本发明专利技术涉及一种制备通式（Ｉ）化合物的方法：Ｌｉａ－ｂＭ１ｂＦｅ１－ｃＭ２ｃＰｄ－ｅＭ３ｅＯｘ（Ｉ），其中Ｆｅ具有＋２氧化态，并且Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ和ｘ的含义如下：Ｍ１：Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ和／或Ｃｓ；Ｍ２：Ｍｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖ；Ｍ３：Ｓｉ，Ｓ，Ｆ；ａ：０．８－１．９；ｂ：０－０．３；ｃ：０－０．９；ｄ：０．８－１．９；ｅ：０－０．５；ｘ：１．０－８，取决于Ｌｉ、Ｍ１、Ｍ２、Ｐ、Ｍ３的数量和氧化态，其中通式（Ｉ）化合物是电中性的，此方法包括以下步骤：（Ａ）提供一种混合物，其含有：至少一种含锂的化合物，至少一种其中铁具有＋３氧化态的含铁化合物，任选地至少一种含Ｍ１的化合物，和／或任选地至少一种含Ｍ２的化合物，和／或任选地至少一种含Ｍ３的化合物，以及能被氧化成至少一种含有至少一个＋５氧化态磷原子的化合物的至少一种还原剂，和（Ｂ）将从步骤（Ａ）获得的混合物在１００－５００℃的温度和自生压力下加热以将Ｆｅ还原成＋２氧化态，并获得通式（Ｉ）的化合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在水热条件下合成LiFePO4的方法本专利技术涉及一种制备含有锂、铁和磷酸根阴离子的化合物的方法，涉及制备含有这些化合物和至少一种导电材料的混合物的方法，涉及通过这些方法制备的化合物和混合物，以及涉及这些化合物和混合物用于制备锂离子电池的阴极的用途。现有技术中已经知道Lii^ePO4的制备方法。US 2003/0082454A1 公开了一种制备 LiFePO4 的方法，其中使 Li2CO3 或 LiOH ·Η20、 Fe (CH3CO2) 2和NH4H2PO4 ·Η20混合。此固体混合物在300_；3501下煅烧，从而消除ΝΗ3、Η20和 C02。此混合物随后进一步在氩气下于800°C下处理M小时。此文件还提到了通过煅烧含有Li2C204、LiH2PO4和!^e (C2O4) · 2H20的研磨混合物来制备基于LiFePO4的材料的方法。US6, 702, 961B2也公开了一种制备Lii^ePO4的方法，其中使含有I7ePC^Li2CO3和碳的研磨混合物造粒，并随后在700°C下在惰性气氛中煅烧8小时。CN 1547273A 的摘要公开了一种制备 LiFePO4 的方法，其中使 Li2CO3JeC2O4 · 2H20 和(NH4)2HPO4的经过研磨并随后造粒的混合物在添加碳的情况下在微波辐照下煅烧。DE 10 2005 015613A1 和 DE 10 2005 012 640A1 公开了 LiFePO4 可以通过含有 Fe (II) SO4 · 7H20、H3PO4和LiOH · H2O的含水混合物在氮气下于160°C水热处理10小时来获得。在所述水热处理期间，所需的LiFePO4从含水混合物沉淀出来。反应混合物的组分都没有被还原或氧化。WO 2006/057146A2公开了 LiFePO4可以通过在氩气下于1100°C熔融含有!^e (II) 0、P2O5和LiOH的混合物并随后研磨来获得。根据现有技术制备LiFePO4的方法存在以下缺点必须将额外的还原剂例如碳加入反应混合物中，或煅烧步骤必须在还原气氛中进行。因为加入的碳仅仅在高反应温度下起还原剂的作用，所以高的煅烧温度是必要的，这导致具有大晶体颗粒和宽粒径分布的材料。其它缺点是如果固体化合物例如Li2COjni^e2O3在固相中混合，则难以获得具有不同离子在整个混合物中均勻分散的混合物。另外，含碳的还原剂的缺点是它们的还原力并不是独立于它们的用量，所以不容易预见到为了还原所需的含碳还原剂的量以及多少量能用做导电材料。本专利技术的目的是提供一种制备含有锂-铁-磷酸盐的方法，此方法能获得处于非常均勻混合的状态和结晶态的这些化合物。另外，本专利技术的目的是提供一种制备上述化合物的方法，此方法可以容易地进行，并具有仅仅两个反应步骤。此外，本专利技术的一个优选目的是提供一种制备锂-铁-磷酸盐的方法，完全不需要煅烧步骤。本专利技术的另一个目的是提供一种方法，其中仅仅获得所需的化合物，且没有任何干扰性的副产物，从而不必须采用任何提纯和/或洗涤步骤。本专利技术的另一个目的是获得更细分散的材料，其具有微晶的非常窄的粒径分布，提供在锂离子电池的充电和放电中改进的锂离子扩散性，从而改进锂离子扩散性和提供粉末特性，并另外提高锂离子电池的电容。这些目的是通过一种制备通式(I)化合物的方法实现的Li^bFe^Pd-XOx (I),其中狗具有+2氧化态，并且化^2』3、3、13、(3、(1、6和1的含义如下M1 :Na，K，Rb 禾口 / 或 Cs，M2 :Mn, Mg, Al, Ca, Ti, Co, Ni, Cr, V,M3 :Si, S, F,a :0. 8-1. 9,b :0-0. 3,c :0-0. 9,d :0. 8-1. 9，e :0-0. 5,χ :1. 0-8，取决于Li、Μ1、Μ2、P、M3的数量和氧化态，其中通式(I)化合物是电中性的，此方法包括以下步骤(A)提供一种混合物，其含有至少一种含锂的化合物，至少一种其中铁具有+3氧化态的含铁化合物，任选地至少一种含M1的化合物，和/或任选地至少一种含M2的化合物， 和/或任选地至少一种含M3的化合物，以及能被氧化成至少一种含有至少一个+5氧化态磷原子的化合物的至少一种还原剂，(B)将从步骤(A)获得的混合物在100-500°C的温度和自生压力下加热以将狗还原成+2氧化态，并获得通式(I)的化合物。在一个优选实施方案中，M^M^M^EulKLcUe和χ具有以下含义M1 :Na,M2 :Mn, Mg, Al, Ca, Ti, Co, Ni,M3 :Si, S, F,a :0. 6-1. 6，特别优选 0. 9-1. 3，b :0-0. 1,c :0-0. 6，特别优选 0-0. 3，d 0. 6-1. 6，特别优选 0. 9-1. 3，e 0-0. 3，特别优选 0-0. 1，χ :2_6，取决于LiJ^M2JJ3的数量和氧化态，其中通式(I)化合物是电中性的。例如，在非常优选的实施方案中，M\M2和M3是不存在的，从而具有通式(I)LiFePO4 的电中性化合物，其中狗处于+2氧化态。所以，在非常优选的实施方案中，本专利技术方法用于获得式LiFePO4的化合物。在其它优选的实施方案中，例如是Na)的存在量是最多10摩尔％，相对于Li 和M1的总量计。在另一个优选的实施方案中，M2 (例如是Mn)的存在量是最多30摩尔％， 相对于在化合物中存在的狗(II)和M2的总量计。在另一个优选的实施方案中，M3(例如是 Si)的存在量是最多10摩尔％，相对于磷和M3的总量计。下面更详细地解释工艺步骤㈧和⑶。步骤(A)本专利技术方法的步骤㈧包括提供一种混合物，其含有至少一种含锂的化合物，至少一种其中铁具有+3氧化态的含铁化合物，和任选地至少一种含M1的化合物，和/或任选地至少一种含M2的化合物，和/或任选地至少一种含M3的化合物，以及能被氧化成至少一种含有至少一个+5氧化态磷原子的化合物的至少一种还原剂。一般而言，所有本领域技术人员已知的能引入此方法步骤(A)的基本上含水的混合物中的含LLMkM2^m !^e(IIl)的化合物可以用于本专利技术方法中。在步骤(A)中的含Li化合物优选选自氢氧化锂LiOH，氢氧化锂水合物LiOH-H2O, 乙酸锂LiOAc，碳酸锂Li2CO3,磷酸锂，亚磷酸锂，焦磷酸锂，例如LiH2P04、Li2HPO4, Li3PO4, LiH2PO3^ Li2HPO3和/或LiH2PO2,以及它们的混合物。在一个非常优选的实施方案中，氢氧化锂LiOH和/或氢氧化锂水合物LiOH · H2O和/或碳酸锂Li2CO3用做在本专利技术方法的步骤(A)中的含锂化合物。两种特别优选的含锂化合物是氢氧化锂LiOH和氢氧化锂水合物 LiOH · H20。将至少一种含锂化合物按照一般0.04-3mol Li/L的浓度加入本专利技术方法的步骤 (A)中的混合物中，优选0. 2-2. Omol Li/L，特别优选0. 3-1. 5molLi/L，在每种情况下基于整个反应混合物计。—般而言，所有本领域技术人员已知的其中铁具有+3氧化态的含铁化合物可以用于本专利技术方法中，它们能被引入本专利技术方法的步骤(A)中的优选基本上含水的混合物中。根据本专利技术，可以使本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制备通式（Ｉ）化合物的方法：Ｌｉａ－ｂＭ１ｂＦｅ１－ｃＭ２ｃＰｄ－ｅＭ３ｅＯｘ （Ｉ），其中Ｆｅ具有＋２氧化态，并且Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ和ｘ的含义如下：Ｍ１：Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ和／或Ｃｓ，Ｍ２：Ｍｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍ３：Ｓｉ，Ｓ，Ｆ，ａ：０．８－１．９，ｂ：０－０．３，ｃ：０－０．９，ｄ：０．８－１．９，ｅ：０－０．５，ｘ：１．０－８，取决于Ｌｉ、Ｍ１、Ｍ２、Ｐ、Ｍ３的数量和氧化态，其中通式（Ｉ）化合物是电中性的，此方法包括以下步骤：（Ａ）提供一种混合物，其含有：至少一种含锂的化合物，至少一种其中铁具有＋３氧化态的含铁化合物，任选地至少一种含Ｍ１的化合物，和／或任选地至少一种含Ｍ２的化合物，和／或任选地至少一种含Ｍ３的化合物，以及能被氧化成至少一种含有至少一个＋５氧化态磷原子的化合物的至少一种还原剂，和（Ｂ）将从步骤（Ａ）获得的混合物在１００－５００℃的温度和自生压力下加热以将Ｆｅ还原成＋２氧化态，并获得通式（Ｉ）的化合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·布拉姆尼克，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE
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