[发明专利]复合无机化合物系及其利用、以及复合无机化合物系的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合无机化合物系及其利用、以及复合无机化合物系的制造方法。

背景技术

以往，复合无机化合物在各个领域中使用并广泛地得到有效利用。在复合无机化合物中，特别是作为复合氧化物的用途，例如作为非水电解质二次电池的正极活性物质，使用LiCoO₂、LiMn₂O₄等(专利文献1~4和非专利文献1)。另外，作为热电转换材料，使用NaCoO₂等含钴的复合氧化物，作为磁性材料，使用Zn-Mn铁氧体等。

作为复合氧化物的制造方法，有固相法、水热法等，制造各种复合氧化物。另外，为了改善这些材料的性能，提出了对氧化物的表面进行包覆的方案(专利文献1~4和非专利文献1)、制成层状晶体结构的方案(专利文献5、6)、对煅烧温度进行调节的方案(专利文献7)或对晶轴的取向性进行控制的方案等(专利文献8)。

专利文献1：日本公开专利公报“日本特开2000-231919号公报(2000年8月22日公开)”

专利文献2：日本公开专利公报“日本特开平9-265984号公报(1997年10月7日公开)”

专利文献3：日本公开专利公报“日本特开2001-176513号公报(2001年6月29日公开)”

专利文献4：日本公开专利公报“日本特开2003-272631号公报(2003年9月26日公开)”

专利文献5：日本公开专利公报“日本特开2005-93450号公报(2005年4月7日公开)”

专利文献6：日本公开专利公报特“日本特开2004-363576号公报(2004年12月24日公开)”

专利文献7：日本公开专利公报“日本特开2002-203994号公报(2002年7月19日公开)”

专利文献8：日本公开专利公报“日本特开2000-269560号公报(2000年9月29日公开)”

非专利文献1：Mitsuhiro Hibino,Masayuki Nakamura,Yuji Kamitaka,Naoshi Ozawa and Takeshi Yao,Solid State Ionics,Volume177,Issues 26-32,31 October 2006,Pages 2653-2656.

然而，虽然能利用上述现有技术来制造各种复合氧化物，但多数情况下不能得到具有期望性能的复合氧化物。

例如，在使用LiMn₂O₄作为非水电解质二次电池的正极活性物质的情况下，伴随着充放电，锰从LiMn₂O₄中溶出。溶出的Mn在充放电的过程中以金属Mn的形式在负极上析出。在该负极上析出的金属Mn与电解液中的锂离子发生反应，结果，使电池发生较大的容量降低。为了解决上述问题，尝试对复合氧化物的表面进行包覆，例如，可以列举利用绝缘体进行包覆的例子。这种情况下，出现复合氧化物表面的电阻显著增加、从而使上述电池的输出特性降低等其他的问题，因此，并未解决金属Mn的析出。

另外，作为热电转换材料，使用例如NaCoO₂单晶。NaCoO₂中形成CoO₂层和Na层这两层，在与上述CoO₂层平行的方向和垂直的方向上产生各向异性。NaCoO₂单晶的热电动势和热导率不大依赖于层状结构，但电导率在与CoO₂层平行的方向和垂直的方向上大不相同。因此，NaCoO₂单晶无法作为实用的热电转换材料来使用，需要进一步的改良。

另外，作为磁性材料，使用例如Zn-Mn铁氧体作为变压器芯材料。Zn-Mn铁氧体在叠片铁芯中的层叠数较多，越减薄厚度越能够降低涡流，但层叠工序越繁杂，因而成为问题。因此，需要克服上述问题的复合氧化物。

发明内容

鉴于上述问题，本发明着眼于从根本上进行包括复合氧化物系的复合无机化合物系的新设计而完成，其目的在于提供具有新的结构的复合无机化合物系。

为了解决上述问题，本发明的复合无机化合物系包含由无机化合物构成的主晶相，其特征在于，在上述主晶相的内部含有具有与上述主晶相相同的非金属元素排列并且由与上述主晶相不同的元素组成构成的副晶相，在上述主晶相中固溶有与上述副晶相中含有的至少一种金属元素相同的金属元素，上述副晶相的周围的主晶相部分的晶体取向与上述副晶相的晶体取向相同。