| 主权项 |
1.一种制备一化学式为Li1+xMn2-xO4之具有一尖晶石型结构之单相锂化氧化锰插入化合物的连续方法,包含下列步骤:(a)基于该锂化氧化锰化合物,将总计有氢氧化锂或锂盐与一氧化锰或一锰盐充份混合;(b)将充份混合之化合物放入一反应器;(c)持续地于此反应器内搅拌此混合化合物;(d)将反应器内之已搅拌之混合化合物于含空气或过量氧之气氛下,自摄氏650度至摄氏800度之温度下加热一段不超过4小时之时间;(e)形成一Li1+xMn2-xO4尖晶石结构插入化合物;以及(f)将此已反应产物于不超过2小时之时间内冷却至摄氏200度;其中x系自0.022至0.125,且a轴之晶格参数系8.235A,或更小。2.根据申请专利范围第1项之方法,另包含将该已反应产物冷却至摄氏100度以下。3.根据申请专利范围第1项之方法,另包含在该冷却步骤之后,将该已冷却产物自反应器移出之步骤。4.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤(a)系藉一旋转鼓状混合机进行。5.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤(a)系藉一球状磨粉机进行。6.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤(a)系藉一振动磨粉机进行。7.根据申请专利范围第6项之方法,其中步骤(a)系藉一喷射磨粉机进行。8.根据申请专利范围第1项之方法,其中该进料步骤(b)系藉一螺旋进料机进行。9.根据申请专利范围第1项之方法,其中该进料步骤(b)系藉一气动输送带进行。10.根据申请专利范围第1项之方法,其中该进料步骤(b)系藉一脉动气体喷射进行。11.根据申请专利范围第1项之方法,其中于步骤(c)时,该气氛系持续充入一空气、氧气或含过量氧气之气流。12.根据申请专利范围第1项之方法,其中于步骤(c)时,该气氛系持续充入一含过量氧气之逆向气流。13.根据申请专利范围第1项之方法,其中该反应器系一水平式旋转管状物,具有一较入口端稍低之出口端。14.根据申请专利范围第1项之方法,其中该反应器系一具旋转螺旋之水平锻烧炉。15.根据申请专利范围第1项之方法,其中该反应器系一流体床。16.根据申请专利范围第1项之方法,其中该反应器系一已加热之振动输送带。17.根据申请专利范围第1项之方法,其中该反应器系一具垂直旋转炉床之阶式蒸发器。18.根据申请专利范围第1项之方法,其中该加热步骤系于2小时或更短时间内进行。19.根据申请专利范围第1项之方法,其中该加热步骤系于1个半小时或更短时间内进行。20.根据申请专利范围第19项之方法,其中该加热步骤之温度系自摄氏700度至800度。21.根据申请专利范围第1项之方法,包括于步骤(d)时持续充入一含空气、氧气或含过量氧气气氛之气流。22.根据申请专利范围第21项之方法,其中该持续充入气体系具一空气逆向气流。23.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于一具旋转螺旋之水平锻烧炉内进行。24.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于一流体床内进行。25.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于一旋转炉内进行。26.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于一已加热之振动输送带内进行。27.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于一具垂直旋转炉床之阶式蒸发器内进行。28.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于1个半小时或更短时间内进行。29.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于小于1个半小时之时间内进行。30.根据申请专利范围第1项之方法,其中该冷却步骤系于逐渐较冷温度之多个区域内进行。31.根据申请专利范围第30项之方法,其中该冷却步骤系于至少两区域内进行。32.根据申请专利范围第31项之方法,其中于每个逐渐冷却区域内之温度至少较前一区域之温度低摄氏90度。33.根据申请专利范围第32项之方法,其中该逐渐冷却区域之温度为:摄氏725度、625度及525度。34.根据申请专利范围第32项之方法,其中该逐渐冷却区域之温度为:摄氏800度、650度及500度。35.根据申请专利范围第32项之方法,其中该逐渐冷却区域之温度为:摄氏750度、600度及450度。36.根据申请专利范围第32项之方法,系用以制备一化学式为Li1+xMn2-xO4之尖晶石结构锂化插入化合物,其中该已冷却产物系藉允许产物吸收氧而加以退火。37.根据申请专利范围第36项之方法,其中该已冷却产物系藉允许该产物吸收最大量之氧而加以退火。38.根据申请专利范围第1项之方法,其中于该冷却步骤时,该气氛系持续充入一含空气、氧气或过量氧气气氛之气流。39.根据申请专利范围第38项之方法,其中于该冷却步骤时,该气氛系持续充入一空气逆向气流。40.根据申请专利范围第1项之方法,其中该氧化锰或锰盐系选自包含MnO2(不论系电解或化学制备成)、MnCO3.Mn2O3.Mn3O4.MnO、醋酸锰及其混合物。41.根据申请专利范围第1项之方法,其中该氧化锰在步骤(a)之前系已先经热处理过。42.根据申请专利范围第1项之方法,其中该氢氧化锂或锂盐系选自包含LiOH、Li2CO3.LiNO3及其混合物与其氢氧化物。43.根据申请专利范围第41项之方法,其中该电解产生之MnO2于其合成期间系藉LiOH或NH4OH将之中和。44.一种合成一具尖晶石型晶体结构及8.235A或更少之a轴晶格参数的氧化锂锰的方法,包含由微细分割固体状之至少一选自包含LiOH、Li2CO3.LiNO3及其混合物之氢氧化锂或锂盐,及一选自包含MnO2.Mn2O3.MnCO3.Mn3O4.MnO、醋酸锰及其混合物之氧化锰或锰盐形成一紧密混合物;及于一反应器内、一逆向空气之持续充入气体下持续搅拌并加热该混合物,于一自摄氏650度至800度之温度范围内,持续不超过4小时之时间,以使该些化合物与彼此反应。45.根据申请专利范围第44项之方法,其中该混合物之加热系于空气中、自摄氏700度至800度之温度下进行,该混合物系于最高温持温少于2小时之时间。46.根据申请专利范围第44项之方法,其中该氧化锰系于形成该混合物前即已先热处理过。47.一种具尖晶石晶体结构之氧化锂锰,根据申请专利范围第44项之方法合成而得。38.根据申请专利范围第44项之方法,其中该氧化锂锰具有化学式Li1+xMn2-xO4,其中x系自0.022至0.2。49.根据申请专利范围第48项之方法,其中该Li1+xMn2-xO4具有一(Mn2)O4(Mn2)O4n-1之网状结构,其中其Mn离子之数量因化学计算値不同而异。50.根据申请专利范围第1项之方法,其中在该冷却步骤前另包含额外步骤:(i)将该产物自该反应器移出;以及(ii)将该已反应产物转移至一独立容器。51.一种制备一化学式为Li1+xMn2-xO4之具有一尖晶石型结构之单相锂化氧化锰插入化合物的方法,藉包含下列步骤之批式制程完成:(a)基于该锂化氧化锰化合物,依化学计算数量将一氢氧化锂或锂盐与一氧化锰或一锰盐充份混合;(b)将该充份混合之化合物放入一反应器;(c)持续地于此反应器内搅拌此混合化合物;(d)将反应器内之已搅拌之混合化合物于含空气或过量氧之气氛下在摄氏650度至摄氏800度之温度下加热一段不超过4小时之时间;(e)形成一Li1+xMn2-xO4尖晶石插入化合物;以及(f)将此已反应产物于不超过2小时之时间内冷却至摄氏100度;其中x系自0.022至0.200,且a轴之晶格参数系8.235A,或更小。52.根据申请专利范围第51项之方法,其中该冷却容器系一具旋转螺旋之水平锻烧炉。53.根据申请专利范围第51项之方法,其中该冷却容器系一流体床。54.根据申请专利范围第51项之方法,其中该冷却容器系一已加热之振动输送带。55.根据申请专利范围第51项之方法,其中该冷却容器系一具垂直旋转炉床之阶式蒸发器。56.根据申请专利范围第51项之方法,其中该冷却容器系一旋转炉。57.根据申请专利范围第51项之方法,其中该冷却步骤系于1个半小时或更短时间内进行。58.根据申请专利范围第51项之方法,其中该冷却步骤系于短于1个小时之时间内进行。59.根据申请专利范围第1项之方法,其中该加热步骤(d)系于逐渐变暖温度之多个区域内进行。60.根据申请专利范围第59项之方法,其中该加热步骤系于至少四区域内进行。61.根据申请专利范围第60项之方法,其中于每个逐渐加热区域内之温度至少较前一区之温度高摄氏25度。62.根据申请专利范围第59项之方法,其中该已搅拌之混合化合物至少维持于每个区域内经30分钟。图式简单说明:第一图系图示本发明之制程中所使用连续反应器之较佳具体实施例之部份截面视图;第二图系第一图之该反应器外壳之横截面视图;第三图系一非水性实验电池之横截面视图;第四图[样品B]显示Li1+xMn2-xO4尖晶石之x射线绕射图案,系以LiOH及EMD于旋转炉内在摄氏735度、空气中(2小时)加热,并于实验旋转炉内氧气中缓慢冷却(2至1/2小时)。第五图[样品C]显示Li1+xMn2-xO4尖晶石之x射线绕射图案,系以LiOH及EMD于旋转炉内在摄氏725度、空气中(2小时)加热,并于炉内空气中缓慢冷却(1至1/2小时)。第六图[样品D]显示Li1+xMn2-xO4尖晶石之x射线绕射图案,系以Li2CO3及EMD于旋转炉内在摄氏725度、氮气中(1至1/2小时)加热,并于空气中冷却。第七图[样品E]显示控制Li1+xMn2-xO4尖晶石之x射线绕射图案,系以Li2CO3及EMD于静止床内在摄氏725度、空气中(2小时)加热,并于空气中冷却。第八图[样品I]显示控制Li1+xMn2-xO4尖晶石之x射线绕射图案,系以LiOH及EMD于静止床内在摄氏725度、空气中(2小时)加热,并于空气中冷却。第九图[样品K]显示控制Li1+xMn2-xO4尖晶石之x射线绕射图案,系以Li2CO3及EMD于静止床内在摄氏725度、空气中(24小时)加热,并缓慢冷却(36小时)。第十图[样品C]显示尖晶石两次以上之循环曲线(电压对时间)。第十一图[样品K]显示放电能力对循环次数之典型曲线,以显示(至少平方)获得50次消逝率之方法。 |
