[发明专利]含锂的过渡金属硫化物化合物

权利要求书

1.一种生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

a)将至少一种过渡金属硫化物与含锂化合物混合；

b)加热所得到的混合物以实现硫从所述过渡金属硫化物中放出；以及

c)允许足以使所得到的含锂的过渡金属硫化物形成的时间，其中硫被保留在反应容器内以与所述含锂化合物反应，并且进一步地其中所述含锂化合物选自以下物质中的一种或多种：氧化锂、碳酸锂、无水氢氧化锂、一水合氢氧化锂、草酸锂和硝酸锂以及在所述加热步骤期间是这些含锂化合物中的任一种的前驱体的任何材料。

2.根据权利要求1所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述含锂的过渡金属硫化物具有式Li_2-x-yA_yFe_1-zM_zS₂，其中x＝0至1.5，y＝0至1；z＝0至1，A选自银(Ag)、钠(Na)、铜(Cu(I))和钾(K)中的一种或多种，并且M是一种或多种过渡金属的通用表示。

3.根据权利要求1或2所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述至少一种过渡金属硫化物和所述含锂化合物被加热至500℃至1500℃的温度。

4.根据权利要求1至3所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述至少一种过渡金属硫化物包含锰、铁、钴、镍、铜和锌中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述至少一种过渡金属硫化物包含锰、铁、钴和镍中的一种或多种。

6.根据任一前述权利要求所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述至少一种过渡金属硫化物包括一硫化物和/或二硫化物中的一种或多种。

7.根据任一前述权利要求所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述反应在非氧化性气氛和/或还原条件下进行。

8.根据权利要求7所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述还原条件由一种或多种还原气体和/或一种或多种还原剂提供。

9.根据权利要求8所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述一种或多种还原气体选自一氧化碳、氢气、转化气(氢气和氮气的混合物)、硫化氢、甲烷和其他气态烷烃，并且所述一种或多种还原剂选自碳和适合于在所述加热步骤期间提供碳源的任何含碳材料。

10.根据任一前述权利要求所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述至少一种过渡金属硫化物和所述含锂化合物以粉末形式。

11.根据权利要求8、9或10所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中起始材料是以以下比率：1摩尔的过渡金属硫化物：0.5摩尔至4摩尔当量的在所述含锂材料中的锂离子：0摩尔至5摩尔的所述一种或多种还原剂。

12.根据权利要求11所述的生产含锂的过渡金属硫化物的方法，其中所述起始材料是以以下比率：1摩尔的过渡金属硫化物：1摩尔当量的在所述含锂材料中的锂离子：0.5摩尔的碳。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，还包括加入以按重量计所述起始材料的1％至5％的总量的一种或多种矿化剂。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述矿化剂包括碱金属卤化物。

15.一种生产含锂的铁硫化物的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

a)将铁硫化物(FeS₂)与碳酸锂(Li₂CO₃)和碳混合；

b)加热所得到的混合物以实现硫从过渡金属硫化物中放出；以及

c)允许足以使所得到的含锂的过渡金属硫化物形成的时间，其中硫被保留在反应容器内以与所述碳酸锂反应，并且进一步地其中所述碳酸锂被直接使用或使用在所述加热步骤期间形成碳酸锂的任何材料来形成。

16.由权利要求1所述的方法形成的一种或多种锂过渡金属硫化物连同粘合剂和包括非极性低分子量烃的溶剂一起在电极的制备中的用途。

17.一种根据权利要求16制成的电极，其中所述粘合剂包括三元乙丙橡胶。