[发明专利]用于电化学电池的锂离子交换沸石粒子及其制造方法

权利要求书

1.一种制备锂离子交换沸石粒子的方法，所述方法包括：

(a) 将前体沸石粒子与(NH₄)₃PO₄合并以形成包含中间沸石粒子的第一混合物，其中所述前体沸石粒子包含选自H⁺、NH₄⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca⁺及其组合的阳离子；和

(b) 进行以下中的一项：

(i) 将锂盐添加到所述第一混合物中以形成所述锂离子交换沸石粒子，或

(ii) 从所述第一混合物中分离所述中间沸石粒子并将所述中间沸石粒子与所述锂盐合并以形成所述锂离子交换沸石粒子；和

其中所述锂离子交换沸石粒子包含Li⁺和NH₄⁺阳离子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂离子交换沸石粒子包含由8元环、9元环、10元环、12元环或其组合限定的笼，并且其中所述笼含有Li₃PO₄和/或其中所述锂离子交换沸石粒子进一步包含存在于所述锂离子交换沸石粒子的外表面上的Li₃PO₄。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述锂离子交换沸石粒子包含具有选自NAT、EDI、THO、ANA、YUG、GOO、MON、HEU、STI、BRE、FAU、MFI、LTL、LTA及其组合的框架类型的沸石材料，或者其中所述锂离子交换沸石粒子包含选自沸石A、沸石Y、沸石L、ZSM-5及其组合的沸石材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述前体沸石粒子包含Na⁺、H⁺和/或K⁺阳离子和/或所述中间沸石粒子包含NH₄⁺阳离子和/或其中所述锂盐选自氢氧化锂、碳酸锂、氯化锂、硝酸锂、硫酸锂及其组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述前体沸石粒子与(NH₄)₃PO₄合并、将LiOH添加到所述第一混合物中以形成所述锂离子交换沸石粒子和将所述中间沸石粒子与LiOH合并以形成所述锂离子交换沸石粒子各自在约18℃至约120℃的温度下进行。

6.一种锂离子交换沸石粒子，其包含：

由8元环、9元环、10元环、12元环或其组合限定的笼，并且其中所述笼包含Li₃PO₄；和

Li⁺和NH4⁺阳离子。

7.根据权利要求6所述的锂离子交换沸石粒子，其中所述锂离子交换沸石粒子包含具有选自NAT、EDI、THO、ANA、YUG、GOO、MON、HEU、STI、BRE、FAU、MFI、LTL、LTA及其组合的框架类型的沸石材料，或者其中所述锂离子交换沸石粒子包含选自沸石A、沸石Y、沸石L、ZSM-5及其组合的沸石材料。

8.一种电化学电池，其包括：

包含第一电活性材料的正电极；

与所述正电极间隔开的负电极，其中所述负电极包含第二电活性材料；

设置在所述负电极和所述正电极的相对表面之间的多孔隔离件；

浸润所述负电极、所述正电极和所述多孔隔离件中的一个或多个的液体电解质；和

锂离子交换沸石粒子，其包含：

由8元环、9元环、10元环、12元环或其组合限定的笼，其中所述笼包含Li₃PO₄；和

Li⁺和NH4⁺阳离子。