[发明专利]锂锰氧化物嵌入化合物的制备方法及由此制成的化合物

权利要求书

1．一种含有尖晶石Li_1+xMn₂O₄微晶的组合物，其中-0.05＜x＜0.2，该微晶体的特征是正规的八面体，其平均最大晶状尺寸大于2微米，该微晶形成集结体，其表面积小于1m²/g。

2．一种制备尖晶石Li_1+xMn₂O₄的方法，该微晶的特征为正规八面体，其平均最大晶状尺寸大于2微米，该微晶形成其表面积小于1m²/g的集结体，该方法包括：

将锂化合物(Ⅰ)与锰化合物(Ⅱ)以及含LiCl的第三种化合物(Ⅲ)混合，以形成反应混合物，其中(Ⅰ)中的Li对Ⅱ中的锰的摩尔比为9∶20-12∶20,(Ⅰ)中的Li的摩尔数和(Ⅱ)中的锰的摩尔数的和与LiCl摩尔数的比为1∶1-100∶1；

将该反应混合物加热至800-900℃；

将加热的反应混合物保持在800-900℃下，直至达到预期的组成和结构；

将加热的反应混合物以不大于60℃/hr的速率冷却至大约500℃以下，然后将其冷却至室温。

3．权利要求2的方法，其中反应混合物加热至约850℃，并在约850℃下保持8小时，然后加热至约900℃，并在900℃下保持8小时。

4．权利要求2的方法，其中冷却至500℃的速率为10℃/hr或更慢。

5．一种制备尖晶石Li_1+xMn₂O₄的方法，该方法包括：

将锂化合物(Ⅰ)与锰化合物(Ⅱ)以及第三种化合物(Ⅲ)混合以形成反应混合物，其中(Ⅰ)中的Li对(Ⅱ)中的Mn的摩尔比为9∶20-12∶20，化合物(Ⅲ)选自碱金属或碱土金属的卤化物、硫酸盐、硼酸盐或其混合物，而且(Ⅰ)中的锂的摩尔数和(Ⅱ)中的锰的摩尔数的和对(Ⅲ)的摩尔数比约为1∶1-100∶1；

将反应混合物加热至500-1000℃；

将加热的反应混合物保持在500-1000℃下，直至达到预期的组成和结构；

将加热的反应混合物以不大于60℃/hr的速率冷却至约500℃以下，然后冷却至室温。

6．权利要求5的方法，其中反应混合物加热至约850℃，并在850℃下保持8小时，再加热至大约900℃，并在900℃下保持大约8小时。

7．权利要求5的方法，其中冷却至500℃的速率为10℃/hr或更慢。

8．权利要求1的组合物，其中x约为0.05。

9．权利要求2或5的方法，其中Li∶Mn的摩尔比约为1∶1.9。

10．权利要求2或5的方法，其中锂化合物选自锂的无机酸盐、有机酸盐和羟基酸盐以及其混合物。

11．权利要求2或5的方法，其中锂化合物选自锂的卤化物、醋酸盐、碳酸盐、卤氧化物、酰胺化合物、氢氧化物、氮化物，硼酸盐、碳化物和氢化物以及其混合物。

12．权利要求2或5的方法，其中锂化合物选自Li₂CO₃、LiNO₃和LiOH以及其混合物。

13．权利要求2或5的方法，其中锰化合物选自锰的有机酸盐、无机酸盐、羟基酸盐和氧化物以及其混合物。

14．权利要求2或5的方法，其中锰化合物选自锰的氧化物、碳酸盐、卤化物、氢氧化物、硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐、硫化物和磷酸盐以及其混合物。

15．权利要求2或5的方法，其中锰化合物选自MnO₂、MnCO₃、和Mn₂O₃以及其混合物。

16．权利要求5的方法，其中化合物(Ⅲ)选自碱金属的卤化物和硫酸盐以及其混合物。

17．权利要求5的方法，其中化合物(Ⅲ)为LiCl或LiCl和Li₂SO₄的混合物。

18．权利要求2或5的方法，还包括其反应产物的洗涤工序。