氧化钨粉末和氧化钨粉末的制造方法技术

一种氧化钨粉末，其长径的平均粒径是10μm以下，平均纵横比是10以下，在一次粒子的短径方向的表面或断面中，晶体缺陷在每单位面积9nm2中是0个以上且4个以下。另外，优选沿着长径具有六边形隧道结构。另外，优选氧化钨粉末具有氧缺损。由此，能够使嵌入性能提高。能够使嵌入性能提高。能够使嵌入性能提高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化钨粉末和氧化钨粉末的制造方法


[0001]后述的实施方式涉及氧化钨粉末和氧化钨粉末的制造方法。

技术介绍

[0002]氧化钨粉末用于电池用电极材料、光催化剂、传感器、电致变色元件等各种中。例如，在国际公开第2016/039157号公报(专利文献1)中，通过赋予跳跃传导特性，使性能提高。另外，在国际公开第2018/199020号公报(专利文献2)中，使用椭圆偏振光谱法而使性能提高。
[0003]专利文献1和专利文献2的氧化钨粉末使用了平均粒径50nm以下的微细的粉末。作为微细的粉末的制造方法，使用采用了等离子体火焰的升华工序。等离子体火焰成为几千℃的高温。另外，在专利文献1中，为了制作没有缺陷的氧化钨粉末，在含氧气氛中对升华工序后的氧化钨粉末实施了热处理。
[0004]使用了升华工序的氧化钨粉末适于粒径较小的粉末的制造。另一方面，由于反复进行热处理，易于引起晶粒生长。若引起晶粒生长，则成为纵横比是10以上的大的粉末。若纵横比成为10以上，则粉末易于折断。在折断的面上形成有晶体缺陷。若形成晶体缺陷，则对嵌入能力存在不良影响。
[0005]嵌入表示将其他物质插入具有层状结构的物质的间隙。嵌入具有可逆反应。通过对氧化钨粉末赋予嵌入能力，能够使Li离子可逆地出入。能够利用该性能而适用于电极材料等各种领域。
[0006]专利文献2中公开了液相合成法。液相合成法是使用了调节了pH的水溶液的湿式合成法。由于是湿式，所以不暴露于等离子体火焰这样的高温下。因此，获得了纵横比是5以下的粉末。然而，在专利文献2的液相合成中获得的氧化钨粉末中形成有很多晶体缺陷。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：国际公开第2016/039157号公报
[0010]专利文献2：国际公开第2018/199020号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的问题
[0012]如上述那样，在以往的氧化钨粉末中容易形成晶体缺陷。若晶体缺陷较多，则成为使嵌入性能降低的原因。本专利技术是为了应对这样的问题，是为了提供晶体缺陷较少的氧化钨粉末。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]实施方式的氧化钨粉末的特征是：长径的平均粒径是10μm以下，平均纵横比是10以下，在一次粒子的短径方向的表面或断面中，晶体缺陷在每单位面积9nm2中是0个以上且4个以下。
附图说明
[0015]图1是表示实施方式的氧化钨粉末的一个例子的图。
[0016]图2是表示实施方式的氧化钨粉末的另一个例子的图。
[0017]图3是蓄电装置的概念图。
[0018]图4是表示氧化钨粉末的短径方向的表面的扫描型透射电子显微镜(STEM)观察图像的一个例子的概略图。
[0019]图5是表示氧化钨粉末的短径方向的表面的STEM观察图像的另一个例子的概略图。
[0020]图6是表示利用STEM进行的氧化钨粉末的包含长径方向的表面的观察图像的概略图。
具体实施方式
[0021]实施方式的氧化钨粉末的特征是：长径的平均粒径是10μm以下，平均纵横比是10以下，在一次粒子的短径方向的表面或断面中，晶体缺陷在每单位面积9nm2中是0个以上且4个以下。
[0022]在图1、图2中示出了实施方式的氧化钨粉末的一个例子。在图中，1是氧化钨粉末，2是短径方向的表面，L是长径，T是短径。图1例示了圆柱形状，图2例示了椭圆形状。实施方式的氧化钨粉末并不限于圆柱形状、椭圆形状。例如，作为除此之外的形状，能列举出鳞片状的平板。另外，能列举出石状(轮廓歪扭的椭圆)等。
[0023]氧化钨粉末的长径的平均粒径是10μm以下，平均纵横比是10以下。氧化钨粉末的长径、短径的测定使用SEM(扫描型电子显微镜)照片而进行。使用放大到3000倍以上的SEM照片。将映照在SEM照片中的氧化钨粉末的最长的对角线设为长径。将从长径的中点垂直地延伸的宽度设为短径。求出作为一次粒子的氧化钨粉末的长径、短径。对100粒进行该操作，将长径的平均值设为长径的平均粒径。另外，对100粒进行长径/短径的计算，将其平均值设为平均纵横比。
[0024]实施方式的氧化钨粉末的长径的平均粒径是10μm以下。若长径的平均粒径大到超过10μm，则粒子尺寸产生偏差。若粒子尺寸产生偏差，则存在形成电极层等时难以控制填充密度的可能性。因此，长径的平均粒径是10μm以下，优选5μm以下，进而更优选3μm以下。此外，长径的平均粒径的下限值并没有特别限定，但优选0.01μm以上。若小于0.01μm，则难以以后述的液相合成法制造。
[0025]另外，平均纵横比是10以下。若纵横比大到超过10，则氧化钨粉末易于折断。若氧化钨粉末折断，则易于在断裂面形成晶体缺陷。因此，平均纵横比优选7以下，进而优选5以下。另外，优选全部的氧化钨粉末的纵横比是10以下。另外，纵横比的下限值为1。另外，纵横比优选1.5以上。若纵横比是1.5以上，则如后述那样易于赋予沿着长径的六边形隧道结构(hexagonal tunnel structure)。
[0026]另外，氧化钨粉末在一次粒子的短径方向的表面或断面中的晶体缺陷在每单位面积9nm2中是0个以上且4个以下。一次粒子表示一粒粉末。二次粒子表示一次粒子凝聚后的状态。
[0027]一次粒子的短径方向的表面是表示短径方向的面的表面。若是图1这样的圆柱形
状，则成为底面的部分成为短径方向的表面。另外，若是图2这样的椭圆形状，则从短径方向观察的R面成为短径方向的表面。
[0028]实施方式的氧化钨粉末在一次粒子的短径方向的表面或断面中晶体缺陷在每单位面积9nm2中是0个以上4个以下。晶体缺陷是指晶格缺陷，表示原子的不规则的紊乱。晶体缺陷能够利用STEM(扫描型透射电子显微镜)观察。在对短径方向的表面进行了STEM观察时，能观察到有规则的晶格。若存在晶体缺陷，则能观察到规则性瓦解了的晶格。另外，由STEM进行的观察在测定视场3nm
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3nm中进行。在实施方式的氧化钨粉末中，无论测定短径方向的表面或断面的何处，每单位面积9nm2的晶体缺陷都是0个以上且4个以下。此外，为了简便，选择3处、例如任意地选择3粒粉末并测定氧化钨粉末的短径方向的表面的单位面积9nm2即可。另外，若是有规则的晶格，则在STEM观察图像中能观察到孔有规则地排列(等间隔地排列)。若存在晶体缺陷，则存在没有孔的部位，能够存在无规则地排列的部位。
[0029]在STEM观察图像中观察到的孔例如可以是后述的六边形隧道。
[0030]在STEM观察图像中未观察到孔的情况下，也能够基于图像对比度的规则性判断晶体缺陷的有无。判断为在黑白对比度不规则的部位存在晶体缺陷。
[0031]有时能观察到在某方向上相连成线状的一列的晶体缺陷。如此在相同的方向相连而成的缺陷作为一个晶体缺陷计数。
[0032]在短径方向的表面未成为平面时，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧化钨粉末，其中，长径的平均粒径是10μm以下，平均纵横比是10以下，一次粒子的短径方向的表面或断面中的晶体缺陷在每单位面积9nm2中是0个以上且4个以下。2.根据权利要求1所述的氧化钨粉末，其沿着长径具有六边形隧道结构。3.根据权利要求1或2所述的氧化钨粉末，其具有氧缺损。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化钨粉末，其中，晶体结构的50质量％以上属于单斜晶。5.根据权利要求1～4中任一项所述的氧化钨粉末，其用于选自光催化剂用材料、电致变色用材料、电池用电极材料中的1种。6.一种氧化钨粉末的制造方法，其具有下述工序：准备含有10wt％以上且90wt％以下的钨酸的钨酸水溶液的工序；使碱系水溶液与所述钨酸水溶液混合，将所获得的碱混合水溶液的pH调整成8以上且11以下的工序；使酸性水溶液与所述碱混合水溶液混合，将所获得的酸混合水溶液的pH调整成5.0以上且7.4以下的工序；使钨酸盐的结晶在所述酸混合水溶液中析出的工序；使所述结晶干燥的工序；以及在含氧气氛中烧成...

【专利技术属性】
技术研发人员：福士大辅，平林英明，佐佐木亮人，平松亮介，佐佐木敦也，诸冈飞树，森阳一郎，
申请(专利权)人：东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：