[发明专利]具有高比容量的富锂型掺氟金属氧化物正电极电池材料和相应电池

权利要求书

1.一种电活性组合物，其包含由式Li_1+xNi_αMn_βCo_γA_δO_2-zF_z近似表示的结晶材料，其中：

x为约0.02至约0.19，

α为约0.1至约0.4，

β为约0.35至约0.869，

γ为约0.01至约0.2，

δ为0.0至约0.1，且

z为约0.01至约0.2，

其中A为Mg、Zn、Al、Ga、B、Zr、Ti、Ca、Ce、Y、Nb或其组合。

2.根据权利要求1所述的电活性组合物，其中x在约0.10至约0.19范围内。

3.根据权利要求1所述的电活性组合物，其中α在约0.15至约0.35范围内。

4.根据权利要求1所述的电活性组合物，其中β在约0.35至约0.60范围内。

5.根据权利要求1所述的电活性组合物，其中γ在约0.08至约0.2范围内。

6.根据权利要求1所述的电活性组合物，其中z在约0.01至约0.1范围内。

7.根据权利要求1所述的电活性组合物，其中z在约0.01至约0.075范围内。

8.根据权利要求1所述的电活性组合物，其中x+α+β+γ+δ的和近似等于1。

9.根据权利要求8所述的电活性组合物，其中所述组合物具有由aLi₂MO₃·(1-a)LiM′O₂表示的层层结构。

10.一种电池，其包括包含根据权利要求1所述的组合物的正电极、包含锂嵌入/合金材料的负电极和包含锂阳离子的电解质。

11.一种合成氟氧化物组合物的方法，所述方法包含在约150℃至约700℃的温度下加热与由式Li_1+xNi_αMn_βCo_γA_δO₂近似表示的金属氧化物接触的氟源至少约10分钟，形成所述氟氧化物组合物，其中x在约0.02至约0.25范围内，α在约0.1至约0.4范围内，β在约0.35至约0.869范围内，γ在约0.01至约0.3范围内，且δ在约0至约0.1范围内，且其中A为Mg、Zn、Al、Ga、B、Zr、Ti、Ca、Ce、Y、Nb或其组合。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述氟源包含NH₄HF₂。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述加热在约350℃至约500℃的温度下执行。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述加热执行约2小时至约10小时。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述氟源与所述金属氧化物组合物在所述加热步骤前以粉末形式掺合。

16.根据权利要求11所述的方法，其中x为约0.02至约0.19，α为约0.1至约0.4，β为约0.35至约0.869，γ为约0.01至约0.2，且δ为0.0至约0.1。

17.根据权利要求11所述的方法，其中x+α+β+γ+δ的和近似等于1。

18.一种金属氟氧化物组合物，其根据权利要求11所述的方法合成。