[发明专利]锂基化合物纳米颗粒组合物及其制备方法

说明书

本申请是申请日为2007年2月28日、申请号为200780015296.2、发明名称为“锂基化合物纳米颗粒组合物及其制备方法”的中国专利申请的分案申请。。

技术领域

本发明一般地涉及制备锂基化合物小颗粒组合物的方法，以及相应的颗粒组合物及其构造。

背景技术

锂基化合物如锂金属磷酸盐(例如LiFePO₄)和锂金属氧化物(如LiMnNiO₂)，可作为用于电化学电池如蓄电池的材料。这些材料可被加工，例如，形成用于制备电池的电极(例如阴极、阳极)的粉末。在本领域，存在提高电池的电化学性能的需要，包括提高充电/放电速率，提高能量密度和提高使用寿命。

典型地，研磨工艺采用研磨介质来碾碎或击打，使产品原料的尺寸变小。例如，产品原料可以以具有相对大颗粒粉末的形式提供，并且可采用研磨工艺来减小所述颗粒的尺寸。

研磨介质可具有不同的尺寸和形状。在典型的研磨工艺中，在已知的研磨机设备(例如球磨机、棒磨机、磨碎机(attitor mill)、搅拌介质研磨机，砾磨机)中使用研磨介质。典型地，研磨机是将产品原料分散至研磨介质周围，旋转使研磨介质间碰撞，从而使产品原料颗粒破碎为小尺寸来制备经研磨颗粒组合物。

发明内容

提供制备锂基化合物小颗粒组合物的方法，以及相应的颗粒组合物和构造。

一方面，本发明提供一种制备涂覆的颗粒组合物的方法。所述方法包括：提供含有给料颗粒和涂层材料前体的给料物质，和流体载体。所述方法还包括：研磨给料物质，以形成包含具有涂层的经研磨颗粒的组合物，其中所述经研磨颗粒的平均颗粒尺寸小于250nm。

另一方面，本发明提供一种制备锂基化合物颗粒组合物的方法。所述方法包括：研磨锂基化合物给料颗粒，以形成包含锂基化合物经研磨颗粒的组合物，所述经研磨颗粒的平均颗粒尺寸小于100nm，污染水平低于900ppm。

另一方面，本发明提供经研磨颗粒组合物。所述经研磨颗粒组合物包含平均颗粒尺寸小于100nm、并且污染水平低于900ppm的锂基化合物经研磨颗粒。

另一方面，本发明提供一种制备颗粒组合物的方法。所述方法包括：加热锂基化合物前体，以形成含有锂基化合物的固体块。所述方法还包括：加工所述固体块，以形成含有锂基化合物的给料颗粒。所述方法还包括：研磨所述给料颗粒，以形成包含平均颗粒尺寸小于100nm的锂基化合物经研磨颗粒的组合物。

另一方面，所述方法包括：研磨含有锂基化合物前体的给料物质，以形成包含经研磨颗粒的一次经研磨颗粒。所述方法还包括：形成包含经研磨颗粒的聚集体，加工所述聚集体，以形成含有锂基化合物的组合物。所述方法还包括：研磨所述组合物，以形成包含平均颗粒尺寸小于100nm的经研磨颗粒的二次经研磨颗粒组合物。

参照附图通过下文的详细描述可以清楚地了解本发明的其他方面、实施方案和技术特征。附图是示意性的，并不意在按比例绘制。为了清楚起见，并不是每幅附图中都列了每个部件。在对于使本领域普通技术人员理解本发明而言，没有必要进行示意的情况下，没有示意出本发明的每个实施方案的每个部件。通过引用的方式并入本发明的所有专利申请和专利通过引用全文并入本发明。当存在冲突时，以本说明书(包括定义)为准。

本发明还涉及以下方面。

1.一种制备涂覆的颗粒组合物的方法，包括：

提供含有锂基化合物给料颗粒和涂层材料前体的给料物质，以及流体载体；和

将所述给料物质与所述流体载体共研磨，以形成包括涂覆的锂基化合物经研磨颗粒的组合物，所述经研磨颗粒的平均颗粒尺寸小于250nm。

2.如1所述的方法，还包括：在研磨所述给料物质之前，研磨所述给料颗粒和涂层材料前体。

3.如1所述的方法，其中所述涂覆的锂基化合物经研磨颗粒的平均颗粒尺寸小于100nm。

4.如1所述的方法，其中所述涂层材料前体包括颗粒。

5.如1所述的方法，其中所述经研磨颗粒包括磷酸锂基化合物。

6.如1所述的方法，其中所述经研磨颗粒包括氧化锂基化合物。

7.如1所述的方法，其中所述经研磨颗粒包括钛酸锂基化合物。

8.如1所述的方法，其中所述涂层包括碳。

9.如1所述的方法，其中所述流体载体包括水或N-甲基吡咯烷酮。

10.如1所述的方法，其中所述给料物质还包括酸。

11.如1所述的方法，其中所述给料物质还包括表面活性剂。