[发明专利]尖晶石材料的制备

权利要求书

1.一种用于制备锂锰氧化物尖晶石材料的方法，包括：

借助溶液燃烧合成制备锂锰氧化物LMO原材料，所述溶液燃料合成的方法包括使反应物的均相水溶液经受500℃-600℃的初始高温以引发所述反应物在整个所述溶液中的放热反应；以及

对所述LMO原材料进行退火，以获得退火材料；

所述方法还包括以下中的至少一个步骤：

步骤(i)：在对所述LMO原材料进行退火之前，使所述LMO原材料经受微波处理：以及

步骤(ii)：使所述退火材料经受微波处理；

进而来获得所述锂锰氧化物LMO尖晶石材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述LMO原材料为粉末或颗粒形式，具有1-100nm的直径或横截面尺寸。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述反应物包括锂化合物和锰化合物，其中所述锂化合物选自硝酸锂、醋酸锂、硫酸锂和/或碳酸锂，所述锰化合物选自硝酸锰、醋酸锰、硫酸锰和/或碳酸锰。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括引入掺杂剂，当被用作电化学电池中的阴极材料时，能够提高所述LMO尖晶石材料的性能。

5.根据权利要求3所述的方法，其中所述均相水溶液包括助燃剂或燃料用于反应。

6.根据权利要求5所述的方法，包括将所述锂化合物、所述锰化合物以及所述燃料溶解在水中。

7.根据权利要求6所述的方法，包括在发生所述放热反应的同时，继续使所述溶液和所述LMO原材料或在形成时的产物经受500℃至600℃的初始高温。

8.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括将溶解的铝化合物加入到所述溶液中作为掺杂剂。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述微波处理包括使所述LMO原材料和/或所述退火材料经受10至30分钟的微波。

10.根据权利要求1所述的方法，其中对所述LMO原材料进行的退火在600℃至800℃的温度下进行，所述温度足够高以使所述原材料结晶，其中所述退火被进行8至12小时以实现所期望的退火程度。

11.一种通过权利要求2所述的方法制备的LMO尖晶石材料，包括纳米级范围的粉末状或颗粒状产物。

12.一种电化学电池，包括电池壳体以及所述电池壳体中的阴极、阳极和电解质，其中所述阴极与所述阳极电绝缘，并通过所述电解质与所述阳极电化学耦合，所述阴极包括权利要求11的所述LMO尖晶石材料。

13.一种根据权利要求12的所述电化学电池，其中所述电池壳体、阴极、阳极以及电解质被布置成允许充电电位加到所述电池中，以使来自所述阴极的锂形成所述阳极的至少一部分，并且所述电池在其充放电期间，平均锰价态约为3.5+或更高。

14.一种制作电化学电池的方法，包括向电池壳体加载电解质、阳极和阴极，其中所述阴极包括权利要求11中的所述LMO尖晶石材料。

15.一种操作电化学电池的方法，包括：

将充电电位加到权利要求13的所述电化学电池中，进而使得来自所述阴极的锂形成所述阳极的至少一部分；以及

允许所述电池的放电电位相对于锂金属达到3.5至4.3V，并且在所述电池的充电放电期间，平均锰价态约为3.5+或更高。