EP0717455A1

Lithium and Manganese-(III/IV) containing spinels and method of manufacture

Abstract

Spinels contg. Li and Mn (III/IV) are prepd. by reaction of stoichiometric amts. of a Li cpd., a Mn cpd. and, if necessary, another metal cpd. at 200-800 degrees C under conditions under which the Mn takes up an oxidn. state of 3.5 to 4. The conversion is carried out with mixing of the reactants. Also claimed are spinels made by this method and their use as cathode materials in electrochemical cells.

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9 claims: 5 independent, 4 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Herstellung von Lithium und Mangan-(III/IV) enthaltenden Spinellen durch Umsetzung stöchiometrischer Mengen einer Lithiumverbindung, einer Mangenverbindung und gegebenenfalls einer weiteren Metallverbindung bei 200 bis 800°C unter Bedingungen, unter denen das Mangen eine durchschnittliche Oxidationsstufe von 3,5 bis 4,0 einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung unter Vermischung der Reaktanden vornimmt.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in einem Drehrohrofen vornimmt.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man es zur Herstellung von Spinellen der Formel I anwendet         Li x (Mn n )₂ A y O z I in der die Variablen folgende Bedeutung haben:x   0,5 bis 1,6 n   die mittlere Oxidationsstufe des Mangans im Bereich 3,5 bis 4,0 A   das Äquivalent eines Metallkations y   0 bis 0,4 z   die sich aus der Menge der übrigen Komponenten ergebenden Sauerstoffäquivalente
  4. 4
    Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mangan in Form von Mn-II-oxalat einsetzt und unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre arbeitet.
  5. 5
    Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lithium in Form von Lithiumcarbonat einsetzt.
  6. 6
    Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung von Spinellen mit einer spezifischen Oberfläche (BET-Oberfläche) von 0,1 bis 4 m²/g, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lithium in Form von Lithiumcarbonat oder Lithiumacetat und das Mangan in Form von Mangancarbonat einsetzt.
  7. 7
    Lithium und Mangan- (III/IV) enthaltende Spinelle, erhältlich nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 4 bis 6.
  8. 8
    Verwendung der Lithium und Mangan-(III/IV) enthaltenden Spinelle gemäß Anspruch 7 als Kathodenmaterial für elektrochemische Zellen.
  9. 9
    Elektrochemische Zellen, enthaltend als Kathodenmaterial einen Lithium und Mangan-(III/IV) enthaltenden Spinell gemäß Anspruch 7.