈或螢光燈等)或發光元件(例如發光二極體或有機EL元件)等。
    蓄電裝置5103設置在具備外殼5101及光源5102的天花板5104的內部。另外，不侷限於此，例如也可以將蓄電裝置5103設置在外殼5101的內部。
    另外，照明設備5100既可以接受來自商用電源的電力供給，又可以使用儲存在蓄電裝置5103中的電力。因此，即使在因停電等而不能從商用電源接受到電力供給的情況下，也藉由將蓄電裝置5103用作電源，可以驅動照明設備5100。
    另外，圖6示出設置在天花板5104的固定式照明設備5100，但是不侷限於此，除了天花板5104以外，還可以在例如設置於側壁5105、地板5106、窗戶5107等的固定式照明設備中應用蓄電裝置。此外，也可以在臺式照明設備等中應用蓄電裝置。
    圖6所示的空調機由室內機5200和室外機5204構成。
    室內機5200包括外殼5201、送風口5202以及蓄電裝置5203。注意，圖6示出將蓄電裝置5203設置在室內機5200中的情況，但是不侷限於此，例如也可以在室外機5204中設置蓄電裝置5203。此外，還可以在室內機5200和室外機5204的兩者之中設置蓄電裝置5203。
    空調機既可以接受來自商用電源的電力供給，又可以使用儲存在蓄電裝置5203中的電力。特別是，當蓄電裝置5203設置在室內機5200和室外機5204的兩者之中時，即使在因停電等而不能從商用電源接受到電力供給的情況下，也藉由將蓄電裝置5203用作電源，可以驅動空調機。
    另外，雖然圖6例示出由室內機和室外機構成的分離型空調機，但是也可以將蓄電裝置設置於在一個外殼中具有室內機和室外機的功能的空調機中。
    圖6所示的電冷凍冷藏箱5300包括外殼5301、冷藏室用門5302、冷凍室用門5303、蓄電裝置5304。
    蓄電裝置5304設置在外殼5301的內部。
    另外，電冷凍冷藏箱5300既可以接受來自商用電源的電力供給，又可以使用儲存在蓄電裝置5304中的電力。因此，即使在因停電等而不能從商用電源接受到電力供給的情況下，也藉由將蓄電裝置5304用作電源，可以驅動電冷凍冷藏箱5300。
    另外，其他電器設備，即微波爐等高頻加熱裝置、或電鍋等電器設備在短時間內需要高電力。因此，藉由作為用來輔助商用電源不能充分供給的電力的輔助電源使用蓄電裝置，可以防止當使用電器設備時發生的商用電源的停止。
    此外，藉由在不使用電器設備的時間段中，特別是，在商用電源的供給源能夠供給的總電量中實際使用的電量所占的比例(也稱為電力使用率)低的時間段中將電力儲存在蓄電裝置中，從而可以抑制在上述時間之外的電力使用率的增加。例如，對電冷凍冷藏箱5300而言，在氣溫低且不進行冷藏室用門5302、冷凍室用門5303的開閉的夜間，在蓄電裝置5304中儲存電力。而且，在氣溫高且進行冷藏室用門5302、冷凍室用門5303的開閉的白天，藉由將蓄電裝置5304用作輔助電源，可以將白天的電力使用率抑制為低。
    再者，圖7A和圖7B所示的電器設備是折疊式可攜式資訊終端的例子，圖7A是外觀示意圖，圖7B是方塊圖。
    如圖7A示出那樣，圖7所示的電器設備包括外殼6000a、外殼6000b、面板6001a、面板6001b、軸部6002、按鈕6003、連接端子6004、儲存介質插入部6005。另外，如圖7B所示那樣，圖7所示的電器設備具有電源部6101、無線通信部6102、運算部6103、聲音部6104、面板部6105。
    面板6001a設置在外殼6000a。
    面板6001b設置在外殼6000b。另外，外殼6000b由軸部6002連接到外殼6000a。
    面板6001a及面板6001b具有顯示面板的功能。例如，面板6001a及面板6001b可以顯示彼此不同的影像或連屏影像。
    另外，面板6001a及面板6001b中的一者或兩者也可以具有觸摸屏的功能。此時，例如可以在面板6001a及面板6001b中的一者或兩者上顯示鍵盤的影像，藉由用指頭6010觸摸鍵盤的影像，來進行輸入操作。此外，也可以將顯示面板及觸摸屏層疊構成面板6001a及面板6001b中的一者或兩者。此外，也可以使用具備顯示電路及光檢測電路的輸入輸出面板來構成面板6001a及面板6001b中的一者或兩者。
    由於圖7A和圖7B所示的電器設備中具有軸部6002，所以例如藉由轉動外殼6000a或外殼6000b而使外殼6000a重疊於外殼6000b，可以折疊電器設備。
    按鈕6003設置在外殼6000b。另外，按鈕6003也可以設置在外殼6000a。此外，還可以將多個按鈕6003設置在外殼6000a及外殼6000b中的一者或兩者。例如當設置有電源按鈕的按鈕6003時，藉由按下按鈕6003可以控制電器設備是否處於導通狀態。
    連接端子6004設置在外殼6000a。另外，連接端子6004也可以設置在外殼6000b。此外，還可以將多個連接端子6004設置在外殼6000a及外殼6000b中的一者或兩者。例如藉由使用連接端子6004連接個人電腦和電器設備，可以使用個人電腦重寫儲存在電器設備中的資料的內容。
    儲存介質插入部6005設置在外殼6000a。另外，儲存介質插入部6005也可以設置在外殼6000b。此外，還可以將多個儲存介質插入部6005設置在外殼6000a及外殼6000b中的一者或兩者。例如藉由將卡型儲存介質插入儲存介質插入部中，可以藉由卡型儲存介質從電器設備讀出資料或者可以將電器設備中的資料寫入卡型儲存介質中。
    另外，電源部6101具有控制用來操作電器設備的電力的供應的功能。例如從電源部6101對無線通信部6102、運算部6103、聲音部6104以及面板部6105供應電力。電源部6101具備蓄電裝置6111。蓄電裝置6111設置在外殼6000a及外殼6000b中的一者或兩者的內部。作為蓄電裝置6111，可以應用上述實施方式2所示的蓄電裝置。另外，也可以將生成用來操作電器設備的電源電壓的電源電路設置在電源部6101。此時，使用從蓄電裝置6111供應的電力在電源電路中生成電源電壓。此外，也可以將電源部6101連接到商用電源。
    無線通信部6102具有收發電波的功能。例如無線通信部6102包括天線、解調變電路以及調變電路等。此時，例如藉由使用天線收發電波，進行與外部的資料交換。另外，也可以在無線通信部6102中設置多個天線。
    運算部6103例如具有根據從無線通信部6102、聲音部6104及面板部6105輸入的指令信號進行運算處理的功能。例如，在運算部6103中設置有CPU、邏輯電路以及儲存電路等。
    聲音部6104具有控制音頻資料的聲音的輸入輸出的功能。例如，聲音部6104包括揚聲器和麥克風。
    電源部6101、無線通信部6102、運算部6103及聲音部6104例如設置在外殼6000a及外殼6000b中的一者或兩者的內部。
    面板部6105具有控制面板6001a(也稱為面板A)及面板6001b(也稱為面板B)的工作的功能。另外，也可以在面板部6105中設置用來控制面板6001a及面板6001b的驅動的驅動電路，來控制面板6001a及面板6001b的工作。
    另外，也可以在電源部6101、無線通信部6102、運算部6103、聲音部6104及面板部6105中的一個或多個中設置控制電路，使用控制電路來控制工作。此外，還可以在運算部6103中設置控制電路，使用運算部6103的控制電路來控制電源部6101、無線通信部6102、聲音部6104以及面板部6105中的一個或多個的工作。
    另外，也可以在電源部6101、無線通信部6102、聲音部6104以及面板部6105中的一個或多個中設置儲存電路，使用儲存電路儲存當進行工作時所需要的資料。由此，可以提高工作速度。
    另外，圖7所示的電器設備既可以接受來自商用電源的電力供給，又可以使用儲存在蓄電裝置6111中的電力。因此，即使在因停電等而不能從商用電源接受到電力供給的情況下，也藉由將蓄電裝置6111用作電源，可以驅動電器設備。
    藉由採用圖7所示的結構，圖7所示的電器設備例如可以具有電話機、電子書閱讀器、個人電腦及遊戲機中的一個或多個的功能。
    以上是本實施方式中的電器設備的例子的說明。
    如參照圖6及圖7所說明的那樣，在本實施方式的電器設備的一個例子中，藉由設置蓄電裝置能夠使用從蓄電裝置供應的電力驅動電器設備。因此，即使在沒有外部的電力供應的狀態下，也可以驅動電器設備。 實施例1
    在本實施例中，對採用實施方式1所示的生產方法的例子而生成的LiFePO4(磷酸鐵鋰)進行說明。
    首先，說明LiFePO4的生產方法。
    在本實施例的LiFePO4的生產方法中，以Li3PO4：FeCl2．4H2O=1：1的莫耳比稱量原料。在此，以使相對於100ml的水Fe的濃度為0.2M的方式進行稱量。
    接著，在氮氛圍下，將稱量後的Li3PO4及FeCl2．4H2O分別溶解於進行氮氣鼓泡後的50ml的水之中，而生成包含Li及P的溶液以及包含Fe的溶液。
    接著，在氮氛圍下，將包含Li及P的溶液滴入包含Fe的溶液中，而生成包含Li、P及Fe的混合溶液。此時，在混合溶液中沉澱出LiFePO4的前體。這裏，測量了混合溶液中的氧濃度，為4.5ppm。
    接著，將混合溶液移動到高壓釜中，在氮氛圍下邊攪拌邊使反應在150℃的溫度下進行15小時。這裏，此時的壓力為0.4MPa。
    接著，在大氣氛圍下，將在高壓釜中起反應後的溶液過濾，並使用純水對殘留的化合物進行10次洗滌。在洗滌後，在真空中以50℃的溫度對該化合物進行乾燥。
    藉由上述製程，生成LiFePO4。
    再者，使用掃描電子顯微鏡(也稱為SEM)觀察生成的LiFePO4。圖8示出觀察結果。
    如圖8所示，可知生成的LiFePO4包括立方體的多個結晶。並且，由於多個結晶的形狀為立方體，所以還可知結晶形狀的不均勻性較小。
    151‧‧‧立方體
    201‧‧‧正極
    202‧‧‧負極
    203‧‧‧電解質
    204‧‧‧隔離體
    211‧‧‧正極集電器
    212‧‧‧正極活性物質層
    221‧‧‧負極集電器
    222‧‧‧負極活性物質層
    301‧‧‧正極
    302‧‧‧負極
    304‧‧‧隔離體
    305‧‧‧外殼
    306‧‧‧外殼
    307‧‧‧環狀絕緣體
    308‧‧‧間隔物
    309‧‧‧墊圈
    5000‧‧‧顯示裝置
    5001‧‧‧外殼
    5002‧‧‧顯示部
    5003‧‧‧揚聲器部
    5004‧‧‧蓄電裝置
    5100‧‧‧照明設備
    5101‧‧‧外殼
    5102‧‧‧光源
    5103‧‧‧蓄電裝置
    5104‧‧‧天花板
    5105‧‧‧側壁
    5106‧‧‧地板
    5107‧‧‧窗戶
    5200‧‧‧室內機
    5201‧‧‧外殼
    5202‧‧‧送風口
    5203‧‧‧蓄電裝置
    5204‧‧‧室外機
    5300‧‧‧電冷凍冷藏箱
    5301‧‧‧外殼
    5302‧‧‧冷藏室用門
    5303‧‧‧冷凍室用門
    5304‧‧‧蓄電裝置
    6000a‧‧‧外殼
    6000b‧‧‧外殼
    6001a‧‧‧面板
    6001b‧‧‧面板
    6002‧‧‧軸部
    6003‧‧‧按鈕
    6004‧‧‧連接端子
    6005‧‧‧儲存介質插入部
    6010‧‧‧指頭
    6101‧‧‧電源部
    6102‧‧‧無線通信部
    6103‧‧‧運算部
    6104‧‧‧聲音部
    6105‧‧‧面板部
    6111‧‧‧蓄電裝置
    在圖式中：圖1A和1B是說明複合氧化物的生產方法的例子的流程圖；圖2是表示複合氧化物的結晶形狀例子的示意圖；圖3是說明蓄電裝置的例子的圖；圖4A和4B是說明蓄電裝置的電極的結構例子的圖；圖5是說明蓄電裝置的例子的圖；圖6是說明電器設備的例子的圖；圖7A和7B是說明電器設備的例子的圖及其塊圖；圖8是表示使用掃描型電子顯微鏡的LiFePO4的觀察結果的圖。
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] 一種化合物的生產方法，包括以下步驟：在氧濃度比大氣低的氛圍下生成包含鋰(Li)及磷(P)的溶液；在氧濃度比大氣低的氛圍下生成包含選自鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)中的一種或多種的過渡金屬的溶液；在氧濃度比大氣低的氛圍下混合該包含Li及P的溶液和該包含過渡金屬的溶液，而生成混合溶液；以及在氧濃度比大氣低的氛圍下使用該混合溶液藉由水熱法生成化合物，其中該化合物由通式LiMPO4表示，並且M是Fe、Co、Ni和Mn中的一種或多種。
    [2] 根據申請專利範圍第1項之化合物的生產方法，其中該混合溶液的氧濃度為4.5ppm以下。
    [3] 根據申請專利範圍第1項之化合物的生產方法，其中該氧濃度比大氣低的氛圍為氮氛圍。
    [4] 根據申請專利範圍第1項之化合物的生產方法，其中該氧濃度比大氣低的氛圍為氮和氫的混合氛圍。
    [5] 一種蓄電裝置的製造方法，其中，該蓄電裝置的正極藉由使用根據申請專利範圍第1項之化合物的生產方法而生成的化合物而形成。
    [6] 一種化合物的生產方法，包括以下步驟：在氧濃度比大氣低的氛圍下生成包含鋰(Li)及磷(P)的溶液；在氧濃度比大氣低的氛圍下生成包含選自鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)中的一種或多種的過渡金屬的溶液；在氧濃度比大氣低的氛圍下混合該包含Li及P的溶液和該包含過渡金屬的溶液，而生成混合溶液；將還原劑加入該混合溶液中；以及在氧濃度比大氣低的氛圍下使用該混合溶液藉由水熱法生成化合物，其中該化合物由通式LiMPO4表示，並且M是Fe、Co、Ni和Mn中的一種或多種。
    [7] 根據申請專利範圍第6項之化合物的生產方法，其中該混合溶液的氧濃度為4.5ppm以下。
    [8] 根據申請專利範圍第6項之化合物的生產方法，其中該氧濃度比大氣低的氛圍為氮氛圍。
    [9] 根據申請專利範圍第6項之化合物的生產方法，其中該氧濃度比大氣低的氛圍為氮和氫的混合氛圍。
    [10] 根據申請專利範圍第6項之化合物的生產方法，還包括如下步驟：在耐壓容器中放入該還原劑，在該耐壓容器中放入該混合溶液；以及在該耐壓容器中藉由該水熱法生成該化合物。
    [11] 一種蓄電裝置的製造方法，其中，該蓄電裝置的正極藉由使用根據申請專利範圍第6項之化合物的生產方法而生成的化合物而形成。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011188980||2011-08-31||
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