[发明专利]硅酸锂复合物及包含淬火步骤的方法

说明书

本发明是基于具有固态结构(10a)、硅酸盐、锂离子以及至少一种不同于锂、硅和氧的顺磁性或反磁性元素的复合物，其中固态结构(10a)具有两个区域(20)，其中固态结构(10a)形成相同的晶体取向。为了提供可利用的经改善的材料特性，建议将区域(20)排列在彼此的距离为至少一毫米(30)处。另一方面，本发明基于一种具有淬火步骤的方法，其制备复合物(60)的固态结构(10b)，该复合物(60)的固态结构(10b)与环境温度固态结构不同，其中复合物(60)具有硅酸盐、锂离子以及与锂、硅和氧不同的元素。为了提供可利用的经改善的材料特性，提出了在所述淬火步骤中制备至少一克的相纯(phase pure)的复合物(60)。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1和7的前序部分的复合物和根据权利要求12的前序部分的方法。

背景技术

标题为“LiMPO₄及Li₂MSiO₄ M＝(Mn、Fe、Co)微观和宏观晶体的生长和表征”的Christoph Neef的论文通过微波辅助水热合成(microwave-assisted hydrothermalsynthesis)和光学浮区(optical floating zone)技术公开了聚阴离子LiMPO₄及Li₂MSiO₄M＝(Mn、Fe、Co)化合物的微观和宏观晶体的制备。所制备的材料通过单晶或粉末X射线衍射仪以及冶金学、化学进行结构性表征，并通过显微镜和X射线光谱对其形态进行了研究，还进一步通过电化学循环、阻抗光谱、磁力分析以及μ子自旋(muon spin rotation)和弛豫测量(relaxation measurements)对其进行了研究。在通过添加剂辅助水热合成(additiveassisted hydrothermal synthesis)制备的LiCoPO₄中，确定了颗粒形态对电化学特性及作为锂离子电池材料的可用性的重大影响。进一步研究了两种掺杂了Zn和Fe的多晶LiCoPO₄修饰物以及过渡金属取代作用对磁性和电化学特性的影响。借助核磁共振和μSR研究了四面体修饰物的自旋动力学(spin dynamics)。由此，在高温下也能观察到磁波动(magnetic fluctuations)。在升高的压力下，以浮区技术制备了LiMn_1-xFe_xPO₄(x＝0、0.1、0.2、0.3、0.5、1)和Li₂FeSiO₄的宏观单晶，并确定了它们的确切的生长参数。对于LiMn_1-xFe_xPO₄的磁力特性和电导率的研究显示，锂离子的磁基态和磁各向异性以及各向异性的高温迁移率具有显著的掺杂依赖性。确定了所制备的Li₂FeSiO₄修饰物的单晶结构，并首次研究了其磁力特性。

标题为“锂辉石矿物”的日本专利申请JP S59-141491公开了具有锂、硅酸盐和锰的结晶复合物。

标题为“紫锂辉石单晶的制备”的日本专利申请JP S60-231499A公开了一种利用浮区技术的制备方法。

标题为“硅酸化合物、用于二次电池的正极和用于制备二次电池的方法”的PCT申请WO 2011/162348 A1公开了一种用于制备硅酸化合物的方法。

本发明的目的尤其在于提供一种具有可利用的经改善的材料特性的复合物，尤其是可测量性方面的经改善的特性。根据本发明，该目的通过权利要求1、7和12的特征来实现，而本发明的有利实施方式和进一步的发展可以从从属权利要求中得出。

发明内容

本发明源自于具有固态结构、硅酸盐、锂离子和至少一种与锂，硅和氧不同的顺磁性或反磁性元素的复合物，其中所述固态结构具有两个区域，其中所述固态结构形成相同的晶体取向。