[发明专利]具有改进高电压特性的正极活性材料

权利要求书

1.一种正极活性材料，其包含锂过渡金属氧化物，所述锂过渡金属氧化物基于选自Ni、Mn和Co中的至少一种过渡金属，其中所述锂过渡金属氧化物含有氟，所述氟的大多数存在于所述锂过渡金属氧化物的表面上，且在所述锂过渡金属氧化物中进一步包含选自Mg、Ti、Zr、Al和Fe中的至少一种金属以及硫(S)。

2.如权利要求1所述的正极活性材料，其中相对于所述锂过渡金属氧化物的总重量，所述锂过渡金属氧化物中的氟含量是10wt.％以下。

3.如权利要求2所述的正极活性材料，其中一些氟掺杂在所述锂过渡金属氧化物的内部。

4.如权利要求1所述的正极活性材料，其中存在于所述锂过渡金属氧化物表面上的氟的量是氟总重量的50～99.9％。

5.如权利要求4所述的正极活性材料，其中相对于所述锂过渡金属氧化物总重量的0.01～7wt.％的氟被覆盖在所述锂过渡金属氧化物的表面上。

6.如权利要求4所述的正极活性材料，其中所述氟具有从所述锂过渡金属氧化物表面处的较高浓度至其内部的较低浓度的陡峭浓度分布曲线。

7.如权利要求1所述的正极活性材料，其中一些金属存在于所述锂过渡金属氧化物的表面上，而余下的金属掺杂在所述锂过渡金属氧化物的内部。

8.如权利要求1所述的正极活性材料，其中，相对于所述锂过渡金属氧化物的总重量，所述金属的含量为0.01～10wt.％。

9.如权利要求2所述的正极活性材料，其中另外的金属包括Mg。

10.如权利要求1所述的正极活性材料，其中一些硫存在于所述锂过渡金属氧化物的表面上，而余下的硫掺杂在所述锂过渡金属氧化物的内部。

11.如权利要求1所述的正极活性材料，其中相对于所述锂过渡金属氧化物的总重量，所述硫的含量为0.005～5wt.％。

12.如权利要求1所述的正极活性材料，其中所述锂过渡金属氧化物由下式1表示：

Li_1+aMn_(1-w-x-y-z)Ni_wCo_xD_1y(D₂，D₃)_zO₂*D₁′_y(D₂′，D₃′)_z′(1)

其中，-0.3≤a≤0.3；0≤w≤0.8；0＜x＜0.8；0.001＜y＜0.02；0.005＜z＜0.1；0≤(1-w-x-y-z)＜0.5；

D₁是氟；

D₂是选自Mg、Ti、Zr、Al和Fe中的至少一种或两种；

D₃是硫；

y表示D₁的掺杂量；

z表示D₂和D₃的掺杂量之和；

D₁′、D₂′和D₃′分别表示存在于所述锂过渡金属氧化物表面上的D₁、D₂和D₃；

y′表示D₁的覆盖量，条件是，相对于所述锂过渡金属氧化物的总重量，y′和y之和为0.01～7wt.％；及

z′表示D₂′和D₃′的覆盖量之和，条件是，相对于所述锂过渡金属氧化物的总重量，z′和z之和为0.01～10wt.％。

13.如权利要求12所述的正极活性材料，其中所述锂过渡金属氧化物是相对于镍-锰-钴总量的镍含量为40～70％的锂镍-锰-钴氧化物。

14.一种制备权利要求1所述的锂过渡金属氧化物的方法，所述方法包括：混合锂前体、过渡金属前体和作为掺杂金属前体的氟化物(‘掺杂金属氟化物’)，以及烧结混合物。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述过渡金属前体是过渡金属氧化物。

16.如权利要求15所述的方法，还包括添加硫酸或硫酸盐。