[发明专利]组合物及其制备方法

说明书

相关专利申请

本申请要求对2009年8月28日提交的美国临时专利申请No.61/237,767的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

发明领域

本发明一般性地涉及组合物以及形成其的方法。在一些实施方案中，所述组合物包含锂基化合物，该化合物可在电化学池(electrochemical cell)(包括电池(battery))中用作电极材料。

发明背景

化合物可在固相反应中生成，其中通过加热至足够高温度并持续足够的时间使前体发生反应。锂基化合物，例如锂金属磷酸盐(如LiFePO₄)和锂金属氧化物(如LiMnNiO₂)，可用固相反应制得。这些锂基化合物可用于电化学池(例如电池)中。可对所述化合物进行处理，例如形成用于形成电池之电极(如阳极，阴极)的粉末。本领域中需要提高电池中的电化学性能，包括提高充电/放电速率，增加功率密度和延长运行寿命。

研磨处理(milling process)通常运用研磨介质来粉碎或击打产品材料，使之尺寸更小。例如，产品材料可以以具有相对大颗粒的粉末形式提供，研磨处理可用来减小所述颗粒的尺寸。一些处理可涉及对锂基化合物的研磨。

研磨介质可具有多种尺寸和形状。在典型研磨处理中，研磨介质在称为磨机(mill)的设备(如球磨机、棒磨机、磨矿机(attritor mill)、搅拌介质磨机(stirred media mill)、砾磨机(pebble mill))中使用。磨机通常按照如下进行操作：通过将产品材料分布于研磨介质周围，以及旋转使得研磨介质之间发生碰撞，其导致产品材料颗粒破碎成更小的尺寸，以产生经研磨的颗粒组合物。

发明内容

本发明提供了组合物及其形成方法。

一个方面，本发明提供了一种方法。该方法包括将第一前体与第二前体反应形成经部分反应的组合物。该方法还包括使用研磨步骤处理所述经部分反应的组合物。

从下述详细描述，并结合附图，本发明的另一些方面、实施方案和特征将更清楚。附图为示意性的，而非按比例绘制。为清楚起见，不是每种组分均在每个附图中标出，在对于本领域技术人员理解本发明来说示例并非必需时，也未显示每个实施方案中的每种组分。本文引用的所有专利申请和专利通过引用以整体并入本文。在存在冲突时，以本申请为准，包括定义。

附图说明

图1为实施例1所述的经部分反应的磷酸铁锂组合物的XRD曲线。

图2-4为实施例1所述的经完全反应的磷酸铁锂组合物的XRD曲线。

发明详述

下面描述用于制备化合物的处理过程(process)。所述处理过程一般涉及提供前体(如前体颗粒)并使它们部分地反应形成经部分反应的组合物。然后进一步处理所述经部分反应的组合物，例如减小颗粒尺寸。在一些实施方案中，使用研磨处理来减小颗粒尺寸，如下文进一步描述。在一些情况下，经研磨的组合物随后可经历第二反应步骤，形成最终反应产物组合物。在一些情况下，经部分反应的组合物本身可在研磨处理中转变为最终反应产物。在一些实施方案中，最终组合物是锂基化合物。此类锂基化合物可用于多种不同应用，包括能量储存、能量转化和/或其他电化学应用。在一些实施方案中，所述组合物特别适用于电池的电极材料。