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TW434187B - A process for preparing a spinel type of lithium manganese complex oxide - Google Patents

A process for preparing a spinel type of lithium manganese complex oxide Download PDF

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TW434187B
TW434187B TW087106915A TW87106915A TW434187B TW 434187 B TW434187 B TW 434187B TW 087106915 A TW087106915 A TW 087106915A TW 87106915 A TW87106915 A TW 87106915A TW 434187 B TW434187 B TW 434187B
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water
spinel
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aqueous solution
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TW087106915A
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Inventor
Hidetoshi Inoue
Kazuhiko Kikutani
Hitoshi Machimura
Yukio Matsubara
Original Assignee
Fuji Chem Ind Co Ltd
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Description

4341 87 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明(1 ) 技術領域 本發明係有關一種改善高溫下(5 0°C以上)之充放 電循環特性之尖晶石型鋰錳複合氧化物之製造方法及由該 方法所製得之尖晶石型鋰錳複合氧化物所構成之鋰離子蓄 電池用正極活性物質。 ‘· 背景技術 近年、隨著小型電子機器之小型化、攜帶方便而越來 越需要質輕、且具有高能量密度之鋰蓄電池。其中可成爲 4 V系鋰離子電池之正極材料之尖晶石型L i Μη 2〇4因 錳原料之資源豐富、且價廉、故作爲電動車等之汎用品用 之電池材料而備受釅目。 尖晶石型L iMn2〇4爲具有較高之電池容量的材料 、但在充放電之循環特性、特別是高溫下(5 0°C以上) 之循環特性、或Μη在電解液中溶離等方面仍有問題。 爲了解決這種問題而提案以其他的金屬取代尖晶石型 L i Μη2〇4結構中之Μη的一部分。因爲6個方向配置 氧之Μη 〇6八面體其位於結構中心之Μη之離子半徑大、 故位於八面體外側之氧原子間之間隙增加、造成構造不安 定、但以小於Μ η之離子取代位於八面體中心之離子、使 氧原子間之間隙減少、塡蜜性更佳、結構安定。希望對於 電解液之反應性降低、Μη在電解液中溶離明顯減少。 以其他的金屬取代Μ η之一部分之複合氧化物之製造 方法、例如有以A 1取代的方法(特開平4 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾率(CNS ) A4洗格(210X297公釐) 4341 87 A7 £7_ 五、發明説明(2 ) 289662號公報、特開平2-220358號公報) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、以B取代的方法(特開平8—195200號公報)、 或以Cr 、Fe取代的方法(特開平9 — 245836號 公報)等、但這些的製造方法皆係將不溶於水之Mn之氧 化物或氫氧化物與其他之金踴成分以粉末混合後、予以煅 燒、所謂的乾式法、故無法得到欲取代之金屬均勻固溶於 Μη者《因此、仍無法得到能充分解決l i Μη2〇4之缺 點之充放電之循環特性、特別是高溫下(5 0°C以上)之 充放電循環特性、或Μη在電解液中溶離等問題之製造方 法《 又Μ η系蓄電池作爲電動車等或筆記型電腦等之電源 材料而受矚目、但這些物品常用於高於室溫之高溫環境下 、故期待改善高溫之充放電之循環特性》 發明之揭示 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 本發明之目的係提供一種以其他的金屬使Μ η的一部 分產生固溶、改善在高溫(5 0°C以上)環境下之充放電 循環特性之尖晶石型鋰錳複合氧化物之製造方法及由此方 法所製得之尖晶石型鋰錳複合氧化物所構成之鋰離子蓄電 池用正極活性物質》 本發明人等爲了解決上述問題而精心硏究的結果、發 現藉由本發明之製法所製得之以一般式(I ) L ί X Μ Π ( 2 - y ) M y 1 B y 2 Ο 4 (I) -5- 本紙張尺度通用中國固家標準< CNS > A4说格(210X297公釐〉 434187 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明(3) (式中Μ爲至少一種選自由A 1 、C r、F e ' N i 、Co、Ga及Mg所成群、x係表示Ο . 1 . 1、y係表示y = yi + y2、y、yi、y2係分別表 示 〇 . 002$y$〇 . 5 - 0 ^ y 1 < 0 · 5' 〇 . 〇02$y2$〇 . 1)及上述一般式(I)中、y2 爲〇時之一般式(la) L i χΜη c2-y)My〇4 (la) (式中M、x係與上述同義、y係表示〇 . 〇〇 2$ y S 0 . 5 )表示之类晶石型鋰錳複合氧化物可解決上述 問題。再以至少一種選自由Al、Cr、Fe、Ni、
Co、Ga及Mg所成群之金屬取代Μη之一部分、使之 產生均勻之固溶物、將此物質作爲鋰離子蓄電池用正極活 性物質使用時、發現可改#高於常溫之高溫(5 0°C以上 )環境下之充放電特性、本發明係依此見解而完成者。 換言之、本發明係以一般式(I ) L ί χΜΠ (2-y)MylBy2〇4 (I) (式中M爲至少一種選自由A 1 、C r、F e、N i 、Co、Ga及Mg所成群、x係表示〇 · 9$x蕊 1 . 1、y係表不y = yi + y2、y、yx、y2係分別表 玉纸張用 CNS ) ( 2丨GX297公釐)~~^ :V------<訂------一 - * -. {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 434187 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 A7 B7 五、發明说明(4) 示 0 .002^yS0 · 5、0Syi<0 · 5、 〇 . 〇〇2Sy2客0 . 1)表示之尖晶石型鋰錳複合氧化 物之製造方法中、將以一般式(π) Μη2 + (ΐ·ί)Μρ + »(〇Η)ΐ2·(2·ρ)>·"ΐΐ(Α,,')Ί* mH2〇( Π ) (式中Μρ +爲至少一種選自由A 1 3 +、C r 3 +、 Fe3+、Ni2+、Co2+、Ga3 +及 Mg2 +所成群之 p 價(p = 2 — 3)之金屬陽離子、An_爲NO〆、C 1 — 、B r-、C Ο 3 2 ' S Ο 4 2 ' ' CHCOO_ 等 n 價之( η二1 — 2)之陰離子、a、z及m係分別表示 〇 . 25、0 . 〇3<z<〇 . 3、0<m)表示之複合 氫氧化錳化合物、在水媒介物下、使之產生懸浮、添加含 硼酸離子之水溶液、添加水溶性鋰化合物使水媒介物中對 於全金屬之以莫耳比表示之L i / (Mn + B)之莫耳比 =0 . 45_〇 · 55〔但限於一般式(I I)中 a = 〇 的情形〕或L i / (Mn+M+B)之莫耳比=〇 . 45 一0·55的範圍內、將製得之漿料使用噴霧或冷凍乾燥 、以6 0 0 - 9 0 〇°C進行煅燒爲特徵之尖晶石型鋰錳複 合氧化物的製造方法、及上述—般式(I )中、72爲〇時 以一般式(I a ) L ixMn(2 y)My〇4 (la) 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS ) A4規格(2〗0X297公釐) (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4341 8 Α7 Β7 五、發明説明(5) (式中M、X係與上述同義、y係表示0 . 002S y各0 . 5 )表示之尖晶石型鋰錳複合氧化物之製造方法 中、添加以一般式(Π a )
Mn2 + d- a)Mp »(OH)i2-{2-p)t-nzj(A,,, )i · mH2〇( Π a) (式中Mp +爲至少一種選自由A 1 3 +、C r 3 +、 Fe3+、Ni2+、Co2+、Ga3 +及 Mg2+所成群之 p 價(p = 2 — 3)之金屬陽離子、AnlN03_、Cl 、Br 、C〇32-、S〇42—、CHCOO—等 n 價之( n = l — 2)之陰離子、a、z及m係分別表示 〇 . 25、0 . 03<z<〇 . 3、0<m)表示之複合 氫氧化錳化合物及水溶性鋰化合物、使水媒介物中、L i /(Mn+M)之莫耳比=〇 . 45 — 0 . 55、將製得 之漿料使用噴霧或冷凍乾燥、以6 0 0 — 9 0 0°C進行锻 燒爲特徵之尖晶石型鋰錳複合氧化物的製造方法。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之製造方法具有以下兩個特徵。第一個特徵係 合成一種在一般式(I )中時或一般式(I a )中 、將上述以Μ表示之金饜、即至少一種選自A 1、Cr、 Fe、Ni 、Co、Ga及Mg之金屬與氫氧化錳固溶或 結合於氫氧化錳之複合氫氧化錳化合物(I I )或( I I a)。藉由合成這種複合氫氧化錳化合物時、能使上 述以Μ表示之至少一種之金屬陽離子均勻固溶或結合於煅 燒前之Μη之狀態下、進行锻燒。又其特徵係在於合成一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > Α4規格(210Χ297公釐)""" 434187 A7 B7 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印製 五、發明説明(6) 般式(I)中yi = 0時、以一般式(I I)表示之化合物 中以 Μ η 2 + (OH) C 2 - π z ) ( A π ) z · mH2〇 表示之 氫氧化錳鹽。 一般,式(I )中將上述合成所得之複合氫氧化錳化合 物經過濾、水洗、懸浮於水中、添加含硼酸離子之水溶液 、可得到含B之漿料《藉此製法能將B均勻添加至上述複 合氫氧化錳化合物之一次粒子中。更進一步、藉由在水媒 介物中將水溶性鋰化合物添加於含B之上述漿料中、經乾 燥、煅燒能容易得到以一般式(I )表示之均勻固溶之尖 晶石型鋰錳複合氧化物。 一般式(I a )中將上述合成所得之複合氫氧化錳化 合物經過濾、水洗、懸浮於水中、藉由在水媒介物中添加 水溶性鋰化合物、經乾燥、煅燒能容易得到以一般式( I a )表示之均勻固溶之尖晶型鋰錳複合氧化物。 本發明之複合氧化物係明顯改善L i Μη 2〇4之缺點 之循環特性、特別是室溫以上之較高溫度(具體而言爲 5 0°C以上)之充放電特性等、將本發明之複合氧化物作 爲鋰離子蓄電池用正極活性物質使用才能解決前述各種問 題。 第二特徵係將由上述複合氫氧化錳化合物(I I )或 (I I a )與水溶性鋰化合物所製得之漿料、經噴霧乾燥 或冷凍乾燥的方法予以乾燥之。噴霧乾燥係以噴嘴或圓盤 噴霧器將漿料予以噴霧、瞬間乾燥、故複合氫氧化錳化合 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2丨OX 297公釐) 經濟部中央標準局員工消费合作社印笨 A7 _B7___ 五、發明説明(7 ) 物(I I)或(I la)、硼酸離子及水溶性鋰化合物能 以一次粒子均勻分散的狀態下乾燥、形成均勻的組成物。 又藉乾燥時之熱能可得到極佳之一般式(I )、( i a ) 之前驅物質。因此、藉此锻燒時、可得到目的物之尖晶石 系均勻固溶體且不會附帶產生Μη 2〇3等之雜質、同時能 得到與第一特徵相同、改善循環特性、特別是較高溫度之 充放電特性之均勻固溶體》藉由冷凍乾燥時、複合氫氧化 錳化合物(I I)或(I la)、硼酸離子及水溶性鋰化 合物能以一次粒子均勻分散之組成物均勻性高的狀態下乾 燥、可得到極佳之以一般式(I )、( I a )之複合氧化 物之前驅物質。 上述漿料之乾燥方法例如有噴霧乾燥或冷凍乾燥法、 由球狀造粒性、組成物之均勻性的觀點來看、以能夠瞬間 乾燥、且能夠得到大量球狀物之噴霧乾燥法較理想。 爲了提高鬆密度也可在利用壓縮成型等之方法成型後 進行煅燒。乾燥物之壓縮成型時、噴霧乾燥物特別適合工 業上之乾燥物之壓縮成型。 乾燥之前的氣氛無特別限制、可在非氧氣氛下例如氮 氣氛下進行乾燥。在非氧氣氛下進行乾燥可抑制Mn 3 +之 生成、容易得到目的之氧化物固溶體。合成時含有還原劑 例如氫化硼鋰、氫化硼鉀、氫化硼鈉等之無機系還原劑、 抗壞血酸等之有機系還原劑時、與非氧氣氛相同可抑制 Mn3 +之生成、容易得到目的之氧化物固溶體。還原劑的 添加量無特別限制、通常爲反應體積之1 - 1 0重量%。 本紙張尺度逋用中國镯家標牟(CNS ) Α4规格(2丨0Χ297公釐)-1〇 - {請先聞讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂 經濟部中央榡準局負工消費合作社印製 43 41 A7 B7 五、發明説明(8 ) 水溶性鋰化合物係使用含有锻燒時會揮發之陰離子者 較理想。水溶性鋰化合物例如氫氧化鋰、銷酸鋰、草酸鋰 或這些的水合物等係煅燒時會揮發之陰離子、故較理想。 本發明可自這些化合物中任選一種以上來使用。 B例如有硼酸、硼酸易溶於水。 本發明用於製造以一般式(I) 、(la)表示之尖 晶石型鋰錳複合氧化物之上述一般式(I I )、( I I a )表示之氫氧化錳化合物可由以下之製造方法製得。 換言之、一般式(I I)之a尹〇及一般式(I la )在水媒介物下、調製Μη之水溶性鹽與以Μ表示之金屬 之水溶性鹽的混合水溶液、使Μ / (Μη + Μ)原子比成 爲0 . 001-0 · 25、同時添加該混合水溶液與鹸水 溶液使pH爲8以上、進行反應、製得之反應生成物經過 濾、水洗的方法得到上述以一般式(I I ) 、( I I a ) 表示之氫氧化錳化合物。或一般式(I I )中a = 〇時、 調製Μ η之水溶性鹽水溶液、在攪拌狀態下添加鹼於該水 溶液中、使ρ Η保持8以上、進行反應、製得之反應生成 物經過濾、水洗的方法得到上述一般式(II)、( I 1 a )表示之氫氧化錳化合物。這些化合物可直接或懸 浮於水中再用於後續之步驟。在非氧氣氛下、例如使氮氣 產生氣泡的狀態下、強力攪拌下進行上述反應、反應溫度 爲2 5 °C、停留時間爲3 0分鐘時特別理想。 本發明用之鹼係鹼金屬類之氫氧化物等、例如氫氧化 鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰等。理想爲氫氧化鈉。 本紙張尺度速用中國國家標準(CNS )人4規爲(210 乂 297公釐^~~ ΪΤ - (诗先閲讀背面之注意事項再填寫本页) -* 4341 87 Α7 Β7 五、發明説明(9) ---------Γ. 一·------訂 , - . · {請先閲讀背面之注^^項再填寫本頁) 一般式(I I)或(I la)中係表示η價之陰 離子、例如 N〇3_、C 1_、Β γ_、CH3COO 、 C〇32_、S042 —等之陰離子β理想爲NO〆、 C 〇 3 2 _。 本發明製造用之以Μ表示之各種金屬化合物只要是水 溶性之化合物則無特別限制。例如有由金屬之碳酸鹽、金 屬之硝酸鹽、有機金屬錯合物所產生之金屬化合物等。理 想爲以下所示者。例如錳之水溶性鹽有硫酸錳、硝酸锰、 氯化錳等、Α1之水溶性鹽有氯化鋁等、C r之水溶性鹽 有硝酸鉻9水合物等、F e之水溶性鹽有氯化鐵、硝酸鐵 9水合物等、N i之水溶性鹽有硝酸鎳、C 〇之水溶性鹽 有硝酸鈷6水合物等、Ga之水溶性鹽有硝酸鎵、Mg之 水溶性鹽有氯’化鎂等。 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 本發明中作爲出發原料使用之氫氧化錳化合物(I I )或(I I a )可由如下述所謂種循環反應方法製得》換 言之、例如使用幫浦將各一定量之Μ η之水溶性鹽及含有 以 M(A1 、Cr 、Fe 'Ni 、Co、Ga 及 Mg 中之· 一種)之水溶液或Μη之水溶性鹽與鹼水溶液連續供給含 溢流之反應槽、攪拌狀態下,在ΡΗ8以上產生反應、將 溢流後之反應生成物漿料導入增粘器中、以增粘器濃縮之 漿料爲種、連續返回反應槽之製造方法。依據此製造方法 可容易製得鬆密度爲約2以上之氫氧化錳化合物之固溶體
Q 可在大氣中、氧過剩氣氛下進行煅燒、但在大氣下進 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210X297公ίΐ~ 12 4341 87 A7 B7五、發明説明(1〇) 行煅燒較理想β 煅燒溫度爲600 — 900 °C、理想爲700 — 8 0 0 °C、更理想爲7 5 0 °C。6 0 0 °C以下則無法得到 具有足夠電池容量者、超過9 0 0 °C時、生成物易被分解 。煅燒之氣氛不需要特別控制、在大氣下即可。 煅燒時間無特別限制爲1小時以上、理想爲5 _ 2 0 小時 '更理想爲約1 0小時。爲了提高煅燒後之鬆密度時 、可在利用壓縮成型等之方法成型後進行煅燒》 如上述製得之本發明之以般式(I )'( I a ) {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) L 1 ί * M r 1 C 2 - y ) M y 1 B y 2 0 4 (I ) L i l x M r 1 ( 2 - y ) M y 0 4 (I J a ) 經濟部中央標牟局員工消費合作社印製 表示之尖晶石型鋰錳複合氧化物可作爲鋰離子蓄電池 用正極活性物質使用。 本發明之正極活性物質之電池試驗係依據後述之試驗 例的方法製作試驗用電池、然後進行試驗。將製得之試驗 用電池放入6 0°C之恆溫槽內、進行充放電以確認在高溫 (5 0°C以上)環境下之充放電特性的改善。 將本發明之尖晶石型鋰錳複合氧化物用於正極活性物 質之鋰離子蓄電池之負極可使用能夠吸留釋放鋰金屬、鋰 合金或鋰的化合物。鋰合金例如有鋰/錫合金、鋰/鋁合 金、鋰/鉛合金等。又能夠吸留釋放鋰的化合物例如有石 墨等。 本紙張尺度速用中國國家標準(CNS )八4规格(210X297公釐) Ί3 4341 8? A7 B7 五、發明说明(11) 電解液無特別限制、例如至少可使用碳酸丙烯酯、碳 酸二乙酯等之碳酸酯類,環丁碼、二甲基亞碾等之環丁碼 類、r 一丁內酯等之環內酯類、乙二醇二甲醚等之醚類之 有機溶劑.中之一種。 電解.質無特別限制、例如可使用將過氯酸鋰、四氟化 硼鋰、六氟化磷酸鋰、三氟甲烷磺酸鋰等之鋰鹽中之至少 一種溶於上述溶劑者、或可使用無機系及有機系之鋰離子 導電性之固體電解質等。 實施發明之最佳形態 以下利用實施例更具體說明本發明》 實施例1 經濟部中央樣準局員工消費合作社印裝 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 調製2 . Omo 1/1之硝酸錳與硝酸鋁之混合水溶 液100ml 、使Al/(Mn+AI)之原子比成爲 0 · 05、將此混合液添加於40 .mo 1/1之氫氧化 鈉水溶液1 0 〇m 1中。在氮氣氣泡產生及強力攪拌下進 行反應、反應溫度爲2 5 °C。將製得之反應液在但氣氛下 經過濾、水洗後、懸浮於水中可得到以組成式 Mn〇 .94lA 1 0-051 (OH) 1-9 8 8 (NOa) 0.047 • 0 . 10H2O表示之lmo 1/1之漿料。(此組成式 係取出反應生成物之一部分、再以1 1 0°C乾燥一晚所成 者、其他實施例也相同)。將對於該懸浮液之(Mn + A 1 )而言原子比相當於L i / (Mn+A 1 )= 本紙張尺度適用中國國家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A7 B7 經濟部中央榡準局員工消費合作社印策 五、發明説明(12) ' 0 _ 51之3 . Omo 1/1氫氧化鋰水溶液滴下、使之 產生反應後、進行噴霧乾燥。在保持非氧化性氣氛(氮氣 氛)的環境下進行由洗淨至乾燥之操作。將製得之乾燥凝 膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製T F -6 3 0型)在大氣下7 50 °C、锻燒1 0小時、以瑪瑙乳 缽粉碎得到以組成式 L ϊ 0·997ΜΠΐ-9〇7Α 1 0.093 Ο 4 表示之粉體。 製得之粉體之X射線衍射圖之波峰全部屬於尖晶石型 LiMri2〇·!。 晶格常數爲8.16埃。 實施例2 調製2 . Omo 1/1之硫酸錳與硫酸鋁之混合水溶 液中添加對於混合水溶液體積而言爲2% (w/v )之抗 壞血酸、使Α1/(Μη+Α1)之原子比成爲0.05 、及調製2·5mo1/1之碳酸鈉水溶液。同時添加上 述兩種溶液與4 .mo 1/1之氫氧化鈉水溶液、使pH 成爲9、反應溫度爲2 5 °C、停留時間3 0分鐘的條件下 連續反應。將製得之反應液連續送入增粘器中濃縮後、以 原料添加速度2 0倍的速度返回反應槽、換言之、進行種 循環反應。將製得之反應液經過濾、水洗後、懸浮於水中 可得到以組成式MnQ.92〇A 1。.。8。(OH) 2.。。〇 ( c〇3) Q.D4。· 〇 · 1 ih2〇表示之 Imo 1/1 之漿 料。將對於該懸浮液之(Mn+A1)而言原子比相當於 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家揉隼(CNS ) A4規格(210X297公釐) -15- 434187 A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 五、發明説明(13) Β/(Μη + Α1+Β)=0.02 之 1 .Omol/l —H3B〇3 及相當於 L i/ (Mn + A 1 + B)= 0.51量之3.Omo1/1氫氧化鋰水溶液予以滴下 產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥凝膠放入鋁製 舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製TF — 6 3 0型)在大 氣下7 5 0 °C、锻燒1 0小時、以瑪瑙乳缽粉碎得到以組 成式 L i ι.〇ι〇Μηι.8〇〇Α 1。.. 〇ΐ6Β〇.〇4〇4 表不 之粉體。 製得之粉體之X射線衍射圖之波峰全部屬於尖晶石型 L i Μ η 2 Ο 4。 晶格常數爲8 . 1 5埃。 實施例3 除了不使用實施例2之A 1外、其餘操作相同。即、 調製2.Omo1/1之硫酸錳水溶液中添加對於水 溶液體積而言爲2% (w/v )之抗壞血酸、及調製 2.5mo1/1之碳酸鈉水溶液。同時添加上述兩種溶 液與4 . mo 1/1之氫氧化鈉水溶液、使pH成爲9、 反應溫度爲2 5 °C、停留時間30分鐘的條件下連續反應 。將製得之反應液連續送入增粘器中濃縮後、以原料添加 速度2 0倍的速度返回反應槽、換言之、進行種循環反應 。將製得之反應液經過濾、水洗後、懸浮於水中可得到以 組成式 Mni. 000 (OH) 1.954 (C〇3) 0.023* 0.09H2〇表示之lmo1/1之漿料。將對於該懸浮 (請先閲讀背面之注項再填寫本萸) 本紙張尺度適用1f1國國家梯準(CNS ) A#规格(2丨0X297公釐〉 43418? A7 B7 五、發明説明(14) 液之Μη而言原子比相當於B/Mn=〇·02之1.0 mo 1/1—Η3Β〇3 及相當於 L i / (Mn + B)= 0.51量之3.Omo1/1氫氧化鋰水溶液予以滴下 產生反應後 '進行噴霧乾燥。將製得之乾燥凝膠放入鋁製 舟皿內、.使用管狀爐(山田電氣製TF - 6 3 0型)在大 氣下7 5 0 °C、煅燒1 0小時、以瑪瑙乳缽粉碎得到以組 成式 L ί 1.G13MF11.9SqB〇.〇4. 〇4 表不之粉體。 製得之粉體之X射線衍射圖之波峰全部靥於尖晶石型 L i Μ η 2 0 4。 晶格常數爲8 . 17埃- 比較例1 經濟部中央標準局員工消费合作社印裂 ί請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 秤取氫氧化鋰1水合物、二氧化錳及硝酸鋁(皆爲使 用特級試藥、和光純藥製)使A 1/ (Mn+A 1 )原子 比成爲0 · 05、Li/(Mn+Al)原子比成爲 0 . 51、以瑪瑙乳缽充分混合後、將製得之乾燥凝膠放 入鋁製舟皿內 '使用管狀爐在大氣下9 0 0 °C、煆燒1 0 小時 以瑪瑙乳缽粉碎得到以組成式 L i 1.0 04ΜΠΐ.9 0 3Α 1。.。97〇4 表不之粉體。 製得之粉體之X射線衍射圖之波峰全部屬於尖晶石型 L i Μ η 2 0 4 0 晶格常數爲8.20埃。 比較例2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210X297公釐)~ 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印裝 43418) A7 B7 五、發明説明(15) 秤取氫氧化鋰1水合物、二氧化錳及硼酸鋁(皆爲使 用特級試藥、和光純藥製)使Β/ (Μη + B )原子比成 爲 0 . 04、L i / (Μη + Β)原子比成爲 0 . 5 1、 以瑪瑙乳缽充分混合後、將製得之乾燥凝膠放入鋁製舟皿 內、使甩管狀爐在大氣下90 0 t、锻燒1 0小時。以瑪 瑙乳缽粉碎得到以組成式 L i l.。13Mnl.96。B。.。4。0.4表7K之粉體。 製得之粉體之X射線衍射圖之波峰全部靥於尖晶石型 L i Μ η 2 0 4。 晶格常數爲8.20埃。 試驗例1 使用上述實施例1及比較例1之各複合氧化物進行以 下之電池試驗(充放電試驗)。 正極材料係混合上述實施例及比較例所得之2 5 m g 之L i xMn (2-y)My〇4與1 6mg之導電性粘結劑 ΤΑ B - 2、然後在不銹鋦網上壓縮成型得到直徑 1 8mm之顆粒。將此顆粒以2 0 0°C乾燥2小時以上、 作爲正極材料。 負極材料係使用將延壓鋰金屬片壓粘於不銹鋼基盤上 者、隔膜係使用聚丙烯製多孔膜(Cellgard2502 )與玻璃過 減紙。 電解液係使用將lmo 1/1 L i PFe溶解之碳酸 乙酯/碳酸二甲酯(1: 2 )、在氬取代之乾燥箱內組裝 本紙張尺度適用中國_家輾率(CNS ) A4规格(210X297公羞Ί""""·诏_ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 43418? Α7 Β7 五、發明説明(16) 完成試驗用電池。此試驗用電池以〇_4mA/cm2之定 電流密度、3.5 — 4.5 V之間進行充放電。此試驗電池的 結果、初期放電容量(mAh/g)、第50次之充放電 容量(mAh/g )及第5 0次之衰減率(%)如表1所 示a 表1 試料 編號 初期 放電容量 (mAh/g) 第50次 放電容量 (mAh/g) .第50次 衰減率 (%) 實施例1 112.8 111.2 1.4 114.5 113.6 0,6 113.5 ' 112.4 1.0 比較例1 90.6 63.8 29.8 74.5 68.2 8.5 83,7 72.5 13.4 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟.邱中夬標準局員工消費合作社印«- 比較例3 調製l.Omo 1/1之硝酸錳溶液、同時添加此水溶 液與1.Omo1/1之氫氧化鈉水溶液、使pH成爲9 、然後進行連續反應。在氮氣氣泡產生及強力攪拌下進行 反應、反應溫度爲2 5 °C、停留時間爲3 0分鐘。將製得 之反應液經過濾、水洗後、懸浮於水中可得到以組成式 ΜΠΐ.000 (OH) 1.949 (N〇3) 0.051 * 0 · 10 H2〇表示之lmo1/1之漿料。將對於該懸浮液之Μη 本紙張尺度適用中國國家揉皁(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐> 4341S? A7 B7 五、發明説明(17 ) 而言原子比相當於L i/Mn = 〇 · 5 1之3 . Omo 1 / 1氫氧化鋰水溶液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾 燥。在保持非氧化性氣氛(氮氣氛)的環境下進行由洗淨 至乾燥之操作。將製得之乾燥凝膠放入鋁製舟皿內、使用 管狀爐(山田電氣製TF_,6 3 0型)在大氣下7 5 0 °C 、锻燒1 0小時、以瑪瑙乳缽粉碎得到以組成式 L i 表示之粉體。此粉體之X射線 衍射圖如圖2所示。此X射線之波峰全部靥於尖晶石型 L i Μ η 2 0 4。 晶格常數爲8.23埃》 實施例4 經濟部中央橾隼局員工消费合作社印繁 (請先聞讀背面之注^^項再填寫本頁} 調製1.Omo1/1之硝酸錳與硝酸鋁之混合水溶 液、使Α1/(Μη + Α1)之原子比成爲〇 . 〇5。同 時添加此混合水溶液與1.Omo1/1之氫氧化鈉水溶 液、使pH成爲11、然後進行連續反應。在氮氣氣泡產 生及強力攪拌下進行反應、反應溫度爲2 5 °C、停留時間 爲3 0分鐘。將製得之反應液經過濾、水洗後、懸浮於水 中可得到以組成式
Mn〇.95lA 1 0.049 (OH) 1.988 (N〇3) 0.051 • ◦ . 1 ίΗ2 ◦表示之lmo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn + A 1 )而言原子比相當於L ί / (Mn + A 1 ) =〇 . 5 1之量之3 _ Omo 1/1氫氧化鋰水溶 液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐>~:此· 4341 8 7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(18) 凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製TF_ 630型)在大氣下750 °C、椴燒1 0小時、以瑪瑙乳 缽粉碎得到以粗成式 L i D.997Mni.9 0 7A 1。.。99〇4 表币之粉體。 此粉_體之X射線衍射圖如圖2所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型L iMn2〇4。 晶格常數爲8. 21埃。 實施例5 _ 調製1 . 〇mo 1/1之硝酸錳與硝酸鋁之混合溶液 、使A 1/ (Mn+A 1 )之原子比成爲〇 . 05。同時 添加此混合水溶液與1.Omo1/1之氫氧化鈉水溶液 、使pH成爲11、然後進行連續反應。在氮氣氣泡產生 及強力攪拌下進行反應、反應溫度爲2 5 °C '停留時間爲 3 0分鐘。將製得之反應液經過濾、水洗後、懸浮於水中 可得到以組成式
Mn〇.95〇A 1 0.050 (OH) 1.994 ( Ν Ο 3 ) 〇 . 〇 5 6 • 0 . 1〇Η2〇表示之lmo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn+A 1 )而言原子比相當於B/ (Mn + A1) =0 . 02 之 1 . Omo l/i-H3B〇3 及相當 於 L i/(Mn + Al+B) =0 . 51 量之 3 . Omo 1/1氫氧化鋰水溶液予以滴下產生反應後、 進行噴霧乾燥。將製得之乾燥凝膠以瑪瑙乳缽粉碎得到以 組成式L i l.Q13Mni.866BD.D4D〇4表示之粉體。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4B ( 210Χ 297公釐) ν2Ί - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、?τ 434187 A7 B7 五、發明説明(19) 此粉體之X射線衍射圖如圖2所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型L i Mn2〇4。 晶格常數爲8 · 2 1埃。 實施例6 ‘ 調製1 . Omo 1/1之硝酸錳與硝酸鉻(I I I) 之混合水溶液、使C r / (Mn + C. r )之原子比成爲 ◦ . 03 »以下處理同實施例4得到以組成式 Μ η 〇 . 9 7 〇 C r 0.030 (OH) 1.991 C N Ο 3 ) 0.030 • 0 . 12H20表示之lmo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn + C r )而言原子比相當於L i / (Mn + Cr)=0.51之量之3.Omo1/1氫氧化鋰水溶 液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥 凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製T F -6 3 0型)在大氣下7 5 0 °C、锻燒1 0小時、以瑪瑙乳 缽粉碎得到以組成式 L i 1.0 5〇Mni.924C Γ 0.。60〇4 表不之粉體。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 {請先閲请背面之注意事項再填寫本頁) 此粉體之X射線衍射圖如圖2所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型LiMn2〇4。 ‘ 晶格常數爲8.23埃。 實施例7 調製1 · Omo 1/1之硝酸錳與硝酸鐵(I I I ) 之混合水溶液、使F e / (Mn + F e )之原子比成爲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS > A4規格(2丨0X297公釐) 4341 87 ; Α7 Β7 五、發明説明(2D) 0 . 0 3。以下處理同實施例4得到以組成式 Mn〇.97〇F e 0.030 (OH) 1.995 ( Ν Ο 3 ) 0.035 * 0 . 1〇H2〇表示之lmo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn + F e )而言原子比相當於L i / (Mn + Fe) = 0 . 5 1之量之3.. 〇mo 1/1氫氧化鋰水溶 液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥 凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(.山田電氣製T F - 6 3 0型)在大氣下7 5 0°C、煅燒1 0小時 '以瑪瑙乳 缽粉碎得到以組成式 L i 1.0 54Mni.876F eD.Q59〇4 表不之粉體。 此粉體之X射線衍射圖如圖2所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型L ίΜη2〇4。 晶格常數爲8.23埃。 實施例8 調製1 . Omo 1/1之硝酸錳與硝酸鎳之混合溶液 、使Ni / (Mn+N i )之原子比成爲0 . 03。以下 處理同實施例4得到以組成式 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁)
Mn〇.97iN i 0.029 (OH) 1.978 (NOa) 0.022 • 0 · 1 2H2〇表示之lmo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn+N i )而言原子比相當於L i/ (Mn + Ni ) = 〇 . 51之量之3 . Omo 1/1氫氧化鋰水溶 液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥 凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製T F - 本紙張尺度適用中國圉家標準(CNS > Μ規格(210Χ297公嫠> 4341 ·.: A7 B7 五、發明説明(21) 6 3 0型)在大氣下75 Ot、煅燒1 0小時、以瑪瑙乳 缽粉碎得到以組成式 L i 1.033Mni.904N i〇.0 59〇4 表示之粉體。 此粉體之X射線衍射圖如圖2所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型L i Μ η 2‘0 4。 晶格常數爲8·23埃= 實施例9 調製1.Omo1/1之硝酸錳與硝酸鈷之混合水溶 液、使Co / (Mn + Co)之原子比成爲〇 · 03。以 下處理同實施例4得到以組成式
Mn〇.97〇C〇0.030 ( Ο Η ) 1.9 6 7 (Ν〇3) 0.033 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) • 0 . 1 1Η2〇表示之Imo 1/1之漿料'將對於該懸 浮液之(Mn + Co)而言原子比相當於L i/(Mn + Co)=〇.51之量之3.〇mo1/1氫氧化鋰水溶 液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥 凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製TF -6 3 0型)在大氣下7 5 0°C、锻燒1 0小時、以瑪瑙乳 缽粉碎得到以組成式 L i 1.022Μηΐ.911〇〇0.06ΰ〇4 表不之粉體。 此粉體之X射線衍射圖如圖2所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型LiMn2〇4。 晶格常數爲8 . 2 3埃。 本紙張尺度適用中國國家揉準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -Z4- Α7 Β7 經濟部中央樣準局員工消費合作杜"製 五、發明説明(22) 實施例1 0 調製1.Omo1/1之硝酸錳與硝酸鎵之混合水溶 液 '使Ga/(Mn + Ga)之原子比成爲0 · 03。以 下處理同實施例4得到以組成式 Mn〇.969G a 〇.〇3ΐ (ΟΉ) 1.992 ( Ν Ο 3 ) 0.039 • 0 . 1〇Η2〇表示之lmo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn + Ga )而言原子比相當於L i/ (Mn + Ga)=〇.51之量之3.Omo1/1氫氧化鋰水溶 液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥 凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製T F - 6 3 ◦型)在大氣下7 5 0°C、椴燒1 0小時、以瑪瑙乳 缽粉碎得到以組成式 L i i.〇5iMni.89eGa 〇.。6。〇4 表不之粉體。 此粉體之X射線衍射圖如圖3所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型L i Mn2〇4。 晶格常數爲8.23埃。 實施例1 1 調製1.Omo1/1之硝酸錳與硝酸鎂之混合水溶 液、使Mg/ (Mn+Mg)之原子比成爲0 . 03。以 下處理同實施例4得到以組成式 Mno.97lMg0.029 (OH) 1,971 (N〇3) 0.029 • 0 · 1 2H2〇表示之lmo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn+Mg )而言原子比相當於L i / (Mn + (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 訂 ·" 本紙張尺度適用中國國家標率(CNS)A4規格(2丨OX297公釐> 4341 8 7 A7 B7 五、發明説明(23) (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁)
Mg) =0 , 5 1之量之3 . Omo 1/1氫氧化鋰水溶 液滴下、使之產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥 凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製T F -6 30型)在大氣下750 °C、煅燒1 〇小時、以瑪瑙乳 缽粉碎得到以組成式 L i 1.02〇Mni.92eMg0.O59〇4 表示之粉體。 此粉體之X射線衍射圖如圖3所示。此X射線之波峰 全部屬於尖晶石型L iMn2〇4。 晶格常數爲8 . 2 3埃。 實施例1 2 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印裝 調製2,Omo1/1之硫酸錳與硫酸鋁之混合水溶 液、使Α1/(Μη+Α1 )之原子比成爲〇 · 〇5、及 調製2 . 5mo 1/1之碳酸鈉水溶液。同時添加上述兩 種溶液與4 .mo 1/1之氫氧化鈉水溶液、使pH成爲 9、反應溫度爲2 5 °C、停留時間3 0分鐘的條件下連續 反應。將製得之反應液連續送入增粘器中濃縮後、以原料 添加速度2 0倍的速度返回反應層、換言之、進行種循環 反應。將製得之反應液經過濾、水洗後、懸浮於水中可得 到以組成式 Μη〇 ·949Α 1 0 051 (OH) 1-9 6 7 (C〇3) 0.042 • 0 . 1 1H20表示之Imo 1/1之漿料。將對於該懸 浮液之(Mn+A 1 )而言原子比相當於L i/ (Mn + Al) =0 . 51量之3 . 〇mo 1/1氫氧化鋰水溶液 本紙張尺度遘用中國國家標率(CNS > A4規格(210X297公釐)· 26 - 4341i? A7 B7 五、發明説明(24) 予以滴下產生反應後、進行噴霧乾燥。將製得之乾燥凝膠 放入鋁製舟皿內、使用管狀爐(山田電氣製TF — 6 3 0 型)在大氣下7 5 0 °C、锻燒1 0小時、以瑪瑙乳缽粉碎 得到以組成式L i l.Q13Mni_894A 1 Q.lDD〇4表不 之粉體》 製得之粉體之X射線衍射圖之波峰全部屬於尖晶石型 L i Μ η 2 0 4。 晶格常數爲8.22埃。 比較例4 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 秤取氫氧化鋰1水合物、二氧化錳及硝酸鋁、使A 1 /(Mn+Al)原芋比成爲 0 . 05、Li/(Mn + A 1 )原子比成爲0 · 5 1、以瑪瑙乳缽充分混合後、將 製得之乾燥凝膠放入鋁製舟皿內、使用管狀爐在大氣下 7 5 0 °C、锻燒1 0小時。以瑪瑙乳缽粉碎得到以組成式 L i χ.οαΑΜηο.οβτΟβ表示之粉體。製得之粉體之X 射線衍射圖除了尖晶石型L i Mn2〇4外、可觀察到 L Ϊ2Μη〇3'Μη2〇3β 晶格常數爲8 . 2 1埃· 試驗例2 使用上述實施例5 — 1 2及比較例4之备複合氧化物 進行以下之電池試驗(充放電試驗)。 電池試驗之試驗用電池之製作及電解液與試驗例1相 本紙張尺度適用中•國家揉準(CNS > Α4规格(210 X 297公釐)~-27- 434J 87 A7 B7 五、發明説明(25) {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同。將試驗用電池置入6 0°C之恆溫槽內、開路狀態下放 置3 0分鐘後、以0.4mA/cm2之定電流密度、3.5 - 4.5 V之間進行充放電。此試驗電池的結果、初期放電 容量(mAh/g)、第50次之充放電容量(mAh/ g )及第5 0次之衰減率(%)如表2所示。 __表 2 __ 試料 初期 第50次 第50次 鬆密度 編號 放電容置 放電容量 衰減率 (g/2) (mAh/g) (mAh/g)_(%) 比較例3 131.3 95.6 27.19 1.51 實施例4 106.5 100.9 5.26 1.39 ” 5 103.6 96.5 6.85 1.37 ” 6 120.7 111.7 7.45 1.64 歸 7 100.9 75.3 25.37 1.41 • 8 103.9 102.2 1.64 1.55 ” 9 123.7 99.2 19.81 1.62 ” 10 122.2 104.1 14.81 1.49 ” 11 117.5 101.9 13.28 1.43 H 12 100.3 93.2 7.08 2.20 比較例4 98.3 68.5 30.32 1.42 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 產業上之利用性 藉由本發明可提供一種可改善在髙溫(約5 0°C以上 )環境下之充放電特性之以一般式(I) 本紙張尺度逋用中國國家榣準(CNS ) A4规格(210X297公釐)~-28- 4341 87 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印策 五、發明説明(26) L i *Mn (2-y)MyiByz〇4 (I) (式中M爲至少一種選自由、Cr 、Fe 、Ni 、Co、Ga及Mg所成群' x係表示0 . 9Sx客 1 · 1、y係表示y = yi + Y2、y、yi ' y2係分別表 示 0 .002SyS0 · 5、03”<0 . 5, 0 . 002Sy2S0 · 1)及上述一般式(I)中、y2 爲0時之一般式(I a ) L i xMn <2-y)My〇4 (la) (式中Μ、χΐ系與上述同義、y係表示0 . 〇〇 2客 y ^ 0 . 5 )表示之尖晶石型鋰錳複合氧化物之新穎的製 造方法及藉由此法製得之複合氧化物所構成之鋰離子蓄電 池用正極活性物質。 藉由本發明製得之複合氧化物可改良以往所無法得到 之循環特性、在高溫(約5 0°C以上)環境下之充放電特 性、在產業上非常有利用價値。 圖面之簡單說明 圖1係表示以實施例1及比較例1製得之鋰錳複合氧 化物粉末之X射線衍射光譜圖 圖2係表示以實施例5 — 8及比較例3製得之鋰錳複 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中困國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐)-29 -

Claims (1)

  1. -4# 4 -L
    4
    AB'CD 六、申請專利範圍 第87 1 069 1 5號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國8 9年1 1月修正 1 . 一種尖晶石型鋰錳複合氧化物的製造方法,係以 一般式(I ) L ί xMn (2-y)MylBy2〇4 (I) (式中M爲至少一種選自由A 1 、C r ' Fe 、Ni 、(:o、Ga及Mg所成群,x係表示〇 . 9客x盔 1 · 1 、y係表示y = yi + ya ’ 且 〇 . 002Sy 客 0.5'0^yi<0.5'0· 002^72^0.1) 表示之尖晶石型鋰錳複合氧化物之製造方法中,其特徵係 將以一般式(π ) Μη2%ι〇ΜΙ,+ !.(ΟΗ)(2-(2.ρ),-ηζ](Αη')Ι mH2〇( Π ) --^-------—装-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -1T+ ί. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (式 中 Μ + 爲 至少- -種 :βΒ m 白 由A 1 3 τ、C r 3 + * F Θ 3 , N i z 卜 、 Co 2 t- G ; a 3 + 及 M g 2 + 所 成 群 之 P 價 ( P = 2 — 3 ) 之金屬陽 離 子 ,A 11 _爲N〇 3 C 1 - 、 Β r C 0 3 2 、S 〇4 2 C H C 0 〇 ^ 等 η 價 之 ( η = 1 - 2 ) 之 陰 離子 » a Z 及m 係分別表 示 0 a 0 • 2 5 1 0 * 0 3 < z < 0 * 3 - 0 < m ) 表 示 之 複 口 氫氧化錳化合物在水媒介物下,使之產生懸浮,添加含硼 木纸張尺度適用中國國家橾準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐)-1 - 4341 87 A8 BS C8 D8 經.濟部智慧財/4+局55K工消費合作社印製 六、申請專利範圍 酸離子之水溶液,添加水溶性鋰化合物使水媒介物中對於 全金屬之以莫耳比表示之L i / (Mn + B)之莫耳比= 0 · 45-〇 . 55 〔但限於一般式(I ί)中a = 〇的 情形〕或L 1/ (Mn+M+B)之莫耳比=0 · 45 — 0 . 5 5的範圍內,將製得之漿料使用噴霧或冷凍乾燥, 以6 0 0 - 9 0 0 t進行煅燒。 2 . —種尖晶石型鋰錳複合氧化物的製造方法,上述 一般式(I)中、y2爲◦時,以一般式(la) L i χΜη (2-yjMy〇4 (la) (式中M係至少一種選自由A1 、Cr ,Fe、Ni 、Co、Ga及Mg所成群之金屬,x係表示0 SI . 1 ,y係表示0 . 002$yS0 · 5)表示之尖 晶石型鋰錳複合氧化物之製造方法中I其特徵係添加以一 般式(Π a ) Mn2*M-,〇Mpfa(OH)[2.i2.p,a.„z1(An')i · mH2〇(n a) (式中Μ μ +爲至少一種選自由A 1 3 ‘、C r 3 +、 Fe3+、Ni2+、C〇2.*、Ga3 +及 Mg2 +所成群之 P 價(P = 2 — 3)之金屬陽離子,—爲1^〇3〃、〇1_ 、:Br—、C〇32—、S〇42 一、CHC00 一等 n 價之( n = l — 2)之陰離子,a 、z及m係分別表示 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐〉-2 - ^^^1 ^^^^1 ϋϋΕ fuf l^l^n ^^^^1 ^^1— - i ^^^^1 ^ * 分 *V5 (請先閲讀背¾.之注意事項再填寫本頁) 4341 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 0 25 ,0 . 03<z<0 , 3 ,0<m)表示之複合 氫氧化錳化合物及水溶性鋰化合物,使水媒介物中,L i /(Mn+M)之莫耳比 45 — 〇 · 55 ,將製得 之漿料使用噴霧或冷凍乾燥,以6 0 0 — 9 0 0 °C進行煅 燒。 3 .如申請專利範圍第1項或第2項之尖晶石型鋰錳 複合氧化物的製造方法,其中以一般式(I I )或( 1 I a )表示之複合氫氧化錳化合物爲一般式(I I )中 a尹0或一般式(I I a )在水媒介物下 > 調製Μη之水 溶性鹽與以Μ表示之金屬之水溶性鹽的混合水溶液,使Μ /(Μη+Μ)原子比成爲◦ . 001 — 〇 . 25 ,同時 添加該混合水溶液與鹼水溶液使Ρ Η爲8以上,進行反應 ,再將製得之反應生成物經過濾、水洗的方法所得者;或 一般式(I I )中a = 〇時,調製Μη之水溶性鹽水溶液 ,在攪拌狀態下添加鹼於該水溶液中,使Ρ Η保持8以上 ,進行反應,將製得之反應生成物經過濾、水洗的方法所 得者。 經漓部智慧时產局員工消費合作社印货 —^^1 ^^^1 ^^^1 I i- i - .^—^1 - It. 1^^^ I— - - _- ^^^1 - - I I * 麇 -* J (請先閲讀背而之注意事項再填寫本f ) 4 .如申請專利範圍第1項或第2項之尖晶石型鋰錳 複合氧化物的製造方法,其中以一般式(I I )或( I I a)表示之複合氫氧化錳化合物爲一般式(I I )中 3去〇或一般式(I I a)在水媒介物下’調製Μπ之水 溶性鹽與以Μ表示之金屬之水溶性鹽的混合水溶液,使Μ /(Μη+Μ)原子比成爲0 . 001 - 25 ,在攪 拌下,將鹼水溶液添加於該混合水溶液中,使反應系之 本紙張尺度適用中國國家揉車(CNS) A4規格(210x 297公釐)- 4341 $7 Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 ρ Η保持8以上,進行反應之方法所得者;或一般式( (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) I I )中a = 0時,在攪拌下,將鹼水溶液添加於Μη之 水溶性鹽水溶液中,使反應系之Ρ Η保持8以上,進行反 應之方法所得者。 5 .如申請專利範圍第1項或第2項之尖晶石型鋰錳 複合氧化物的製造方法|其中以一般式(I I )或( I I a )表示之複合氫氧化錳化合物之生成反應係在非氧 化氣氛下進行。 6 .如申請專利範圍第1項或第2項之尖晶石型鋰錳 複合氧化物的製造方法|其中以一般式(I I )或(I I a)表示之複合氫氧化錳化合物之生成反應係在還原劑存 在下,非氧化氣氛下進行。 7 .如申請專利範圍第3項之尖晶石型鋰錳複合氧化 物的製造方法,其中以一般式(I I )之a卢0及一般式 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 (I I a )表示之複合氫氧化錳化合物之製造係使用各定 量幫浦將Μ η之水溶性鹽,以Μ表示之金屬之水溶性鹽及 鹼水溶液連續供給含溢流裝置之反應槽中,攪拌狀態下, 在ρ Η 8以上進行反應,將溢流後之反應生成物漿料導入 增粘器中,以增粘器濃縮後之漿料作爲種,連續送回反應 槽之製造方法來製造。 8 .如申請專利範圍第1項或第2項之尖晶石型鋰錳 複合氧化物的製造方法,其中尖晶石型鋰錳複合氧化物作 爲鋰離子蓄電池用正極活性物質使用。 9 .如申請專利範圍第8項之尖晶石型鋰錳複合氧化 本紙伕尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格< 2丨0Χ297公釐)-4 - 4341ί7 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍物之製造方法,其係改善高溫下之充放電特性。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4规格(210X 297公釐)
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