CN1265484C - 氧化锂矾和其制备方法以及其作为电极活性材料的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通式为Li1+xV3O8的氧化锂矾，其中0.1≤x≤0.25。所述氧化物具有单斜晶体结构并包含非团聚的单晶颗粒；所述颗粒的长度1为1-100微米，以w表示宽度，则4＜1/w＜100，以t表示厚度，则4＜1/t＜100，并且t＜w；所述颗粒的长轴是单斜晶胞的b轴。本发明的氧化物是通过如下步骤制备的：混合Li和V前体，无须研磨或挤压，将所述混合物升温到565-585℃，将得到的产物去团聚。本发明氧化物适合用作锂电池正极的活性物质。

Description

氧化锂矾和其制备方法以及其作为电极活性材料的应用
本发明涉及一种氧化锂矾及其制备方法，以及其作为锂电池阴极活性材料的应用。
用作锂电池阴极活性材料的材料所需要的主要特性是高比能量(它是电容与平均电势的乘积)和长的循环寿命。已对材料Li1+xV3O8进行过大量研究，它能够达到高容量，第一次放电时高于150Ah/kg，但这种容量随着充电/放电循环次数而相当快地降低。现有技术描述了通过Li2CO3与V2O5反应制备Li1+xV3O8的各种不同的制备方法。因此，Hammou等人[Electrochim.Acta，13(1988)1719]描述了一种制备氧化锂矾的方法，其中使这些反应物在590℃空气中反应6小时，并将得到的氧化物用于Li-聚合物电池中。然而，这个温度非常接近熔化温度，由此会造成粉末烧结，它在用于制备复合电极之前必需进行磨碎。循环性能研究表明，第1次循环与第15次循环之间的容量损失约为15％。US-6 136 476描述了一种方法，其中为了降低颗粒尺寸并使颗粒的尺寸分布均匀，借助喷射气流式粉碎机将这些反应物混合起来，然后在低于熔化温度下，优选地在350-550℃下进行加热。提到的还有一些其它的反应物预混合技术，特别是旋转鼓式混合器、振动磨碎机或球磨机。Chaloner-Gill等人[J.Electrochem.Soc.，147(10)3575-3578(2000)]描述了一种其中包括一系列步骤的方法，即：磨碎反应物混合物，在585℃空气中加热16小时，冷却并再磨碎，再在585℃空气中加热16小时，与Li2S反应。将得到的材料用作锂电池阴极活性材料，并且还指出，其容量随着充电-放电循环次数而显著降低。US 5 520 903描述了一种方法，该方法包括将这些反应物磨碎以便混合并减小颗粒尺寸，压缩成致密的粉末，然后在580-585℃下加热压实的混合物。在这种情况下，得到的产物是一种单晶颗粒彼此间粘结的团聚体，它在用作电极材料之前需要进行磨碎。磨碎可得到一定的自由颗粒，但还会造成失去杆状单晶形态和得到压碎的多晶颗粒。应该指出，在一种特定的实施方式中，不经压缩，加热后得到的产物中含有其量不能忽略的V2O5类杂质。
本发明的目的是提供一种氧化锂矾，它具有改善的性能，该氧化物可用作锂电池的阴极活性材料，还提供一种该氧化物的简化生产方法。
本发明的化合物符合通式Li1+xV3O8，式中0.1≤x≤0.25，所述氧化物具有单斜晶体结构，其特征在于它由非团聚的杆状单晶颗粒组成：
-所述颗粒的长度l为1-100微米，以w表示宽度，则4＜l/w＜100，以t表示厚度，则4＜l/t＜100，并且t＜w；
-所述颗粒的长轴是单斜晶胞的b轴。
优选所述颗粒具有这样的尺寸：10＜l/w＜50和10＜l/t＜50。
在本发明化合物形成的颗粒中，宽度l相应于晶面(100)，它是最大的面。
使用扫描电子显微镜，例如使用JEOL JSM 6400F型高分辨扫描电子显微镜(其放大倍数×1000至×30000)可以确定本发明化合物的形态。
本发明化合物的制备方法在于让至少一种Li前体与至少一种矾前体进行反应，该方法的特征在于：
-在一个混合器中加入粉末状的一种或多种Li前体和一种或多种矾前体，其化学计量比为Li/V＝(1+x)/3；
-在一定条件下进行混合，以使混合后得到的混合物的密度小于1.5，粉末颗粒的尺寸为：长度大于1微米，宽度大于0.1微米，厚度大于0.1微米；
-将所得的混合物升温至565-585℃，优选575-585℃，并且让这个温度保持30分钟至10小时；
-将得到的产物去团聚，以便无须磨碎即可使所述粉末状颗粒分离。
所述锂的前体可以选自锂盐和锂氧化物。作为实例，可以列举Li2CO3、LiNO3、LiOH、LiOH·H2O和Li2O。还可以列举有机盐，例如乙酰基丙酮酸锂、乙酸锂、硬脂酸锂、甲酸锂、草酸锂、柠檬酸锂、乳酸锂、酒石酸锂、丙酮酸锂。矾前体可以选自矾盐和矾氧化物。作为实例，可以列举α-V2O5、NH4VO3、V2O4和V2O3。当然，这些盐可以单独使用，或者以其中至少两种盐的混合物形式使用。在特定的实施方式中，锂的前体可以是一种Li和V的混合化合物，例如LiVO3、Li3VO4和LiV2O5；在这种情况下，锂的前体提供一部分需要的矾量，再加入达到前面指出化学计量所需要的矾前体量就足够了。
使用本发明的方法能够得到纯的化合物Li1+xV3O8。X射线衍射分析证实产物中没有微量杂质，特别是没有V2O5。
反应物的混合步骤可用于得到一种均匀的反应物混合物，同时还可避免降低反应物的颗粒尺寸。这是因为在一定的颗粒尺寸以下和在一定的反应物混合物密度以上，在580℃附近，Li1+xV3O8生成反应可诱发彼此粘结的杆状晶体生长。使用Fritsch公司销售的Pulvérisette 7(当待处理混合物的量约为几克时)或(当待处理混合物的量是约几千克时)，使用流化床混合器、水平鼓式混合器或螺旋桨式混合器(例如R51型VMI/Rayneri混合器)，可以进行如按照本发明方法实施的温和混合。
本发明的化合物Li1+xV3O8用作充电电池的正极活性材料是很有利的，这构成了本发明的另一个目的。
在一个具体实施方式中，本发明的正极含有作为活性材料的本发明的氧化锂矾、一种赋予电子导电性能的材料和一种赋予离子导电性能和机械性能的复合材料。所述活性材料的含量优选是40-90重量％，更特别地50-65重量％。赋予电子导电性能的材料的含量优选是5-20重量％，更优选10-15重量％。赋予离子导电性能和机械性能的复合材料的含量优选是5-40重量％，更优选25-35重量％。
正极的赋予离子导电性能和机械性能的材料由粘合剂和锂盐构成。所述锂盐有利地选自LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiRFSO3、LiCH3SO3、双全氟烷基磺亚氨化锂、双-或三-全氟磺酰基甲基化锂，其中双三氟甲基磺酰亚胺锂是特别优选的。所述粘合剂是一种在4V(VsLi)的电位下电化学稳定的有机粘合剂。该粘合剂可以由非溶剂化聚合物和至少一种极性非质子化合物组成。所述非溶剂化聚合物可以选自偏二氟乙烯均聚物和共聚物；乙烯、丙烯和二烯共聚物；四氟乙烯均聚物和共聚物；N-乙烯基吡咯烷酮均聚物和共聚物；丙烯腈均聚物和共聚物以及甲基丙烯腈均聚物和共聚物。聚(偏二氟乙烯)是特别优选的。所述极性非质子化合物可以选自直链或环状碳酸酯、直链或环状酯、直链或环状砜、磺酰胺和腈。所述非溶剂化聚合物可以带有离子官能团。作为这样一种聚合物的实例，可以列举聚全氟醚磺酸酯盐(其中某些聚合物已以商品名Nafion销售)和聚苯乙烯磺酸酯盐。赋予正极离子导电性能和机械性能的复合材料的粘合剂还可以是溶剂化聚合物，即一种含有溶剂化单元的聚合物，该单元含有至少一个选自硫、氧、氮和氟的杂原子。作为溶剂化聚合物，可以列举具有直链、梳状或嵌段结构的以聚(环氧乙烷)为基的聚醚，它们形成或不形成网状；含有环氧乙烷或环氧丙烷或烯丙基缩水甘油醚结构单元的共聚物；聚磷腈；以用异氰酸酯交联的聚乙二醇为基的交联网；如FR-9712952中所描述的氧化乙烯和表氯醇的共聚物；通过缩聚作用得到的并带有能加入可交联基团的基团的网。氧化乙烯和表氯醇的共聚物作为赋予离子导电性能和机械性能的正极复合材料的粘合剂是特别优选的。
赋予电子导电性能的化合物优选是炭黑，它不催化在高电位的电解质氧化作用。许多市售的炭黑都满足这个条件。特别可以列举Chemetals公司销售的Ensagri Super S化合物。
在一个特别优选的实施方式中，本发明的电极由本发明的氧化锂矾、炭黑和一种复合材料构成，所述复合材料由聚(环氧乙烷)或环氧乙烷和表氯醇的共聚物与双三氟甲烷磺酰亚胺锂组成，复合材料的比例是5-40重量％，优选25-35重量％。
所述活性物质与炭黑在粘合剂于适当溶剂中的溶液里混合，再将得到的混合物摊在用作收集器的金属盘(例如铝盘)上，然后在氮气气氛下加热蒸去溶剂，这样可以生产出本发明的复合正极。该溶剂可按照使用的粘合剂进行选择。作为实例，环戊酮和N-甲基吡咯烷酮是聚(偏二氟乙烯)粘合剂的合适溶剂。
如此构成的电极可以用于可充电的锂电池，该电池包括用电解质分开的正极与负极，所述电解质含有锂盐在一种溶剂中的溶液，锂离子在电极间的含锂盐电解质中的可逆循环使得电池得以运行。本发明的一个目的是一种电池，其特征在于它包括如前面定义的正极。在可充电的锂电池中，人们应区分这些电池：其阳极由金属锂或锂合金构成的电池，该电池在下面称之“金属锂电池”，其阳极包括粘合剂和一种能在低氧化还原电位下可逆地嵌入锂离子的材料的所谓的“摇椅”电池，该电池在下面称之“锂离子电池”。
在组合本发明的电池时，使用氧化物Li1+xV3O8(0.1≤x≤0.25)构成正极，如此构成的电池处于充电状态。
在本发明的电池中，电解质含有至少一种易离解盐在溶剂中的溶液。在金属锂电池或锂离子电池通常使用的盐中，可以列举锂盐例如：LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiRFSO3、LiCH3SO3、LiN(RFSO2)2、LiC(RFSO2)3和LiCF(RFSO2)2，RF代表有1-8个碳原子的全氟烷基或氟原子。双三氟甲烷磺酰亚胺锂是特别优选的。
所述电解质的溶剂可以由一种或多种极性非质子化合物组成，这些化合物选自直链或环状碳酸酯、直链或环状醚、直链或环状酯、直链或环状砜、磺酰胺和腈。所述溶剂优选由至少两种碳酸酯组成，所述碳酸酯选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯。
在另一种实施方式中，该电解质含有一种溶剂化聚合物和如前面定义的锂盐。作为溶剂化聚合物的实例，可以列举具有直链、梳状或嵌段结构的以聚(环氧乙烷)为基的聚醚，它们形成或没有形成网；含有环氧乙烷或环氧丙烷或烯丙基缩水甘油醚结构单元的共聚物；聚磷腈；以用异氰酸酯交联的聚乙二醇为基的交联网；例如FR-9712952中所描述的氧化乙烯和表氯醇的共聚物；通过缩聚作用得到的并带有能够加入可交联基团的基团的网。还可以列举嵌段共聚物，其中某些嵌段带有具有氧化还原特性的官能团。当然，溶剂化聚合物不限于前面列出的这些，任何具有溶剂化特性的聚合物均可使用。所述电解质还可以含有选自前面列举的极性非质子化合物的极性非质子液体化合物和溶剂化聚合物的混合物。根据人们希望用极性非质子化合物含量低的塑化电解质，还是极性非质子化合物含量高的胶凝电解质，该混合物可以含有2-98体积％液体溶剂。当电解质的聚合物溶剂带离子官能时，锂盐可以任选。
电解质的溶剂还可以含有一种非溶剂化的极性聚合物，该聚合物的一些单元含有至少一种选自硫、氧、氮和氟的杂原子。这样一种非溶剂化的聚合物可以选自丙烯腈均聚物和共聚物、偏二氟乙烯均聚物和共聚物以及N-乙烯基吡咯烷酮均聚物和共聚物。所述非溶剂化聚合物还可以是带离子取代基的聚合物，特别是聚全氟醚磺酸酯盐(例如前述的Nafion)或聚苯乙烯磺酸酯盐。当所述电解质含有一种非溶剂化聚合物时，则它必需还含有至少一种如前面定义的极性非质子化合物或至少一种如前面定义的溶剂化聚合物。当电解质中的聚合物不含有离子取代基时，则必需有一种易离解的盐。
在另一种实施方式中，本发明电池的电解质可以是一种无机导电固体，它可以选自通常由Lisicon表示的化合物，即Li4XO4-Li3YO4(X＝Si或Ge或Ti；Y＝P或As或V)、Li4XO4-Li2AO4(X＝Si或Ge或Ti；A＝Mo或S)、Li4XO4-LiZO2(X＝Si或Ge或Ti；Z＝Al或Ga或Cr)、Li4XO4-Li2BXO4(X＝Si或Ge或Ti；B＝Ca或Zn)、LiO2-GeO2-P2O5、LiO2-SiO2-P2O5、LiO2-B2O3-Li2SO4、LiF-Li2S-P2S5、Li2O-GeO2-V2O5或Li2O-P2O5-PON固溶体。
当然，本发明电池的电解质还可以含有在这类材料中通常使用的添加剂，特别是增塑剂、填料、其它的盐等。
在一个特别优选的实施方式中，所述电解质由双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)在聚氧乙烯或在氧化乙烯与表氯醇共聚物中的固溶体组成，其中任选含有无机填料，例如氧化镁(MgO)。其中聚合物的质量比例是70-90％(优选地80-85％)。LiTFSI的质量比例是10-30％(优选地15-20％)，无机填料的质量比例低于30％(优选地低于15％)。
本发明电池的负极是由金属锂或锂合金构成的，其锂合金可以选自在不同基体中，特别是含氧基体或金属基体(例如Cu、Ni、Fe、Fe-C)中的β-LiAl、γ-LiAl、Li-Pb(例如Li7Pb2)、Li-Cd-Pb、Li-Sn、Li-Sn-Cd、Li-Sn或Li-Al-Mn合金。该负极还可以是Li/Li3N或LixPb-聚对亚苯基类的复合电极。
当本发明电池是一种锂离子电池时，电池包含一复合负极，其由粘合剂和一种能在低氧化还原电位可逆地嵌入锂离子的材料构成，所述的复合材料在预备步骤过程中被锂化。这样一种材料可以选自天然或合成的含碳材料。这些含碳材料例如可以是石油焦、石墨、石墨须、碳纤维、中间相碳微球(mesocarbone microbeads)、沥青焦、针状焦。能在低氧化还原电位可逆地嵌入锂离子的材料还可以选自氧化物，例如LixMoO2、LixWO2、LixFe2O3、Li4Ti5O12、LixTiO2，或选自硫化物，例如Li9Mo6S6和LiTiS2，或选自硫氧化物。还可以使用能在低电位可逆地储存锂的化合物，例如无定形的矾酸盐(例如LixNiVO4)、氮化物(例如Li2.6-xCo0.4N、Li2+xFeN2、Li7+xMnN4)、磷化物(例如Li9-xVP4)、砷化物(例如Li9-xVAs4)和可逆分解氧化物(例如CoO、CuO、Cu2O)。所述粘合剂是一种在负极工作范围内电化学稳定的有机粘合剂。作为实例，可以列举聚(偏二氟乙烯)均聚物或乙烯/丙烯/二烯共聚物。聚(偏二氟乙烯)是特别优选的。将含碳化合物加到粘合剂在质子惰性的极性溶剂中的溶液里，再将得到的混合物摊在用作收集器的铜盘上，然后在氮气气氛下加热蒸去溶剂，由此可以生产出复合负极。
含有固体电解质的本发明电池可以由依次排列的下述材料的层构成：正极材料及其集电器、固体电解质、负极以及任选的负极集电器。
含有液体电解质的本发明电池可以由依次排列的下述材料的层构成：正极材料及其集电器、浸透液体电解质的隔离膜、构成负极的材料层及任选的负极集电器。
与现有技术的氧化锂矾相比，本发明的氧化矾锂用作活性物质可以显著地改善了电池的容量和循环稳定性。
通过下面给出的实施例更详细地说明本发明，而本发明并不受到这些实施例的限制。
                      实施例1
本发明化合物Li1.1V3O8的制备
在Pulvérisette中加入472毫克α-V2O5粉和70毫克Li2CO3粉，以速度200转/分混合5分钟。然后将混合粉末加到反应器中，再在580℃下加热10小时。得到的产物再加到Pulvérisette中，以速度200转/分混合5分钟，以便使粉末微粒松散。
在同样条件下制备第二个氧化物试样，但在570℃下而不是在580℃下加热粉末混合物。
作为对比的化合物Li1.1V3O8的制备
作为对比，在上面指出的条件下，相继地在下述温度下制备化合物Li1.1V3O8：500℃、520℃、560℃、590℃和600℃。
所得产物的分析
采用X射线衍射法测定了在每种情况下所得到产物的组成。这些图与Li1.1V3O8所对应的第80-0071号PDF卡是一致的，并且未检测到任何杂质。图1示出了本发明产物的X射线衍射图(CuKα辐射：λ＝1.5418)。
采用JEOL JSM 6400F型扫描电子显微镜观察了本发明化合物与作为对比制备的化合物的形态。图2示出了在580℃下制备的化合物的显微照片，其放大倍数3000。该照片显示出杆状微晶形态，其长度l是5-30微米，宽度w是0.5-2微米，而厚度t是0.5-2微米。采用Coultronics公司的LS130装置进行了激光粒度分析，分析结果表明微粒的平均尺寸分布为1-10微米，其平均值约为3.5微米。在570℃下制备的本发明化合物也观察到同样的结果。
作为对比制备的氧化物的形态如下：
·在500℃下制备的氧化物：颗粒的形状与尺寸都不均匀，由最大长度为微米级的小的杆状多晶组成。
·在520℃下制备的氧化物：颗粒的形状与尺寸都不均匀，由最大长度为微米级的小的杆状多晶组成。
·在560℃下制备的氧化物：颗粒的形状与尺寸都不均匀，由长度为1-5微米的杆状多晶组成。
·在590℃下制备的氧化物：非常接近在580℃下制备的氧化物，但粉末烧结了。
·在600℃下制备的氧化物(氧化物熔点)：得到一种由长度大于或等于20微米的掺混晶体构成的熔化块。
                      实施例2
本发明化合物Li1.1V3O8的制备
在R51型VMI/RAYNERI混合器中加入4.72千克α-V2O5粉和0.70千克Li2CO3粉，以速度80转/分混合15分钟。然后将混合粉末加到反应器中，再在580℃下加热10小时。得到的产物再加到该混合器中，以速度80转/分混合15分钟，以便使粉末微粒松散。
所得产物的分析
所得到产物的X射线衍射图与Li1.1V3O8所对应的第80-0071号PDF卡是一致的，并且未检测到任何杂质。
采用JEOL JSM 6400F型扫描电子显微镜观察了所制备化合物的形态。所得氧化物的形态为杆状单晶，其长度l是5-30微米，宽度w是0.5-2微米，而厚度t是0.5-2微米。
采用Coultronics公司的LS130装置进行了激光粒度分析，分析结果显示出微粒的平均尺寸分布为1-10微米，其最大值约为3.5微米。
                      实施例3
化合物Li1.1V3O8在液体电解质电池中的应用
将根据实施例1中描述的方法分别在580℃与571℃下得到的化合物Li1.1V3O8用作在室温下工作的实验室螺丝状电池(screw battery)中的阴极活性物质，该电池具有下述结构：
Li/(EC+DMC+LiPF6)/Li1.1V3O8+碳+粘合剂
阳极是锂板。电解质的溶剂是由碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯的混合物(其比例2/1)组成。
在第一组试验中，测量了含有根据实施例1分别在580℃与570℃下加热制备的本发明化合物Li1.1V3O8的两种电池在三种放电工作状态下的容量，还测量了含有如实施例1所述的作为对比制备的化合物的电池在三种放电工作状态下的容量。对于每种氧化物，装配了一种含有所述氧化物作为阴极活性物质的电池。测定了每种电池在不同循环工作状态下的容量C(以Ah/kg表示)。结果列于图3。○代表的点相应于在C/20放电工作状态下的第一次放电，□代表的点相应于在C/20放电工作状态下的第二次放电，◇代表的点相应于在C/5工作状态下第十次放电。由图可清楚地看出，当氧化锂矾的制备温度偏离本发明方法所要求的温度时，电池容量就会急剧下降。
在第二组对比试验中，装配了两种与本发明电池类似的电池，但其中分别使用通过在580℃下加热α-V2O5和Li2CO3的混合物，接着磨碎得到的一种氧化锂矾作为阴极的活性物质，和使用通过磨碎和压实这些反应物，在580℃下加热，然后再磨碎得到的另一种氧化锂矾作为阴极的活性物质。图4示出了容量C(以Ah/kg表示)随循环数N的变化。在这个图上，曲线(a)相应于本发明的电池，曲线(b)相应于含有经过磨碎处理的氧化物的电池，曲线(c)相应于含有通过反应物磨碎、压实、加热和再磨碎所得到氧化物的电池。前三个循环是在C/20放电工作状态下进行的，接下来的循环是在C/5工作状态下进行的。可以清楚地看出，加热前不经磨碎和压实以及加热后不经磨碎对于保持较高的循环容量都是必不可少的。
                        实施例4
化合物Li1.1V3O8在聚合物电解质电池中的应用
制备可充电的聚合物电解质锂电池。
所述电解质是一片厚30微米的薄膜，它由LiTFSI(20重量％)在环氧乙烷聚合物(70重量％)中的溶液，和氧化镁(10重量％)构成。电解质薄膜是通过挤出得到的。阳极是一片厚50微米的锂箔。阴极是一片厚30微米的薄膜状复合阴极，它是通过挤出得到的，它含有约54％的根据实施例1方法在580℃得到的矾氧化物Li1.1V3O8、约14％的乙炔黑、约24％的环氧乙烷聚合物和约8％的LiTFSI，这些比例均是重量百分比。所述阴极的表面积约为4500厘米2，其被层压在15微米厚的铝基收集器上。这些薄膜在60℃加热下卷绕并压制组装成电池。
如此制成的电池在90℃下进行循环。充电电流是C/4，放电电流是C/1.5。容量C(以Ah/kg表示)随循环数N的变化示于图5上。可以看出，对于100％放电深度，矾氧化物Li1+xV3O8提供不变的容量180Ah/kg活性物质，即能量450Wh/kg Li1+xV3O8(平均电位～2.5V)。推算出电池的寿命(定义为循环数，其后完全点状放电只能回收80％起始容量)高于1350个循环。

Claims (33)

1、一种式Li1+xV3O8所示的氧化锂矾，式中0.1≤x≤0.25，所述氧化物具有单斜晶体结构，其特征在于它由非团聚的杆状单晶颗粒组成：
-所述颗粒的长度1为1-100微米，以w表示宽度，则4＜1/w＜100，以t表示厚度，则4＜1/t＜100，并且t＜w；
-所述颗粒的长轴是单斜晶胞的b轴。
2、根据权利要求1所述的氧化物，其特征在于所述颗粒具有这样的尺寸：10＜1/w＜50和10＜1/t＜50。
3、根据权利要求1所述氧化锂矾的制备方法，该方法在于让至少一种Li前体与至少一种矾前体发生反应，其特征在于：
-在一个混合器中加入粉末状的一种或多种Li前体和一种或多种矾前体，其化学计量比为Li/V＝(1+x)/3，其中0.1≤x≤0.25；
-在一定条件下进行混合，以使混合后得到的混合物的密度小于1.5，粉末颗粒的尺寸为：长度大于1微米，宽度大于0.1微米，厚度大于0.1微米；
-将得到的混合物升温至565-585℃，将这一温度保持30分钟至10小时；
-将所得产物去团聚，以便无须磨碎即可使所述粉末状颗粒分离。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述锂前体是锂盐或锂氧化物。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述锂前体选自Li2CO3、LiNO3、LiOH、LiOH·H2O和Li2O，或选自乙酸锂、乙酰基丙酮酸锂、硬脂酸锂、甲酸锂、草酸锂、柠檬酸锂、乳酸锂、酒石酸锂、丙酮酸锂。
6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述矾前体是矾盐或矾氧化物。
7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述矾前体选自α-V2O5、NH4VO3、V2O4和V2O3。
8、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述锂前体是Li和V的混合化合物。
9、根据权利要求3所述的方法，其特征在于在575-585℃的温度下进行加热。
10、一种锂电池的正极，其特征在于它含有根据权利要求1或2所述的氧化锂矾作为活性物质。
11、根据权利要求10所述的电极，其特征在于它还含有一种赋予电子导电性能的材料和一种赋予离子导电性能和机械性能的复合材料。
12、根据权利要求10所述的电极，其特征在于所述活性材料的含量是40-90重量％。
13、根据权利要求11所述的电极，其特征在于所述赋予电子导电性能的材料的含量是5-20重量％。
14、根据权利要求11所述的电极，其特征在于所述赋予离子导电性能和机械性能的复合材料的含量是5-40重量％。
15、根据权利要求11所述的电极，其特征在于所述赋予离子导电性能和机械性能的复合材料由锂盐和粘合剂构成，所述粘合剂由非溶剂化聚合物和至少一种极性非质子化合物组成。
16、根据权利要求11所述的电极，其特征在于所述赋予离子导电性能和机械性能的复合材料由锂盐和粘合剂构成，所述粘合剂由溶剂化聚合物组成。
17、根据权利要求16所述的电极，其特征在于所述溶剂化聚合物是氧化乙烯和表氯醇的共聚物。
18、根据权利要求11所述的电极，其特征在于所述赋予电子导电性能的材料是炭黑。
19、一种可充电的锂电池，该电池包括用电解质分开的正极与负极，所述电解质含有锂盐在一种溶剂中的溶液，所述电池通过锂离子在电极间的可逆循环来工作，其特征在于所用的正极是根据权利要求10-18中任一权利要求所述的电极。
20、根据权利要求19所述的电池，其特征在于所述电解质含有一种选自如下的锂盐：LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiRFSO3、LiCH3SO3、LiN(RFSO2)2、LiC(RFSO2)3和LiCF(RFSO2)2，RF代表有1-8个碳原子的全氟烷基或氟原子。
21、根据权利要求19所述的电池，其特征在于所述电解质的溶剂是一种极性非质子化合物，该化合物选自直链或环状碳酸酯、直链或环状醚、直链或环状酯、直链或环状砜、磺酰胺和腈。
22、根据权利要求19所述的电池，其特征在于所述电解质的溶剂是一种溶剂化的聚合物。
23、根据权利要求19所述的电池，其特征在于所述电解质是由双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)在聚氧乙烯或在氧化乙烯与表氯醇共聚物中的固溶体组成的。
24、根据权利要求23所述的电池，其特征在于所述电解质还含有无机填料。
25、根据权利要求19所述的电池，其特征在于所述负极是由金属锂或由锂合金构成的，或者该负极是Li/Li3N型或Li2Pb-聚对亚苯基型的复合电极。
26、根据权利要求25所述的电池，其特征在于所述的负极是选自下列合金的锂合金：在不同基体中的β-LiAl、γ-LiAl、Li-Pb、Li-Cd-Pb、Li-Sn、Li-Sn-Cd和Li-Sn合金，或者是Li-Al-Mn合金。
27、根据权利要求26所述的电池，其特征在于所述的不同基体是含氧基体或金属基体。
28、根据权利要求27所述的电池，其特征在于所述的金属基体是Cu、Ni、Fe或Fe-C。
29、根据权利要求19所述的电池，其特征在于负极是一种复合电极，它由粘合剂和一种能在低氧化还原电位可逆地嵌入锂离子的材料构成，所述的复合材料在预备步骤过程中被锂化。
30、根据权利要求22所述的电池，其特征在于它由依次排列的下述材料的层构成：正极材料及其集电器、由锂盐在溶剂化聚合物中的溶液组成的电解质、以及负极材料。
31、根据权利要求30所述的电池，其特征在于构成所述负极的材料层中还包含负极集电器材料。
32、根据权利要求21所述的电池，其特征在于它由依次排列的下述材料的层构成：正极材料及其集电器、浸透液体电解质的隔离膜、以及构成负极的材料。
33、根据权利要求32所述的电池，其特征在于所述构成负极的材料层中还包含负极集电器材料。
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