(11)	033556 (13) B1	Разделы: A B C D E F G H
(21)	201791082
(22)	2015.12.02
(51)	H01M 4/58 (2006.01) H01M 4/36 (2006.01) H01M 4/1397 (2010.01) H01M 4/136 (2010.01)
(31)	20146056
(32)	2014.12.02
(33)	FI
(43)	2017.11.30
(86)	PCT/FI2015/050844
(87)	WO 2016/087716 2016.06.09
(71)	(73) КЕЛИБЕР ОЮ (FI)
(72)	Сирен Олле, Тансканен Пекка А. (FI)
(74)	Нилова М.И. (RU)
(54)	СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТЫХ УГЛЕРОДОМ ЛИТИЙ-ПЕРЕХОДНЫЙ МЕТАЛЛ-ФОСФАТОВ

(57) 1. Способ получения покрытого углеродом литий-переходный металл-фосфата, включающий

обеспечение водного раствора, содержащего очищенный бикарбонат лития;

приведение во взаимодействие бикарбоната лития в растворе с ионами переходного металла, фосфатными ионами и источником углерода с получением твердого осадка;

отделение твердой фазы от раствора посредством разделения твердой и жидкой фаз; и

термическую обработку твердой фазы при температуре, превышающей 400°С, с получением покрытого углеродом литий-переходный металл-фосфата,

где источник углерода выбран из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, сукрозы, мальтозы, декстрозы, сахарозы, аскорбиновой кислоты, пантотеновой кислоты, аскорбата натрия, аскорбата кальция, аскорбата калия, аскорбилпальмитата, аскорбилстеарата, птероиновой кислоты, парааминобензойной кислоты, глутаминовой кислоты, птероилглутаминовой кислоты и их смесей, причем источник углерода присутствует в количестве, достаточном для получения литий-переходный металл-фосфата с углеродным покрытием.

2. Способ по п.1, в котором источник углерода присутствует в количестве, достаточном для получения полностью покрытого углеродом литий-переходный металл-фосфата.

3. Способ по п.1 или 2, в котором раствор бикарбоната лития получен посредством очистки промышленной композиции карбоната лития посредством приведения ее в контакт с диоксидом углерода с растворением карбоната лития в водной фазе в форме бикарбоната лития и необязательно путем отделения любого нерастворенного материала.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором раствор бикарбоната лития получен

посредством растворения под давлением минерала лития в растворе карбоната натрия, причем раствор бикарбоната лития регенерируют после разделения и очистки с применением диоксида углерода,

посредством экстракции минерала лития минеральной кислотой с получением композиции карбоната лития, которую обрабатывают диоксидом углерода с получением раствора бикарбоната лития, или

посредством очистки раствора карбоната лития промышленного сорта диоксидом углерода с получением раствора бикарбоната лития высокой чистоты.

5. Способ по п.1, в котором бикарбонат лития получен из сподумена, петалита, лепидолита или их смесей или природных литийсодержащих солевых растворов, в частности из сподумена.

6. Способ по п.5, в котором раствор бикарбоната лития получен в производстве химического соединения лития из сподумена, где карбонат лития растворяют в водном растворе с диоксидом углерода, осуществляя отделение анальцима и необязательно очистку оставшихся соединений лития.

7. Способ по п.1, в котором ионы переходного металла получены из соединений, выбранных из группы, состоящей из фосфатов переходных металлов, сульфатов переходных металлов, оксидов переходных металлов, нитратов переходных металлов, нитритов переходных металлов, сульфитов переходных металлов, галогенидов переходных металлов, карбонатов переходных металлов и их смесей, и в котором ионы переходного металла предпочтительно представляют собой ионы железа.

8. Способ по п.1, в котором источник углерода присутствует в количестве от 10 до 60 мас.% относительно количества ионов переходного металла, предпочтительно от 20 до 55 мас.% относительно количества ионов переходного металла, предпочтительно от 25 до 45 мас.% относительно количества ионов переходного металла, в частности 40 мас.% относительно количества ионов переходного металла.

9. Способ по п.1, в котором взаимодействие осуществляют в водной фазе при температуре, превышающей 130°С и предпочтительно составляющей от 140 до 200°С, и при давлении, превышающем 0,5 МПа (5 бар), предпочтительно при давлении в диапазоне от 0,6 до 2 МПа (6 до 20 бар), в частности при давлении, составляющем приблизительно 1 МПа (10 бар).

10. Способ по п.1, в котором реакцию осуществляют при значении рН, превышающем 7, предпочтительно при значении рН, составляющем менее чем 14, как правило от 7,5 до 12, при этом значение рН необязательно повышают посредством добавления щелочного соединения или основания, выбранного из группы, состоящей из аммиака, гидроксидов металлов, оксидов металлов или их смеси.

11. Способ по п.1, в котором отделенный раствор, содержащий бикарбонат лития, очищают посредством фильтрации с получением очищенного раствора, содержащего бикарбонат лития, и кристаллы карбоната лития выделяют из очищенного раствора, содержащего бикарбонат лития, посредством кристаллизации.

12. Способ по п.7, в котором углеродное покрытие на литий-переходный металл-фосфате карамелизизуют в ходе взаимодействия с получением карамелизованного углеродного покрытия, и указанное карамелизованное углеродное покрытие сжигают в ходе термической обработки при температуре, превышающей 500°С, предпочтительно превышающей 600°С, наиболее предпочтительно составляющей приблизительно 650°С, как правило не более чем 1200°С, с получением покрытого углеродом литий-переходный металл-фосфата.

13. Способ по п.1, в котором по меньшей мере одну из стадий осуществляют в форме непрерывного процесса.

14. Способ по п.1, в котором все стадии осуществляют в форме непрерывного процесса.

15. Способ по п.1, в котором

раствор бикарбоната лития получают посредством экстракции литиевого сырья или посредством очистки раствора карбоната лития промышленного сорта, и

раствор бикарбоната лития, полученный таким образом, используют в полученном виде, необязательно после очистки, для получения покрытого углеродом литий-переходный металл-фосфата.

16. Способ по п.1 или 15, в котором покрытый углеродом литий-переходный металл-фосфат получен из бикарбоната лития, получаемого из литиевого сырья без промежуточного превращения бикарбоната лития в другое соединение лития, например, посредством осаждения.

17. Применение способа по любому из пп.1-16 для получения покрытого углеродом литий-переходный металл-фосфата, подходящего в качестве катодного материала в батарее, в котором содержащий литий-переходный металл-фосфат катод используют в батарее, включающей по меньшей мере один электрохимический элемент, причем указанный электрохимический элемент включает катод и анод.