混合氧化物，其组成为LixMn0.5-aNi0.5-bCoa+bO2，其中0.8≤x≤1.2，0.05≤a≤0.3，0.05≤b<0.3，-0.1≤a-b≤0.02和a+b<0.5，并且其BET表面积是3-20m2/g，多峰粒度分布和d50小于或者等于5μm。混合氧化物，其组成为LixMn0.5-aNi0.5-bCoa+bO2，其中0.8≤x≤1.2，0.05≤a≤0.3，0.05≤b<0.3，-0.1≤a-b≤0.02和a+b<0.5，并且其BET表面积是0.05-1m2/g，d50小于或者等于10μm，和在X射线衍射图中，在2Θ=18.6±1°与2Θ=44.1±1°处的信号强度之比大于或者等于2.4。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种含有元素锂、锰、镍和钴的混合氧化物粉末，通过喷雾热解方法制备它的方法以及含有这种混合氧化物粉末的二次电池。
技术介绍
EP-A-9441125公开了一种组成为LiaCobMncNi1-b-cO2的粉末，其中0≤a≤1.2，0.01≤b≤0.4，0.01≤c≤0.4和0.02≤b+c≤0.5，平均粒度是3-30μm，并且10%的颗粒的平均直径小于1μm，和BET表面积是0.15-2m2/g。该粉末是通过在750°C的温度将锂、钴和镍的氢氧化物以及二氧化锰的混合物热处理20小时，随后研磨所获得的混合物而获得的。EP-A-1295851公开了一种组成为Li1+x+αNi(1-x-y+δ)/2Mn(1-x-y-δ)/2CoyO2的粉末，其中0≤x≤0.05，-0.05≤x+α≤0.05，0≤y≤0.4；如果0≤y≤0.2，则-0.1≤δ≤0.1，或者如果0.2<y≤0.4，则-0.24≤δ≤0.24。这些粉末在X射线衍射图中表现出来自硝酸锂的已知的薄片结构，具有在角度2Θ的大约18°(I(003))和大约44°(I(104))的信号。信号强度之比I(003)/I(104)对于0≤y≤0.2来说是0.83-1.11，和对于0.2<y≤0.4来说是1-1.43。EP-B-1390994公开了一种混合氧化物，作为阴极组分用于锂离子电池，该氧化物具有式Li(NiyCo1-2yMny)O2，其中0.167<y<0.5，并且该组分是以具有03晶体结构的单相形式存在的，当它引入到锂离子电池中时没有经历向尖晶石晶体结构的任何相转变，并且在30°C通过了100个完整的充电/放电循环，并具有使用30mA/g放电电流的130mAh/g的最终容量。EP-A-1391950公开了一种作为正电极材料的混合氧化物，其组成为LixMn0.5-aNi0.5-bO2，其中0<x<1.3，0.05<a<0.3，0.05≤b<0.3，0.1≤a-b≤0.02和a+b<0.5，并且BET表面积是0.3-1.6m2/g，信号强度之比I(003)/I(104)是0.95-1.54。在Trans.Nonferrous Met.Soc.China17(2007)897-901中，Li等人公开了一种混合氧化物粉末，其组成为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并且信号强度之比I(003)/I(104)最大为1.62。在Int.J.Electrochem.Sci.2(2007)689-699中，Periasamy等人公开了一种混合氧化物粉末，其组成为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并且信号强度之比I(003)/I(104)最大为1.347。在Asia-Pac.J.Chem.Eng.3(2008)527-530中，Huang等人公开了一种混合氧化物粉末，其组成为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并且信号强度之比I(003)/I(104)是1.48。在Bull.Korean Chem.Soc.30(2009)2603-2607中，Jeong等人公开了一种混合氧化物粉末，其组成为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，并且信号强度之比I(003)/I(104)最大为1.38。在Int.J.Elektrochem.Sci.4(2009)1770-1778中，Rambabu等人公开了一种混合氧化物粉末，其组成为Li1.10Ni1/3Co1/3Mn1/3O2，并且信号强度之比I(003)/I(104)小于1.2。所提及的粉末是通过在750°C的温度将锂、钴和镍的氢氧化物以及二氧化锰的混合物热处理20小时，随后研磨所获得的混合物而获得的。所提及的粉末原则上可以用作二次电池的阴极材料，但是在所实现的容量和放电循环中表现较差。本专利技术要解决的技术问题因此是提供一种改进的材料及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种混合氧化物，其组成为LixMn0.5-aNi0.5-bCoa+bO2，其中a)0.8≤x≤1.2，优选0.9≤x≤1.1，特别优选x=10.05≤a≤0.3，优选0.1≤a≤0.2，特别优选a=1/60.05≤b<0.3，优选0.1≤b≤0.2，特别优选b=1/6-0.1≤a-b≤0.02，优选a=ba+b<0.5，优选0.15≤a+b≤0.4，和具有b)BET表面积是3-20m2/g，优选4-10m2/g，c)多峰粒度分布，和d)d50小于或者等于5μm，优选0.5-4μm，特别优选0.8-2μm。在本专利技术中，这种混合氧化物将称作混合氧化物A。在本专利技术中，混合氧化物是全部混合氧化物组分的紧密混合物。它因此主要是原子水平上的混合物，而非氧化物的物理混合物。在本专利技术中，术语“混合氧化物”、“混合氧化物粉末”和“混合氧化物颗粒”是同义使用的。该混合氧化物颗粒通常是以聚集的初级颗粒的形式存在的。BET表面积是根据DIN ISO9277测定的。大孔体积(Hg孔隙率计法)是根据DIN66133测量的。d50获自体积-平均尺寸分布的累积分布曲线。这通常是通过激光散射法来测量的。在本专利技术中，这里所用的仪器是由Cilas制造的Cilas 1064仪。d50是50%的混合氧化物颗粒A处于所述尺寸范围时的值。d90是90%的混合氧化物颗粒A处于所述尺寸范围时的值。d99是99%的混合氧化物颗粒A处于所述尺寸范围时的值。本专利技术的混合氧化物颗粒A的d90可以优选是1-10μm，特别优选2-5μm。本专利技术的混合氧化物颗粒A的d99可以优选是3-15μm，特别优选4-8μm。在本专利技术中，多峰性是在柱状图中具有两个或者更多个明显可辨别的最大值的粒度分布。双峰粒度分布是一种具有正好两个最大值的经常的分布。在本专利技术一种具体的实施方案中，混合氧化物粉末A具有双峰或者三峰粒度分布。有利的是这里在0.1-1μm的范围具有一个最大值，和在双峰粒度分布的情况中在2-8μm的范围具有一个最大值，或者在多峰粒度分布的情况中在2-8μm的范围具有多个最大值。此外，有利的是在0.1-1μm范围的最大值占体积-平均尺寸分布的小于50%。本专利技术进一步提供一种制备该混合氧化物A的方法，其中a)将溶液流通过雾化器气体进行雾化来产生气溶胶，该溶液在每种情况中含有包含按所需化学计量比的锂、钴、锰和镍的混合氧化物组分的至少一种金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.25 EP 10167337.41.混合氧化物，其组成为LixMn0.5-aNi0.5-bCoa+bO2，特征在于
a)0.8≤x≤1.2，
0.05≤a≤0.3，
0.05≤b<0.3，
-0.1≤a-b≤0.02和
a+b<0.5，
b)该混合氧化物的BET表面积是3-20m2/g，
c)多峰粒度分布，和
d)d50小于或者等于5μm。
2.根据权利要求1的混合氧化物，特征在于该多峰粒度分布是双峰或
者三峰粒度分布。
3.根据权利要求1或者2的混合氧化物，特征在于该粒度分布在0.1-
1μm的范围内具有最大值和在2-8μm的范围内具有一个或多个最大值。
4.根据权利要求3的混合氧化物，特征在于在0.1-1μm范围内的最大值
占体积平均粒度分布的小于50%。
5.制备权利要求1-4任一项的混合氧化物的方法，特征在于
a)将溶液流通过雾化器气体进行雾化来产生气溶胶，其中该溶液在每
种情况中含有包含按所需化学计量比的锂、钴、锰和镍的混合氧化物组分
的至少一种金属化合物，其中
a1)该金属化合物的溶液浓度是至少10重量%，其是在每种情况中以
金属氧化物来计算，
a2)溶液的质量流/雾化器气体的体积流的比率是至少500，其单位
是g溶液/标准m3雾化器气体，和
a3)平均液滴尺寸是100μm或者更低，
b)将该气溶胶在反应空间通过获自燃料气体和含氧气体的火焰来反
应，并且氧的总量足以至少完成该燃料气体的反应和该金属化合物的反
应，
c)冷却该反应流，和
d)将固体产物随后与反应流分离。
6.根据权利要求5的方法，特征在于气溶胶进入反应空间的平均出口
速度是至少50ms，并且该反应混合物在反应空间中的平均速度是0.1ms-1-
10ms-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·卡图希奇，P·克雷斯，J·齐默尔曼，J·迈尔，HO·阿斯巴尔，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。