KR100550373B1 - Manufacturing method of Li1 + xMn2-xO4 for use as a secondary battery electrode - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 수산화물 또는 리튬 염 및 망간 산화물 또는 망간 염을 충분히 혼합하는 단계; 충분히 혼합된 염을 반응조에 공급하는 단계; 혼합된 염을 반응조에서 연속적으로 교반하는 단계; 반응조에서 교반된 혼합염을 산소-함유 대기에서 약 650℃ 내지 약 800℃의 온도로 약 4시간을 초과하지 않는 시간동안 가열하는 단계; 및 반응생성물을 산소-함유 대기에서 약 2시간을 초과하지 않는 시간동안 약 200℃ 미만으로 냉각시키는 단계를 포함하는, 화학식 Li1+xMn2-xO4인 단상의 리튬 첨가된 망간 산화물 층간 화합물을 제조하는 연속 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of sufficiently mixing the lithium hydroxide or lithium salt and manganese oxide or manganese salt; Supplying a sufficiently mixed salt to the reactor; Continuously stirring the mixed salts in the reactor; Heating the stirred mixed salt in the reactor in an oxygen-containing atmosphere at a temperature of about 650 ° C. to about 800 ° C. for a time not exceeding about 4 hours; And cooling the reaction product to less than about 200 ° C. in an oxygen-containing atmosphere for a time period of no greater than about 2 hours. Lithium-doped manganese oxide interlayer having the formula Li 1 + x Mn 2-x O 4 It relates to a continuous process for preparing a compound.

Description

2차 전지 전극으로서 사용하기 위한 Li1+XMn2-XO4의 제조 방법Method for producing Li 1 + XMn 2 -XO 4 for use as a secondary battery electrode

본 발명은 3원 산화물을 함유하는 리튬의 미분말 및/또는 필름을 제조하는 연속 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 2차 전지용으로 주목을 받는 층간 삽입 가능한(intercalatable) 화합물인 Li1+xMn2-xO4의 합성에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous process for producing fine powders and / or films of lithium containing ternary oxides. More specifically, the present invention relates to the synthesis of Li 1 + x Mn 2-x O 4, an intercalatable compound attracting attention for secondary batteries.

지금까지 3원 수산화물을 함유하는 리튬은 성분 화합물의 탄산염 및 산화물을 혼합하고 이 혼합물을 고온에서 가열함으로써 제조하였다. 이 방법은 전지에 유효한 재료를 생성하지만, 반응 및 냉각 시간이 길어서 상업적으로는 실용적이지 못하다.To date, lithium containing ternary hydroxides has been produced by mixing carbonates and oxides of the component compounds and heating the mixture at high temperatures. This method produces a material that is effective for the cell but is not commercially viable due to the long reaction and cooling times.

본 발명은 2차, 재충전 가능한 리튬 및 리튬-이온 전지에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 이러한 전지의 양(+)극으로서 사용하기 위한 Li1+xMn2-xO4(x는 약 0∼약 0.125임) 층간 화합물(intercalation compound)을 제조하는 연속 방법에 관한 것이다.The present invention relates to secondary, rechargeable lithium and lithium-ion batteries, and more particularly to Li 1 + x Mn 2-x O 4 (x being from about 0 to about 0) for use as a positive electrode of such batteries. About 0.125) to a continuous process for preparing an intercalation compound.

현재 시판되고 있는 4V 리튬-이온 전지의 양(+)극 재료로서 리튬-코발트 산화물이 사용된다. 저원가, 풍부한 원료, 부수적인 안전성, 환경적인 수용성 및 전기 화학적 성능에 기초하여, Li1+xMn2-xO4 층간 화합물은 상기 전지에서 양(+)극 재료로서 특히 촉망받아 왔다. 그러나, 캐쏘드 재료로서 Li1+xMn2-xO4가 상업적으로 호평을 받기 위해서, 상기 요구되는 전기화학적인 성능 특성을 구비한 재료를 신속하고 경제적으로 제조할 수 있는 방법이 아직 알려지지 않았다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결한다.Lithium-cobalt oxide is used as a positive electrode material of a 4V lithium-ion battery currently on the market. Based on low cost, abundant raw materials, incidental safety, environmental water solubility and electrochemical performance, Li 1 + x Mn 2-x O 4 interlayer compounds have been particularly promising as positive electrode materials in such cells. However, in order for Li 1 + x Mn 2-x O 4 to be commercially acclaimed as a cathode material, it is not yet known how to quickly and economically prepare a material with the required electrochemical performance characteristics. . The present invention solves this problem.

LiMn2O4(Li1+xMn2-xO4, 여기서 x=0)는, 1958년에 Li2CO3 및 임의의 산화망간을 몰비가 Li/Mn=0.50이 되도록 균질하게 혼합한 뒤, 이 혼합물을 공기 중에서 800∼900℃에서 반응시키고, 시료가 일정 중량에 이를 때까지 이 온도에서 혼합물을 반복적으로 분쇄 및 반응시켜서 합성하였다(D.G. Wickham 및 W.J. Croft, J.Phys.Chem.Solids 7(1958) 351-360). 헌터는 그의 문헌[J.C. Hunter(Union Carbide), 미국 특허 제4,246,253호, 1981년 1월 20일; J.C. Hunter(Union Carbide), 미국 특허 제4,312,930호, 1982년 1월 26일; J.C. Hunter, J. Solid State Chem 39(1981) 142-147]에서 LiMn2O4의 결정 구조를 보유하는 λ-MnO2를 생산하기 위해 LiMn2O4를 산 침출시키는 것과, 그 후에 λ-MnO2를 리튬 전지에서 양(+)극 재료로서 사용하는 것에 대하여 보고하였다. 헌터는 λ-MnO2를 LiMn2O4로 전기 화학적으로 환원시켰는데, 이는 4V에서 발생하지만, 이들은 전지에서는 사이클링하지 않았다. 또한 그는 Wickham 및 Croft가 제안한 것 이외에 다른 리튬 및 망간 화합물을 합성에 사용할 수 있음을 제안하였는데, 단 이들 리튬 및 망간 화합물은 사용된 반응 조건하에서 리튬 또는 망간 산화물로 분해된다. Thackeray 등[M. Thackeray, P. Johnson, L.de Picciotto, P.Bruce 및 J.Goodenough, Mat. Res.Bull. 19(1984) 179-187; M.Thackeray, L.de Picciotto, A.de Kock, P.Johnson, V.Nicholas 및 K.Adendorff, J. Power Sources 21 (1987) 1-8]은, LiMn2O4 스피넬 구조내로의 Li의 층간 삽입은 전기화학적으로 가역적이므로, Li에 대하여 ∼4.1V 및 3.0V에서 두 개의 전압 평탄역을 제공하는데, 이는 각각 λ-MnO2 내로 제1 및 제2 Li 이온의 층간삽입/탈-층간삽입에 해당한다는 것을 보여주었다.LiMn 2 O 4 (Li 1 + x Mn 2-x O 4 , where x = 0) was homogeneously mixed in 1958 with Li 2 CO 3 and any manganese oxide so that the molar ratio was Li / Mn = 0.50. The mixture was reacted in air at 800-900 ° C. and synthesized by repeatedly grinding and reacting the mixture at this temperature until the sample reached a certain weight (DG Wickham and WJ Croft, J. Phys. Chem. Solids 7 (1958) 351-360). Hunter is described in JC Hunter (Union Carbide), US Pat. No. 4,246,253, January 20, 1981; JC Hunter (Union Carbide), US Pat. No. 4,312,930, January 26, 1982; Hunter JC, J. Solid State Chem 39 (1981) as by 142-147; acid leaching the LiMn 2 O 4 for the production of λ-MnO 2 for holding a crystal structure of LiMn 2 O 4 in, then the λ-MnO 2 has been reported for use as a positive electrode material in lithium batteries. Hunter electrochemically reduced λ-MnO 2 to LiMn 2 O 4 , which occurs at 4V, but they did not cycle in the cell. He also suggested that other lithium and manganese compounds could be used in the synthesis in addition to those proposed by Wickham and Croft, provided that these lithium and manganese compounds decompose into lithium or manganese oxide under the reaction conditions used. Thackeray et al. [M. Thackeray, P. Johnson, L.de Picciotto, P. Bruce and J. Goodenough, Mat. Res.Bull. 19 (1984) 179-187; M. Thackeray, L.de Picciotto, A.de Kock, P.Johnson, V.Nicholas, and K.Adendorff, J. Power Sources 21 (1987) 1-8] have described Li in a LiMn 2 O 4 spinel structure. Since intercalation is electrochemically reversible, it provides two voltage plateaus at ˜4.1V and 3.0V for Li, which intercalates / deintercalates of the first and second Li ions into λ-MnO 2 , respectively. Showed that

여러 연구진들은 리튬과 망간 화합물의 열반응으로 LiMn2O4의 합성을 연구해 왔으며, 이 합성이 광범위한 온도, 즉 300∼900℃에서 실시될 수 있음을 발견하였다. Li을 층간삽입 및 탈-층간삽입시키는 생성물의 능력을 조사하였다. 약 550℃ 미만의 온도에서 제조되는 소위 말하는 "저온 재료"는 불완전한 결정질이며, 변형된 스피넬 구조를 갖고, Li에 대하여 4V가 아니라 약 3V에서 사이클링된다[W.J.Macklin. R.J. Neat 및 R.J.Powell, J.Power Sources 34(1991) 39-49; T.Nagaura, M.Yokokawa 및 T.Hashimoto (Sony Corp.), 미국 특허 제4,828,834호, 1989년 5월 9일 M.M.Thackery 및 A. de Kock (CSIR), 미국 특허 제4,980,251호, 1990년 12월 25일; V. Manev, A.Momchilov, A.Nassalevska 및 A.Kozawa, J.Power Sources, 43-44(1993)551-559]. 이들 물질은 본 특허 출원이 목적으로 하는 재료는 아니다.Several researchers have studied the synthesis of LiMn 2 O 4 by the thermal reaction of lithium and manganese compounds, and found that the synthesis can be carried out over a wide range of temperatures, from 300 to 900 ° C. The ability of the product to intercalate and deintercalate Li was investigated. The so-called “cold materials” produced at temperatures below about 550 ° C. are incomplete crystalline, have a modified spinel structure, and are cycled at about 3V rather than 4V for Li [WJMacklin. RJ Neat and RJ Powell, J. Power Sources 34 (1991) 39-49; T.Nagaura, M.Yokokawa and T.Hashimoto (Sony Corp.), US Pat. No. 4,828,834, May 9, 1989 MMThackery and A. de Kock (CSIR), US Pat. No. 4,980,251, December 25, 1990 Work; V. Manev, A. Momchilov, A. Nassalevska and A. Kozawa, J. Power Sources, 43-44 (1993) 551-559]. These materials are not the material for which this patent application is intended.

공기 대기 중 약 600∼900℃에서 제조되는, 소위 말하는 "고온 재료"는 아주 결정질이다. 이들은 Li에 대해 약 4V에서 사이클링 가능 출력을 나타내지만, 3V에서는 사이클링 가능 출력이 훨씬 열악하므로, 용량을 급속히 상실한다. [J.M.Tarascon, E.Wang, J.K.Shokoohi, W.R.McKinnon 및 S.Colson, J.Electrochem. Soc. 138(1991)2859-2868]. 졸-겔 과정에서와 같이 LiMn2O4가 낮은 온도에서 합성될 때에 조차도, 그것이, 예컨대 600∼800℃의 고온에서 최초로 소성/어닐링된다면, 이는 4V형(regime)으로 사이클링할 수 있다.[P.Barboux, F.K.Shokoohi 및 J.M. Tarascon (Bellcore), 미국 특허 제 5,135,732호, 1992년 8월 4일]. 고온 LiMn2O4 재료는 본 출원의 또 다른 목적이다.The so-called "hot materials" produced at about 600-900 ° C. in the air atmosphere are very crystalline. They exhibit a cycleable output at about 4V for Li, but at 3V the cycleable output is much worse, so they quickly lose capacity. JMTarascon, E. Wang, JKShokoohi, WRMc Kinnon and S. Colson, J. Electrochem. Soc. 138 (1991) 2859-2868]. Even when LiMn 2 O 4 is synthesized at low temperatures, such as in the sol-gel process, if it is first calcined / annealed, for example, at a high temperature of 600-800 ° C., it can cycle to 4V regime. Barboux, FKShokoohi and JM Tarascon (Bellcore), US Pat. No. 5,135,732, 4 August 1992]. High temperature LiMn 2 O 4 material is another object of the present application.

연구진들은 일반적으로 가열된 생성물의 재분쇄 단계 및 재분쇄된 분말의 재가열 단계를 빈번하게 연계시킨 (정지식) 머플 노(爐)에서 단일상 생성물을 합성하는데 여러 시간 또는 심지어 여러 날의 반응 시간이 필요하다는 것을 발견하였다.[P.Barboux, F.K.Shokoohi 및 J.M. Tarascon(Bellcore), 미국 특허 제5,135,732호, 1992년 8월 4일, W.J.Macklin, R.J.Neat 및 R.J.Powell, J.Power Sources 34(1991)39-49; A. Mosbah, A. Verbaire 및 M.Tournoux, Mat. Res. Bull. 18 (1983)1375-1381; T. Ohzuku. M.Kitagawa, 및 T.Hirai, J.Electrochem. Soc. 137(1990)769-775]. 이러한 노력을 요하는 합성 절차를 생략하면 LiMn2O4 외에 각종 부산물, 즉 Mn2O3, Mn3O4. Li2MnO3이 생성된다. 이러한 물질들은 리튬 전지에서는 바람직하지 못하며, 낮은 전지 용량 및 짧은 수명(high fade rate)을 유발한다.The researchers generally found that several hours or even days of reaction time was required to synthesize a single-phase product in a (stationary) muffle furnace that frequently linked the regrind phase of the heated product to the reheat stage of the regrinded powder. P.Barboux, FKShokoohi and JM Tarascon (Bellcore), US Patent No. 5,135,732, 4 August 1992, WJMacklin, RJNeat and RJPowell, J. Power Sources 34 (1991) 39-49; A. Mosbah, A. Verbaire and M. Tournoux, Mat. Res. Bull. 18 (1983) 1137-1381; T. Ohzuku. M. Kitagawa, and T. Hirai, J. Electrochem. Soc. 137 (1990) 769-775. The omission of the synthetic procedure, which requires this effort, results in various by-products besides LiMn 2 O 4 , namely Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 . Li 2 MnO 3 is produced. Such materials are undesirable in lithium batteries and cause low battery capacity and high fade rates.

바람직하지 못한 부산물의 생성과는 별도로, 합성 매개변수도 분자/결정 구조 및 LiMn2O4의 물리적인 특성에 영향을 미치며, 이들 재료의 특성은 재료의 전지 용량 및 재료의 사이클링 성능에 상당한 영향을 준다. Momchilov, Manev 및 그 연구진들[A. Momchilov, V.Manev, 및 A.Nassalevska, J.Power Sources 14 (1983)305-314]은 공기 중에서 냉각하기 전에 리튬 반응물, MnO2 반응물, 반응 온도 및 반응 시간을 다양하게 하였다. 이들은 가능한 가장 낮은 녹는 점을 갖는 리튬 염과 가장 큰 표면적을 갖는 MnO2 시료로부터 스피넬을 만드는 것이 유리하다는 것을 발견했다. 이의 장점은 보다 빠른 반응 시간과 보다 다공질의 생성물을 얻을 수 있다는 것이며, 이것이 보다 큰 용량과 보다 우수한 사이클링 성능(즉, 사이클링 횟수에 따른 적은 용량 감쇠)을 제공한다. 그러나 반응 시간은 어떠한 경우에서도 수일이 걸린다. 이 연구자들[V. Manev, A.Momchilov, A. Nassalevska 및 A.Kozawa, J.Power Sources, 43-44(1993) 551-559; A.Momchilov, V.Manev 및 A.Nassalevska, J.Power Sources 41 (1993) 305-314]은 최적의 반응 온도가 대략 750℃라는 것을 발견하였다. 이보다 더 높은 온도에서는 재료는 전지 용량을 상실하는데, 이는 아마도 표면적의 감소와 LiMn2O4 중 일부 망간의 환원으로 인한 산소의 손실에 기인한 것으로 보인다. 이보다 낮은 반응 온도에서는, 합성하는데 더 긴 시간이 필요하고, 명백하게 더 낮은 용량의 원인이 되는 스피넬 변형의 흔적이 발생하였다. 또한 연구진들은 최종 온도에서 반응시키기 전에 리튬 반응물의 녹는점 바로 위의 온도에서 혼합물을 예열시키는 것이 유리하다고 제안하였다.Apart from the generation of undesirable by-products, synthetic parameters also affect the molecular / crystal structure and physical properties of LiMn 2 O 4 , which have a significant impact on the cell capacity of the material and the cycling performance of the material. give. Momchilov, Manev and their researchers [A. Momchilov, V. Manev, and A. Nasslavska, J. Power Sources 14 (1983) 305-314] varied the lithium reactant, MnO 2 reactant, reaction temperature and reaction time before cooling in air. They found it advantageous to make a spinel from a lithium salt with the lowest melting point possible and the MnO 2 sample with the largest surface area. The advantage is that a faster reaction time and a more porous product can be obtained, which provides greater capacity and better cycling performance (ie less capacity attenuation over the number of cycles). However, the reaction time takes several days in any case. These researchers [V. Manev, A. Momchilov, A. Nassalevska and A. Kozawa, J. Power Sources, 43-44 (1993) 551-559; A.Momchilov, V.Manev and A.Nassalevska, J. Power Sources 41 (1993) 305-314 found that the optimum reaction temperature was approximately 750 ° C. At higher temperatures, the material loses cell capacity, probably due to a decrease in surface area and a loss of oxygen due to the reduction of some manganese in LiMn 2 O 4 . At lower reaction temperatures, longer time is required to synthesize, and apparently traces of spinel deformation have occurred that result in lower doses. The researchers also suggested that it is advantageous to preheat the mixture at a temperature just above the melting point of the lithium reactant before reacting at the final temperature.

Tarascon 및 연구진들[J.M.Tarascon, W.R.McKinnon, F.Coowar, T.N.Bowmer, G.Amatucci 및 D.Guyomard, J.Electrochem. Soc.141(1994)1421-1431; J.M.Tarascon(Bellcore), 국제 특허 출원 WO 94/26666; 미국 특허 제5,425,932호, 1995년 6월 20일]은 (1)Li/Mn의 몰비가 1/2보다 큰(즉, Li/Mn=1.00/2.00 내지 1.20/2.00이므로, Li1+xMn2-xo4에서 x=0.0 내지 0.125임) 반응 혼합물을 사용하고, (2)800∼900℃에서 장시간(예, 72시간)동안 반응물을 가열하며, (3)매우 느린 속도, 즉 바람직하게는 2∼10℃/h로 산소 함유 대기하에 반응된 생산물을 약 500℃로 냉각시킨 다음, 마지막으로 (4)노를 꺼서 생성물을 상온으로 급속히 냉각시켜 고 용량 및 긴 사이클링 수명을 양호하게 얻었다. 대기 중에 산소가 풍부하다면 800℃이상의 온도에서 500℃로의 냉각 속도를 30℃/h로 증가시킬 수 있다. 이들 연구진들은 생성물의 격자 매개변수 a。가 전지의 생성물의 유효성을 나타내는 지표이며, 약 8.23Å 미만이어야 함을 발견했다. 이와는 대조적으로 Li/Mn=1.00/2.00 및 공기 냉각하에서 제조된 LiMn2O4의 경우 a=8.247Å이었다.Tarascon and the researchers [JMTarascon, WRMc Kinnon, F. Coowar, TNBowmer, G. Amatucci and D. Guyomard, J. Electrochem. Soc. 141 (1994) 1421-1431; JMTarascon (Bellcore), International Patent Application WO 94/26666; U.S. Patent No. 5,425,932, June 20, 1995] discloses (1) Li 1 + x Mn 2 since the molar ratio of Li / Mn is greater than 1/2 (ie, Li / Mn = 1.00 / 2.00 to 1.20 / 2.00). x = 0.0 to 0.125 at -x o 4 ) and (2) heat the reaction at 800-900 ° C. for a long time (eg 72 hours), and (3) at a very slow rate, ie preferably The product reacted under an oxygen containing atmosphere at 2-10 ° C./h was cooled to about 500 ° C. and finally (4) the furnace was turned off to rapidly cool the product to room temperature to obtain high capacity and long cycling life. If the atmosphere is rich in oxygen, the cooling rate to 500 ° C. at temperatures above 800 ° C. can be increased to 30 ° C./h. The researchers found that the lattice parameter a。 of the product is an indicator of the product's effectiveness and should be less than about 8.23 kW. In contrast, Li = Mn = 1.00 / 2.00 and a = 8.247 kPa for LiMn 2 O 4 prepared under air cooling.

Manev 및 그의 연구진[V.Manev, A.Momchilov, A.Nassalevska 및 A.Sato. J.Power Sources 54(1995)323-328]들은 Li/Mn의 몰비가 1.00/2.00 보다 크면 용량 및 사이클링 성능 면에서 모두 유리하다는 것도 발견하였다. 이들은 최적비로서 1.05/2.00을 선택했다. 이들 연구진들은 또한 머플 노에서 예비-혼합물/반응물의 양을 ∼10 g에서 ∼100 g로 증량시킴에 따라, 용량이 현저히 감소한다는 것을 밝혀내었다. 이들은 노내에서 공기의 고갈과 결과로서 생긴 생산물의 부분적 환원을 조사했다. 노내로 공기를 유동시킴으로써 이러한 문제를 경감시킬 수 있었다. 공기의 흐름이 너무 많으면, 생성물의 용량은 다시 감소하므로, 공기의 흐름을 유리하게 최적화시켜야 한다. Manev 및 그 연구진들은 가장 바람직한 냉각 속도는 분당 수 십 ℃라는 것을 발견했으며, 이것은 Tarascon 및 그 연구진들의 연구 결과보다 100 배 이상 빠른 것이었다. 반응물로서 매우 다공성의 화학적 이산화망간과 질산리튬을 사용하는 것을 포함하여 모든 조건을 최적화시킨 후에, Manev 및 그 연구진들은 용량이 매우 크고 수명이 긴 Li1+xMn2-xo4 (여기서 x=0.033) 생성물을 얻었다. 질산리튬을 사용하면 독성이 있는 NOx 연기가 합성과정에서 방출되기 때문에 제조 공정에 부정적인 영향을 준다. Manev가 질산리튬이 아니라 탄산리튬을 이용하는 성공적인 합성 방법을 개발하였지만[V.Manev, 제 9회 IBA Battery Materials Symposium에 발표된 논문, 케이프 타운, 남아프리카, 1955년 5월 20일-22일 (요약서 입수가능)], 이 신규한 제조방법은 다시 수일의 반응 시간을 필요로 했다.Manev and his team [V.Manev, A.Momchilov, A.Nassalevska and A.Sato. J. Power Sources 54 (1995) 323-328 also found that when the molar ratio of Li / Mn is greater than 1.00 / 2.00, both capacity and cycling performance are advantageous. They chose 1.05 / 2.00 as the optimum ratio. The researchers also found that the dose decreased significantly as the amount of pre-mixture / reactant in the muffle furnace was increased from -10 g to -100 g. They investigated the depletion of air in the furnace and the partial reduction of the resulting product. Flowing air into the furnace could alleviate this problem. If there is too much air flow, the product capacity again decreases, so the air flow must be advantageously optimized. Manev and his team found that the most desirable cooling rate was tens of degrees Celsius per minute, which was more than 100 times faster than the results of Tarascon and its team. After optimizing all conditions, including the use of highly porous chemical manganese dioxide and lithium nitrate as reactants, Manev and his team found that Li 1 + x Mn 2-x o 4 , where x = 0.033 has a very high capacity and long lifetime. ) Product. The use of lithium nitrate negatively affects the manufacturing process because toxic NOx fumes are released during synthesis. Manev has developed a successful synthesis method using lithium carbonate rather than lithium nitrate [V.Manev, paper presented in the 9th IBA Battery Materials Symposium, Cape Town, South Africa, May 20-22, 1955 (summary available) Possible)], this new production process again required several days of reaction time.

Howard[W.F.Howard, Jr., Proceedings of the 11th Int'l Seminar on Primary and Secondary Battery Technology & Application. 1994년 2월 28일-3일 3일 Deerfield beach, Fla., S.P.Wolsky & N.Marincic 후원]는 주로 비용 측면에서 가능한 LiMn2O4 생산 장치를 논의하였다. 비록 자료를 공개/제시하지 않았지만, Howard는 회전식 가마가 정지형 오븐보다 열을 빨리 전달하여 반응 시간을 줄이는 작용을 한다고 제안하였다.Howard [WF Howard, Jr., Proceedings of the 11th Int'l Seminar on Primary and Secondary Battery Technology & Application. February 28-3, 1994, sponsored by Deerfield beach, Fla., SPWolsky & N.Marincic, discussed the possible cost-effective LiMn 2 O 4 production equipment. Although no data has been published / presented, Howard suggests that rotary kilns can transfer heat faster than stationary ovens, reducing the reaction time.

긴 열 반응시간과 조합된 바람직한 느린 냉각 속도는, 파일럿-플랜트 또는 상업적인 조작과 같은 대규모의 공정에서는 실현하기가 매우 어렵다. 그러므로, 원하지 않는 부산물을 피하고 필요한 Li1+xMn2-xo4 화학량론 및 구조를 보존하기 위해서 반응 시간 및 냉각 시간을 줄이는 것이 대단히 바람직하다(여기서, 구조는 더 작은 격자 매개변수로 입증된다).The desired slow cooling rate in combination with long thermal reaction times is very difficult to realize in large scale processes such as pilot-plant or commercial operation. Therefore, it is highly desirable to reduce the reaction time and cooling time in order to avoid unwanted by-products and to preserve the necessary Li 1 + x Mn 2-x o 4 stoichiometry and structure (where the structure is demonstrated by smaller lattice parameters ).

본 발명의 개요Summary of the invention

화학식 Li1+xMn2-xo4(여기서 x는 약 0 내지 약 0.125)로 표시되고 약 8.235Å 이하의 격자 매개변수를 갖는 리튬 망간 산화물은, 리튬염/수산화물과 망간 산화물을 혼합하고, 약 2시간 이하 동안 약 650∼약 800℃의 온도에서 공기, 산소 또는 산소가 풍부한 대기 중에서 가열하면서 혼합물을 연속적으로 교반시킨 뒤, 공기, 산소 또는 산소가 풍부한 대기에서 약 2시간 이하로 유사하게 교반하여 생성물을 냉각시킴으로써 제조한다.Lithium manganese oxide represented by the formula Li 1 + x Mn 2-x o 4 (where x is from about 0 to about 0.125) and having a lattice parameter of about 8.235 Pa or less, mixes lithium salt / hydroxide and manganese oxide, The mixture is continuously stirred while heating in an air, oxygen or oxygen rich atmosphere at a temperature of about 650 to about 800 ° C. for up to about 2 hours and then similarly stirred up to about 2 hours in an air, oxygen or oxygen rich atmosphere. By cooling the product.

본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 다음 설명을 참조하면 이해할 수 있으며, 여기서 동일 부재는 동일 참조 번호로 표시한다:The present invention may be understood with reference to the following description in conjunction with the accompanying drawings, wherein like elements are denoted by like reference numerals:

도 1은 본 발명의 공정에서 사용되는 연속 반응기의 바람직한 구체예의 개략 부분 단면도이다.1 is a schematic partial cross-sectional view of a preferred embodiment of a continuous reactor used in the process of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 반응기 쉘(shell)의 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the reactor shell shown in FIG. 1.

도 3은 비수성의 실험용 전지의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a nonaqueous experimental battery.

도 4-[시료 B]는 공기 중 725℃의 회전식 가마에서 가열한(2시간) 다음 산소하에 실험실용 회전식 가마에서 천천히 냉각(2-1/2h)한 LiOH 및 EMD로부터 제조된 Li1+xMn2-xO4 스피넬의 X-선 회절 패턴을 도시한다.4- [Sample B] shows Li 1 + x prepared from LiOH and EMD heated in a rotary kiln at 725 ° C. in air (2 h) and then slowly cooled (2-1 / 2 h) in a laboratory rotary kiln under oxygen. The X-ray diffraction pattern of Mn 2-x O 4 spinel is shown.

도 5-[시료 C]는 공기 중 725℃의 회전식 가마에서 가열한(2시간) 다음 공기하에 가마에서 천천히 냉각(1-1/2h)한 LiOH 및 EMD로부터 제조된 Li1+xMn2-xO4 스피넬의 X선 회절 패턴을 도시한다.Figure 5 [Sample C] shows Li 1 + x Mn 2- prepared from LiOH and EMD heated in a rotary kiln at 725 ° C. in air (2 h) and then slowly cooled (1-1 / 2 h) in a kiln under air. x O 4 is shown the X-ray diffraction pattern of the spinel.

도 6-[시료 D]는 N2하에서 725℃의 회전식 가마에서 가열한(1-1/2h) 다음 공기 냉각시킨 Li2CO3 및 EMD로부터 제조한 Li1+xMn2-xO4 스피넬의 X선 회절 패턴을 도시한다.6- [Sample D] is Li 1 + x Mn 2-x O 4 spinel prepared from Li 2 CO 3 and EMD heated in a rotary kiln at 725 ° C. under N 2 (1-1 / 2 h) and then air cooled The X-ray diffraction pattern of is shown.

도 7-[시료 E]는 공기하에 725℃의 정지상(static bed)에서 가열한(2시간) 뒤 공기 냉각한 Li2CO3 및 EMD로부터 제조된 대조군 Li1+xMn2-xO4 스피넬의 X선 회절 패턴을 도시한다.7- [Sample E] is a control Li 1 + x Mn 2-x O 4 spinel prepared from Li 2 CO 3 and EMD which were heated (2 hours) in a static bed at 725 ° C. under air and then air cooled The X-ray diffraction pattern of is shown.

도 8-[시료 I]는 공기하에 725℃의 정지상에서 가열한(2시간) 뒤 공기 냉각한 LiOH 및 EMD로부터 제조된 대조군 Li1+xMn2-xO4 스피넬의 X선 회절 패턴을 도시한다.FIG. 8- [Sample I] shows the X-ray diffraction pattern of a control Li 1 + x Mn 2-x O 4 spinel prepared from LiOH and EMD which were heated in air at 725 ° C. stationary phase (2 hours) and then air cooled do.

도 9-[시료 K]는 공기하에 725℃의 정지상에서 가열한(24시간) 다음 천천히 냉각(36시간)시킨 Li2CO3 및 EMD로부터 제조된 대조군 Li1+xMn2-xO4 스피넬의 X선 회절 패턴을 도시한다.9- [Sample K] is a control Li 1 + x Mn 2-x O 4 spinel prepared from Li 2 CO 3 and EMD heated in a stationary phase at 725 ° C. under air (24 hours) and then slowly cooled (36 hours) The X-ray diffraction pattern of is shown.

도 10-[시료 C]는 2회 사이클에 걸쳐 스피넬에 대한 사이클링 곡선(전압 대 시간)을 보여준다.10- [Sample C] shows the cycling curves (voltage vs. time) for spinel over two cycles.

도 11-[시료 K]는 50회 사이클 후에 감쇠율을 얻는 방법(최소 자승법)을 나타내기 위한 방전 용량 대 순환 횟수의 전형적인 플롯이다.FIG. 11- [Sample K] is a typical plot of discharge capacity versus cycle count to show how to obtain the damping rate after 50 cycles (least square method).

바람직한 구체예의 설명Description of Preferred Embodiments

본 발명은 리튬 망간 산화물의 화학식에 기초하여 수산화리튬 또는 분해성 Li염 및 산화망간 또는 분해성 Mn염을 화학양론으로 균질하게 혼합하는 단계; 반응기에 균질하게 혼합된 화합물을 공급하는 단계; 반응기내에서 혼합된 염을 연속적으로 교반하는 단계; 공기, 산소 또는 산소가 풍부한 가스를 반응기를 통해 유동화시키는 단계; 약 4시간을 초과하지 않는 시간동안 약 650∼약 800℃의 온도에서 반응기내의 교반된 혼합 화합물을 가열하는 단계; 및 바람직하게는 2시간을 넘지 않는 시간동안 약 100℃ 미만의 제어된 조건하에서 반응된 생성물을 냉각시키는 단계를 수행하여 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서 0≤x≤0.125)의 단일상의 리튬 첨가된 망간 산화물 층간 화합물을 제조하는 연속 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 화학식 Li1+xMn2-xO4(여기서 0≤x≤0.125)에 따라서 입방 스피넬형 결정 구조를 갖는 거의 단일상인 리튬 망간 산화물을 합성하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 Li 또는 적절한 Li-함유 합금을 포함하는 아노드(anode)를 갖는 전기화학적 전지에서 캐쏘드(cathode)로서 사용하기에 적합한 산화물을 제조하기 위해서 이러한 산화물을 합성하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 이 방법으로 생성된 산화물; 및 상기 산화물을 캐쏘드로서 포함하는 전기화학적 전지에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of homogeneously mixing stoichiometrically lithium hydroxide or degradable Li salt and manganese oxide or degradable Mn salt based on the formula of lithium manganese oxide; Supplying a homogeneously mixed compound to the reactor; Continuously stirring the mixed salts in the reactor; Fluidizing air, oxygen or oxygen rich gas through the reactor; Heating the stirred mixed compound in the reactor at a temperature of about 650 to about 800 ° C. for a time not exceeding about 4 hours; And cooling the reacted product under controlled conditions of less than about 100 ° C., preferably for a time not exceeding 2 hours, to form Li 1 + x Mn 2-x O 4 , wherein 0 ≦ x ≦ 0.125. Provided is a continuous process for preparing single phase lithium added manganese oxide interlayer compounds. The present invention also relates to a method for synthesizing a nearly single phase lithium manganese oxide having a cubic spinel type crystal structure according to the formula Li 1 + x Mn 2-x O 4 (where 0 ≦ x ≦ 0.125). In particular, the present invention relates to a method of synthesizing such oxides to produce oxides suitable for use as cathodes in electrochemical cells having an anode comprising Li or a suitable Li-containing alloy. . In addition, the present invention is an oxide produced by this method; And an electrochemical cell comprising the oxide as a cathode.

본 발명에 의하면, 스피넬형의 결정 구조를 갖는 리튬 망간 산화물을 합성하는 방법은, 본 명세서에서 정의한 1종 이상의 수산화리튬 또는 리튬염과 본 명세서에서 정의한 1종 이상의 산화망간 또는 망간염의 미분 고체 형태로 혼합물을 형성하는 단계와, 약 650℃ 내지 약 800℃의 온도 범위에서 상기 화합물이 동시 분해되어 상호 반응하도록 혼합물을 가열하여 스피넬형 결정 구조 및 입방형 조밀 충전된 산소 격자 구성을 갖는 상기 리튬 망간 산화물을 얻는 단계를 포함한다.According to the present invention, a method for synthesizing a lithium manganese oxide having a spinel crystal structure is a finely divided solid form of at least one lithium hydroxide or lithium salt as defined herein and at least one manganese oxide or manganese salt as defined herein. Forming a mixture of the furnace and heating the mixture such that the compound decomposes and reacts with each other at a temperature ranging from about 650 ° C. to about 800 ° C. to form a spinel crystal structure and a cubic densely packed oxygen lattice configuration. Obtaining an oxide.

본 명세서에서 정의되는 바와 같은 리튬염은, 공기 중에서 가열하면 분해되어 리튬의 산화물을 형성하는 리튬 화합물을 의미하며, 또 이와 같이 본 명세서에서 정의되는 망간염은 공기 중에서 가열하면 분해되어 망간의 산화물을 형성하는 망간 화합물을 의미한다.Lithium salt as defined in the present specification means a lithium compound that decomposes when heated in air to form an oxide of lithium, and as described above, manganese salt is decomposed when heated in air to decompose an oxide of manganese. It means a manganese compound to form.

리튬 화합물은 LiOH, Li2CO3, LiNO3, 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 구성원일 수 있으며, 망간 화합물은 MnO2(전기분해에 의해 또는 화학적으로 제조됨), Mn2O3, MnCO3, Mn3O4, MnO, 아세트산망간, 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 구성원일 수 있다. 혼합물의 형성은 화학양론에 의한 것이어서, 대략 Li:Mn의 몰비는 1:2 이상, 더욱 바람직하게는 약간 과량의 리튬, 즉 1:2.0∼1:1.67, 더 바람직하게는 1:1.94∼1:1.82이다. 혼합물은 상기 염들이 충분히 균질하게 혼합되는 한 회전식 드럼 혼합기, 진동식 분쇄기, 제트 분쇄기, 볼 분쇄기 등으로 혼합하여 형성할 수 있다.The lithium compound may be a member selected from the group consisting of LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , and mixtures thereof, the manganese compound being MnO 2 (prepared by electrolysis or chemically), Mn 2 O 3 , MnCO 3 , Mn 3 O 4 , MnO, manganese acetate, and mixtures thereof. The formation of the mixture is stoichiometric, such that the molar ratio of Li: Mn is at least 1: 2, more preferably slightly excess lithium, i.e. 1: 2.0-1: 1.67, more preferably 1: 1.94-1: 1. 1.82. The mixture may be formed by mixing with a rotary drum mixer, vibratory grinder, jet grinder, ball grinder or the like as long as the salts are sufficiently homogeneously mixed.

균질하게 혼합된 화합물은 호퍼로 이송하고, 나사식 공급기 공기식 콘베이어, 펄스형 공기 분사, 또는 이와 유사한 것에 의해 반응기로 이송된다.The homogeneously mixed compound is transferred to the hopper and transferred to the reactor by a screw feeder air conveyor, pulsed air injection, or the like.

반응기는 수평 회전식 하소기가 바람직한데, 이 하소기에는 회전 나사, 유동층, 가열된 진공식 콘베이어 벨트, 또는 케스케이드형 수직 회전식 화로가 구비되어 있다. 반응기 종류는 기타 공정 매개변수와 사용된 염에 따라 선택한다.The reactor is preferably a horizontal rotary calciner, which is equipped with a rotating screw, a fluidized bed, a heated vacuum conveyor belt, or a cascaded vertical rotary furnace. The reactor type is selected depending on other process parameters and the salt used.

도 1을 참조하면 본 발명의 일양태에 있어서, 출발 재료(1)를 공급 호퍼(2)에 붓는다. 이 재료는 반응기로의 출발 재료의 공급 속도를 조절하는데 사용되는 나사식 콘베이어(3)내로 중력 작용에 의해 하락한다. 나사식 콘베이어(3)는 출발 재료를 회전식 쉘 반응기(5)내로 방출한다. 쉘(5)은 통상적인 회전 구동 수단에 의해서 회전시킬 수 있다. 고체는 회전 쉘(5)의 길이를 이동하며, 먼저 외부 쉘에 둘러싸인 독립적으로 가열된 대역(6a, 6b, 6c)을 통과하게 된다. 고체는 회전 쉘(5)에서 밸브(9)를 통해 생성물 드럼(10)내로 방출된다. 반응기는 공급 나사형 콘베이어(3)와 방출 밸브(9)사이의 공간에서 기밀된 상태이며, 도면에 도시된 바와 같이 쉘(5)의 압력은 파이프(8)를 통해 백 필터(1)로 배기됨으로써 실질적으로 대기압과 같아지더라도 대기가 파이프(8)로부터 방출되기 전에는 생성물과 접촉하여 침입하는 대기에 의해 어느정도 정압하에 있을 수 있다. 선택 가능한 퍼지 유입 파이프(7)는 공기 또는 산소가 풍부한 기체의 역류를 반응물 상에서 연속적으로 흐르게 한다. 퍼지 기체는 파이프(8)를 통하여 폐가스와 함께 반응기에서 배기된다. 나사형 콘베이어와 회전 쉘의 구동 수단은 당업계에 공지되어 있으므로 도시하지 않는다.Referring to FIG. 1, in one aspect of the invention, the starting material 1 is poured into a feed hopper 2. This material falls by gravity into the screw conveyor 3 used to regulate the feed rate of starting material to the reactor. The screw conveyor 3 discharges the starting material into the rotary shell reactor 5. The shell 5 can be rotated by conventional rotation drive means. The solid travels the length of the rotating shell 5 and first passes through independently heated zones 6a, 6b, 6c surrounded by an outer shell. The solid is discharged into the product drum 10 through the valve 9 in the rotating shell 5. The reactor is hermetically sealed in the space between the feed screw conveyor 3 and the discharge valve 9, and as shown in the figure, the pressure of the shell 5 is exhausted through the pipe 8 to the bag filter 1. As a result, even if the pressure is substantially equal to atmospheric pressure, it may be somewhat under constant pressure by the atmosphere in contact with the product before the atmosphere is released from the pipe 8. The selectable purge inlet pipe 7 allows the countercurrent of air or oxygen rich gas to flow continuously over the reactants. The purge gas is exhausted from the reactor along with the waste gas through pipe 8. The drive means of the screw conveyor and the rotating shell are known in the art and are not shown.

도 2를 참조하면, 회전 쉘(220)은 이 쉘의 내부에 부착되어 있는 동등하게 이격된 4개의 리프트 날개(210)를 가질 수도 있다. 이들 리프트 날개는 회전쉘(220)의 내부에 용접하거나 또는 적당한 방법으로 부착시킬 수 있다. 각 날개는 인접한 날개와 등간격으로 이격되어 있고, 각각은 회전 쉘(220)의 총 길이에 걸쳐 축방향으로 신장되어 있다. 이러한 날개의 크기와 수는, 고체를 계속 혼합하고 쉘 내의 대기와 충분히 접촉시키는 기능을 하는 한 상당히 다양하게 할 수 있다. 날개는 또한 쉘(220)을 통하여 고체를 이동시키는데 도움을 준다. 고체가 쉘(220)을 통과하여 하류로 이동하는 것을 추가로 보조하기 위해서, 쉘은 반응기의 길이 1 피트당 최대 1/4인치, 바람직하게는 1 피트당 1/16인치, 기울기로 흐름 방향으로 하향시키는 것이 좋다. 반응기의 크기는 목적하는 용량에 따라 다양하게 할 수 있다.With reference to FIG. 2, the rotating shell 220 may have four equally spaced lift vanes 210 attached to the interior of the shell. These lift vanes can be welded to the interior of the rotary shell 220 or attached in a suitable manner. Each wing is spaced at equal intervals from an adjacent wing, each extending axially over the entire length of the rotating shell 220. The size and number of these wings can vary considerably as long as they function to continuously mix the solids and provide sufficient contact with the atmosphere in the shell. The wings also assist in moving the solid through the shell 220. In order to further assist the movement of the solid through the shell 220 downstream, the shell is directed to the flow direction at a maximum of 1/4 inch per foot of the reactor length, preferably 1/16 inch per foot, inclination. It is good to lower. The size of the reactor can vary depending on the desired capacity.

예시용으로 사용된 실험실용 유닛은 2"직경 및 3'가열 대역을 갖는 수평 회전식 튜브 가마로 구성된다. 기체의 유속은 50 내지 500cc/분으로 설정하고 회전 속도는 30 RPM으로 설정한다.The laboratory unit used for illustration consists of a horizontal rotary tube kiln with a 2 "diameter and a 3 'heating zone. The flow rate of the gas is set at 50 to 500 cc / min and the rotation speed is set at 30 RPM.

유사한 파일럿 유닛은 8'의 가열 대역을 구비한 6"직경 반응기로 구성된다. 기체의 유속은 20-40 SCFH로 설정한다. 회전 속도는 3∼10 RPM으로 한다.A similar pilot unit consists of a 6 "diameter reactor with a heating zone of 8 '. The gas flow rate is set to 20-40 SCFH. The rotational speed is 3-10 RPM.

공정 중에 반응물을 계속 교반하는 것이 중요하다. 이 유동화 작용은 열을 신속하게 전달하고 기체/표면 경계 노출을 지속적으로 갱신시킬 수 있다. 이러한 조건의 조합은 정지상 공정에 비하여 공정의 반응 동력학을 상당히 증가시킨다.It is important to continue stirring the reaction during the process. This fluidization action can quickly transfer heat and continuously update gas / surface boundary exposures. The combination of these conditions significantly increases the reaction kinetics of the process compared to stationary phase processes.

혼합물의 가열은 공기, 산소, 또는 산소가 풍부한 대기의 역류로 연속 퍼징되는 대기하에서 약 650℃ 내지 800℃의 온도로 가열하는 것이 유리하며; 혼합물은 약 4시간 미만, 바람직하게는 약 2시간 미만 동안 최대 온도에서, 바람직하게는 ±10℃ 정도의 온도에서 유지시킨다. 이 가열 단계를 수행한 다음 공기 중에서 급냉시키거나 또는 천연 가마 냉각 속도에서 냉각시키는 냉각 단계를 수행할 수 있다.Heating of the mixture is advantageously heating to a temperature of about 650 ° C. to 800 ° C. under an atmosphere that is continuously purged with a countercurrent of air, oxygen, or an oxygen-rich atmosphere; The mixture is maintained at a maximum temperature, preferably at a temperature of about ± 10 ° C. for less than about 4 hours, preferably less than about 2 hours. This heating step may then be followed by a quenching step in which it is quenched in air or cooled at a natural kiln cooling rate.

본 발명의 가열 단계는 약 4시간을 초과하지 않는 시간 동안 약 650℃ 내지 약 800℃에서 수행한다. 가열 단계의 온도는 약 1시간 반 내지 2시간 동안 약 700 내지 약 750℃가 바람직하다.The heating step of the present invention is carried out at about 650 ° C to about 800 ° C for a time not exceeding about 4 hours. The temperature of the heating step is preferably about 700 to about 750 ° C. for about 1 and a half to 2 hours.

가열 단계 후에 반응 생성물은 약 2시간 이내에 약 200℃ 미만으로 냉각시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는 생성물은 약 100℃ 미만으로 냉각시키고, 냉각 단계는 약 한 시간 반 미만 동안 수행한다. 냉각 단계를 1.5 이하의 시간동안 수행하면 생성물이 산소를 흡수하여 어닐링되고, 따라서 격자 변형을 일으키는 것이 유리하다. 냉각 단계가 약 1.5 이하의 시간 동안 수행되면 냉각은 점차적으로 차가워지는 온도를 갖는 두 개 이상의 대역에서 수행하는 것이 유리하다. 이러한 냉각은 적어도 3개의 개별 대역에서 수행하는 것이 바람직하며, 각 대역은 바로 전 대역보다 약 90℃ 이상 냉각된 것이 바람직하다. 3개의 냉각 대역에서의 온도는 약 725℃, 625℃, 및 525℃인 것이 가장 바람직하다.After the heating step, the reaction product is preferably cooled to less than about 200 ° C. within about 2 hours. Preferably the product is cooled below about 100 ° C. and the cooling step is carried out for less than about an hour and a half. If the cooling step is carried out for a time of 1.5 or less, it is advantageous for the product to absorb oxygen and anneal, thus causing lattice deformation. If the cooling step is carried out for a time of about 1.5 or less, the cooling is advantageously carried out in two or more zones having a gradually cooled temperature. Such cooling is preferably carried out in at least three separate zones, each of which is preferably at least about 90 ° C. cooler than the previous zone. Most preferably, the temperatures in the three cooling zones are about 725 ° C, 625 ° C, and 525 ° C.

Li1+xMn2-xO4 생성물은 Li/Mn 비 및 망간의 산화수를 제공하는 표준 화학 및 분광 방법과 같은 각종 방법으로 특성 규명된다. 이러한 방법을 시료에 응용하여 이 재료를 설명하는 데 이용되는 화학식을 확인하였다.The Li 1 + x Mn 2-x O 4 product is characterized by a variety of methods, such as standard chemistry and spectroscopic methods, which provide the Li / Mn ratio and the oxidation number of manganese. This method was applied to the sample to identify the chemical formula used to describe this material.

이들 재료의 특성을 규명하는 데 가장 유용한 분석 방법 중 하나는 분말을 사용하는 기술인 X 선 회절법(XRD)이다. XRD는 두가지 형태의 유용한 자료, (1) 생성물의 순도 및 (2) 격자 매개변수를 제공한다. 모든 물질은 고유하고 명확한 XRD형태를 갖고 있기 때문에, 어떤 XRD 형태를 표준 패턴과 비교하여 생성물이 단일상인지 아닌지를 결정한다. 연구진들은 XRD 패턴과 전지 성능 간에 일부 상호 관계를 밝혀냈다. 예를 들어, 스피넬은 Li2MnO3, Mn2O3, 및 Mn3O4에서 유래한 현저한 유효 피크 없이 선명한 LiMn2O4의 XRD 형태를 갖는다. 이들 재료는 사이클되지 않고 캐쏘드로부터 침출되어, 캐쏘드내 유효 재료를 분해시켜 더욱 해를 줄 수도 있다.One of the most useful analytical methods for characterizing these materials is X-ray diffraction (XRD), a technique that uses powder. XRD provides two types of useful data: (1) product purity and (2) lattice parameters. Since all materials have a unique and distinct XRD morphology, the XRD morphology is compared to the standard pattern to determine whether the product is a single phase or not. The researchers found some correlations between XRD patterns and cell performance. For example, spinel has a clear XRD form of LiMn 2 O 4 without significant effective peaks derived from Li 2 MnO 3 , Mn 2 O 3 , and Mn 3 O 4 . These materials may leach out of the cathode without being cycled, causing further degradation of the effective material in the cathode.

도 4, 5, 8 및 9는 각각 시료 B, C, I 및 K에 대한 선명한 LiMn2O4 XRD 패턴이다. LiMn2O4 XRD 피크는 주지된 2θ 위치에서 확인되었으며 501 내지 508의 정수로 표지하였다. 물론 이들 2θ 값은, X-선이 CuKα 방사임을 인지한 후에, 표준 방법에 의해 잘 알려진 결정 "d" 값으로 전환시킬 수 있다. XRD 패턴은 상기 재료에 대하여 거의 동일하게 나타나지만, 이들 4가지 재료는 합성한 방법에 따라 차이가 있을 수 있으며, 그 방법은 표 Ia 및 Ib에 설명되어 있다.4, 5, 8 and 9 are clear LiMn 2 O 4 XRD patterns for Samples B, C, I and K, respectively. LiMn 2 O 4 XRD peaks were identified at known 2θ positions and labeled with integers from 501 to 508. Of course these 2θ values can be converted to well known crystal “d” values by standard methods after recognizing that the X-rays are CuKα radiation. The XRD pattern appears almost the same for the materials, but these four materials may differ depending on the method synthesized, and the methods are described in Tables Ia and Ib.

도 6 및 7은 부산물로 오염된 스피넬에 대한 XRD 패턴을 도시한다. 주생성물인 Li1+xMn2-xO4에 대한 피크는, 도 4, 5, 8 및 9에서의 순수한 Lii+xMn2-xO4의 해당 피크와 같은 정수로 표시하였다. 700 대의 정수로 표시한 피크는 Li2MnO3에 속하며 600 대의 정수로 표시한 피크들은 Mn2O3 또는 Mn3O4 (이 두 화합물은 소수의 작은 피크들과 구별하기가 어렵다)에 속한다.6 and 7 show XRD patterns for spinel contaminated with by-products. Peaks for the main product Li 1 + x Mn 2-x O 4 are represented by the same integers as the corresponding peaks of pure Li i + x Mn 2-x O 4 in FIGS. 4, 5, 8 and 9. Peaks represented by integers of 700 belong to Li 2 MnO 3 and peaks represented by integers of 600 belong to Mn 2 O 3 or Mn 3 O 4 (these two compounds are difficult to distinguish from a few small peaks).

제2 유형의 XRD 정보, 즉 격자 매개변수는, 도면에 도시된 바와 같이 주사의 육은 검사로 얻을 수 없다. 그 보다는, 결정학 및 XRD 기술 분야의 전문가에게 잘 알려진 "격자 매개변수 정밀화법(lattice parameter refinement)"의 특별 기법으로 모든 피크의 정확한 위치를 매우 정확하게 조사할 수 있으며, 이 정보로부터 결정축 "a"의 최적 입방 스피넬 유닛 격자의 치수를 계산할 수 있다. 이것이 격자 매개변수 ao이다.The second type of XRD information, ie the lattice parameters, cannot be obtained by inspection of the scan as shown in the figure. Rather, the special technique of "lattice parameter refinement", which is well known to experts in crystallography and XRD technology, allows the precise location of all peaks to be investigated very precisely. The dimensions of the optimal cubic spinel unit grid can be calculated. This is the grid parameter a o .

여러 연구자들은, 격자 매개변수가 순환 횟수에 따른 방전 용량의 감소를 나타내는 용량 감쇠율과 빈번히 직접적인 관련이 있기 때문에 격자 매개변수 자체가 바로 진단 도구일 수 있음을 밝힌 바 있다. 격자 매개변수는 입방 Li-Mn 스피넬의 화학식량에 따라(즉, Li1+xMn2O4에서 x에 따라), 그리고 스피넬의 산화도에 따라 달라진다. Li1.00Mn2.00O4의 격자 매개변수는 a0=8.2476Å이다(Standard X-ray Diffraction Powder Patterns, 21장-Data for 92 Substances M.C.Moris, H.F.McMurdie, E.H.Evans, B.Paretzkin H.S.Parker, W.Wong-Ng, D.M.Gladhill 및 C.R.Hubbard, National Bureau of Standards, U.S., Monograph 25, 21 78(1984)). a0 값은 Li 제거(산화)시 감소하여 입방 Mn2O4(λ-MnO2)상에 대해 8.03Å의 값을 나타낸다. 리튬을 LiMn2O4에 첨가하면(Li1+xMn2-xO4에서 x>0), 망간은 더욱 산화되고 a0은 약 8.2Å으로 감소되며[J.M.Tarascon, W.R.McKinnon, F.Coowar, T.N.Bowmer, G.Amaticci 및 D.Guyomard, J.Electrochem. Soc. 141 (1994) 1421-1431], 스피넬의 용량 감쇠율도 감소한다. 추가의 리튬 및 망간 산화는 방전 용량을 감소시켜 이론상의 4V 최대 방전 용량은 이론적인 최대 Mn의 산화수 4.00에 의해 측정되는 경우 Li1+xMn2-xO4 분자 단위 당 (1-3x)리튬 이온/전자이다.Several researchers have shown that the lattice parameter itself can be a diagnostic tool because the lattice parameter is frequently directly related to the capacity decay rate, which indicates a decrease in discharge capacity with a cycle number. The lattice parameters depend on the formula weight of the cubic Li—Mn spinel (ie, depending on the x in Li 1 + x Mn 2 O 4 ) and the degree of oxidation of the spinel. The lattice parameter of Li 1.00 Mn 2.00 O 4 is a 0 = 8.2476 ((Standard X-ray Diffraction Powder Patterns, Chapter 21—Data for 92 Substances MCMoris, HFMcMurdie, EHEvans, B.Paretzkin HSParker, W.Wong-Ng, DMGladhill and CRHubbard, National Bureau of Standards, US, Monograph 25, 21 78 (1984)). The a 0 value decreases upon Li removal (oxidation) and represents a value of 8.03 kPa for the cubic Mn 2 O 4 (λ-MnO 2 ) phase. When lithium is added to LiMn 2 O 4 (x> 0 in Li 1 + x Mn 2-x O 4 ), manganese is further oxidized and a 0 is reduced to about 8.2 kPa [JMTarascon, WRMcKinnon, F. Coowar, TNBowmer , G.Amaticci and D.Guyomard, J.Electrochem. Soc. 141 (1994) 1421-1431, which also reduces the rate of decay of the spinel. Additional lithium and manganese oxidation reduces the discharge capacity so that the theoretical 4V maximum discharge capacity is measured as Li 1 + x Mn 2-x O 4 (1-3x) lithium per molecular unit as measured by the theoretical maximum Mn oxide of 4.00 Ion / electron.

상기 개시된 기술에 따라 제조된 리튬 망간 산화물의 시료는, 소량의 흑연(10 내지 40 중량%) 및 결합체(∼5중량%)를 균질하게 혼합하여 캐쏘드 혼합물을 형성하는 단계; 이 캐쏘드 혼합물을 전도성 백킹위로 압착시키는 단계; 캐쏘드-혼합물/백킹 어셈블리(소위 말하는 양(+)극)를 무수 기체류하에서 가열시켜 건조하는 단계로 (+)의 2차 전지 전극으로 형성된다. 그 다음 이들 전극을 편평한 전기화학적 시험 전지에서 통상의 방식으로 시험하였다. 이러한 전지의 한 종류는 도 3에 도시된 분리식 전지이다. 이 전지는 전도성 백킹(302)을 구비한 Li1+xMn2-xO4- 함유 아노드(301)를 사용하여 무수 아르곤 대기하에서 조립하는데, 상기 전도성 백킹(302)은 다공질 유리 섬유 및/또는 폴리프로필렌 및/또는 폴리에틸렌 분리지(305 및 306)에 의해 스테인레스 스틸 전도성 백킹(304)을 구비한 리튬박 음(-)극(303)으로부터 분리되며, 상기 분리지(305 및 306)는 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디메틸카보네이트(DMC) 50/50 wt/wt 용액 중 1몰의 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)의 혼합물을 함유하는 전해질로 포화되어 있다. 이들 활성 전지 성분들은, 예컨대 대기와 차단된 상태가 되도록 가압하여 밀착시킨다. 도 3의 분리식 전지에서는 전지 본체를 구성하는 두 개의 바닥이 편평한 원통형 전지의 반쪽(307 및 308)으로 실시했다. 활성 전지 샌드위치가 위치하는 두 개의 폴리프로필렌 조각을 보울트와 함께 가공하여(도 3에는 도시되지 않음) 전지 성분을 합께 압착시킨다. 두 개의 원통형 반쪽(307 및 308)사이의 전지 주변에 있는 폴리프로필렌-폴리에틸렌 "0" 고리(309)는, 전지 성분이 함께 가공되면 전지로부터 전해액의 누출 또는 전지로의 공기의 유입을 밀폐하기 위한 기능을 할 뿐 아니라 보울트의 과도한 압력을 제거하는 작용을 한다. 두 개의 반쪽 전지는 중앙부(310 및 311)에 밀봉된 금속 보울트와 함께 이루어져 있어서, 이 보울트가 활성 전지 성분의 내외로 전류를 흐르게 한다. 또한 0-고리는 집전 보울트(312 및 313) 주변을 단단하게 밀봉하는데 사용된다. 보울트는 너트(314) 및 와셔(315)에 의해 "0" 고리에 단단히 고정된다.Samples of lithium manganese oxide prepared in accordance with the disclosed technique may comprise the steps of homogeneously mixing a small amount of graphite (10 to 40% by weight) and the binder (to 5% by weight) to form a cathode mixture; Pressing the cathode mixture onto a conductive backing; The cathode-mixture / backing assembly (so-called positive electrode) is heated and dried under anhydrous gas stream to form a positive secondary battery electrode. These electrodes were then tested in a conventional manner in flat electrochemical test cells. One type of such battery is the removable battery shown in FIG. The cell is assembled under anhydrous argon atmosphere using a Li 1 + x Mn 2-x O 4 -containing anode 301 with a conductive backing 302, wherein the conductive backing 302 is made of porous glass fibers and / or Or polypropylene and / or polyethylene separators 305 and 306, separated from the lithium foil negative electrode 303 with stainless steel conductive backing 304, wherein the separators 305 and 306 are ethylene. Saturated with an electrolyte containing a mixture of 1 mole of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in a 50/50 wt / wt solution of carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC). These active cell components are pressurized, for example, in a state of being cut off from the atmosphere. In the removable battery of FIG. 3, the two bottom bottom flat cylindrical cells 307 and 308 constituting the battery body were implemented. The two pieces of polypropylene in which the active cell sandwich is located are processed with a bolt (not shown in FIG. 3) to squeeze the cell components together. A polypropylene-polyethylene “0” ring 309 around the cell between two cylindrical halves 307 and 308 is used to seal leakage of electrolyte from the cell or the inflow of air into the cell when the cell components are processed together. Not only does it work, but it also removes excess pressure from the bolt. The two half cells consist of a metal bolt sealed to the central portions 310 and 311, which causes the bolt to flow current into and out of the active cell component. The 0-ring is also used to tightly seal around the current collecting bolts 312 and 313. The bolt is secured to the "0" ring by nut 314 and washer 315.

그 다음 Li1+xMn2-xO4의 가역적인 변형이 진행되는 동안에 화학식 단위당 리튬 함량의 변화의 함수로서 충전-방전 사이클 중의 전지 전압의 양상을 측정하기 위해서 시험용 전지를 평가하였다. 충전이 개시되면 (즉, 전지 전압 약 3.1∼3.5볼트), 망간은 산화되기 시작하고 리튬 이온은 전해질을 통해서 Li1+xMn2-xO4에서 리튬박으로 이동한다. 이 공정은 대부분의 리튬 원자가 리튬 아노드로 이동하는 전위인 4.3V의 전압이 될 때까지 진행된다. 그 후 이 전지를 3.0V로 방전시키고 0.5mA/캐쏘드 영역 1㎠의 속도로 수회 재충전시킨다. 이러한 2단계 충전 및 방전 사이클은 도 10에 도시되어있다.The test cell was then evaluated to determine the aspect of the cell voltage during the charge-discharge cycle as a function of the change in lithium content per formula unit during the reversible modification of Li 1 + x Mn 2-x O 4 . When charging is initiated (ie, battery voltage about 3.1 to 3.5 volts), manganese begins to oxidize and lithium ions migrate through the electrolyte from Li 1 + x Mn 2-x O 4 to the lithium foil. This process proceeds until a voltage of 4.3 V, which is the potential for most lithium atoms to move to the lithium anode. The cell is then discharged to 3.0 V and recharged several times at a rate of 0.5 mA / cathode region 1 cm 2. This two stage charge and discharge cycle is shown in FIG. 10.

전지는 각각 1/2 사이클 동안 활성 캐쏘드 재료, 즉 Li1+xMn2-xO4 1g당 대략 120 mAh의 전하를 통과시켰다. 이 전하량은 사이클 횟수에 따라 감소하는데, 이는 어떤 전지 시스템에서도 통상적인 것이다. 사이클 감쇠라고 하는 이러한 전하감소는, 초기 방전 용량과 함께, 캐쏘드 재료의 가장 중요한 전지 성능 특성 중 하나이다. 전지의 최대 방전 용량을 기록한다. 이것은 보통 제1 사이클에서의 방전 용량이지만, 일부 전지에서는, 제2 또는 제3 사이클에서 용량이 최대였다. 전지에 대한 감쇠율은, 30회 및 50회 사이클 후에 방전 용량 대 사이클 횟수의 그래프에 의해 최소 자승법의 직선 기울기로서 계산된다(도 11 참고). Li1+xMn2-xO4 1g당 mAh인 기울기는, 이 기울기를 초기 방전 용량으로 나눈 뒤 100을 곱하여 1 사이클당 용량 손실%의 감쇠율로 전환시킨다.The cells each passed about 120 mAh of charge per 1 g of active cathode material, ie Li 1 + x Mn 2-x O 4 . This amount of charge decreases with the number of cycles, which is common in any cell system. This charge reduction, called cycle attenuation, together with the initial discharge capacity, is one of the most important cell performance characteristics of the cathode material. Record the maximum discharge capacity of the battery. This is usually the discharge capacity in the first cycle, but in some cells, the capacity was maximum in the second or third cycle. The attenuation rate for the cell is calculated as the linear slope of the least squares method by the graph of discharge capacity versus cycle number after 30 and 50 cycles (see FIG. 11). The slope, which is mAh per 1 g of Li 1 + x Mn 2-x O 4 , is divided by the initial discharge capacity and multiplied by 100 to convert it to attenuation rate of% capacity loss per cycle.

스피넬은 파일럿-규모 회전식 가마(반응기)에서 제안된 공정으로 합성하였다. 또한 스피넬은, 제안된 공정으로 제조한 것과 비교하기 위해서 각종 기타 공개되거나 또는 특허된 공정으로도 합성하였다. 이들 방법은 (a) 표준 실험실용 절차, 즉, 머플 노에서 가열 반응 후에 주변 대기하에서 냉각시키는 절차, (b) 천천히 냉각시킨 표준 실험실용 절차(가마에 컴퓨터화된 제어기 사용), 및 (c) 공기 냉각 후 850℃에서 특별하게 어닐링한 다음, 500℃ 또는 실온으로 매우 서서히 냉각(10℃/h)시키는 절차를 포함한다. 또한 합성은, 각종 공정 매개변수를 평가하기 위해서 각종 변형을 가하여 파일럿 반응기에서 수행하였다.Spinel was synthesized by the proposed process in a pilot-scale rotary kiln (reactor). Spinels were also synthesized by various other published or patented processes to compare with those produced by the proposed process. These methods include (a) standard laboratory procedures, i.e., cooling under ambient atmosphere after a heating reaction in a muffle furnace, (b) slowly cooling standard laboratory procedures (using a computerized controller in the kiln), and (c) Specially annealed at 850 ° C. after air cooling and then very slowly cooling (10 ° C./h) to 500 ° C. or room temperature. The synthesis was also carried out in a pilot reactor with various modifications to evaluate various process parameters.

공기 또는 산소가 많은 대기 중에서 "매우 완만한 냉각/어닐링" 단계 동안에스피넬은 결정 격자 내로 산소를 흡수하는 것으로 알려져 있다. 이 현상은 열 중량 분석(TGA)을 사용하여 중량 증가를 조사함으로써 관찰할 수 있다.During the “very gentle cooling / annealing” step in air or oxygen rich atmospheres, spinels are known to absorb oxygen into the crystal lattice. This phenomenon can be observed by examining the weight gain using thermal gravimetric analysis (TGA).

본 발명에 따라서 완만한 냉각 공정을 사용하여, 스피넬 재료를 연속적으로 교반시켜 냉각 속도를 상당히 증가시킬 수 있다. 이것은 고체/기체 계면의 노출을 크게 증가시킨다. 또한, 공기 또는 산소의 연속 퍼징은 표면 계면에서 산소를 연속적으로 이용하여 격자내로 빠르게 흡수될 수 있도록 한다.Using a gentle cooling process in accordance with the present invention, the spinel material can be continuously stirred to significantly increase the cooling rate. This greatly increases the exposure of the solid / gas interface. In addition, continuous purging of air or oxygen allows for rapid absorption into the lattice using oxygen continuously at the surface interface.

하기 실시예에 예시되는 바와 같이, 본 명세서에서 제시된 공정으로 만든 스피넬에 대한 용량 및 사이클 감쇠율은, 가열 및 냉각에 많은 시간 또는 심지어 여러 날이 걸리는 것을 포함하는, 상기 기술된 최적의 실험실 공정에 의해 만들어진 스피넬에 대한 것과 거의 같다. 한편, 상기 제안된 방법을 사용했을 때 걸리는 시간과 비교하여, 상기 실험실 공정을 단지 몇시간 동안 수행하였을 때, 용량은 훨씬 낮아지고, 일부 경우 감쇠율은 높아진다.As exemplified in the Examples below, the capacity and cycle attenuation rates for spinels made with the processes presented herein are determined by the optimal laboratory process described above, which includes many hours or even days of heating and cooling. It's almost the same as for spinel made. On the other hand, when compared to the time taken using the proposed method, when the laboratory process is carried out for only a few hours, the capacity is much lower and in some cases the attenuation rate is high.

상관관계에 신뢰성을 부여하기 위해서 여러 시료를 조사하였다. 각 시험을 예측할 수 없도록 중복 시험으로 순환시킨 전지를 사용하였다. 따라서 용량 및 감쇠율의 차이를 통계 조사하였다. 재료가 만들어지는 방법에 대한 설명은 표 Ia 및 Ib에 제시되어 있고 모든 평균 값 및 표준편차(σ)는 표 II에 제시되어 있다.Several samples were examined to provide confidence in the correlation. Batteries that were cycled through duplicate tests were used so that each test could not be predicted. Therefore, the difference between the capacity and the attenuation rate was statistically investigated. A description of how the material is made is given in Tables Ia and Ib and all mean values and standard deviations (σ) are given in Table II.

청구된 공정의 중요한 대부분의 특징은 대별 비교(pairwise camparision)(모든 데이타의 선형 다중 회귀법에 반대되는 방법)로 설명된다. 대별 비교를 행하는 경우, 조사중인 것을 제외한 모든 매개변수는 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상이한 가열/냉각 처리를 비교할 때 같은 재료를 비교하는 것이 바람직하다. 또한 주어진 조성의 차이(예, 리튬과 망간의 비)에 대해서 상이한 재료를 비교하는 경우, 재료는 동일한 전구체 EMDs와 리튬 화합물로부터 제조되는 것이 바람직하다. 이것은 가능한 한도내에서 수행한다. 모든 시료 스피넬은, 반복성의 규격을 갖는 케르-맥기(kerr-McGee) 케미칼사의 알카리성 전지 등급 EMD로부터 합성한다. 가능하면 동일한 리튬 화합물로부터 합성된 재료-즉 수산화리튬 또는 탄산리튬-을 비교한다.Most important features of the claimed process are explained by pairwise camparision (as opposed to linear multiple regression of all data). In the case of a comparative comparison, it is desirable to keep all parameters except the one under investigation constant. For example, it is desirable to compare the same materials when comparing different heating / cooling treatments. In addition, when comparing different materials for a given compositional difference (eg, lithium to manganese ratio), the materials are preferably made from the same precursor EMDs and lithium compounds. This is done to the extent possible. All sample spinels are synthesized from alkaline cell grade EMD from Kerr-McGee Chemical, which has repeatability specifications. If possible, a material synthesized from the same lithium compound, i.e., lithium hydroxide or lithium carbonate, is compared.

실시예 1Example 1

본 발명의 실시예들은 시험된 기타 어떤 재료와 비교하여도 동일한 정도로 또는 그 이상 우수하다. 본 발명의 실시예에 사용된 공정은 약 2시간 동안 공기하에 회전식 가마에서의 반응단계 약 2 시간 동안 공기하에 회전식 가마내에서의 냉각 단계를 포함하며, 과량의 리튬, 즉 Li/Mn2=1.05(Li/Mn2=1.00이상)으로 제조된다. 본 발명의 실시예는 시료 B 및 C이다. 시료 B의 경우, 작은 실험실용 회전식 가마에서 (시료를 725℃로 먼저 재가열 후) 산소의 대기하에 시료를 냉각시키지만, 시료 C의 경우는 공기하에 파일럿 가마에서 시료를 대역 냉각시킨다는 것을 제외하고는, 이들 두 시료를 동일한 공정으로 처리하였다. 표 Ⅱ는 시료 B 및 C가 표에서 적당한 방전 용량 및 최소의 감쇠율(또는 등가)을 나타낸다는 것을 보여준다. 또한, 이들의 XRD 형패턴(도 4 및 도 5)은 선명하며 격자 매개변수는 최저 격자 매개변수에 속한다.Embodiments of the invention are equally or better than any other material tested. The process used in the embodiment of the present invention includes a reaction step in a rotary kiln under air for about 2 hours and a cooling step in a rotary kiln under air for about 2 hours, with excess lithium, i.e. Li / Mn 2 = 1.05 (Li / Mn 2 = 1.00 or more). Examples of the invention are Samples B and C. For sample B, the sample is cooled under an atmosphere of oxygen in a small laboratory rotary kiln (after reheating the sample to 725 ° C. first), but for sample C, the sample is band cooled in a pilot kiln under air. These two samples were processed in the same process. Table II shows that Samples B and C exhibit appropriate discharge capacities and minimum attenuation (or equivalent) in the table. In addition, their XRD pattern (FIGS. 4 and 5) are clear and the lattice parameter belongs to the lowest lattice parameter.

특히, 본 발명의 실시예는 실험실용의 긴 경로(정지상 가마)에 의해 제조된 재료와 동일한 정도로 우수하며, 이 실험실용의 긴 경로는 20 시간의 반응시간과 (a) 12시간의 냉각 시간(60℃/h) ["실험실용-완냉(laboratory-slow-cooling)"이라 부름] 또는 (b) 시료를 800℃ 이상에서 어닐링시킨뒤 매우 서서히 즉 10℃/h로 냉각 처리["어닐링/매우 완만한 냉각"이라 지칭]를 포함한다. 표 Ⅱ에 제시된 비교를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.In particular, the embodiment of the present invention is superior to the material produced by the laboratory long path (still kiln), which has a reaction time of 20 hours and (a) a cooling time of 12 hours ( 60 ° C./h) [called “laboratory-slow-cooling”] or (b) annealing the sample above 800 ° C. and then cooling it very slowly, ie 10 ° C./h [“annealing / very Gentle cooling ". The comparison shown in Table II is described in detail below.

a. B 및 C(본 발명) 대비 H("동일" 파일럿 재료이지만 합성 후에 [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리함)는 본 발명의 재료가 [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리된 재료보다 좋지는 않을지라도 동일한 정도로 우수함을 제시한다.a. Compared to B and C (invention), H ("same" pilot material but after annealing [annealed / very gentle cooling]), the material of the invention is not better than [annealed / very gentle cooling] treated material. Even the same degree of excellence.

b. 시료 I는 본 발명의 것과 동일한 조성과 전구체를 사용하여 실험실적으로 제조한 시료이지만, 단 시료 I는 [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리를 받았다. 재료 I는 평균적으로 B 및 C 보다 좋지 않다. "I" 값의 표준 편차가 매우 크기 때문에 I의 50-사이클 감쇠율 및 용량은 통계적으로 B 및 C의 것과 동일하다. 시료 I는 선명한 XRD 패턴을 형성하였다(도 8).b. Sample I was a sample prepared experimentally using the same composition and precursor as that of the present invention, except that Sample I was subjected to annealing / very gentle cooling. Material I is on average worse than B and C. The 50-cycle attenuation rate and capacity of I are statistically identical to that of B and C because the standard deviation of the "I" value is very large. Sample I formed a clear XRD pattern (FIG. 8).

c. 시료 K는 전구체 및 조성이 B 및 C의 것과 동일하나, K는 실험실용 정지식 가마에서 20 시간 동안 반응시킨 다음 [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리보다는 "실험실용-완냉"으로 처리했다. 시료 K는 가장 좋은 재료 중의 하나지만, 용량 및 감쇠율에서 B 및 C보다 우수하지는 않다. K에 대한 XRD 패턴은 선명하다(도 9).c. Sample K had the same precursor and composition as those of B and C, but K was reacted for 20 hours in a laboratory stationary kiln and then treated as "lab-cooled" rather than [annealed / very gentle cooling]. Sample K is one of the best materials, but not better than B and C in capacity and attenuation rate. The XRD pattern for K is clear (FIG. 9).

d. 시료 L'는 Li2CO3로 만든 파일럿 재료로서 [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리를 한다(유사한 [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리 시료, H는 LiOH로 제조했다). Li2CO3로부터 제조한 본 발명의 실시예는 없었다. 그러나 시료 O는, 실험실용-완냉 처리했다는 것을 제외하고는. 시료 L'와 동일하게 실험실용으로 제조된 시료이다. 시료 O는 시료 L'만큼 우수한데, 이는 [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리가 725℃에서 반응후 실험실용-완냉 처리한 것에 비해 개선된 것이 없음을 나타낸다.d. Sample L 'is a pilot material made of Li 2 CO 3 and subjected to [annealing / very gentle cooling] treatment (similar [annealing / very gentle cooling] treatment sample, H was made of LiOH). There is no embodiment of the invention made from Li 2 CO 3 . However, sample O, except that it was laboratory-cold treated. It is a sample prepared for the laboratory like sample L '. Sample O is as good as Sample L ', indicating that the [annealing / very gentle cooling] treatment has not improved compared to the laboratory-cold treatment after reaction at 725 ° C.

e. 시료 G는 L'와 동일하게 합성된 파일럿 재료이지만, 재가열 및 실험실용 완냉 처리하였다. 시료 G는 L'보다 감쇠율이 낮은데, 이는 (d)에서와 같이, [어닐링/매우 완만한 냉각] 처리가 725℃에서 처리 후 실험실용-완냉 처리한 것보다 불량할 수 있음을 제시한다.e. Sample G was a pilot material synthesized the same as L ', but was reheated and lab-cold treated. Sample G has a lower damping rate than L ', suggesting that, as in (d), the [annealing / very gentle cooling] treatment may be worse than the laboratory-cold treatment after treatment at 725 ° C.

g. 시료 I 대 I'와 J 대 J'는 725℃에서 제조된 재료의 [어닐링,/매우 완만한 냉각] 처리가 성능을 향상시킨다는 것을 보여준다.g. Samples I vs. I 'and J vs. J' show that [annealing / very gentle cooling] treatment of the material produced at 725 ° C. improves performance.

실시예 2Example 2

본 발명은 (1) 공기류를 사용하는 회전식 가마에서의 반응 시간은 단지 약 2 시간으로 충분하지만, 정지식 가마에서 2시간 동안 반응시키면 완전히 부적절한 생성물을 제공하고, (2) 공기를 사용한 회전식 가마에서 약 2시간 동안 반응시킨 것과 동일한 효과를 산출하기 위해서 정지상의 실험실용 가마에서는 약 20시간의 반응시간이 필요하다는 것을 표 Ⅱ에서 보여준다. 본 실시예에서는, 실험실용-완냉이 사실상 반응 시간을 2시간 이상 연장시켜 시험을 혼란시키므로, 공기 냉각을 사용했다.The present invention provides that (1) the reaction time in a rotary kiln using air flow is only about 2 hours, but the reaction for 2 hours in a stationary kiln provides a completely inappropriate product, and (2) a rotary kiln using air. It is shown in Table II that a reaction time of about 20 hours is required in a stationary laboratory kiln to yield the same effect as the reaction for about 2 hours at. In this example, air-cooling was used, because lab-wand cooling actually confounded the test by extending the reaction time by 2 hours or more.

a. 시료 M은 정지식 가마에서 단 2시간 동안 합성한 다음 공기 냉각하였다. 이 공정은 XRD 스캔이 보여주는 바와 같이 유해한 부산물로 재료를 오염시켰다. 초기 용량은 단지 76.8 mAh/g이고 조합된 네 개의 전지 중 2개는 10회 조차도 사이클링되지 못하였다. 이러한 문제는 고농도의 불순물이 있기 때문이다. 이러한 재료는 전지 캐쏘드로서 완전히 부적절하다. Li/Mn2=1.00인 LiOH로부터 제조한 비교용 출발 재료인 시료 N은 정지식 가마에서 20시간 반응시켰다. 이 재료는 우수한 XRD 패턴 및 초기 용량을 나타내었지만, 우수한 재료의 표준 값에 비하면 감쇠율은 보통이다. 회전식 가마에서 만든 Li/Mn2=1.00인 재료는 없었다.a. Sample M was synthesized in a stationary kiln for only 2 hours and then air cooled. This process contaminated the material with harmful by-products, as the XRD scan shows. The initial capacity was only 76.8 mAh / g and two of the four cells combined did not cycle even 10 times. This problem is due to the high concentration of impurities. Such materials are completely inappropriate as battery cathodes. Sample N, a comparative starting material prepared from LiOH with Li / Mn 2 = 1.00, was reacted for 20 hours in a stationary kiln. This material showed good XRD patterns and initial capacity, but the attenuation rate is moderate compared to the standard value of good materials. There was no material with Li / Mn 2 = 1.00 made in a rotary kiln.

b. 시료 A 및 F는 동일한 예비 혼합물에서 출발하여 공기류 하에 회전식 가마에서 반응시킨 후, 공기 냉각시킨 2가지 재료이다. 전구체 및 조성이 A 및 F와 동일한 시료 I'는, 반응 시간을 20h으로 하여 정지/실험실용 가마에서 제조하였다. 회전식 시료(A 및 F)는 실험실용 가마에서 20시간 동안 반응시킨 재료(I')와 방전용량 및 감쇠율 면에서 유사하였다. 이 실시예 및 2.a로부터 회전식 가마에서 2시간의 반응이 정지식 가마에서 20시간의 반응과 거의 동일한 효과를 나타내므로, 정지식 가마에서 2시간 반응시키는 것보다 실질적으로 더 효과적이라는 것을 확인하였다.b. Samples A and F are two materials starting from the same premix, reacted in a rotary kiln under air flow and then air cooled. Sample I 'having the same precursor and composition as A and F was prepared in a stationary / laboratory kiln with a reaction time of 20 h. The rotary samples A and F were similar in terms of discharge capacity and attenuation rate with the material I 'reacted for 20 hours in a laboratory kiln. From this Example and 2.a, it was confirmed that the reaction of 2 hours in the rotary kiln was almost the same effect as the reaction of 20 hours in the stationary kiln, thus being substantially more effective than the reaction of 2 hours in the stationary kiln. .

c. 동일한 전구체(Li2CO3) 및 동일한 조성의 3가지 시료, 즉 E(정지식 실험용 가마에서 2시간 반응 후 공기 냉각시켜 제조), L(파일럿 회전식 가마에서 2시간 반응시킨 후 공기 냉각시켜 제조), J'(정지식 실험실용 가마에서 20시간 반응시킨 후 공기 냉각시켜 제조)가 있다. E 공정 결과 오염된 재료를 얻었으며(도 7의 XRD 패턴 참조) 다소 낮은 방전 용량을 나타냈다(112 mAh/g). J'는, XRD 패턴이 선명했지만 다소 낮은 용량을 나타냈다. 파일럿 시료인 L은 세 가지 시료중 가장 우수한 용량을 나타냈으며, 패턴도 선명했다. 모든 경우에 감쇠율은 중간 내지 불량이었지만, 놀랍게도 2시간 실험실용 시료는 최상의 감쇠율을 나타냈었다.c. Three samples of the same precursor (Li 2 CO 3 ) and the same composition, E (prepared by air cooling after 2 hours in a stationary laboratory kiln), L (prepared by air cooling after 2 hours in a pilot rotary kiln) And J '(prepared by reacting for 20 hours in a stationary laboratory kiln and air cooled). The E process resulted in contaminated material (see XRD pattern in FIG. 7) and showed somewhat lower discharge capacity (112 mAh / g). J 'exhibited a somewhat lower capacity although the XRD pattern was clear. The pilot sample L showed the best capacity among the three samples and the pattern was clear. In all cases the attenuation was medium to poor, but surprisingly the 2 hour laboratory sample had the best attenuation.

실시예 3Example 3

회전기에서 산소를 함유하는 기체가 본 발명의 공정에서 필수적이다. 이것은 반응 및 냉각 과정에서 가마에 질소류를 통과시켜 만든 시료 D를 이용하여 표 Ⅱ에 제시하였다. 용량은 허용 가능한 것보다 낮았고(101 mAh/g). 이는 오염된 XRD 스캔에 해당하는 것이다(도 6). 감쇠율도 보통 내지 불량이였다. 회전식 가마에서 공기하의 비교용 시료 L은 허용 가능한 용량 및 선명한 XRD 스캔을 나타내어, D보다 우수함을 증명하였다. L의 감쇠율은 D와 비견할만 하지만, L의 감쇠율은 더 고용량에서부터 진행한다. 본 발명의 실시예 B 및 C에 대한 결과는 산소 또는 공기 대기가 만족할만한 결과를 제공함을 보여준다.Gases containing oxygen in the rotor are essential in the process of the invention. This is shown in Table II using sample D made by passing nitrogen streams through the reaction and cooling process. The capacity was lower than acceptable (101 mAh / g). This corresponds to a contaminated XRD scan (FIG. 6). The attenuation rate was also moderate to poor. Comparative sample L under air in a rotary kiln showed acceptable capacity and clear XRD scan, proving superior to D. The decay rate of L is comparable to D, but the decay rate of L proceeds from higher capacity. The results for Examples B and C of the present invention show that the oxygen or air atmosphere provides satisfactory results.

실시예 4Example 4

회전식 가마에서 완냉/대역 냉각시키는 본 발명의 공정(2h)이 유리하다. 이는, 표 Ⅱ에 제시된 바와 같이, 상기와 같이 냉각된 시료 B 및 C를, 공기 냉각된 것을 제외하고는 동일한 예비 혼합물 및 반응 생성물인 시료 A와 비교하여 입증한다. 시료 B 및 C는 시료 A보다 현저하게 우수한 용량 및 특히 감쇠율을 나타낸다.The process (2h) of the present invention to slow / band cool in a rotary kiln is advantageous. This is demonstrated by comparing Samples B and C, cooled as above, with Sample A, which is the same premix and reaction product, except that air cooled, as shown in Table II. Samples B and C show significantly better capacity and particularly attenuation rate than sample A.

실시예 5Example 5

표 Ⅱ는 본 발명의 공정에서 Li/Mn2 비가 1.00보다 큰 것이 바람직하다는 것을 보여준다. 회전식 가마에서 만들어 냉각시킨 Li/Mn2=1.00인 시료는 없었다; 즉 시료 B 및 C에 대한 직접적인 비교 대상은 없었다. 그 이유는 실험실적으로 합성된 재료를 사용한 결과, 과량의 리튬에 의해서는 한정된 이익만이 있었음이 이전에 확인되었었기 때문이다. 그러므로 파일럿 플랜트에서 더 불량한 재료를 생산할 필요는 없었다. 상기 (1. c)에서 "본 발명"의 합성법이 20시간 반응 및 실험실용-완냉(즉, 60℃/h 또는 12시간 냉각) 처리한 최적이 실험실용 합성법만큼 우수하다는 것을 밝혔다. 따라서, 최상의 실험실용 재료가 Li/Mn2=1.00이라는 것을 제외하면 동일한 재료보다 더 우수한 것으로 확인된 경우, Li/Mn2>1.00인 파일럿(본 발명의 공정) 재료가 Li/Mn2=1.00인 본 발명의 공정의 재료보다 우수하다고 추정할 수 있다.Table II shows that the Li / Mn 2 ratio in the process of the present invention is preferably greater than 1.00. There was no sample with Li / Mn 2 = 1.00 cooled in a rotary kiln; That is, there was no direct comparison with Samples B and C. The reason for this was that it was previously confirmed that the use of laboratory synthesized materials resulted in limited benefits from excess lithium. Therefore, it was not necessary to produce worse materials in the pilot plant. In (1. c) above, the synthesis method of the "invention" was found to be as good as the laboratory synthesis method with the 20 hour reaction and the laboratory-cold cooling (ie 60 ° C / h or 12 hour cooling). Therefore, the best laboratory material is Li / Mn 2 = with the exception that the 1.00 cases were identified as better than the same materials, Li / Mn 2> 1.00 pilot (the process of the present invention), the material is Li / Mn 2 = 1.00 It can be estimated that it is superior to the material of the process of this invention.

본 발명의 공정 재료 B및 C와 동일한 시료 K는 Li/Mn2=1.00이라는 것을 제외하고는 동일한 K'와 비교된다. 시료 K'는 K보다 큰 용량을 나타내는데, 이는 이론적으로 예상되는 것이다. 그러나, K의 용량은 적당할 만큼 충분히 크다. 필요한 특성인 감쇠율에서, 시료 K는 시료 K'보다 훨씬 우수하다. 추정해보면, 본 발명의 공정의 재료는 Li/Mn2=1.00인 회전식 가마에서 제조한 재료보다 더 우수해야 한다.The same sample K as the process materials B and C of the present invention is compared to the same K 'except that Li / Mn 2 = 1.00. Sample K 'shows a larger capacity than K, which is theoretically expected. However, the capacity of K is large enough to be moderate. At the necessary decay rate, sample K is much better than sample K '. Inferred, the material of the process of the present invention should be better than the material produced in a rotary kiln with Li / Mn 2 = 1.00.

Claims (61)

(a) 리튬 첨가된 산화망간 화합물을 기준으로 하여, 수산화리튬 또는 리튬염과 산화망간 또는 망간 염의 일정량을 균질하게 혼합하는 단계;(a) homogeneously mixing a predetermined amount of lithium hydroxide or lithium salt with manganese oxide or manganese salt based on the lithium-manganese oxide compound added; (b) 균질하게 혼합된 화합물을 반응기에 공급하는 단계;(b) feeding the homogeneously mixed compound to the reactor; (c) 반응기에서 혼합된 화합물을 연속적으로 교반하는 단계;(c) continuously stirring the mixed compounds in the reactor; (d) 공기 또는 산소가 풍부한 대기하의 반응기내에서 약 650℃ 내지 약 80℃의 온도로 약 4시간을 초과하지 않는 시간 동안 교반된 혼합 화합물을 가열하여 Li1+xMn2-xO4 스피넬 구조 층간(intercalation) 화합물을 형성하는 단계; 및(d) Li 1 + x Mn 2-x O 4 spinel by heating the stirred mixed compound at a temperature of from about 650 ° C. to about 80 ° C. in a reactor under air or oxygen rich atmosphere for a time not exceeding about 4 hours. Forming a structural intercalation compound; And (e) 반응된 생성물을 약 2시간 미만 동안 약 200℃ 미만의 온도로 냉각하는 단계를 포함하여, 스피넬형 구조를 보유한 화학식 Li1+xMn2-xO4[여기서, x는 0.0328 내지 약 0.125이고 a축 격자 매개변수는 약 8.235Å 또는 그 미만임]인 상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.(e) cooling the reacted product to a temperature below about 200 ° C. for less than about 2 hours, wherein the formula Li 1 + x Mn 2-x O 4 with a spinel-like structure, wherein x is from 0.0328 to about 0.125 and the a-axis lattice parameter is about 8.235 GPa or less]. 제1항에 있어서, 반응된 생성물을 약 100℃ 미만의 온도로 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, further comprising cooling the reacted product to a temperature below about 100 ° C. 5. 제1항에 있어서, 냉각 단계 후에 냉각된 생성물을 반응기로부터 분리하는 단계를 추가로 포함하는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, further comprising the step of separating the cooled product from the reactor after the cooling step. 제1항에 있어서, 단계(a)가 회전식 드럼 혼합기로 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous production of a single phase lithium-manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein step (a) is carried out with a rotary drum mixer. 제1항에 있어서, 단계(a)가 볼 분쇄기로 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous preparation of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein step (a) is carried out with a ball mill. 제1항에 있어서, 단계(a)가 진동식 분쇄기로 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous production of a single phase lithium-added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein step (a) is performed with a vibratory mill. 제1항에 있어서 단계(a)가 제트식 분쇄기로 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous production of a single phase lithium-added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein step (a) is carried out with a jet mill. 제1항에 있어서, 공급 단계(b)가 나사형 공급기로 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous preparation of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the feeding step (b) is performed with a threaded feeder. 제1항에 있어서, 공급 단계(b)가 공기식 콘베이어로 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous production of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the feeding step (b) is performed with a pneumatic conveyor. 제1항에 있어서, 공급 단계(b)가 펄스형 공기 분사로 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous preparation of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the feeding step (b) is performed by pulsed air injection. 제1항에 있어서, 단계(c) 과정에서 대기는 공기, 산소 또는 산소 농축 공기의 기류로 연속 퍼징되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the atmosphere in step (c) is continuously purged with an air stream of air, oxygen, or oxygen enriched air. 제1항에 있어서, 단계(c) 과정에서 대기는 산소 농축 대기의 역류로 연속 퍼징되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the atmosphere in step (c) is continuously purged with a countercurrent to an oxygen enriched atmosphere. 제1항에 있어서, 반응기는 유출 단부가 유입 단부보다 약간 낮은 수평 회전식 튜브인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1 wherein the reactor is a horizontal rotary tube whose outlet end is slightly lower than the inlet end. 제1항에 있어서, 반응기는 회전 나사가 장착된 수평 하소기인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1 wherein the reactor is a horizontal calciner equipped with a rotating screw. 제1항에 있어서, 반응기는 유동층인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The process for the continuous production of a single phase lithium-manganese oxide interlayer compound of claim 1, wherein the reactor is a fluidized bed. 제1항에 있어서, 반응기는 가열된 진동식 콘베이어 벨트인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the reactor is a heated vibratory conveyor belt. 제1항에 있어서, 반응기는 케스케이드형의 수직 회전식 화로인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The process for the continuous production of a single phase lithium-added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the reactor is a cascaded vertical rotary furnace. 제1항에 있어서, 가열 단계가 약 2시간 이하 동안 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the heating step is performed for about 2 hours or less. 제1항에 있어서, 가열 단계가 약 1시간 30분 이하 동안 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the heating step is performed for about 1 hour 30 minutes or less. 제19항에 있어서, 가열 단계의 온도가 약 700℃ 내지 약 800℃인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.20. The method of claim 19, wherein the temperature of the heating step is from about 700 ° C to about 800 ° C. 제1항에 있어서, 단계 (d) 과정에서 공기, 산소 또는 산소 농축 대기의 기류로 연속 퍼징하는 단계를 포함하는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, comprising continuously purging with air, oxygen, or an oxygen-enriched atmosphere in step (d). 제21항에 있어서, 연속 퍼징 단계가 공기의 역류를 사용하는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.22. The method of claim 21, wherein the continuous purging step uses countercurrent of air. 제1항에 있어서, 냉각 단계는 회전 나사가 장착된 수평 하소기에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the cooling step is performed in a horizontal calciner equipped with a rotating screw. 제1항에 있어서, 냉각 단계는 유동층에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The process of claim 1 wherein the cooling step is carried out in a fluidized bed. 제1항에 있어서, 냉각 단계는 회전식 가마에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The process for the continuous production of a single phase lithium-added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the cooling step is performed in a rotary kiln. 제1항에 있어서, 냉각 단계는 가열된 진동식 콘베이어 벨트에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the cooling step is carried out in a heated vibratory conveyor belt. 제1항에 있어서, 냉각 단계는 케스케이드형의 수직 회전식 화로에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The process for the continuous production of a single phase lithium-added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the cooling step is performed in a cascaded vertical rotary furnace. 제1항에 있어서, 냉각 단계가 약 1시간 30분 이하 동안에 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein the cooling step is performed for about 1 hour 30 minutes or less. 제1항에 있어시, 냉각 단계가 약 1시간 30분 미만 동안 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The process of claim 1, wherein the cooling step is performed for less than about 1 hour 30 minutes. 제1항에 있어서, 냉각 단계가 점진적으로 냉각되는 온도의 대역에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous preparation of a single phase lithium-doped manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the cooling step is carried out in a zone of temperature at which it is gradually cooled. 제30항에 있어서, 냉각 단계가 2 이상의 대역에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.31. The method of claim 30, wherein the cooling step is performed in at least two zones. 제31항에 있어서, 점진적으로 냉각되는 각 대역에서의 온도가 바로 앞에 위치하는 대역에서의 온도보다 약 90℃ 이상 낮은 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.32. The method of claim 31 wherein the temperature in each of the progressively cooled zones is at least about 90 [deg.] C. below the temperature in the zone immediately preceding. 제32항에 있어서, 점진적으로 냉각되는 대역에서의 온도가 약 725℃, 625℃ 및 525℃인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.33. The method of claim 32, wherein the temperatures in the progressively cooled zone are about 725 ° C, 625 ° C, and 525 ° C. 제32항에 있어서, 점진적으로 냉각되는 대역에서의 온도가 약 800℃, 650℃ 및 500℃인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.33. The method of claim 32, wherein the temperatures in the zone to be gradually cooled are about 800 ° C, 650 ° C, and 500 ° C. 제32항에 있어서, 점진적으로 냉각되는 대역에서의 온도가 약 750℃, 600℃ 및 450℃인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.33. The method of claim 32, wherein the temperatures in the gradually cooled zone are about 750 ° C, 600 ° C, and 450 ° C. 제32항에 있어서, 냉각된 생성물이 산소를 흡수함으로써 어닐링되는, 화학식 Li1+xMn2-xO4의 스피넬 구조의 리튬 첨가된 층간 화합물을 제조하는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.33. A single phase lithium added manganese oxide according to claim 32, characterized in that a spinel-structured lithium added interlayer compound of formula Li 1 + x Mn 2-x O 4 is prepared, wherein the cooled product is annealed by absorbing oxygen. Process for the continuous preparation of interlayer compounds. 제36항에 있어서, 냉각된 생성물이 최대 산소량을 흡수함으로써 어닐링되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.37. The method of claim 36, wherein the cooled product is annealed by absorbing the maximum amount of oxygen. 제1항에 있어서, 냉각 단계에서 대기는 공기, 산소 또는 산소 농축 대기의 기류로 연속 퍼징되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The method of claim 1, wherein in the cooling step the atmosphere is continuously purged with a stream of air, oxygen, or oxygen enriched atmosphere. 제38항에 있어서, 냉각 단계에서 대기는 공기의 역류로 연속 퍼징되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.39. The method of claim 38 wherein in the cooling step the atmosphere is continuously purged with countercurrent of air. 제1항에 있어서, 산화망간 또는 망간염이 MnO2, MnCo3, Mn2O3, Mn3O4, MnO, 아세트산망간 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.The single-phase lithium addition of claim 1, wherein the manganese oxide or manganese salt is selected from the group consisting of MnO 2 , MnCo 3 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MnO, manganese acetate, and mixtures thereof. Process for the continuous preparation of manganese oxide interlayer compounds. 제1항에 있어서, 산화망간이 단계(a)를 수행하기 전에 열처리되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous preparation of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the manganese oxide is heat treated before performing step (a). 제1항에 있어서, 수산화리튬 또는 리튬염이 LiOH, Li2CO3, LiNO3 및 이들의 혼합물과 이들의 수화물로 구성된 군에서 선택되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법. 2. The continuous preparation of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the lithium hydroxide or lithium salt is selected from the group consisting of LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and mixtures thereof and hydrates thereof. Way. 제41항에 있어서, MnO2가 전기분해적인 방법으로 생성되고 합성 과정에서 LiOH 또는 NH4OH로 중화되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.42. A process for the continuous production of a single phase lithium-added manganese oxide interlayer compound according to claim 41, wherein MnO 2 is produced by an electrolytic method and neutralized with LiOH or NH 4 OH during the synthesis. LiOH, Li2CO3, LiNO3 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 1종 이상 수산화리튬 또는 리튬염 반응물과 MnO2, Mn2O3, MnCO3, Mn3O4, MNO, 아세트간 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 산화망간 또는 망간염의 균질한 혼합물을 미분 고체 형태로 형성하는 단계, 및 역류 공기의 연속 퍼지하에 반응기에서 약 650℃ 내지 약 800℃ 범위의 온도로 약 4시간을 초과하지 않는 시간 동안 혼합물을 연속 교반 및 가열하여 반응물을 상호 반응시켜 리튬 망간 산화물을 형성하는 단계를 포함하여, a축 격자 매개 변수가 약 8.235Å 이하인 스피넬형 결정 구조를 보유한 화학식 Li1+xMn2-xO4[여기서 x는 약 0.0328 내지 약 0.125임]의 리튬 망간 산화물을 합성하는 방법.At least one lithium hydroxide or lithium salt reactant selected from the group consisting of LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and mixtures thereof with MnO 2 , Mn 2 O 3 , MnCO 3 , Mn 3 O 4 , MNO, acetane and these Forming a homogeneous mixture of at least one manganese oxide or manganese salt selected from the group consisting of mixtures in the form of fine solids, and at a temperature ranging from about 650 ° C. to about 800 ° C. in the reactor under continuous purge of countercurrent air. Formula Li 1+ having a spinel crystal structure with a a-axis lattice parameter of about 8.235 Pa or less, including the step of continuously stirring and heating the mixture for a time not exceeding time to react the reactants to form lithium manganese oxide x Mn 2-x O 4, wherein x is from about 0.0328 to about 0.125. 제44항에 있어서, 혼합물의 가열 단계가 약 700℃ 내지 약 800℃ 온도의 공기 하에서 수행되고, 이 혼합물이 약 2시간 미만 동안 최대 온도에서 유지되는 것이 특징인 리튬 망간 산화물의 합성 방법.The method of claim 44, wherein the heating step of the mixture is performed under air at a temperature of about 700 ° C. to about 800 ° C., and the mixture is maintained at maximum temperature for less than about 2 hours. 제44항에 있어서, 산화망간이 혼합물을 형성하기 전에 가열 처리되는 것이 특징인 리튬 망간 산화물의 합성 방법.45. The method of claim 44, wherein the manganese oxide is heat treated prior to forming the mixture. 제44항에 기재된 방법으로 합성한, 스피넬 결정 구조를 갖는 리튬 망간 산화물.A lithium manganese oxide having a spinel crystal structure synthesized by the method according to claim 44. 제44항에 있어서, Li1+xMn2-xO4가 Mn 양이온의 양의 화학양론 값에 따라 다양한 (Mn2)O4(Mn2)O4 n-1 골격 구조를 갖는 것이 특징인 리튬 망간 산화물의 합성 방법.45. The method of claim 44, wherein Li 1 + x Mn 2-x O 4 has a (Mn 2 ) O 4 (Mn 2 ) O 4 n-1 framework structure that varies with the stoichiometry of the amount of Mn cation. Synthesis method of lithium manganese oxide. 제1항에 있어서, 냉각 단계 전에The method of claim 1, wherein before the cooling step (i) 반응기로부터 생성물을 분리하는 단계;(i) separating the product from the reactor; (ii) 반응된 생성물을 별도의 용기로 이송하는 단계의 추가 단계를 포함하는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.(ii) a process for the continuous preparation of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound, characterized by the additional step of transferring the reacted product to a separate vessel. (a) 리튬 첨가된 산화망간 화합물을 기준으로 하여 수산화리튬 또는 리튬염과 산화망간 또는 망간염을 화학양론적 양으로 균질하게 혼합하는 단계;(a) homogeneously mixing a stoichiometric amount of lithium hydroxide or lithium salt with manganese oxide or manganese salt based on the lithium added manganese oxide compound; (b) 균질하게 혼합된 화합물을 반응기에 공급하는 단계;(b) feeding the homogeneously mixed compound to the reactor; (c) 혼합된 화합물을 반응기에서 교반하는 단계;(c) stirring the mixed compounds in a reactor; (d) 공기 또는 산소 농축 대기의 존재하의 반응기에서 약 650℃ 내지 약 80℃의 온도로 4시간을 초과하지 않는 시간 동안 교반된 혼합 화합물을 가열하는 단계;(d) heating the stirred mixed compound at a temperature of about 650 ° C. to about 80 ° C. in a reactor in the presence of air or an oxygen enriched atmosphere for a time not exceeding 4 hours; (e) 산소 결핍 스피넬 구조 층간 화합물을 형성하는 단계; 및(e) forming an oxygen deficient spinel structure interlayer compound; And (f) 산소 결핍 생성물을 약 2시간 이하 동안 약 100℃ 미만으로 냉각시켜가 약 0.0328 내지 약 0.125이고 a축 격자 매개 변수가 약 8.235Å 이하 Li1+xMn2-xO4를 형성하는 단계를 포함하여, 회분식 공정으로 스피넬형 구조를 보유한 화학식 Li1+xMn2-xO4인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물을 제조하는 방법.(f) cooling the oxygen depleted product to less than about 100 ° C. for less than about 2 hours to form Li 1 + x Mn 2-x O 4 with about 0.0328 to about 0.125 and an a-axis lattice parameter of about 8.235 Pa or less. A method for producing a single-phase lithium-added manganese oxide interlayer compound of formula Li 1 + x Mn 2-x O 4 having a spinel structure, comprising a batch process. 제50항에 있어서, 냉각 용기는 회전식 나사가 장착된 수평 하소기인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 제조 방법.51. The method of claim 50, wherein the cooling vessel is a horizontal calciner with a rotating screw. 제50항에 있어서, 냉각 용기가 유동층인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 제조 방법.51. The method of claim 50, wherein the cooling vessel is a fluidized bed. 제50항에 있어서, 냉각 용기가 가열된 진동식 콘베이어 벨트인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 제조 방법.51. The process of claim 50, wherein the cooling vessel is a heated vibratory conveyor belt. 제50항에 있어서, 냉각 용기가 케스케이드형의 수직 회전식 화로인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 제조 방법.51. The method of claim 50, wherein the cooling vessel is a cascaded vertical rotary furnace. 제50항에 있어서, 냉각 용기가 회전식 가마인 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 제조 방법.51. The method of claim 50, wherein the cooling vessel is a rotary kiln. 제50항에 있어서, 냉각 단계가 약 1시간 30분 이하 동안 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 제조 방법.51. The method of claim 50, wherein the cooling step is performed for about 1 hour and 30 minutes or less. 제50항에 있어서, 상기 냉각 단계가 약 1 시간 미만 동안 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 제조 방법.51. The method of claim 50, wherein said cooling step is performed for less than about 1 hour. 제1항에 있어서, 가열 단계(d)가 점진적으로 승온되는 온도의 대역에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.A process for the continuous preparation of a single phase lithium added manganese oxide interlayer compound according to claim 1, wherein the heating step (d) is carried out in a zone of temperature which is gradually elevated. 제58항에 있어서, 가열 단계가 4개 이상의 대역에서 수행되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.59. The method of claim 58, wherein the heating step is performed in at least four zones. 제59항에 있어서, 점진적으로 승온되는 각 대역에서의 온도가 바로 이전의 대역에서의 온도보다 25℃ 이상 높은 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.60. The method of claim 59, wherein the temperature in each of the gradually elevated zones is at least 25 [deg.] C. higher than the temperature in the immediately preceding zone. 제58항에 있어서, 교반된 혼합 화합물이 약 30분 이상 각 대역에서 잔류되는 것이 특징인 단일상의 리튬 첨가된 산화망간 층간 화합물의 연속 제조 방법.59. The method of claim 58, wherein the stirred mixed compound is left in each zone for at least about 30 minutes.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4980251A (en) * 1988-07-12 1990-12-25 Csir Method of synthesizing a lithium manganese oxide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102069468B1 (en) * 2019-04-30 2020-01-22 하임테크(주) Drying device for precursor and drying method Thereof

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