ES2599646T3 - Polvo de partículas precursoras de sustancia activa para un electrodo activo, polvo en partículas de sustancia activa para un electrodo positivo y batería secundaria de electrolito no acuoso - Google Patents

Polvo de partículas precursoras de sustancia activa para un electrodo activo, polvo en partículas de sustancia activa para un electrodo positivo y batería secundaria de electrolito no acuoso Download PDF

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Abstract

Partículas de sustancia activa para un electrodo positivo que comprenden un compuesto que tiene una estructura de tipo espinela que comprende al menos Li, Ni y Mn, y donde su relación molar de Li / (Ni + Mn) es de 0,3 a 0,65, el contenido de Ni es de 5 a 25% en peso, el contenido de Na es de 0,05 a 1,9% en peso, y el contenido de S es de 0,0005 a 0,16% en peso, y la suma del contenido de Na y el contenido de S es de 0,09 a 1,9005% en peso.

Description

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DESCRIPCION
Polvo de partfculas precursoras de sustancia activa para un electrodo activo, polvo en partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo y batena secundaria de electrolito no acuoso
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a excelentes partfculas de sustancias activas para un electrodo positivo (catodo) para batenas secundarias de electrolitos no acuosos que pueden exhibir un alto voltaje de descarga y una gran capacidad de descarga.
Antecedentes de la tecnica
Con el reciente y rapido desarrollo de los dispositivos electronicos moviles y sin cable tal como dispositivos audiovisuales (AV) y ordenadores personales, existe una demanda en aumento de batenas secundarias que tengan un tamano pequeno, un peso ligero y una alta densidad energetica como una fuente de energfa para hacer funcionar estos dispositivos electronicos. Tambien, en consideracion con el medio ambiente, recientemente se han desarrollado y puestos en practica coches electricos y coches hforidos, de modo que hay una demanda en aumento de batenas secundarias de litio usadas en aplicaciones de gran tamano que tengan excelentes caractensticas de almacenamiento. Bajo estas circunstancias, se han observado batenas secundarias de iones litio de alta energfa que tienen ventajas como un alto voltaje de descarga y una gran capacidad de descarga. En particular, con el fin de aplicar las batenas secundarias de iones litio a herramientas electricas, vehfculos electricos o similares en los cuales se necesitan caractensticas de ciclos rapidos de carga/descarga, se ha requerido que las batenas secundarias de iones litio presenten excelentes caractensticas de velocidad.
Hasta el momento, como sustancias activas para electrodos positivos para batenas secundarias de iones litio que presentan un grado de voltaje de 4V, se conocen generalmente de LiMn2O4 que tienen una estructura de tipo espinela, LiMnO2 que tiene una estructura en capas tipo zigzag, LiCoO2 y LiNiO2 que tienen una estructura de sal de roca en capas, o similares. Entre las batenas secundarias que usan estas sustancias activas, se han puesto de manifiesto las batenas secundarias de iones litio que usan LiNiO2 por su gran capacidad de descarga.
Sin embargo, el LiNiO2 tiende a presentar un bajo voltaje de descarga y tiende a deteriorarse su estabilidad termica al cargarse al igual que sus caractensticas de ciclo y caractensticas de velocidad, y, por lo tanto, se requiere mejorar sus propiedades. Ademas, cuando se somete el LiNiO2 a una carga de alto voltaje para obtener una alta capacidad, tiende a surgir el problema de que su estructura se rompe.
Ademas, el LiMnO2 es excelente en caractensticas de velocidad y caractensticas de ciclo, pero presenta un voltaje de descarga y capacidad de descarga bajos, y por lo tanto diffcilmente tiende a proporcionar una sustancia activa para un electrodo positivo de alta energfa.
En los ultimos anos, se han observado sustancias activas para un electrodo positivo que tienen un alto voltaje de descarga. Los ejemplos tfpicos de las sustancias activas para un electrodo positivo conocidas que tienen un alto voltaje de descarga incluyen LiNio5Mni5O4, LiCoMnO4, Lii2Cro4Mno4O4, Lii2Cro4Tio4O4, LiCoPO4, LiFeMnO4 y LiNiVO4.
Entre estos materiales, el LiNio,5Mni,5O4 tiene un alto voltaje de descarga cuya region del plateau de descarga esta presente en el intervalo de no menos de 4,5V, y es excelente en caractensticas de velocidad y caractensticas de ciclo. Por lo tanto, el LiNio,5Mni,5O4 se ha puesto de manifiesto especialmente como una sustancia activa para un electrodo positivo de proxima generacion (Documento de Patente i).
Desde hace muchos anos hay una demanda continua de sustancias activas para un electrodo positivo que tengan una mayor capacidad. Como las sustancias activas para un electrodo positivo usadas en la presente invencion, existe tambien la misma demanda anterior.
En el Documento de Patente 2, se ha intentado mejorar las propiedades de los compuestos de Li-Ni-Mn anadiendoles Sr, Y, Zr, Ru, Rh, Pd, Ba, Hf, Ta, W, etc.
En el Documento de Patente 3, se describe tal intento de sintetizar una solucion de Ni-Mn que tiene una mayor uniformidad usando un nitrato para la smtesis de uno de sus precursores y usando un polfmero como un vehfculo de iones para reducir de este modo una fase de impurezas diferente de la estructura de tipo espinela de Ni-Mn.
El documento WO 2oo4/o64i8o Ai describe un material para un electrodo positivo de batena secundaria de litio y un procedimiento para producirlo.
Sin embargo, las sustancias activas para un electrodo positivo convencionalmente conocidas en la tecnica todavfa fracasan en presentar una suficientemente alta capacidad de descarga y por consiguiente satisfacer el requerimiento de reduccion de tamano.
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Documentos de la tecnica anterior
Documentos de patente
Documento de Patente 1: Solicitud de aplicacion japonesa abierta a inspeccion publica (KOKAI) No. 9-147867
Documento de Patente 2: Solicitud de aplicacion japonesa abierta a inspeccion publica (KOKAI) No. 2005-322480
Documento de Patente 3: Solicitud de aplicacion japonesa abierta a inspeccion publica (KOKAI) No. 2001-185148
Sumario de la invencion Problema a solucionar por la invencion
Actualmente, se requiere claramente proporcionar una sustancia activa para un electrodo positivo de alta energfa para batenas secundarias de electrolitos no acuosos que tenga un alto voltaje de descarga y sea excelente en capacidad de descarga. Sin embargo, hasta ahora no se ha obtenido la sustancia activa para un electrodo positivo capaz de satisfacer plenamente los anteriores requerimientos.
En consecuencia, un objetivo de la presente invencion es proporcionar partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo para batenas secundarias de electrolitos no acuosos que tengan un alto voltaje de descarga y sean excelentes en capacidad de carga y capacidad de descarga, y una batena secundaria de electrolitos no acuosos que comprenda las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Medios para solucionar el problema
De acuerdo con la presente invencion, se han proporcionado partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo que comprenden un compuesto que tiene una estructura de tipo espinela que comprende al menos Li, Ni y Mn, y donde su relacion molar de Li / (Ni + Mn) es 0,3 a 0,65, el contenido de Ni es 5 a 25% en peso, el contenido de Na es 0,05 a 1,9% en peso y el contenido de S es 0,0005 a 0,16% en peso, y la suma del contenido de Na y el contenido de S es 0,09 a 1,9005% en peso (Invencion 1).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se han proporcionado partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo como se describen en la anterior Invencion 1, donde el compuesto que tiene una estructura de tipo espinela esta representado por la formula: LiNixMn2-xO4 donde x esta dentro del intervalo de 0,2 a 0,92 (0,2 < x < 0,92) (Invencion 2).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se han descrito en la Invenciones anteriores 1 o 2, donde las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienen un area superficial espedfica de 0,05 a 20 m2/g medidos por el metodo BET (Invencion 3).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se describen en las Invenciones 1 a 3, donde las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo comprenden partfculas secundarias en forma de partfculas primarias agregadas que tienen un diametro medio de partfcula secundaria de 1 a 50 |im (Invencion 4).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se describen en la Invencion 1 a 4, donde la distribucion de tamano de partfcula de las partfculas secundarias es tal que D10%/D50% es 0,1 a 1,0 y D90%/D50% es 1,0 a 2,8 (Invencion 5).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se describen en la Invencion 1 a 5, donde el diametro medio de partfcula primaria de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es mas de 10 |im (Invencion 6).
Ademas, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas precursoras que comprenden, como componente principal, un carbonato mixto que comprende al menos Ni y Mn y tienen un contenido de Ni de 3 a 18% en peso, un contenido de Na de 0,05 a 1,5% en peso y un contenido de S de 0,0005 a 0,12% en peso, una suma del contenido de Na y del contenido de S que esta entre 0,07 a 1,6% en peso (Invencion 7).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas precursoras tal como se ha descrito en la anterior Invencion 7, donde el carbonato mixto esta representado por la formula: NixMn-i_xCO3 donde x esta dentro del intervalo de 0,1 a 0,46 (0,1 < x < 0,46) (Invencion 8).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas precursoras tal como se describen en cualquiera de las Invenciones anteriores 7 u 8, donde la distribucion de tamano de partfcula de las partfculas secundarias es tal que D10%/D50% es 0,1 a 1,0 y D90%/D50% es 1,0 a 2,8 (Invencion 9).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas precursoras tal como se describen en una cualquiera de las Invenciones anteriores 7 a 9, donde el diametro medio de partfcula de las partfculas es 1 a 50
5
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20
25
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35
40
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|im y donde las partfculas tienen un area superficial espedfica BET de 3 a 150 m2/g (Invencion 10).
Tambien, de acuerdo con la presente invencion, se proporcionan partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se describen en una cualquiera de las Invenciones anteriores 1 a 6 que se obtienen mezclando las partfculas precursoras tal como se describe en una cualquiera de las anteriores Invenciones 7 a 10 con un compuesto de litio, y luego se calcina la mezcla resultante en un intervalo de temperatura de 500 a 1300°C (Invencion 11).
Ademas, de acuerdo con la presente invencion, se proporciona un electrodo positivo que comprende partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se describen en una cualquiera de las Invenciones anteriores 1 a 6 o 11, un agente conductor y un aglutinante (Invencion 12).
Ademas, de acuerdo con la presente invencion, se proporciona una batena secundaria de electrolito no acuoso que comprende un electrodo positivo que comprende las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se describe en una cualquiera de las Invenciones anteriores 1 a 6 u 11 (Invencion 13).
Ademas, de acuerdo con la presente invencion, se proporciona el uso de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tal como se describen en una cualquiera de las Invenciones anteriores 1 a 6 u 11 en una batena secundaria de electrolito no acuoso (Invencion 14).
Efecto de la invencion
Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion pueden presentar un alto voltaje de descarga y una gran capacidad de descarga y de este modo pueden usarse adecuadamente como partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo para batenas secundarias no acuosas.
Breve descripcion de los dibujos
La Fig. 1 es un diagrama de difraccion de rayos X de partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas en el Ejemplo 17.
La Fig. 2 es un diagrama de difraccion de rayos X de partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas en el Ejemplo Comparativo 17.
La Fig. 3 es una imagen SEM (microscopio electronico de barrido por sus siglas en inlges) de alta definicion de partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 1.
La Fig. 4 es una imagen SEM de baja definicion de partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 1.
La Fig. 5 es una imagen SEM de alta definicion de partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas en el Ejemplo 19.
La Fig. 6 es una imagen SEM de baja definicion de partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas en el Ejemplo 19.
La Fig. 7 es una curva caractenstica de descarga de una batena secundaria producida usando las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas en el Ejemplo 17.
Realizaciones preferidas para llevar a cabo la invencion
La construccion de la presente invencion se describe en mas detalle a continuacion.
Las partfculas precursoras usadas para producir partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo para batenas secundarias de electrolito no acuoso segun la presente invencion (de ahora en adelante referido simplemente como “partfculas precursoras”) comprende un carbonato mixto que comprende al menos Ni y Mn como un componente principal.
Las partfculas precursoras segun la presente invencion se usan como un precursor de partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo que tienen una estructura de tipo espinela que es un compuesto que comprende Li, Ni y Mn.
El carbonato mixto se representa preferiblemente mediante la formula: NixMn-i-xCOa donde x esta dentro del intervalo 0,1 a 0,46 (0,1 < x < 0,46) donde se puede introducir un elemento aditivo generalmente conocido como Mg, Ca, Al, Co, Fe, Cr, Mo, W, Zr, Bi, B, Nd, La, Sb, Ti, V, Sr, Y, Ba, Nb y Ce. El contenido total de los elementos aditivos anteriores a introducir en el carbonato mixto es preferiblemente no superior a 15% en peso basado en el carbonato mixto.
Las partfculas precursoras segun la presente invencion tienen un contenido de Ni de 3 a 18% en peso, preferiblemente de 7 a 15% en peso, mas preferiblemente de 9 a 15% en peso y aun mas preferiblemente de 11 a
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14% en peso. Cuando el contenido de Ni en las partfculas precursoras es menos de 3% en peso, la region del plateau de descarga de no menos de 4,5V en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas a partir del precursor anterior tiende a ser excesivamente pequeno. Mientras, cuando el contenido de Ni en las partfculas precursoras es mas de 18% en peso, se tiende a producir una gran cantidad de una fase de impurezas diferente de la estructura de tipo espinela como un oxido de mquel en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas a partir del precursor anterior, dando como resultado el deterioro de su capacidad de descarga.
Las partfculas precursoras segun la presente invencion tienen un contenido de Na de 0,05 a 1,5% en peso. El contenido de Na de las partfculas precursoras es preferiblemente de 0,1 a 0,8% en peso, mas preferiblemente de 0,2 a 0,7% en peso y aun mas preferiblemente de 0,3 a 0,6% en peso. Cuando el contenido de Na de las partfculas precursoras es menos de 0,05% en peso, las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas a partir del precursor anterior tienden a ser deficiente en la habilidad de mantener su estructura de tipo espinela. Cuando el contenido de Na de las partfculas precursoras es mas de 1,5% en peso, la migracion de litio en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas a partir del precursor anterior tiende a ser inhibida, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a empeorar su capacidad de descarga.
Las partfculas precursoras segun la presente invencion tienen un contenido de S de 0,0005 a 0,12% en peso. El contenido de S de las partfculas precursoras es preferiblemente de 0,0005 a 0,11% en peso, mas preferiblemente de 0,0005 a 0,09% en peso y aun mas preferiblemente de 0,0005 a 0,05% en peso. Cuando el contenido de S de las partfculas precursoras es menos de 0,0005% en peso, el azufre (S) puede no lograr tener un efecto electrico adecuado en la migracion de litio en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas a partir del precursor anterior. Cuando el contenido de S de las partfculas precursoras es mas de 0,12% en peso, la migracion de litio en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas a partir del precursor anterior tiende a ser inhibida, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a empeorar su capacidad de descarga.
En las partfculas precursoras segun la presente invencion, la suma del contenido de Na y el contenido de S es 0,07 a 1,6% en peso, preferiblemente de 0,1 a 0,9% en peso, mas preferiblemente de 0,2 a 0,75% en peso y mas aun mas preferiblemente de 0,3 a 0,65% en peso. Cuando la suma del contenido de Na y el contenido de S esta fuera del intervalo especificado anteriormente, las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas a partir del precursor anterior tienden a empeorar su capacidad de descarga.
Las partfculas secundarias de las partfculas precursoras segun la presente invencion tienen preferiblemente una forma esferica o una forma granular.
La distribucion de tamano de partfcula de las partfculas secundarias de las partfculas precursoras segun la presente invencion se controla para que D10%/D50% sea preferiblemente de 0,1 a 1,0 y d90%/D50% de 1,0 a 2,8, mas preferiblemente D10%/D50% de 0,2 a 1,0 y D90%/d50% de 1,2 a 2,5, y aun mas preferiblemente D10%/D50% de 0,4 a 0,8 y D90%/D50% de 1,4 a 1,7.
Los indices anteriores de la distribucion de tamano de partfcula tal como se ha usado en este texto se definen basados en las formulas siguientes. Como los valores respectivos son proximos a 1, la distribucion de tamano de partfcula de las partfculas precursoras se estrecha.
D10%/D50% = (D10%) - (D50%)
D90%/D50% = (D90%) - (D50%)
Las partfculas precursoras segun la presente invencion tienen preferiblemente un diametro medio de partfcula de 1 a 50 |im y un area superficial espedfica BET de 3 a 150 m2/g.
Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion comprenden un compuesto que tiene una estructura de tipo espinela que comprende al menos Li, Ni y Mn.
El compuesto que tiene una estructura de tipo espinela esta representado preferiblemente por la formula: NixMn2-xCO4 donde x esta en el intervalo de 0,2 a 0,92 (0,2 < x < 0,92) en la que se puede introducir generalmente un elemento aditivo conocido como Mg, Ca, Al, Co, Fe, Cr, Mo, W, Zr, Bi, B, Nd, La, Sb, Ti, V, Sr, Y, Ba, Nb y Ce. El contenido de los elementos aditivos anteriores en el compuesto es preferiblemente no superior a 18,5% en peso basado en el compuesto que tiene una estructura de tipo espinela. Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion que tienen tal estructura de tipo espinela pueden someterse a ciclos de carga y descarga sin la rotura de la estructura incluso cuando se cargan con un voltaje tan alto como 5V.
Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion tienen un contenido de Ni de 5 a 25% en peso, preferiblemente de 10 a 20% en peso, mas preferiblemente de 12 a 19% en peso y aun mas preferiblemente de 15 a 18% en peso. Cuando el contenido de Ni en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es inferior al intervalo anterior, la region del plateau de descarga no inferior a 4,5 V en las
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partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tiende a ser excesivamente pequena. Mientras, cuando el contenido de Ni en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es mayor de 25% en peso, tiende a producirse una gran cantidad de una fase de impurezas diferente de la estructura de tipo espinela como el oxido de rnquel, dando como resultado una deterioracion de su capacidad de descarga.
Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion tienen un contenido de Na de 0,05 a 1,9% en peso. El contenido de Na en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es preferiblemente de 0,2 a 1,2% en peso, mas preferiblemente de 0,3 a 1,0% en peso y aun mas preferiblemente de 0,3 a 0,8% en peso. Cuando el contenido de Na en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es menor de 0,05% en peso, las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a empeorar en su habilidad para mantener su estructura de tipo espinela. Cuando el contenido de Na en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es mayor de 1,9% en peso, la migracion de litio en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tiende a ser inhibida, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a deteriorarse su capacidad de descarga.
Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion tienen un contenido de S de 0,0005 a 0,16% en peso. El contenido de S en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es preferiblemente de 0,0005 a 0,14% en peso, mas preferiblemente de 0,0005 a 0,12% en peso y aun mas preferiblemente de 0,0005 a 0,07% en peso. Cuando el contenido de S en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es menor de 0,0005% en peso, el azufre (S) puede no lograr dar un efecto electrico en la migracion de litio en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo. Cuando el contenido de S en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es mayor de 0,16% en peso, la migracion de litio en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tiende ser inhibida, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a deteriorarse su capacidad de descarga.
En las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion, la suma del contenido de Na y el contenido de S es 0,09 a 1,9005 % en peso, preferiblemente de 0,2 a 1,2 % en peso, y aun mas preferiblemente de 0,4 a 0,86 % en peso. Cuando la suma del contenido de Na y el contenido de S esta fuera del intervalo especificado anteriormente, las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a deteriorarse su capacidad de descarga.
La forma y el tamano de las partfculas secundarias de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion reflejan sustancialmente la forma y el tamano de las partfculas secundarias del precursor de la presente invencion. Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion tienen preferiblemente una forma esferica o una forma granular.
La distribucion de tamano de partfcula de las partfculas secundarias de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion se controla para que D10%/D50% sea preferiblemente de 0,1 a 1,0 y D90%/D50% de 1,0 a 2,8, mas preferiblemente D10%/D50% de 0,2 a 1,0 y D90%/D50% de 1,2 a 2,5, y aun mas preferiblemente D10%/D50% de 0,4 a 0,8 y D90%/D50% de 1,4 a 1,7.
En las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion, la relacion molar de Li/(Ni + Mn) esta dentro del intervalo de 0,3 a 0,65. Cuando la relacion molar de Li/(Ni + Mn) es menor de 0,3, las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo resultantes tienden a deteriorarse su capacidad de carga debido a una menor cantidad de litio en ellas que contribuye a la carga. Cuando la relacion molar de Li/(Ni + Mn) es mayor de 0,65, la migracion de litio en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo resultantes tienden a ser inhibida contrariamente debido a una excesiva gran cantidad de litio en ellas, dando como resultado una capacidad de descarga deteriorada. La relacion molar de Li/(Ni + Mn) en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es preferiblemente de 0,35 a 0,55, mas preferiblemente de 0,4 a 0,55 y aun mas preferiblemente de 0,45 a 0,55.
El area superficial espedfica de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion medida mediante el metodo BET es preferiblemente de 0,05 a 20 m2/g, mas preferiblemente de 0,1 a 15 m2/g, y aun mas preferiblemente de 0,2 a 5 m2/g. Cuando el area superficial espedfica de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es excesivamente pequeno, el area de contacto entre las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo y una solucion de electrolito tiende a ser excesivamente pequena, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a deteriorarse su capacidad de descarga. Cuando el area superficial espedfica de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es excesivamente grande, la reaccion entre las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo y la solucion de electrolito tiende a ser excesiva, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tambien tienden a deteriorarse su capacidad de descarga.
Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion comprenden partfculas secundarias formadas agregando sus partfculas primarias. El diametro medio de las partfculas primarias de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo es preferiblemente no superior a 10 |im, mas preferiblemente de 0,01 a 5 |im y aun mas preferiblemente de 0,02 a 3 |im.
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El diametro medio de las partmulas secundarias (D50%) de las partmulas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion es preferiblemente de 1 a 50 |im. Cuando el diametro medio de las partmulas secundarias (D50%) de las partmulas de sustancia activa para un electrodo positivo es menor de 1 |im, las partmulas de sustancia activa para un electrodo positivo resultantes tienden a presentar una reactividad excesivamente alta con la solucion de electrolito debido al aumento excesivo del area de contacto con la solucion de electrolito, y por consiguiente tiende a deteriorarse su estabilidad en la carga. Cuando el diametro medio de las partmulas secundarias de las partmulas de sustancia activa para un electrodo positivo es mayor de 50 |im, el electrodo resultante tiende a presentar una resistencia interna mayor, y por consiguiente hay una posibilidad de que en el electrodo se deterioren sus caractensticas de velocidad de carga/descarga. El diametro medio de las partmulas secundarias (D50%) de las partmulas de sustancia activa para un electrodo positivo es preferiblemente de 1 a 30 |im, aun mas preferiblemente 2 a 25 |im y aun mas preferiblemente de 5 a 25 |im.
Seguidamente, se describen los procedimientos para producir las partmulas precursoras y las partmulas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion.
Las partmulas precursoras segun la presente invencion pueden producirse al proporcionar una solucion mixta que comprende una sal de mquel y una sal de manganeso a concentraciones deseadas al igual que una solucion acuosa alcalina o una pasta basica en un recipiente de reaccion, controlando el valor de pH de la suspension resultante a 7,5 a 13, circulando el exceso de suspension a traves de un recipiente de concentracion conectado a un tubo de rebosamiento dentro del recipiente de reaccion mientras se controla la velocidad de concentracion de la suspension en el recipiente de concentracion, y luego la reaccion se lleva hasta alcanzar una concentracion de las partmulas precursoras en la suspension en el recipiente de reaccion y el recipiente de precipitacion de 0,2 a 15 mol/L.
La sal de mquel y la sal de manganeso usadas para la smtesis del precursor segun la presente invencion no esta particularmente limitada, y se pueden usar varias sales de mquel y sales de manganeso en la presente invencion. Los ejemplos de la sal de mquel y la sal de manganeso que se pueden usar en la presente invencion incluyen sulfatos, cloruros, nitratos, acetatos, etc., de mquel y manganeso.
La solucion acuosa alcalina o la pasta basica usadas para la smtesis del precursor segun la presente invencion no esta particularmente limitada, y se pueden usar varios materiales de partida basicos en la presente invencion. Los ejemplos de solucion acuosa alcalina o la pasta basica que se pueden usar en la presente invencion incluyen soluciones acuosas de carbonato de sodio, hidroxido de sodio, hidroxido de litio, carbonato de potasio, hidroxido de potasio, amoniaco, etc., y una pasta de carbonato de litio.
Tambien, para la smtesis del precursor segun la presente invencion, se puede anadir un nitrato, un sulfato, un cloruro, etc., de Mg, Ca, Al, Co, Fe, Cr, Mo, W, Zr, Bi, B, Nd, La, Sb, Ti, V, Sr, Y, Ba, Nb y Ce a un solucion mezcla de los materiales de partida para introducir estos elementos aditivos en las partmulas precursoras.
La pasta de las partmulas precursoras obtenido en la reaccion anterior se somete luego a filtracion y lavado acuoso. En este momento, en el caso en el que el contenido de Na y el contenido de S del precursor sean respectivamente mayores que los intervalos predeterminados, la pasta de las partmulas precursoras se lava con un alcalino y un acido, y despues con agua pura para controlar las cantidades de Na y S en el precursor hasta los respectivos intervalos predeterminados. El orden del lavado con alcalino y el lavado con acido no esta particularmente limitado.
El alcalino usado para el lavado acuoso no esta particularmente limitado, y se pueden usar varias soluciones acuosas alcalinas en la presente invencion. Los ejemplos de las soluciones acuosas alcalinas incluyen soluciones acuosas de hidroxido de sodio, hidroxido de potasio, carbonato de sodio, amoniaco, etc. Entre las soluciones acuosas alcalinas, se prefiere una solucion acuosa de hidroxido de sodio. El valor de pH de las soluciones acuosas alcalinas es preferiblemente de 8,5 a 11,5 y mas preferiblemente de 9 a 11.
El acido usado para el lavado acuoso no esta particularmente limitado, y se pueden usar varias soluciones acidas en la presente invencion. Los ejemplos del acido incluyen soluciones acidas de acido sulfurico, acido mtrico, acido clortudrico, acido acetico, etc. Entre estas soluciones acidas, se prefiere el acido sulfurico. El valor de pH de las soluciones acidas es preferiblemente de 3 a 5,5 y mas preferiblemente de 4 a 5.
Despues de la finalizacion del lavado acuoso, las partmulas precursoras resultantes pueden someterse a secado y pulverizacion.
Ademas, en el caso en el que el contenido de Na y/o el contenido de S del precursor sea menor que los respectivos intervalos predeterminados, despues de someter una pasta del precursor al lavado acuoso y secado, se anade un material de partida que contiene Na o S como un nitrato de sodio, sulfato de sodio y sulfato de manganeso de modo que compense el Na y S deficiente y controle las cantidades de Na y S en el precursor hasta los respectivos intervalos predeterminados.
Las partmulas precursoras segun la presente invencion comprenden al menos un carbonato, y pueden comprender tambien simultaneamente un oxido o un hidroxido junto con el carbonato.
Las partmulas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion pueden producirse
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mezclando previamente las partfculas precursoras preparadas con un compuesto de litio, y luego calcinando la mezcla resultante en un intervalo de temperatura de 500 a 1300°C.
El compuesto de litio usado en la presente invencion no esta particularmente limitado, y se pueden usar varias sales de litio en la presente invencion. Los ejemplos del compuesto de litio incluye hidroxido de litio monohidratado, nitrato de litio, carbonato de litio, acetato de litio, bromuro de litio, cloruro de litio, citrato de litio, fluoruro de litio, yoduro de litio, lactato de litio, oxalato de litio, fosfato de litio, piruvato de litio, sulfato de litio y oxido de litio. Entre estos compuestos de litio, el preferido es el carbonato de litio. La cantidad del compuesto de litio que compone las partfculas precursoras puede ser de 10 a 100% en peso basado en el peso de las partfculas precursoras.
El compuesto de litio usado en la presente invencion tiene preferiblemente un diametro medio de partfcula de no mas de 50 |im y mas preferiblemente no mas de 30 |im. Cuando el diametro medio de partfcula del compuesto de litio es mayor de 50 |im, el compuesto de litio tiende a ser diffcilmente mezclado con uniformidad con las partfculas precursoras, de modo que puede ser diffcil obtener partfculas de oxido mixto que tengan una buena cristalinidad.
Tambien, para la smtesis de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion, se pueden mezclar un nitrato, un oxido, un hidroxido, un carbonato, etc., de Mg, Ca, Al, Co, Fe, Cr, Mo, W, Zr, Bi, B, Nd, La, Sb, Ti, V, Sr, Y, Ba, Nb y Ce junto con las partfculas precursoras y el compuesto de litio para introducir esto elementos aditivos en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
El tratamiento de mezclado de las partfculas precursoras y el compuesto de litio puede llevarse a cabo bien mediante un metodo de secado o un metodo humedo tan largo como sea necesario para mezclarse uniformemente con el uno con el otro.
La temperatura de calcinacion es preferiblemente de 500 a 1300°C. Cuando la temperatura de calcinacion es menor de 500°C, la reaccion de Li con Ni y Mn no llevarse a cabo adecuadamente, de modo que estos elementos tienden apenas a formar su material mixto. Cuando la temperatura de calcinacion es mayor de 1300°C, la sinterizacion tiende a tener lugar en exceso. La temperatura de calcinacion esta preferiblemente mas en el intervalo de 700 a 1200°C y aun mas preferiblemente de 800 a 1100°C. Mientras tanto, cuando el carbonato de litio se usa como el compuesto de litio, la temperatura de calcinacion es preferiblemente de 800 a 1300°C. Ademas, en la presente invencion, el procedimiento de calcinacion puede llevarse a cabo dos veces en el intervalo de temperatura especificado anteriormente. La atmosfera de calcinacion es preferiblemente una atmosfera oxidativa de gas, y mas preferiblemente aire atmosferico comun o una atmosfera de oxfgeno. El tiempo de calcinacion es preferiblemente de 2 a 50h.
A continuacion se describe el electrodo positivo que comprende las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion.
Cuando se produce el electrodo positivo que comprende las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion, se anaden un agente conductor y un aglutinante y se mezclan con las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo mediante un metodo habitual. Los ejemplos del agente conductor preferido incluyen negro de acetileno, negro de carbon y grafito. Los ejemplos del aglutinante preferido incluyen politetrafluoroetileno y fluoruro de polivinilideno.
La batena secundaria producida al usar el electrodo positivo que comprende las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion comprende el electrodo positivo anterior, un electrodo negativo y un electrolito.
Los ejemplos de una sustancia activa para un electrodo negativo que pueden usarse para producir el electrodo negativo incluyen litio metalico, aleaciones de litio/aluminio, aleaciones de litio/estano, y grafito o mineral de carbono.
Tambien, como un disolvente para la solucion de electrolito, se puede usar una combinacion de carbonato de etileno y carbonato de dietilo, al igual que un disolvente organico que comprende al menos un compuesto elegido entre el grupo que consiste en carbonatos como carbonato de propileno y carbonato de dimetilo, y eteres como dimetoxietano.
Ademas, como el electrolito, se puede usar una solucion preparada disolviendo hexafluoruro de fosfato de litio al igual que una sal de litio elegida entre el grupo que consiste en perclorato de litio y tetrafluoruro de borato de litio en el disolvente anterior.
La batena secundaria producida al usar el electrodo positivo que comprende las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion tiene una capacidad de descarga inicial de no menos de 115 mAh/g medida mediante el metodo de evaluacion mencionado anteriormente. La capacidad de descarga inicial de la batena secundaria es preferiblemente tan alta como sea posible.
Funcion
Los presentes inventores consideran que en la presente invencion, el Na y S estan presentes en las partfculas de
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sustancia activa para un electrodo positivo o sobre su superficie y dan una influencia sobre la reactividad de iones de litio para mejorar su capacidad de descarga.
Mas espedficamente, los presentes inventores consideran que el Na que esta presente en las pardculas de sustancia activa para un electrodo positivo da cualquiera influencia electrica en la carga y descarga, o tiene cualquier funcion como soporte para mantener la estructura de tipo espinela. Sin embargo, cuando el contenido de Na en las partfculas es excesivamente grande, la migracion de los iones litio tiende ser inhibida, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a deteriorarse su capacidad de descarga.
Tambien, los presentes inventores consideran que el S que esta presente en las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo da cualquiera influencia electrica en la carga y la descarga. Sin embargo, cuando el contenido de S en las partfculas es excesivamente grande, la migracion de los iones de litio tiende ser inhibida, de modo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienden a deteriorarse su capacidad de descarga.
Por lo tanto, controlando los contenidos respectivos de Na y S dentro de los intervalos predeterminados, es posible producir las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo para batenas secundarias de electrolitos no acuosos que presentan un alto voltaje de descarga y son excelentes en su capacidad de carga y su capacidad de descarga.
Ademas, los presentes inventores consideran que las partfculas que tienen una forma de partfcula proxima a una forma esferica o una distribucion de tamano de partfcula mas estrecha es probable que mantengan su uniformidad, de modo que ocurre menos segregacion de las partfculas que inhibe una reactividad uniforme de los iones litio, dando como resultado una capacidad de descarga aun mayor.
Ejemplos
A continuacion, la presente invencion se describe en mas detalle mediante los Ejemplos siguientes. Los Ejemplos siguientes son solamente ilustrativos y no pretenden limitar la presente invencion a ellos. Mientras, en las descripciones siguientes, los Ejemplos 1 a 16 y los Ejemplos Comparativos 1 a 9 se refieren a varios ejemplos que conciernen a las partfculas precursoras, mientras que los Ejemplos 17 a 32 y los Ejemplos Comparativos 10 a 17 se refieren a varios ejemplos que conciernen las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo y batenas secundarias de electrolito no acuoso usando las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo. Los metodos de evaluacion usados en los Ejemplos siguientes y los Ejemplos Comparativos son como se describen a continuacion.
El area superficial espedfica BET se midio mediante un metodo BET usando nitrogeno.
Los contenidos de elementos que constituyen las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo como sodio, litio, mquel, cobalto, manganeso, aluminio y titanio se determinaron como se describe a continuacion. Esto es, las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo se disolvieron en un acido, y la solucion resultante se analizo mediante un dispositivo de espectroscopia de emision de plasma “ICPS-7500” (fabricado por Shimadzu Seisakusho Co., Ltd).
La identificacion de una fase constitucional y la medicion de la intensidad se llevaron a cabo por analisis de difraccion de rayos X. El analisis de difraccion de rayos X se llevo a cabo usando un difractometro de rayos X “RINT- 2000” fabricado por Rigaku Co., Ltd., (tubo: Cu; voltaje del tubo: 40 kV; corriente del tubo: 40 mA; angulo de paso: 0,020°; tiempo de recuento: 0,6 s; rendija de divergencia: 1°; rendija de dispersion: 1°; rendija receptora: 0,30 mm).
La forma de las partfculas se observo y se determino usando un microscopio electronico de barrido “SEM-EDX” equipado con un analizador de rayos X de tipo de energfa dispersa (fabricado por Hitachi High-Technologies Corp.).
El diametro medio de partfcula secundaria y la distribucion de tamano de partfcula de las partfculas se midieron mediante un metodo humedo con agua pura usando un equipo “SEISHIN LASER MICRON SIZER LMS-30” fabricado por Seishin Kigyo Co., Ltd. Tambien, la distribucion de tamano de partfcula se calculo en base al volumen de las partfculas.
El contenido de S se midio usando un equipo “HORIBA CARBON/SULFUR ANALYSER EMIA-320V” (fabricado por HORIBA Scientific).
La pila de boton producida usando las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo se evaluo para ver sus caractensticas de carga/descarga y caractensticas de ciclo.
Primero, 85% en peso de oxido mixto como una sustancia activa para un electrodo positivo, 10% en peso de negro de acetileno como un material conductor, y 5% en peso de fluoruro de polivinilideno disuelto en N-metil-pirrolidona como un aglutinante, se mezclaron juntos, y la mezcla resultante se aplico sobre una hoja metalica de aluminio y luego se seco a 150°C. Las hojas asf obtenidas se cortaron en 16 mm® y luego se unieron juntas por compresion con una presion de 1 t/cm2, produciendo de este modo un electrodo que tema un espesor de 50 |im y usando el electrodo asf producido como un electrodo positivo. Se uso un litio metalico cortado en 16 mm® como un electrodo
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negativo, y una solucion preparada mezclando EC (carbonato de etlieno) y DMC (carbonato de dimetilo) en una relacion de volumen de 1:2 donde se disolvio LiPF61 mol/L, se uso como una solucion de electrolito, produciendo de este modo una pila de boton de tipo CR2032.
El ciclo inicial de carga/descarga de la pila de boton se llevo a cabo segun se detalla a continuacion. Esto es, a una temperature de 25°C, la pila de boton se sometio a una carga de corriente constante a 0,1C hasta alcanzar 5,0V y luego hasta una descarga de corriente constante a 0,1C hasta alcanzar 2,0V. El segundo y los posteriores ciclos de carga/descarga se llevaron a cabo de la misma manera como se ha definido en el anterior ciclo de carga/descarga.
Ejemplo 1:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se manterna en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que terna un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que terna un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis ICP, se confirmo que la relacion molar de Ni:Mn era 24,4:75,6; el contenido de Ni era 12,2% en peso; el contenido de Na era 0,5113% en peso; el contenido de S era 0,0211% en peso; y la suma del contenido de Na y el contenido de S era 0,5324% en peso.
Como resultado de medir la distribucion de tamano de partfcula de las anteriores partfculas precursoras usando un equipo “SEISHIN LASER MICRON SIZER LMS-30”, se confirmo que D10% era 11,0 (|im); D50% era 16,8 (|im); D90% era 24,8 (|im); D10%/D50% era 0,65; y D90%/D50% era 1,48.
Ademas, como resultado de observar las partfculas precursoras usando un microscopio de barrido electronico (SEM), se confirmo que la mayona de las partfculas secundarias de las partfculas precursoras ternan sustancialmente una forma esferica o una forma regular. Los resultados de la observacion se muestran en las FIGS.3 y 4.
Los resultados de los analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 2
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua y se sello excepto un puerto de alimentacion de material de partida de manera a prevenir la entrada de aire externo en su interior, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M y una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M al recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,5 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se descargo un filtrado fuera del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se manterna en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 20h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que terna un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que terna un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 3:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 60°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 5M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,1 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se manterna
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10
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25
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35
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en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 50 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta as^ obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 10 y ademas con agua pura, y luego se seco a 120°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 4
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 40°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M y una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,4 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 20 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co- precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 4, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9,5 y luego con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 5:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 70°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,1 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 60 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 110°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 6
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 30°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M y una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,9 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 10 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co- precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 4, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9,5 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 7
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se
mantuvo a 90°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,1 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de 5 reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 90 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9, y sucesivamente con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5 y ademas con agua pura, y luego se seco a 110°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las 10 partfculas precursoras.
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 8:
15 Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 30°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M y una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,9 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de 20 concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 10 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co- precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 3, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 11 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras.
25 Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 9:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se 30 mantuvo a 90°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,1 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema 35 en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 90 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se clasifico usando un clasificador ciclonico, obteniendo de este modo una pasta que comprendfa partfculas de gran tamano. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9, y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la 40 noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 10:
45 Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de 50 reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9, y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las 55 partfculas precursoras
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 11:
5 Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn/sulfato de Ti 1,2 M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del 10 sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera 15 las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Como resultado del analisis ICP (plasma de acoplamiento inductivo por sus siglas en ingles), se confirmo que la relacion molar de Ni:Mn:Ti en las partfculas precursoras era 23,8:74,2:2,0.
20 Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 12:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn/sulfato de Co 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una 25 solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua 30 con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
35 Como resultado del analisis ICP, se confirmo que la relacion molar de Ni:Mn:Co en las partfculas precursoras era 24,8:63,2:12,0.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 13:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se 40 mantuvo a 40°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba suavemente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,6 (±0,1). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema 45 en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 20 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
50 Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Ejemplo 14:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 40°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M, una solucion acuosa de amoniaco 2M y una solucion acuosa de hidroxido de sodio 4M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 9,3 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 20 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9, y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 15:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 30°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M, una solucion acuosa de amoniaco 2M y una solucion acuosa de hidroxido de sodio 4M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba suavemente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 9,8 (±0,1). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 20 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 1:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,0 (±0,1). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua pura, y luego se seco a 120°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 2:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 40°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M y una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M en el recipiente de reaccion mientras se agito vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,7 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 20 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co- precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 10 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 3:
5 Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba suavemente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,8 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de 10 reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 20 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 4 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
15 Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 4:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se 20 mantuvo a 40°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M, una solucion acuosa de amoniaco 2M y una solucion acuosa de hidroxido de sodio en el recipiente de reaccion mientras se agitaba suavemente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 9,6 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un 25 componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 30 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 3, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 12 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
30 Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato y un hidroxido como componentes principales.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 5:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se 35 mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de nitrato de Ni/nitrato de Mn 1,5M, y una pasta de carbonato de litio en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,1 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion 40 continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
45 Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 6:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa 50 de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 7:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 5, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 9 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 8:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 4,6, y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo comparativo 9:
Un recipiente de reaccion de tipo sellado se cargo con 14L de agua, y el interior del recipiente de reaccion se mantuvo a 50°C mientras se le pasaba un gas nitrogeno. Luego, se anadieron sucesivamente una solucion acuosa mezcla de sulfato de Ni/sulfato de Mn 1,5M, una solucion acuosa de carbonato de sodio 0,8M y una solucion acuosa de amoniaco 2M en el recipiente de reaccion mientras se agitaba vigorosamente de modo que el valor de pH de la solucion resultante se ajustaba a 8,2 (±0,2). Durante la reaccion, solamente se retiro un filtrado del sistema de reaccion usando un dispositivo de concentracion, mientras un componente solido separado del filtrado se mantema en el recipiente de reaccion. Despues de que la reaccion continuara durante 40 h, se obtuvo una pasta que comprendfa un producto co-precipitado. La pasta asf obtenida se filtro, y el solido resultante se lavo con agua con acido sulfurico diluido que tema un valor de pH de 2,6, y sucesivamente con hidroxido de sodio que tema un valor de pH de 11,7 y ademas con agua pura, y luego se seco a 105°C durante toda la noche, obteniendose de esa manera las partfculas precursoras
Como resultado de someter las partfculas precursoras resultantes a un analisis de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas precursoras comprendfan un carbonato como un componente principal.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 16:
Las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 5 se sumergieron en una solucion acuosa de sulfato de sodio, y luego las partfculas se sometieron a evaporacion hasta sequedad a 120°C.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo 17:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 1 e hidroxido de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de aire a 850°C durante 8h, y luego sucesivamente se calcino a 550°C durante 4h, obteniendose de esa manera partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica. La Fig.1 muestra el diagrama de difraccion de rayos X.
Como resultado de someter las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo resultantes a un analisis ICP, se confirmo que la relacion molar de Ni:Mn era 24,4:75,6; la relacion Li/(Ni + Mn) era 0,50; el contenido de Ni era 15,8% en peso; el contenido de Na era 0,7232% en peso; el contenido de S era 0,0298% en peso; y la suma del contenido de Na y el contenido de S era 0,7530% en peso.
El area superficial espedfica BET de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo medida siguiendo un metodo de absorcion de nitrogeno fue 2,9 m2/g.
Como resultado de observar la distribucion del tamano de partfcula de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo usando un equipo “SEISHIN LASER MICRON SIZER LmS-30”, se confirmo que D10% era 11,0 (|im); D50% era 16,9 (|im); D90% era 24,8 (|im); D10%/D50% era 0,65; y D90%/D50% era 1,47.
Ademas, la pila de boton producida usando las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo se evaluo para ver sus caractensticas de carga/descarga. Como resultado, se confirmo que la capacidad de descarga de la pila de boton en el 10° ciclo era de 135 mAh/g. La Fig.7 muestra la curva caractenstica de descarga.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 18:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 2 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 900°C durante 5h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 19:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 3 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 1000°C durante 8h, y luego se calcino sucesivamente a 650°C durante 10h, obteniendose de esa manera partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Ademas, como resultado de observar las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo usando un microscopio electronico de barrido (SEM), se confirmo que la mayona de las partfculas secundarias de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tema sustancialmente una forma esferica o una forma granular como se muestra en las Figs.5 y 6.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 20:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 4 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 1200°C durante 3h, obteniendose de esa manera partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 21:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 5 y carbonato de litio y se mezclaron completamente. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 750°C durante 12h, obteniendose de esa manera partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 22:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 6 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 1250°C durante 5h, y luego se calcino sucesivamente a 600°C durante 10h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 23:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 7 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 650°C durante 15h, y luego se calcino sucesivamente a 700°C durante 5h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 24:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 8 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 1300°C durante 3h, y luego se calcino sucesivamente a 500°C durante 20h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 25:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 9 e hidroxido de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 600°C durante 20h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Ejemplo 26:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 10 y carbonato de litio y nitrato de aluminio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de aire a 850°C durante 10h, y ademas se calcino sucesivamente a 550°C durante 3h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Como resultado del analisis ICP, se confirmo que la relacion molar de Ni:Mn:Al era 23,9:75,1:1,0.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 27:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 11 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 800°C durante 12h, y luego se calcino sucesivamente a 550°C durante 3h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 28:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 12 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 900°C durante 8h, y luego se calcino sucesivamente a 550°C durante 3h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 29:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 13 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 950°C durante 10h, y luego se calcino sucesivamente a 600°C durante 5h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 30:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 14 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 900°C durante 10h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 31:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 15 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de aire a 800°C durante 10h,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 32:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 16 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 850°C durante 10h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 10:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 1 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 1150°C durante 5h, y luego sucesivamente se calcino a 600°C durante 3h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 11:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 2 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 1100°C durante 5h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 12:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 3 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 900°C durante 10h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 13:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 4 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de aire a 850°C durante 10h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Ejemplo Comparativo 14:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 5 e hidroxido de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 750°C durante 10h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 15:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 6 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 800°C durante 10h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 16:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 7 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 900°C durante 8h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 17:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo 1 y carbonato de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de oxfgeno a 750°C durante 8h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema un sistema cristalino perteneciente a una estructura de tipo a-NaFeO2.La Fig.2 muestra el diagrama de difraccion de rayos X.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 18:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 8 e hidroxido de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de aire a 850°C durante 8h, y luego sucesivamente se calcino a 550°C durante 4h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 19:
Se pesaron las partfculas precursoras obtenidas en el Ejemplo Comparativo 9 e hidroxido de litio y se mezclaron totalmente juntos. La mezcla resultante se calcino usando un horno electrico bajo una corriente de aire a 850°C durante 8h, y luego sucesivamente se calcino a 550°C durante 4h, obteniendose de esa manera las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo.
Como resultado de la observacion de la medida de difraccion de rayos X, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo estaban en forma de un compuesto que tema una estructura de tipo espinela, y
estaban constituidas sustancialmente por una fase unica.
Los resultados de los otros analisis se muestran en la Tabla 2.
En la Tabla 1 se muestran diferentes propiedades de las partfculas precursoras obtenidas en los Ejemplos 1 a 16 y Ejemplos Comparativos 1 a 9.
Ejemplos y Ejemplos
Contenido de Na Contenido de S Contenido de Na+S (% en
Comparativos
(% en peso) (% en peso) peso)
Ejemplo 1
0,5113 0,0211 0,5324
Ejemplo 2
0,5562 0,0427 0,5989
Ejemplo 3
0,3210 0,0007 0,3217
Ejemplo 4
0,2348 0,0072 0,2420
Ejemplo 5
0,6635 0,0844 0,7479
Ejemplo 6
0,1584 0,0039 0,1623
Ejemplo 7
0,7342 0,1021 0,8363
Ejemplo 8
0,0769 0,0014 0,0783
Ejemplo 9
1,3149 0,1120 1,4269
Ejemplo 10
0,5434 0,0236 0,5670
Ejemplo 11
0,5386 0,0215 0,5601
Ejemplo 12
0,5875 0,0343 0,6218
Ejemplo 13
0,5142 0,0229 0,5371
Ejemplo 14
0,5291 0,0230 0,5521
Ejemplo 15
0,5132 0,0241 0,5373
Ejemplo 16
0,1305 0,0889 0,2194
Ejemplo Comp. 1
1,6957 0,3310 2,0267
Ejemplo Comp. 2
1,7452 0,0015 1,7467
Ejemplo Comp. 3
0,0149 0,1175 0,1324
Ejemplo Comp. 4
0,0171 0,0004 0,0175
Ejemplo Comp. 5
0,0057 0,0000 0,0057
Ejemplo Comp. 6
0,5219 0,0237 0,5456
Ejemplo Comp. 7
0,5135 0,0221 0,5356
Ejemplo Comp. 8
0,4164 0,2547 0,6711
Ejemplo Comp. 9
0,0521 0,0002 0,0523
Ejemplos y Ejemplos Comparativos
Contenido de Ni (% en peso) Distribucion de tamano de partfcula
D10% (|im)
D50% (|im)
Ejemplo 1
12,2 11,0 16,8
Ejemplo 2
11,7 3,3 5,6
Ejemplo 3
13,4 13,1 19,2
Ejemplo 4
9,3 1,8 3,9
Ejemplo 5
14,3 15,2 21,1
Ejemplo 6
8,4 0,5 1,8
Ejemplo 7
15,0 24,5 28,4
Ejemplo 8
5,1 3,1 5,6
Ejemplo 9
16,9 36,2 41,1
Ejemplo 10
12,0 9,5 15,1
Ejemplo 11
11,9 8,7 14,4
Ejemplo 12
9,3 7,2 12,9
Ejemplo 13
12,1 2,7 4,8
Ejemplo 14
12,1 1,3 10,5
Ejemplo 15
12,1 0,7 4,1
Ejemplo 16
12,3 11,2 16,7
Ejemplo Comp. 1
11,5 11,9 17,5
Ejemplo Comp. 2
11,6 3,5 5,9
Ejemplo Comp. 3
12,0 2,1 10,9
Ejemplo Comp. 4
12,3 1,2 7,9
Ejemplo Comp. 5
12,4 11,3 16,7
Ejemplo Comp. 6
2,5 11,2 17,3
Ejemplo Comp. 7
24,8 13,7 19,1
Ejemplo Comp. 8
12,2 11,1 16,7
Ejemplo Comp. 9
12,2 10,7 16,0
Ejemplos y Ejemplos Comparativos
Distribucion de tamano de partfcula
D90% (|im)
D10%/D50% D90%/D50%
Ejemplo 1
24,8 0,65 1,48
Ejemplo 2
9,4 0,59 1,68
Ejemplo 3
29,2 0,68 1,52
Ejemplo 4
7,5 0,46 1,92
Ejemplo 5
29,2 0,72 1,38
Ejemplo 6
4,4 0,28 2,44
Ejemplo 7
36,0 0,86 1,27
Ejemplo 8
9,1 0,56 1,64
Ejemplo 9
51,4 0,88 1,25
Ejemplo 10
23,9 0,63 1,58
Ejemplo 11
22,6 0,60 1,57
Ejemplo 12
21,0 0,56 1,63
Ejemplo 13
8,1 0,56 1,69
Ejemplo 14
28,7 0,12 2,73
Ejemplo 15
11,2 0,17 2,73
Ejemplo 16
24,3 0,67 1,46
Ejemplo Comp. 1
25,1 0,68 1,43
Ejemplo Comp. 2
10,1 0,59 1,71
Ejemplo Comp. 3
28,6 0,19 2,62
Ejemplo Comp. 4
21,6 0,15 2,73
Ejemplo Comp. 5
24,2 0,68 1,45
Ejemplo Comp. 6
27,0 0,65 1,56
Ejemplo Comp. 7
29,5 0,72 1,54
Ejemplo Comp. 8
25,2 0,66 1,51
Ejemplo Comp. 9
24,9 0,67 1,56
Varias propiedades de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenido en los Ejemplos 17 a 32 y los Ejemplos Comparativos 10 a 19 se muestran en la Tabla 2.
Ejemplos y Ejemplos
Contenido de Na Contenido de S Contenido de Na+S (% en
Comparativos
(% en peso) (% en peso) peso)
Ejemplo 17
0,7232 0,0298 0,7530
Ejemplo 18
0,7906 0,0604 0,8510
Ejemplo 19
0,4579 0,0010 0,4589
Ejemplo 20
0,3360 0,0102 0,3462
Ejemplo 21
0,9424 0,1194 1,0618
Ejemplo 22
0,2279 0,0055 0,2335
Ejemplo 23
1,0424 0,1397 1,1821
Ejemplo 24
0,1127 0,0020 0,1146
Ejemplo 25
1,7237 0,1584 1,8822
Ejemplo 26
0,7725 0,0334 0,8059
Ejemplo 27
0,7657 0,0304 0,7961
Ejemplo 28
0,8049 0,0485 0,8534
Ejemplo 29
0,7312 0,0324 0,7636
Ejemplo 30
0,7523 0,0325 0,7848
Ejemplo 31
0,7298 0,0341 0,7639
Ejemplo 32
0,1865 0,1257 0,3122
Ejemplo Comp. 10
2,4023 0,4682 2,8705
Ejemplo Comp. 11
2,4724 0,0020 2,4744
Ejemplo Comp. 12
0,0250 0,1574 0,1824
Ejemplo Comp. 13
0,0281 0,0004 0,0285
Ejemplo Comp. 14
0,0081 0,0000 0,0081
Ejemplo Comp. 15
0,7421 0,0335 0,7756
Ejemplo Comp. 16
0,7302 0,0313 0,7615
Ejemplo Comp. 17
0,7296 0,0289 0,7585
Ejemplo Comp. 18
0,5890 0,3603 0,9492
Ejemplo Comp. 19
0,0737 0,0003 0,0740
Ejemplos y Ejemplos Comparativos
Contenido de Ni (% en peso) Li (Ni+Mn) (mol/mol) Area superficial espedfica BET (m2/g)
Ejemplo 17
15,8 0,50 2,9
Ejemplo 18
15,2 0,48 2,1
Ejemplo 19
17,3 0,49 0,6
Ejemplo 20
12,1 0,42 0,3
Ejemplo 21
18,5 0,51 8,2
Ejemplo 22
10,9 0,35 0,2
Ejemplo 23
19,4 0,54 12,7
Ejemplo 24
6,6 0,32 0,1
Ejemplo 25
22,9 0,61 18,3
Ejemplo 26
15,5 0,50 2,6
Ejemplo 27
15,4 0,49 2,2
Ejemplo 28
12,1 0,51 1,9
Ejemplo 29
15,7 0,51 1,1
Ejemplo 30
15,7 0,50 1,5
Ejemplo 31
15,6 0,52 0,9
Ejemplo 32
15,9 0,50 2
Ejemplo Comp. 10
14,9 0,49 0,2
Ejemplo Comp. 11
15,0 0,51 0,3
Ejemplo Comp. 12
15,5 0,50 1,8
Ejemplo Comp. 13
15,9 0,51 2,9
Ejemplo Comp. 14
16,0 0,51 3,8
Ejemplo Comp. 15
3,2 0,50 3
Ejemplo Comp. 16
32,1 0,48 2,1
Ejemplo Comp. 17
13,9 0,99 9,3
Ejemplo Comp. 18
15,8 0,50 3,9
Ejemplo Comp. 19
15,8 0,50 4,5
Ejemplos y Ejemplos Comparativos
Distribucion de tamano de partfcula
D10% (|im)
D50% (|im) D90% (|im)
Ejemplo 17
11,0 16,9 24,8
Ejemplo 18
3,5 5,7 9,7
Ejemplo 19
13,1 19,2 29,2
Ejemplo 20
2,2 5,1 9,0
Ejemplo 21
15,2 21,0 29,1
Ejemplo 22
0,6 1,9 4,6
Ejemplo 23
24,5 28,4 36,0
Ejemplo 24
3,7 9,5 22,5
Ejemplo 25
36,1 41,0 51,6
Ejemplo 26
9,4 15,2 23,7
Ejemplo 27
8,7 14,3 22,5
Ejemplo 28
7,2 12,9 21,0
Ejemplo 29
2,9 5,0 8,4
Ejemplo 30
1,2 10,4 28,6
Ejemplo 31
0,8 4,6 12,3
Ejemplo 32
11,2 16,8 24,3
Ejemplo Comp. 10
12,2 17,9 26,1
Ejemplo Comp. 11
3,7 6,0 10,8
Ejemplo Comp. 12
2,2 10,9 28,7
Ejemplo Comp. 13
1,2 7,8 21,6
Ejemplo Comp. 14
11,2 16,7 24,2
Ejemplo Comp. 15
11,2 17,1 26,5
Ejemplo Comp. 16
13,9 19,2 29,8
Ejemplo Comp. 17
10,5 17,8 25,9
Ejemplo Comp. 18
10,9 16,6 24,7
Ejemplo Comp. 19
11,1 16,7 24,6
Ejemplos y Ejemplos Comparativos
Distribucion de tamano de partfcula Caractensticas de la batena
D10% / D50% D90% / D50% Capacidad de descarga a l 10° ciclo (mAh/g)
Ejemplo 17
0,65 1,47 135
Ejemplo 18
0,61 1,70 136
Ejemplo 19
0,68 1,52 135
Ejemplo 20
0,43 1,76 131
Ejemplo 21
0,72 1,39 131
Ejemplo 22
0,32 2,42 128
Ejemplo 23
0,86 1,27 127
Ejemplo 24
0,39 2,37 124
Ejemplo 25
0,88 1,26 125
Ejemplo 26
0,62 1,56 135
Ejemplo 27
0,61 1,57 136
Ejemplo 28
0,56 1,63 135
Ejemplo 29
0,58 1,68 120
Ejemplo 30
0,12 2,75 119
Ejemplo 31
0,17 2,67 116
Ejemplo 32
0,67 1,45 134
Ejemplo Comp. 10
0,68 1,46 94
Ejemplo Comp. 11
0,62 1,80 95
Ejemplo Comp. 12
0,20 2,63 94
Ejemplo Comp. 13
0,15 2,77 106
Ejemplo Comp. 14
0,67 1,45 108
Ejemplo Comp. 15
0,65 1,55 110
Ejemplo Comp. 16
0,72 1,55 99
Ejemplo Comp. 17
0,59 1,46 103
Ejemplo Comp. 18
0,66 1,49 109
Ejemplo Comp. 19
0,66 1,47 97
Todas las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo obtenidas en los Ejemplos 17 a 32 presentan una capacidad de descarga nunca inferior a 115 mAh/g medida en el 10° ciclo. Por ello, las partfculas de sustancia activa 5 para un electrodo positivo segun la presente invencion teman una estructura de tipo espinela y estaban en la forma de un material para un electrodo positivo que tema una excelente y gran capacidad de descarga debido a que se le anadio Na y S.
Como resultado, se confirmo que las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion teman una excelente y gran capacidad de carga/descarga y por consiguiente eran eficaces como
sustancia activa para un electrodo positivo para batenas secundarias de electrolito no acuoso.
Aplicabilidad industrial
Las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la presente invencion han mejorado considerablemente respecto de su capacidad de descarga y por consiguiente pueden usarse adecuadamente como 5 partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo para batenas secundarias de electrolito no acuoso.

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo que comprenden un compuesto que tiene una estructura de tipo espinela que comprende al menos Li, Ni y Mn, y donde su relacion molar de Li / (Ni + Mn) es de 0,3 a 0,65, el contenido de Ni es de 5 a 25% en peso, el contenido de Na es de 0,05 a 1,9% en peso, y el contenido de S es de 0,0005 a 0,16% en peso, y la suma del contenido de Na y el contenido de S es de 0,09 a 1,9005% en peso.
  2. 2. Partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la reivindicacion 1, donde el compuesto que tiene una estructura de tipo espinela esta representado por la formula: LiNixMn2-xO4 donde x esta dentro del intervalo de 0,2 a 0,92 (0,2 < x < 0,92).
  3. 3. Partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun la reivindicacion 1 o 2, donde las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo tienen un area superficial espedfica de 0,05 a 20 m2/g medido mediante el metodo BET.
  4. 4. Partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo comprenden partfculas secundarias en forma de partfculas primarias agregadas que tienen un diametro medio de partfculas secundaria de 1 a 50 |im.
  5. 5. Partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la distribucion de tamano de partfcula de las partfculas secundarias es tal que D10%/D50% es 0,1 a 1,0 y D90%/D50% es 1,0 a 2,8.
  6. 6. Partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el diametro medio de las partfculas primarias de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo no es mas de 10 |im.
  7. 7. Partfculas precursoras que comprenden, como un componente principal, un carbonato mixto que comprende al menos Ni y Mn y que tiene un contenido de Ni de 3 a 18% en peso, y un contenido de Na de 0,05 a 1,5% en peso y un contenido de S de 0,0005 a 0,12% en peso, siendo una suma del contenido de Na y el contenido de S de 0,07 a 1,6% en peso.
  8. 8. Partfculas precursoras segun la reivindicacion 7, donde el carbonato mixto esta representado por la formula: NixMn-i-xCO3 donde x esta dentro del intervalo de 0,1 a 0,46 (0,1 < x < 0,46).
  9. 9. Partfculas precursoras segun la reivindicacion 7 o bien la reivindicacion 8, donde la distribucion de tamano de partfcula de las partfculas secundarias de las partfculas precursoras es tal que D10%/D50% es de 0,1 a 1,0 y D90%/D50% es de 1,0 a 2,8.
  10. 10. Partfculas precursoras segun una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, donde el diametro medio de partfcula de las partfculas es 1 a 50 |im y donde las partfculas tienen un area superficial espedfica BET de 3 a 150 m2/g.
  11. 11. Partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 que se obtienen mezclando partfculas precursoras segun una cualquiera de la reivindicaciones 7 a 10 con un compuesto de litio, y luego se calcina la mezcla resultante en un intervalo de temperatura de 500 a 1300°C.
  12. 12. Un electrodo positivo que comprende partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 u 11, un agente conductor y un aglutinante.
  13. 13. Una batena secundaria con un electrolito no acuoso que comprende un electrodo positivo que comprende las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 u 11.
  14. 14. Uso de las partfculas de sustancia activa para un electrodo positivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 u 11 en una batena secundaria con un electrolito no acuoso.
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