WO2018024661A1 - Method for producing a cathode material having a low bet surface area and a high tapped density, and a special cathode material - Google Patents

Method for producing a cathode material having a low bet surface area and a high tapped density, and a special cathode material Download PDF

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Stipan Katusic
Peter Kress
Armin Wiegand
Harald Alff
Tobias RENGER
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Evonik Degussa Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cathode material with a low BET surface area and high tamped density, as well as a special cathode material itself.
  • One way to improve the discharge rates and cycle stability of cathode materials is to incorporate certain doping elements into the grid of the cathode material. These are those doping elements which have a similar ion radius as lithium. Although the ionic radius of sodium is greater than that of lithium, positive effects on discharge rate and cycle stability were found.
  • the preparation comprises the steps of (1) preparing a metal salt solution, (2) dissolving a dispersing agent and a sodium salt, (3) precipitating the sodium-doped precursor and (4) treating the
  • Precursor at 400-800 ° C over a period of 1-12 hours to form an oxide precursor and (5) mixing the oxide precursor with lithium salts, milling the mixture in a ball mill and (6) final treatment at 700-1000 ° C a period of 1 -40 hours.
  • a particularly preferred doping component is Al.
  • a disadvantage of this method is that the tamped density of the resulting cathode materials is often too low.
  • a cathode material based on lithium mixed oxides should have a high tamped density in order to keep the volume of the battery small with a given energy capacity.
  • US2005 / 106463 discloses an electrode material for a lithium secondary battery containing lithium / transition metal mixed oxides and boron.
  • the electrode material has a specific surface area of 0.1 to 8 m 2 / g and a tamped density of 1.6 g to 3.0 g / cm 3 .
  • the electrode material is prepared by mixing a mixture of a lithium, nickel, manganese and cobalt compound and boric acid in the desired stoichiometric ratio with each other, from which produces a dispersion in water, the dispersion milled until a particle diameter of 30 ⁇ is reached. This is followed by spray drying.
  • the material thus obtained is thermally treated at elevated temperature.
  • the tamped density varies with the type of thermal treatment.
  • the method mentioned in US2005 / 106463 comprises many steps.
  • Tamping density which can not be changed later or only by loss of energy capacity.
  • the object of the present invention was therefore to provide a process which leads to high tamped densities of the powder and which has good electrochemical data.
  • the invention relates to a process for preparing a powdery mixed oxide A of the general formula Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02
  • Mixed oxide is the intimate mixing of all mixed oxide components to understand. It is therefore largely a mixture at the atomic level, not a physical mixture of oxides.
  • the mixed oxide particles are usually present in the form of aggregated primary particles.
  • the process is particularly suitable for the preparation of mixed oxides A, in which at least one of the conditions d + e> 0.05 and d ⁇ e is met.
  • Atomizing gas is preferably 0.01 to 0.5 kg / Nm 3 .
  • a further preferred embodiment provides that within the reaction space, the flame and the aerosol are partially spatially separated from each other.
  • the spatial separation can be done for example by a bell that surrounds the introduced into the reaction space aerosol. Only at a later time are the products resulting from the ignition of the flame essentially water, and the particles formed from the aerosol, the reaction product, brought together. The particles thus obtained have favorable sintering properties in the subsequent thermal treatment.
  • the solution used should have the highest possible concentration. An optimum should be aimed at between the production quantity and the material properties of the powder. For the process according to the invention, these requirements are best satisfied in a range from 5 to 20% by weight, based on the sum of Li, Ni, Mn, and Co.
  • the concentration of the solution in the atomizing gas is preferably 0.1 to 1 kg / Nm 3 and more preferably 0.3 to 0.7 kg / Nm 3 .
  • hydrogen methane, ethane, propane, butane and mixtures thereof can be used. Preference is given to using hydrogen.
  • the oxygen-containing gas is usually air.
  • the amount of oxygen is to be selected in the inventive method so that it is sufficient at least for complete conversion of the fuel gas and all metal compounds. It is usually beneficial one Use excess oxygen. This excess is conveniently expressed as the ratio of oxygen present / combustion of the fuel gas necessary oxygen and referred to as lambda. Lambda is preferably 1, 1 to 6.0, particularly preferably 2.0 to 4.0.
  • the metal compounds and the boric acid are present in a solution.
  • the solution can be heated.
  • all soluble metal compounds which are oxidizable can be used. These may be inorganic metal compounds, such as nitrates, chlorides, bromides, or organic metal compounds, such as alkoxides or carboxylates, inorganic and / or organic metal compounds.
  • the alkoxides used may preferably be ethylates, n-propylates, isopropylates, n-butylates and / or tert-butylates.
  • the carboxylates which can be used are the compounds based on acetic acid, propionic acid, butanoic acid, hexanoic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, valeric acid, capric acid and / or lauric acid.
  • at least one metal nitrate is used.
  • the solvent may preferably be selected from the group consisting of water, Cs-C2o alkanes, Ci-Ci5-alkanecarboxylic acids and / or Ci-Cis alkanols. Particular preference may be given to using water or a mixture of water and an organic solvent.
  • organic solvents or as a component of mixtures of organic solvents, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol or tert-butanol, diols such as ethanediol, pentanediol, 2-methyl-2, 4-pentanediol, Ci-Ci2-carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butanoic acid, hexanoic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, valeric acid, capric acid, lauric acid.
  • benzene, toluene, naphtha and / or gasoline can be used.
  • an aqueous solvent is used.
  • Another object of the invention is a process for preparing a powdery mixed oxide B of the general formula A of the general formula Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02 with 0 ⁇ x ⁇ 0.5; 0 ⁇ a ⁇ 1; 0 ⁇ b ⁇ 1; 0 ⁇ c ⁇ 1; 0.001 ⁇ d ⁇ 0, 1, 0.001 ⁇ e ⁇ 0.2;
  • a BET surface area of 0.1 to 5 m 2 / g, preferably 0.3 to 2 m 2 / g, and a tamped density of 1000 to 2500 g / l, preferably 1 100 to 2000 g / l,
  • the preparation of the mixed oxide B comprises the process steps for the preparation of the mixed oxide A.
  • c) brings the aerosol in a reaction chamber with a flame to react, wherein the flame is obtained from a mixture of a fuel gas and air and in which the total amount of oxygen at least for the complete conversion of the fuel gas and the
  • the solid at 700 to 1 100 ° C, preferably 800 to 1000 ° C, over a period of 2 to 36 hours, preferably 1 to 10 hours, thermally treated.
  • Mixed oxide B has a higher crystallinity than mixed oxide A.
  • Another object of the invention is a special powdery mixed oxide B of the general formula Lii + x (Ni a CobMnc) BdNa e 02 with 0 ⁇ x ⁇ 0.5; 0 ⁇ a ⁇ 1; 0 ⁇ b ⁇ 1; 0 ⁇ c ⁇ 1; 0.001 ⁇ d ⁇ 0, 1; 0.001 ⁇ e ⁇ 0.2, which has a BET surface area of 0, 1 to 5 m 2 / g and a tamped density of 1000 to 2500 g / l and in which the XPS-ESCA in a near-surface layer with a depth of 5 nm certain sodium concentration of the mixed oxide particles is highest and decreases inwards.
  • the higher level of sodium on the surface can be beneficial in the use of the mixed oxide in lithium-ion batteries.
  • Substrate subtraction calculated taking into account the relative sensitivity factors of the respective specified electron levels. The information is given in area percent. The accuracy is relative to +/- 5% relative.
  • Another object of the invention is the use of special, powdery mixed oxide as a cathode material in lithium-ion batteries.
  • an aerosol is generated by means of a nozzle, which is atomized into a reaction space.
  • a blast gas flame burns out of hydrogen and air, in which the aerosol is brought to the reaction.
  • the solid is separated on a filter of gaseous substances.
  • the solid is heated to a temperature of 800 to 960 ° C over 3 to 10 hours in a rotary kiln over a period of 4 to 6 hours.
  • Table 1 lists all relevant parameters for the preparation of the cathode material.
  • Table 2 shows BET surface areas and tamped densities of the mixed oxides produced.
  • Flammenspraypyrolyse similar to Example 1 and Comparative Examples 2 and 3 according to the invention. Sodium as the only doping element (Example 3) does not give sufficiently high
  • Table 3 shows the determined by XPS-ESCA sodium concentration of a mixed oxide powder according to the invention and a comparative example.
  • the mixed oxide powder according to the invention has the highest sodium concentration at the surface.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a powdered mixed oxide A of general formula Li1 +x(NiaCobMnc)BdNaeO2, where 0<x≤0.5; 0<a≤1; 0≤b≤1; 0<c≤1; 0.001≤d≤0.1, 0.001<e≤0.2; d+e≥0.0 and d<e, and which mixed oxide has a BET surface area of between 10 and 50 m2/g and a tapped density of 250 to 700 g/l, in which method: a) a solution is provided containing oxidisable and/or hydrolysable metal compounds of lithium, manganese, nickel and sodium and boric acid, each in proportions corresponding to the general formula; b) the solution is atomized by means of an atomizing gas to form an aerosol; c) the aerosol is reacted in a reaction chamber using a flame, wherein the flame is obtained from a mixture of a combustible gas and air, and wherein the total amount of oxygen is at least sufficient in order to completely convert the combustible gas and the metal compounds; d) the reaction chamber is cooled and the solid product is then separated from the reaction flow. The invention also relates to a powdered mixed oxide of general formula Li1 +x(NiaCobMnc)BdNaeO2, where 0<x≤0.5; 0<a≤1; 0≤b≤1; 0<c≤1; 0.001≤d≤0.1; 0.001<e≤0.2, and which mixed oxide has a BET surface area of 0.1 to 5 m2/g and a tapped density of 1000 to 2500 g/l, the sodium concentration of the mixed oxide particles, determined by means of XPS-ESCA, being highest in a near-surface layer having a depth of approx. 5 nm, and decreases inwardly.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kathodenmateriales mit niedriger BET-Oberfläche und hoher Stampfdichte und spezielles Kathodenmaterial  A method of making a cathode material having a low BET surface area and high tapped density and a special cathode material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kathodenmateriales mit niedriger BET- Oberfläche und hoher Stampfdichte, sowie ein spezielles Kathodenmaterial selbst.. The invention relates to a method for producing a cathode material with a low BET surface area and high tamped density, as well as a special cathode material itself.
Eine Möglichkeit die Entladungsraten und die Zyklenbeständigkeit von Kathodenmaterialien zu verbessern, besteht darin bestimmte Dotierelemente in das Gitter des Kathodenmateriales einzubringen. Dabei handelt es sich um solche Dotierelemente, die einen ähnlichen lonenradius wie Lithium aufweisen. Obwohl der lonenradius von Natrium größer ist als der von Lithium , wurden positive Effekte bezüglich Entladungsrate und der Zyklenbeständigkeit gefunden. One way to improve the discharge rates and cycle stability of cathode materials is to incorporate certain doping elements into the grid of the cathode material. These are those doping elements which have a similar ion radius as lithium. Although the ionic radius of sodium is greater than that of lithium, positive effects on discharge rate and cycle stability were found.
In CN 103915617A wird ein Verfahren zur Herstellung eines lithiumreichen Kathodenmaterials der allgemeinen Formel mLi2-xNaxMn03- nLii-yNayM02 durch Fällung beschrieben, wobei 0<x+y< 1 , m+n= 1 und M=Mn, Ni und Co ist. CN 103915617A describes a process for producing a lithium-rich cathode material of the general formula mLi 2-x Nax MnO 3 -n-Li y Na y MO 2 by precipitation, where 0 <x + y <1, m + n = 1 and M = Mn, Ni and Co is.
In CN 103606663A wird ein lithiumreiches Kathodenmaterial mit der allgemeinen Formel LixNaylv yÜ2, mit M=Mn, Ni, Co, 0<x<1 ,5 und 0<y<0,5 offenbart. Es wird erhalten, indem man einen Metalloxid precusrsor mit einer lithiumhaltigen Verbindung in einer Kugelmühle vermahlt, bei niedrigen Temperaturen mittels hydrothermaler Feststoffsynthese in ein Vorprodukt umwandelt, welches bei hohen Temperaturen in das lithiumreiche Kathodenmaterial umgewandelt wird.  CN 103606663A discloses a lithium-rich cathode material having the general formula LixNaylv y2, where M = Mn, Ni, Co, 0 <x <1, 5 and 0 <y <0.5. It is obtained by milling a metal oxide precusrsor with a lithium-containing compound in a ball mill, converting it into a precursor at low temperatures by hydrothermal solid-state synthesis, which is converted into the lithium-rich cathode material at high temperatures.
In CN 103441265A wird ein Kathodenmaterial mit der allgemeinen Formel Li(i+a)NaM(i-a-b)0(2-c) offenbart, mit M = Mn, Ni, Co, wobei a = 0-0,3, b = 0-0,2 und c = 0-0,2 ist. Die Herstellung umfasst die Schritte (1 ) Herstellung einer Metallsalzlösung , (2) Lösen eines Dispergiermittels und eines Natriumsalzes, (3) Fällung des natriumdotierten Vorproduktes und (4) Behandlung des CN 103441265A discloses a cathode material having the general formula Li (i + a ) NaM (i- a -b) O (2-c), where M = Mn, Ni, Co, where a = 0-0.3, b = 0-0.2 and c = 0-0.2. The preparation comprises the steps of (1) preparing a metal salt solution, (2) dissolving a dispersing agent and a sodium salt, (3) precipitating the sodium-doped precursor and (4) treating the
Vorproduktes bei 400-800°C über einen Zeitraum von 1 -12 Stunden unter Bildung eines oxidischen Vorproduktes und (5) Mischen des oxidischen Vorproduktes mit lithiumsalzen, Vermählen des Gemisches in einer Kugelmühle und (6) abschließende Behandlung bei 700-1000°C über einen Zeitraum von 1 -40 Stunden. Precursor at 400-800 ° C over a period of 1-12 hours to form an oxide precursor and (5) mixing the oxide precursor with lithium salts, milling the mixture in a ball mill and (6) final treatment at 700-1000 ° C a period of 1 -40 hours.
In CN 102769136A wird ein Kathodenmaterial der allgemeinen Formel Lii,3-xNaxCoi-y-zNiyMnz02, mit x = 0,001 -0,5; y = 0, 1 -0,8; z = 0,3-0,8 und y + z = 0,4-0,9 offenbart. Es wird erhalten, indem man Natriumsalze, Cobaltsalze, Nickelsalze, Mangansalze und Lithiumsalze in einem molaren In CN 102769136A, a cathode material of the general formula Lii, 3-xNaxCoi-y-zNiyMn z 02, where x = 0.001-0.5; y = 0, 1 -0.8; z = 0.3-0.8 and y + z = 0.4-0.9. It is obtained by mixing sodium salts, cobalt salts, nickel salts, manganese salts and lithium salts in a molar
Verhältnis Na/Co/Ni/Mn/Li von 0,8-1 ,56 : 0,001 -0,05 : 0, 1 -0,6 : 0, 1 -0,8 : 0,3-0.8 mischt, unter Inertgasatmosphäre bei 250-300°C für 3-7 Stunden sintert, vermahlt und erneut sintert, bei 500- 900°C für 12-36 Stunden. Ratio Na / Co / Ni / Mn / Li of 0.8-1, 56: 0.001 -0.05: 0, 1 -0.6: 0, 1 -0.8: 0.3-0.8, under inert gas atmosphere sintered at 250-300 ° C for 3-7 hours, ground and sintered again, at 500-900 ° C for 12-36 hours.
In Journal of Alloys and Compounds 618 (2015) 629-634 wird von der Synthese von  Journal of Alloys and Compounds 618 (2015) 629-634 discloses the synthesis of
Lii,i7 xNaxNio,oiCoo,oi Mno,6302 (x = 0, 0,02, 0,04, 0,06 und 0,08) mittels einer Carbonat- Kofällungsmethode, gefolgt von einer Festkörperreaktion berichtet. Lii, i7 xNaxNio, oiCoo, oi Mno, 630 2 (x = 0, 0.02, 0.04, 0.06 and 0.08) were reported by a carbonate co-precipitation method followed by a solid state reaction.
In Materials Chemistry and Physics 95 (2006) 218-221 wird von der Synthese von In Materials Chemistry and Physics 95 (2006) 218-221, the synthesis of
Lii,i-xNax[Nio,2Coo,3Mno,4]02 mit x = 0,05, 0, 1 und 0,2 via Sol-Gel-Verfahren berichtet. In WO2016/083142 wird ein pulverförmiges Kathodenmaterial in Form aggregierter Primärpartikel umfassend ein Mischoxid pulver offenbart, welches eine Zusammensetzung entsprechend Lii, i- x Na x [Nio, 2Coo, 3Mno, 4] 02 with x = 0.05, 0, 1 and 0.2 reported via sol-gel method. In WO2016 / 083142 a powdered cathode material in the form of aggregated primary particles comprising a mixed oxide powder is disclosed, which corresponds to a composition
Lii+x(NiaCobMnc)Dd02, sowie H und N als Nichtmetallkomponente, mit einem Anteil an H 0,01 - 0, 1 Gew.-% und einem Anteil an N von 0,002 - 0,05 Gew.-% aufweist und bei dem D unter anderem B und/oder Na sein kann und 0 < x < 0,2; 0 < a < 1 ; 0 < b < 1 ; 0 < c < 1 , 0 < d < 0,2 ist. Es wird hergestellt indem man aus Ammoniak und einer Lösung enthaltend eine Lithiumverbindung, wenigstens eine weitere Metallverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mn, Ni und Co, und wenigstens eine Dotierverbindung ein Aerosol erzeugt und dieses in einer Lii + x (Ni a CobMn c ) DdO 2, and H and N as a non-metal component, having a content of H 0.01 - 0, 1 wt .-% and a content of N from 0.002 to 0.05 wt .-% and wherein D may be, inter alia, B and / or Na and 0 <x <0.2; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1, 0 <d <0.2. It is prepared by ammonia and a solution containing a lithium compound, at least one further metal compound selected from the group consisting of Mn, Ni and Co, and at least one doping compound generates an aerosol and this in a
Hochtemperaturzone zur Reaktion bringt. Eine besonders bevorzugte Dotierkomponente ist AI. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass die Stampfdichte der erhaltenen Kathodenmaterialien oft zu niedrig ist. High temperature zone brings to reaction. A particularly preferred doping component is Al. A disadvantage of this method is that the tamped density of the resulting cathode materials is often too low.
Ein Kathodenmaterial auf Basis von Lithium-Mischoxiden soll eine hohe Stampfdichte aufweisen, um bei gegebener Energiekapazität das Volumen der Batterie klein halten zu können. In  A cathode material based on lithium mixed oxides should have a high tamped density in order to keep the volume of the battery small with a given energy capacity. In
US2005/106463 wird ein Elektrodenmaterial für eine Lithium-Sekundärbatterie offenbart, das Lithium/Übergangsmetall-Mischoxide und Bor enthält. Das Elektrodenmaterial weist eine spezifische Oberfläche von 0, 1 bis 8 m2/g und eine Stampfdichte von 1 ,6 g bis 3,0 g/cm3 auf. Das Elektrodenmaterial wird hergestellt, indem man ein Gemisch einer Lithium-, Nickel, Mangan- und Cobaltverbindung und Borsäure im gewünschtem stöchiometrischen Verhältnis miteinander mischt, hieraus eine Dispersion in Wasser herstellt, die Dispersion vermahlt bis ein Partikeldurchmesser von 30 μιτι erreicht ist. Anschließend erfolgt eine Sprühtrocknung. Das so erhaltene Material wird bei erhöhter Temperatur thermisch behandelt. Die Stampfdichte variiert mit der Art der thermischen Behandlung. Das in US2005/106463 genannte Verfahren umfasst viele Schritte.US2005 / 106463 discloses an electrode material for a lithium secondary battery containing lithium / transition metal mixed oxides and boron. The electrode material has a specific surface area of 0.1 to 8 m 2 / g and a tamped density of 1.6 g to 3.0 g / cm 3 . The electrode material is prepared by mixing a mixture of a lithium, nickel, manganese and cobalt compound and boric acid in the desired stoichiometric ratio with each other, from which produces a dispersion in water, the dispersion milled until a particle diameter of 30 μιτι is reached. This is followed by spray drying. The material thus obtained is thermally treated at elevated temperature. The tamped density varies with the type of thermal treatment. The method mentioned in US2005 / 106463 comprises many steps.
Die mit diesen genannten Verfahren via Flammenspraypyrolyse erhaltenen Pulver stellen brauchbare Elektrodenmaterialien dar. Sie weisen jedoch als Nachteil eine zu niedrige The powders obtained by these processes via flame spray pyrolysis represent useful electrode materials. However, they have a drawback which is too low
Stampfdichte auf, die nachträglich nicht oder nur durch Verlust von Energiekapazität zu ändern ist.Tamping density, which can not be changed later or only by loss of energy capacity.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher ein Verfahren bereitzustellen, welches zu hohen Stampfdichten des Pulvers führt und welches gute elektrochemische Daten aufweist. The object of the present invention was therefore to provide a process which leads to high tamped densities of the powder and which has good electrochemical data.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Mischoxides A der allgemeinen Formel Lii+x(NiaCobMnc)BdNae02 The invention relates to a process for preparing a powdery mixed oxide A of the general formula Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02
mit 0<x<0,5; 0<a<1 ; 0<b<1 ; 0<c<1 ; 0,001 <d<0, 1 , 0,001 <e<0,2; with 0 <x <0.5; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1; 0.001 <d <0, 1, 0.001 <e <0.2;
einer BET-Oberfläche von 10 bis 50 m2/g und einer Stampfdichte von 250 bis 700 g/l, a BET surface area of 10 to 50 m 2 / g and a tamped density of 250 to 700 g / l,
bei dem man in which one
a) eine Lösung bereitstellt, die oxidierbare und/oder hydrolysierbare Metallverbindungen von Lithium, Mangan, Nickel und Natrium und Borsäure jeweils mit Anteilen entsprechend der allgemeinen Formel enthält,  a) providing a solution containing oxidizable and / or hydrolyzable metal compounds of lithium, manganese, nickel and sodium and boric acid, in each case with proportions corresponding to the general formula,
b) die Lösung mittels eines Zerstäubergases zu einem Aerosol zerstäubt,  b) atomizing the solution into an aerosol by means of a nebulizer gas,
c) das Aerosol in einem Reaktionsraum mit einer Flamme zur Reaktion bringt, wobei die  c) reacting the aerosol in a reaction space with a flame, wherein the
Flamme aus einem Gemisch eines Brenngases und Luft erhalten wird und bei der die Gesamtmenge an Sauerstoff mindestens zur vollständigen Umsetzung des Brenngases und der Metallverbindungen ausreicht, Flame from a mixture of a fuel gas and air is obtained and at the Total amount of oxygen sufficient for at least complete conversion of the fuel gas and the metal compounds,
d) den Reaktionsstrom kühlt und anschließend den Feststoff aus dem Reaktionsstrom abtrennt.  d) cooling the reaction stream and then separating the solid from the reaction stream.
Unter Mischoxid ist die innige Vermischung aller Mischoxidkomponenten zu verstehen. Es handelt sich demnach weitestgehend um eine Mischung auf atomarer Ebene, nicht um eine physikalische Mischung von Oxiden. Die Mischoxid partikel liegen in der Regel in Form von aggregierten Primärpartikeln vor. Mixed oxide is the intimate mixing of all mixed oxide components to understand. It is therefore largely a mixture at the atomic level, not a physical mixture of oxides. The mixed oxide particles are usually present in the form of aggregated primary particles.
Weiterhin ist das Verfahren besonders geeignet zur Herstellung von Mischoxiden A, bei denen wenigstens eine der Bedingungen 1 < a/b < 2; 0,1 < a/c < 0,5; 0,1 < b/c < 0,5; 0,7 < a+b+c < 0,8 und x+a+b+c+d+e = 1 erfüllt ist.  Furthermore, the method is particularly suitable for the preparation of mixed oxides A, in which at least one of the conditions 1 <a / b <2; 0.1 <a / c <0.5; 0.1 <b / c <0.5; 0.7 <a + b + c <0.8 and x + a + b + c + d + e = 1 is satisfied.
Weiterhin ist das Verfahren besonders geeignet zur Herstellung von Mischoxiden A, bei denen wenigstens eine der Bedingungen d+e>0,05 und d<e erfüllt ist.  Furthermore, the process is particularly suitable for the preparation of mixed oxides A, in which at least one of the conditions d + e> 0.05 and d <e is met.
Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, Ammoniak in den Reaktionsraum einzubringen. Dies geschieht am einfachsten, wenn Ammoniak Bestandteil des Zerstäubergases ist. Es scheint, dass die Zugabe von Ammoniak Einfluss auf die Aggregatstruktur der Primärpartikel des Mischoxides A bei der Partikelgenese während der Flammenspraypyrolyse hat und somit bei der anschließenden thermischen Behandlung zu besonders hohen Werten für die Stampfdichte und besonders niedrigen Werten für die BET-Oberfläche führt. Die Konzentration von Ammoniak im  It has also proved to be advantageous to introduce ammonia into the reaction space. This is most easily done when ammonia is part of the nebulizer gas. It appears that the addition of ammonia has an influence on the aggregate structure of the primary particles of mixed oxide A during particle genesis during flame spray pyrolysis and thus leads to particularly high values for the tamped density and particularly low values for the BET surface area during the subsequent thermal treatment. The concentration of ammonia in the
Zerstäubergas beträgt bevorzugt 0,01 bis 0,5 kg/Nm3 . Atomizing gas is preferably 0.01 to 0.5 kg / Nm 3 .
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass innerhalb des Reaktionsraumes die Flamme und das Aerosol teilweise räumlich getrennt voneinander sind. Die räumliche Trennung kann beispielsweise durch eine Glocke erfolgen, die das in den Reaktionsraum eingebrachte Aerosol umgibt. Erst zu einem späteren Zeitpunkt werden die Produkte, die aus der Zündung der Flamme entstehen, im wesentlichen Wasser, und die aus dem Aerosol gebildeten Partikel, das Reaktionsprodukt, zusammengeführt. Die so erhaltenen Partikel weisen bei der nachfolgenden thermischen Behandlung günstige Sintereigenschaften auf.  A further preferred embodiment provides that within the reaction space, the flame and the aerosol are partially spatially separated from each other. The spatial separation can be done for example by a bell that surrounds the introduced into the reaction space aerosol. Only at a later time are the products resulting from the ignition of the flame essentially water, and the particles formed from the aerosol, the reaction product, brought together. The particles thus obtained have favorable sintering properties in the subsequent thermal treatment.
Die eingesetzte Lösung soll eine möglichst hohe Konzentration aufweisen. Dabei ist ein Optimum zwischen der Produktionsmenge und den Stoffeigenschaften des Pulvers anzustreben. Für das erfindungsgemäße Verfahren kommt man diesen Anforderungen in einem Bereich von 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Summe von Li, Ni, Mn, und Co, am besten nach. Die Konzentration der Lösung im Zerstäubergas beträgt bevorzugt 0,1 bis 1 kg/Nm3 und besonders bevorzugt 0,3 bis 0,7 kg/Nm3. The solution used should have the highest possible concentration. An optimum should be aimed at between the production quantity and the material properties of the powder. For the process according to the invention, these requirements are best satisfied in a range from 5 to 20% by weight, based on the sum of Li, Ni, Mn, and Co. The concentration of the solution in the atomizing gas is preferably 0.1 to 1 kg / Nm 3 and more preferably 0.3 to 0.7 kg / Nm 3 .
Als Brenngas kann Wasserstoff, Methan, Ethan, Propan, Butan und deren Gemische eingesetzt werden. Bevorzugt wird Wasserstoff eingesetzt.  As the fuel gas, hydrogen, methane, ethane, propane, butane and mixtures thereof can be used. Preference is given to using hydrogen.
Das Sauerstoff enthaltende Gas ist in der Regel Luft. Die Menge an Sauerstoff ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren so zu wählen, dass sie mindestens zur vollständigen Umsetzung des Brenngases und aller Metallverbindungen ausreicht. Es ist in der Regel vorteilhaft einen Überschuss an Sauerstoff einzusetzen. Dieser Überschuss wird zweckmäßigerweise ausgedrückt als das Verhältnis von vorhandenem Sauerstoff / Verbrennung des Brenngases notwendiger Sauerstoff und als Lambda bezeichnet. Lambda beträgt bevorzugt 1 , 1 bis 6,0, besonders bevorzugt 2,0 bis 4,0. The oxygen-containing gas is usually air. The amount of oxygen is to be selected in the inventive method so that it is sufficient at least for complete conversion of the fuel gas and all metal compounds. It is usually beneficial one Use excess oxygen. This excess is conveniently expressed as the ratio of oxygen present / combustion of the fuel gas necessary oxygen and referred to as lambda. Lambda is preferably 1, 1 to 6.0, particularly preferably 2.0 to 4.0.
Es ist für die vorliegende Erfindung vorteilhaft, wenn die Metallverbindungen und die Borsäure in einer Lösung vorliegen. Um die Löslichkeit zu Erreichen und um eine geeignete Viskosität für das Zerstäuben der Lösung zu erzielen kann die Lösung erwärmt werden. Prinzipiell sind alle löslichen Metallverbindungen einsetzbar, die oxidierbar sind. Dabei kann es sich um anorganische Metallverbindungen, wie Nitrate, Chloride, Bromide, oder organische Metallverbindungen, wie Alkoxide oder Carboxylate anorganische und/oder organische Metallverbindungen handeln. Als Alkoxide können bevorzugt Ethylate, n-Propylate, iso-Propylate, n-Butylate und/oder tert.-Butylate eingesetzt werden. Als Carboxylate können die der Essigsäure, Propionsäure, Butansäure, Hexansäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Octansäure, 2- Ethyl-Hexansäure, Valeriansäure, Caprinsäure und/oder Laurinsäure zugrundeliegenden Verbindungen eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird wenigstens ein Metallnitrat eingesetzt. It is advantageous for the present invention if the metal compounds and the boric acid are present in a solution. In order to achieve solubility and to achieve a suitable viscosity for sputtering the solution, the solution can be heated. In principle, all soluble metal compounds which are oxidizable can be used. These may be inorganic metal compounds, such as nitrates, chlorides, bromides, or organic metal compounds, such as alkoxides or carboxylates, inorganic and / or organic metal compounds. The alkoxides used may preferably be ethylates, n-propylates, isopropylates, n-butylates and / or tert-butylates. The carboxylates which can be used are the compounds based on acetic acid, propionic acid, butanoic acid, hexanoic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, valeric acid, capric acid and / or lauric acid. In a preferred embodiment, at least one metal nitrate is used.
Das Lösungsmittel kann bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Cs-C2o-Alkanen, Ci-Ci5-Alkancarbonsäuren und/oder Ci-Cis-Alkanolen ausgewählt werden. Besonders bevorzugt kann Wasser oder ein Mischung aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel eingesetzt werden. Als organische Lösungsmittel, beziehungsweise als Bestandteil von Gemischen von organischen Lösungsmitteln, können bevorzugt Alkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso- Propanol, n-Butanol oder tert.-Butanol, Diole wie Ethandiol, Pentandiol, 2-Methyl-2,4-pentandiol, Ci-Ci2-Carbonsäuren wie beispielsweise Essigsäure, Propionsäure, Butansäure, Hexansäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Octansäure, 2-Ethyl- Hexansäure, Valeriansäure, Caprinsäure, Laurinsäure eingesetzt werden. Weiterhin können Benzol, Toluol, Naphtha und/oder Benzin eingesetzt werden. Bevorzugte wird ein wässeriges Lösungsmittel eingesetzt.  The solvent may preferably be selected from the group consisting of water, Cs-C2o alkanes, Ci-Ci5-alkanecarboxylic acids and / or Ci-Cis alkanols. Particular preference may be given to using water or a mixture of water and an organic solvent. As organic solvents, or as a component of mixtures of organic solvents, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol or tert-butanol, diols such as ethanediol, pentanediol, 2-methyl-2, 4-pentanediol, Ci-Ci2-carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, butanoic acid, hexanoic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, valeric acid, capric acid, lauric acid. Furthermore, benzene, toluene, naphtha and / or gasoline can be used. Preferably, an aqueous solvent is used.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Mischoxides B der allgemeinen Formel A der allgemeinen Formel Lii+x(NiaCobMnc)BdNae02 mit 0<x<0,5; 0<a<1 ; 0<b<1 ; 0<c<1 ; 0,001 <d<0, 1 , 0,001 <e<0,2; Another object of the invention is a process for preparing a powdery mixed oxide B of the general formula A of the general formula Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02 with 0 <x <0.5; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1; 0.001 <d <0, 1, 0.001 <e <0.2;
einer BET-Oberfläche von 0,1 bis 5 m2/g, bevorzugt 0,3 bis 2 m2/g, und einer Stampfdichte von 1000 bis 2500 g/l, bevorzugt 1 100 bis 2000 g/l, a BET surface area of 0.1 to 5 m 2 / g, preferably 0.3 to 2 m 2 / g, and a tamped density of 1000 to 2500 g / l, preferably 1 100 to 2000 g / l,
bei dem man das pulverförmige Mischoxid A bei 700 bis 1 100°C, bevorzugt 800 bis 1000°C, über einen Zeitraum von 2 bis 36 Stunden, bevorzugt 1 bis 10 Stunden, thermisch behandelt. Somit umfasst die Herstellung des Mischoxides B die Verfahrensschritte zur Herstellung des Mischoxides A. Insgesamt umfasst die Herstellung des pulverförmigen Mischoxides B der allgemeinen Formel Lii+x(NiaCobMnc)BdNae02 in which the powdered mixed oxide A at 700 to 1 100 ° C, preferably 800 to 1000 ° C, over a period of 2 to 36 hours, preferably 1 to 10 hours, thermally treated. Thus, the preparation of the mixed oxide B comprises the process steps for the preparation of the mixed oxide A. Overall, the preparation of the powdery mixed oxide B of the general formula Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02
mit 0<x<0,5; 0<a<1 ; 0<b<1 ; 0<c<1 ; 0,001 <d<0, 1 , 0,001 <e<0,2; einer BET-Oberfläche von 0, 1 bis 5 m2/g , bevorzugt 0,3 bis 3 m2/g, und einer Stampfdichte von 1000 bis 2500 g/l, bevorzugt 1 100 bis 2000 g/l, ein Verfahren bei dem man with 0 <x <0.5; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1; 0.001 <d <0, 1, 0.001 <e <0.2; a BET surface area of 0, 1 to 5 m 2 / g, preferably 0.3 to 3 m 2 / g, and a tamped density of 1000 to 2500 g / l, preferably 1 100 to 2000 g / l, a method in which you
a) eine Lösung bereitstellt, die oxidierbare und/oder hydrolysierbare Metallverbindungen von Lithium, Mangan und/oder Nickel und Borsäure jeweils mit Anteilen entsprechend der allgemeinen Formel, a) providing a solution, the oxidizable and / or hydrolyzable metal compounds of lithium, manganese and / or nickel and boric acid, in each case with proportions corresponding to the general formula,
b) die Lösung mittels eines Zerstäubergases zu einem Aerosol zerstäubt, b) atomizing the solution into an aerosol by means of a nebulizer gas,
c) das Aerosol in einem Reaktionsraum mit einer Flamme zur Reaktion bringt, wobei die Flamme aus einem Gemisch eines Brenngases und Luft erhalten wird und bei der die Gesamtmenge an Sauerstoff mindestens zur vollständigen Umsetzung des Brenngases und der c) brings the aerosol in a reaction chamber with a flame to react, wherein the flame is obtained from a mixture of a fuel gas and air and in which the total amount of oxygen at least for the complete conversion of the fuel gas and the
Metallverbindungen ausreicht,  Sufficient metal compounds,
d) den Reaktionsstrom kühlt und anschließend den Feststoff aus dem Reaktionsstrom abtrennt und d) cooling the reaction stream and then separating the solid from the reaction stream and
e) den Feststoff bei 700 bis 1 100°C, bevorzugt 800 bis 1000°C, über einen Zeitraum von 2 bis 36 Stunden, bevorzugt 1 bis 10 Stunden, thermisch behandelt. e) the solid at 700 to 1 100 ° C, preferably 800 to 1000 ° C, over a period of 2 to 36 hours, preferably 1 to 10 hours, thermally treated.
Mischoxid B weist eine höhere Kristallinität als Mischoxid A auf. Mixed oxide B has a higher crystallinity than mixed oxide A.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein spezielles pulverförmiges Mischoxid B der allgemeinen Formel Lii+x(NiaCobMnc)BdNae02 mit 0<x<0,5; 0<a<1 ; 0<b<1 ; 0<c<1 ; 0,001 <d<0, 1 ; 0,001 <e<0, 2, welches eine BET-Oberfläche von 0, 1 bis 5 m2/g und eine Stampfdichte von 1000 bis 2500 g/l besitzt und bei dem die mittels XPS-ESCA in einer oberflächennahen Schicht mit einer Tiefe von ca. 5 nm bestimmte Natriumkonzentration der Mischoxidpartikel am höchsten ist und nach innen abnimmt. Der höhere Anteil an Natrium an der Oberfläche kann sich vorteilhaft bei der Verwendung des Mischoxides in Lithiumionenbatterien auswirken. Another object of the invention is a special powdery mixed oxide B of the general formula Lii + x (Ni a CobMnc) BdNa e 02 with 0 <x <0.5; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1; 0.001 <d <0, 1; 0.001 <e <0.2, which has a BET surface area of 0, 1 to 5 m 2 / g and a tamped density of 1000 to 2500 g / l and in which the XPS-ESCA in a near-surface layer with a depth of 5 nm certain sodium concentration of the mixed oxide particles is highest and decreases inwards. The higher level of sodium on the surface can be beneficial in the use of the mixed oxide in lithium-ion batteries.
Zum Nachweis des Natriums in der oberflächennahen Schicht wird eine großflächige (1 cm2) XPS/ESCA-Analyse (XPS = Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie; ESCA = Electron For the detection of sodium in the near-surface layer, a large area (1 cm 2 ) XPS / ESCA analysis (XPS = X-ray photoelectron spectroscopy, ESCA = Electron
Spectroscopy for Chemical Analysis) durchgeführt. Spectroscopy for Chemical Analysis).
Die Auswertung beruht auf den allgemeinen Empfehlungen gemäß DIN-Fachbericht No. 39, DMA(A)97 des National Physics Laboratory, Teddington, U.K, und den bisherigen Erkenntnissen zur entwicklungsbegleitenden Normung des Arbeitsauschusses„Oberflächen- und  The evaluation is based on the general recommendations according to DIN Technical Report no. 39, DMA (A) 97 of the National Physics Laboratory, Teddington, U.K., and the previous findings on the development-accompanying standardization of the working committee "Surface and
Mikrobereichsanalysen" NMP816(DIN). Zudem werden die jeweils vorliegenden Microscope analyzes "NMP816 (DIN)
Vergleichsspektren aus der Fachliteratur berücksichtigt. Die Werte werden durch Comparison spectra from the literature considered. The values are through
Untergrundsubtraktion, unter Berücksichtigung der relativen Empfindlichkeitsfaktoren der jeweils angegebenen Elektronenniveaus errechnet. Die Angabe erfolgt in Flächenprozent. Die Genauigkeit ist mit +/- 5% relativ zu veranschlagen.  Substrate subtraction, calculated taking into account the relative sensitivity factors of the respective specified electron levels. The information is given in area percent. The accuracy is relative to +/- 5% relative.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des speziellen, pulverförmigen Mischoxides als Kathodenmaterial in Lithiumionenbatterien.  Another object of the invention is the use of special, powdery mixed oxide as a cathode material in lithium-ion batteries.
Beispiele Für die Beispiele 1 bis 3 wird jeweils eine Lösung, die die in der Tabelle 1 genannten Salze und Borsäure enthält mit Wasser als Lösungsmittel hergestellt. Examples For each of Examples 1 to 3, a solution containing the salts and boric acid mentioned in Table 1 is prepared with water as the solvent.
Aus der Lösung und Zerstäuberluft wird mittels einer Düse ein Aerosol erzeugt, welches in einen Reaktionsraum zerstäubt wird. Hier brennt eine Knallgasflamme aus Wasserstoff und Luft, in der das Aerosol zur Reaktion gebracht wird . Nach Abkühlung wird der Feststoff an einem Filter von gasförmigen Stoffen abgetrennt.  From the solution and atomizing air, an aerosol is generated by means of a nozzle, which is atomized into a reaction space. Here a blast gas flame burns out of hydrogen and air, in which the aerosol is brought to the reaction. After cooling, the solid is separated on a filter of gaseous substances.
Der Feststoff wird innerhalb von 3 bis 10 Stunden in einem Drehrohrofen über einen Zeitraum von 4 bis 6 Stunden auf eine Temperatur von 800 bis 960°C erhitzt.  The solid is heated to a temperature of 800 to 960 ° C over 3 to 10 hours in a rotary kiln over a period of 4 to 6 hours.
Tabelle 1 nennt alle relevanten Parameter zur Herstellung des Kathodenmateriales.  Table 1 lists all relevant parameters for the preparation of the cathode material.
Tabelle 2 zeigt BET-Oberflächen und Stampfdichten der hergestellten Mischoxide. Table 2 shows BET surface areas and tamped densities of the mixed oxides produced.
So ist die BET-Oberfläche und die Stampfdichte des Mischoxides A, also aus der Thus, the BET surface area and the tamped density of the mixed oxide A, ie from the
Flammenspraypyrolyse, für das erfindungsgemäße Beispiel 1 und die Vergleichsbeispiele 2 und 3 ähnlich. Natrium als einziges Dotierelement (Beispiel 3) ergibt keine ausreichend hohe Flammenspraypyrolyse, similar to Example 1 and Comparative Examples 2 and 3 according to the invention. Sodium as the only doping element (Example 3) does not give sufficiently high
Stampfdichte und keine ausreichend niedrige BET-Oberfläche. Bor als einziges Dotierelement (Beispiel 2) ergibt bezüglich BET-Oberfläche und Stampfdichte ähnliche Werte für die Mischoxide A und B, wie die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Mischoxide. Die positiven elektrochemischen Eigenschaften einer Natriumdotierung weist das Mischoxid aus Beispiel B hingegen nicht auf. Tamped density and no sufficiently low BET surface area. Boron as the only doping element (Example 2) gives similar values in terms of BET surface area and tapped density for the mixed oxides A and B, such as the mixed oxides prepared by the process according to the invention. The positive electrochemical properties of a sodium doping, the mixed oxide of Example B, however, not on.
Tabelle 3 zeigt die mittels XPS-ESCA ermittelten Natriumkonzentration eines erfindungsgemäßen Mischoxidpulvers und eines Vergleichsbeispieles. Im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel weist das erfindungsgemäße Mischoxidpulver die höchste Natriumkonzentration an der Oberfläche. Table 3 shows the determined by XPS-ESCA sodium concentration of a mixed oxide powder according to the invention and a comparative example. In contrast to the comparative example, the mixed oxide powder according to the invention has the highest sodium concentration at the surface.
Tabelle 1 : Einsatzstoffe und Reaktionsbedingungen Table 1: Starting materials and reaction conditions
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000009_0001
a) Flammentemperatur; gemessen 10 cm unterhalb des Einspeisungspunktes von H2 und Luft in den Reaktionsraum; Tabelle 2: BET-Oberfläche, Stampfdichte der Mischoxide A und B a) flame temperature; measured 10 cm below the feed point of H2 and air into the reaction space; TABLE 2 BET surface area, tamped density of mixed oxides A and B
Gemäß According to
Vergleichsbeispiel Erfindung  Comparative Example Invention
Beispiel 1 2 3 Example 1 2 3
BET Mischoxid Aa> m2/g 33 33 32BET mixed oxide A a > m 2 / g 33 33 32
BET Mischoxid Ba> m2/g 2,4 2,2 12BET mixed oxide B a > m 2 / g 2,4 2,2 12
Abnahme BET % 93 93 63Decrease BET% 93 93 63
Stampfdichte Mischoxid Ab) g/i 440 515 590Tamped density mixed oxide A b) g / i 440 515 590
Stampfdichte Mischoxid Bb) g/i 1278 1237 859Tamped density mixed oxide B b) g / i 1278 1237 859
Zunahme Stamfpdichte % 290 240 145 a) BET-Oberfläche nach DIN ISO 9277; b) Stampfdichte nach DIN EN ISO 787/1 1 ; Increase stock density% 290 240 145 a) BET surface area according to DIN ISO 9277; b) tamped density according to DIN EN ISO 787/1 1;
Tabelle 3: Natriumkonzentration in den Mischoxiden B Table 3: Sodium concentration in mixed oxides B
Gemäß VergleichsErfindung beispiel According to the comparative invention, for example
Beispiel 1 3  Example 1 3
oberflächennah Atom-% 0,9 0,7  near surface atomic% 0.9 0.7
gesputtert Atom-% < 0, 1 0,7  sputtered atom% <0, 1 0.7

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Mischoxides A der allgemeinen Formel  1. A process for the preparation of a powdery mixed oxide A of the general formula
Lii+x(NiaCobMnc)BdNae02, Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02,
mit 0<x<0,5; 0<a<1 ; 0<b<1 ; 0<c<1 ; 0,001 <d<0, 1 , 0,001 <e<0,2;  with 0 <x <0.5; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1; 0.001 <d <0, 1, 0.001 <e <0.2;
einer BET-Oberfläche von 10 bis 50 m2/g und einer Stampfdichte von 250 bis 700 g/l, bei dem man a BET surface area of 10 to 50 m 2 / g and a tamped density of 250 to 700 g / l, in which
a) eine Lösung bereitstellt, die oxidierbare und/oder hydrolysierbare Metallverbindungen von Lithium, Mangan, Nickel und Natrium und Borsäure jeweils mit Anteilen entsprechend der allgemeinen Formel enthält,  a) providing a solution containing oxidizable and / or hydrolyzable metal compounds of lithium, manganese, nickel and sodium and boric acid, in each case with proportions corresponding to the general formula,
b) die Lösung mittels eines Zerstäubergases zu einem Aerosol zerstäubt,  b) atomizing the solution into an aerosol by means of a nebulizer gas,
c) das Aerosol in einem Reaktionsraum mit einer Flamme zur Reaktion bringt, wobei die  c) reacting the aerosol in a reaction space with a flame, wherein the
Flamme aus einem Gemisch eines Brenngases und Luft erhalten wird und bei der die Gesamtmenge an Sauerstoff mindestens zur vollständigen Umsetzung des Brenngases und der Metallverbindungen ausreicht,  Flame is obtained from a mixture of a fuel gas and air and in which the total amount of oxygen sufficient at least for the complete implementation of the fuel gas and the metal compounds,
d) den Reaktionsstrom kühlt und anschließend den Feststoff aus dem Reaktionsstrom abtrennt.  d) cooling the reaction stream and then separating the solid from the reaction stream.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass  2. The method according to claim 1, characterized in that
die Konzentration der Lösung im Zerstäubergas bevorzugt 0, 1 bis 1 kg/Nm3 beträgt. the concentration of the solution in the atomizing gas is preferably 0.1 to 1 kg / Nm 3 .
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass  3. Process according to claims 1 or 2, characterized in that
man Ammoniak in den Reaktionsraum einbringt.  ammonia is introduced into the reaction space.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass  4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that
innerhalb des Reaktionsraumes die Flamme und das Gemisch wenigstens teilweise räumlich getrennt voneinander sind.  within the reaction space, the flame and the mixture are at least partially spatially separated from each other.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass  5. Process according to claims 1 to 4, characterized in that
das Verhältnis von vorhandenem Sauerstoff / Verbrennung des Brenngases notwendiger the ratio of existing oxygen / combustion of the fuel gas necessary
Sauerstoff 1 , 1 bis 6 ist. Oxygen is 1, 1 to 6.
6. Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Mischoxides B der allgemeinen Formel  6. A process for the preparation of a powdery mixed oxide B of the general formula
Lii+x(NiaCobMnc)BdNae02, Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02,
mit 0<x<0,5; 0<a<1 ; 0<b<1 ; 0<c<1 ; 0,001 <d<0,1 ; 0,001 <e<0,2;  with 0 <x <0.5; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1; 0.001 <d <0.1; 0.001 <e <0.2;
einer BET-Oberfläche von 0,1 bis 5 m2/g und a BET surface area of 0.1 to 5 m 2 / g and
einer Stampfdichte von 1000 bis 2500 g/l,  a tamped density of 1000 to 2500 g / l,
bei dem man das pulverförmige Mischoxid A bei Temperaturen von 700 bis 1 100°C über einen Zeitraum von 2 bis 36 Stunden thermisch behandelt.  in which the powdered mixed oxide A is thermally treated at temperatures of 700 to 1100 ° C over a period of 2 to 36 hours.
7. Pulverförmiges Mischoxid B der allgemeinen Formel  7. Powdered mixed oxide B of the general formula
Lii+x(NiaCobMnc)BdNae02 Lii + x (NiaCobMnc) BdNa e 02
mit 0<x<0,5; 0<a<1 ; 0<b<1 ; 0<c<1 ; 0,001 <d<0,1 ; 0,001 <e<0,2,  with 0 <x <0.5; 0 <a <1; 0 <b <1; 0 <c <1; 0.001 <d <0.1; 0.001 <e <0.2,
welches eine BET-Oberfläche von 0, 1 bis 5 m2/g und eine Stampfdichte von 1000 bis 2500 g/l besitzt und which has a BET surface area of 0, 1 to 5 m 2 / g and a tamped density of 1000 to 2500 g / l owns and
bei dem die mittels XPS-ESCA in einer oberflächennahen Schicht mit einer Tiefe von ca. 5 nm bestimmte Natriumkonzentration der Mischoxidpartikel am höchsten ist und nach innen abnimmt. in which the sodium concentration of the mixed oxide particles determined by means of XPS-ESCA in a near-surface layer with a depth of approximately 5 nm is highest and decreases inwardly.
Verwendung des pulverförmiges Mischoxides B gemäß Anspruch 7 als Kathodenmaterial in Lithiumionenbatterien.  Use of the powdery mixed oxide B according to claim 7 as cathode material in lithium-ion batteries.
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