用于制备含锂的混合氧化物的方法技术

用于制备含锂的混合氧化物粉末的方法，其中a)通过雾化器气体将所需化学计量比的包含至少一种锂化合物和作为一种或多种混合氧化物组分的至少一种金属化合物的溶液流雾化，以得到平均液滴尺寸小于100μm的气溶胶，b)通过从燃料气和空气的混合物得到的火焰，在反应空间中使所述气溶胶反应，其中氧总量足以使所述燃料气和金属化合物至少完全反应，c)将反应流冷却，和d)随后从所述反应流中分离出固体产物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过喷雾热解方法制备含锂的混合氧化物的方法。
技术介绍
EP-A-814524公开了用于制备锂-锰混合氧化物的喷雾热解方法，其中将溶于水/醇混合物中的锂盐和锰盐喷雾，在氧气存在下，通过400-900° C下的外部加热将所形成的气溶胶热解，并随后将所得反应产物热处理以得到锂-锰混合氧化物，其平均粒径为1-5 μ m,并且比表面积为2-10m2/g。EP-A-824087公开了相似的用于制备锂-镍混合氧化物或锂钴混合氧化物的方法。EP-A-876997另外公开了将热解过程中提供氧的化合物，例如过氧化氢或硝酸用于制备这些混合氧化物。EP-A-814524、EP-A-824087和EP-A-876997中公开的方法的缺点在于热泳形成在 许多高温方法中观察到的壁沉积物，其减少导入的能量。Taniguchi 等人(Journal of Power Sources 109 (2002) 333 - 339)公开了用于制备组成为LiM1/6Mn11/604 (M=Mn, Co, Al和Ni)的锂混合氧化物的喷雾热解方法，其中将超声雾化器用于使O. 45mol/l的硝酸盐水溶液雾化。由电加热反应器提供温度。Ogihara等人(Transactions of the Materials ResearchSociety of Japan 32 (2007) 717-720)同样在喷雾热解中使用超声雾化器以制备Li 02。Kang 等人(Ceramics International 33 (2007) 1093-1098)也描述了通过喷雾热解制备后述的混合氧化物的。其中使用镍、钴和锰的硝酸盐或乙酸盐和碳酸锂的溶液。Kang 等人(Journal of Power Sources 178 (2008) 387-392)描述了通过相似方法制备LiNi0. I5MH0. 05。2。Pratsinis 等人(Materials Chemistry and Physics 101 (2007) 372-378)描述了用于制备LiMn204、Li4Ti5O12和LiFe5O8的喷雾热解方法。其中使用叔丁醇锂和乙酰丙酮锰或2-乙基己酸锰、叔丁醇锂和异丙醇钛、以及叔丁醇锂和环烷酸铁。Pratsinis等人在Journal of Power Sources 189 (2009) 149-154中描述了相似的方法,其中将锂和猛的乙酰丙酮化物溶于2-乙基己酸和乙腈的溶剂混合物中。在所述期刊文献中公开的喷雾热解方法的缺点在于它们的低生产量，使得工业实施不经济。此外，这些设置不适于将该方法规模放大至更高的生产量。因此，本专利技术解决的技术问题是提供一种不具有现有技术中描述的喷雾热解方法缺点的方法。
技术实现思路
本专利技术提供用于制备含锂的混合氧化物粉末的方法，其中a)通过雾化器气体将所需化学计量比的包含至少一种锂化合物和一种或多种混合氧化物组分的至少一种金属化合物的溶液流雾化，以得到平均液滴尺寸小于ΙΟΟμπι的气溶胶，b)通过从燃料气和空气的混合物得到的火焰，在反应空间中使所述气溶胶反应，其中氧总量足以使所述燃料气和金属化合物至少完全反应，c)将反应流冷却，和d)随后从所述反应流中分离出固体产物。本专利技术方法特别适于制备BET表面积为O. 05-100m2/g,优选为l_20m2/g的混合氧化物。按照DIN ISO 9277测定BET表面积。在本专利技术的一个特定实施方案中，在已从所述反应流中被分离出之后，可以对所述固体产物在500-1200° C，优选800-1100° C，特别优选900-1050° C的温度下持续2_36小时进行热处理。 合适的燃料气可以是氢气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及它们的混合物。优选使用氢气。所述燃料气可以在一个或多个点处被导入火焰中。在本专利技术方法中，选择氧气量，从而足以使所述燃料气和所述金属氧化物至少完全反应。使用过量的氧通常是有利的。该过量有利地表示为存在的氧/燃料气燃烧所需的氧的比例，并定义为λ。λ优选为I. 8-4.0。在一个特定的实施方案中，所述溶液中锂化合物和金属化合物的浓度总和为至少10重量％，优选10重量％_20重量％，特别优选为12重量％_18重量％，在各情况中以金属氧化物计。在另一个特定的实施方案中，溶液的质量流/雾化器气体的体积流的比例为至少500，优选500-3000，特别优选为600-1000，以溶液g/雾化器气体的标准m3表示。在又一个特定的实施方案中，选择金属化合物、空气、燃料气和雾化气的量，使得O. 001 <混合氧化物的kg/气体的标准m3 ( O. 05,优选O. 05 <混合氧化物的kg/气体的标准m3 ( O. 02，其中气体定义为空气、燃料气和雾化气的体积流的总和。在又一个优选实施方案中，气溶胶进入反应空间的平均出口速度高，优选为至少SOms—1，特别优选100-30011^1，和/或反应混合物在反应空间中的平均速度低，优选为O.Ims LlOms S 特别优选为 l-5ms 1O本专利技术的混合氧化物粉末是这样的混合氧化物粉末，其含有锂作为一种组分，以及一种或多种、优选1-5种、特别优选2-4种的其他金属作为混合氧化物组分。对所述组分的比例没有任何限制。通常，选择原料的比例使得在所述混合氧化物中锂的比例为I重量％-20重量％，优选3重量％-6重量％。所用原料的纯度优选为至少98重量％，特别优选至少99重量％，并且非常特别优选至少99. 5重量％。对于本专利技术必要的是所述锂化合物和金属化合物在溶液中存在。为了达到溶解，并且为了实现合适的用于溶液雾化的粘度，可加热所述溶液。原理上可使用所有可氧化的可溶性金属化合物。它们可以是无机金属化合物，例如硝酸盐、氯化物、溴化物，或是有机金属化合物，例如醇盐或羧酸盐。作为醇盐,优选使用乙醇盐、正丙醇盐、异丙醇盐、正丁醇盐和/或叔丁醇盐。对于羧酸盐，可使用基于乙酸、丙酸、丁酸、己酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛酸、2-乙基己酸、戊酸、癸酸和/或月桂酸的化合物。可特别有利地使用2-乙基己酸盐或月桂酸盐。所述溶液可包含一种或多种无机金属化合物、一种或多种有机金属化合物，或者无机金属化合物和有机金属化合物的混合物。所述溶剂可优选自水、C5-C20烷烃、C1-C15烷基羧酸和/或C1-C15烷醇。特别优选使用水或水和有机溶剂的混合物。作为有机溶剂或有机溶剂混合物的组分，优选使用醇类，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或叔丁醇；二醇，例如乙二醇、戊二醇、2-甲基_2，4-戊二醇K1-C12羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸、己酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛酸、2-乙基己酸、戊酸、癸酸、月桂酸。还可使用苯、甲苯、石脑油和/或石油溶剂油。作为锂化合物，优选使用硝酸锂和/或一种或多种羧酸锂，例如乙酸锂或乙基己酸锂。作为其他金属化合物，优选其金属选自Ag、Al、B、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Ge、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Ni、Pd、Rh、Ru、Sc、Sn、Ti、V、Y和Zn的那些化合物。特别优选使用包含Co、Cr、Fe、Mn、Ni、Sn、Ti、V和Y的金属化合物。可特别有利地使用一种或多种Ni和Co的金属化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡图希奇，P·克雷斯，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：
国别省市：