[发明专利]用于制备含锂的混合氧化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过喷雾热解方法制备含锂的混合氧化物的方法。 

背景技术

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1-5μm，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LiM_1/6Mn_11/6O₄(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0.45mol/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[Ni_1/3Mn_1/3Co_1/3]O₂。 

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LiNi_0.8Co_0.15Mn_0.05O₂。 

Pratsinis等人(Materials Chemistry and Physics 101(2007)372-378)描述了用于制备LiMn₂O₄、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，其中将锂和锰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，本发明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。 

发明内容

本发明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。 

本发明方法特别适于制备BET表面积为0.05-100m²/g，优选为1-20m²/g的混合氧化物。按照DIN ISO 9277测定BET表面积。 

在本发明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。