[发明专利]在Li的可再充电电池中结合了高安全性和高功率之正极材料

权利要求书

1.一种在可再充电电池中用作阴极材料的锂金属氧化物粉末，具有通式Li_aNi_xCo_yMn_y′M’_zO_2±eA_f，其中

0.9＜a＜1.1、0.3≤x≤0.9、0＜y≤0.4、0＜y′≤0.4、0＜z≤0.35、e＜0.02、0≤f≤0.05并且0.9＜(x+y+y′+z+f)＜1.1；

M’由下组中的任一种或多种元素组成：Al、Mg、Ti、Cr、V、Fe、以及Ga；A由下组中的任一种或多种元素组成：F、C、Cl、S、Zr、Ba、Y、Ca、B、Sn、Sb、Na以及Zn；该粉末具有一粒度分布，该粒度分布限定了一D10和一D90；并且其中以下的任一者：

x1-x2≥0.005；或

z2-z1≥0.005；或

不仅x1-x2≥0.005而且z2-z1≥0.005；

x1和z1系与具有粒度D90的颗粒相对应的参数；并且x2和z2系与具有粒度D10的颗粒相对应的参数。

2.如申请专利范围第1项所述之氧化物粉末，其特征在于不仅x1-x2≥0.020而且

z2-z1≥0.020；并且优选地是不仅x1-x2≥0.030而且z2-z1≥0.030。

3.如申请专利范围第1或2项所述之氧化物粉末，其特征在于该粉末的Ni含量随着粒度的增大而增加，并且该粉末的M’含量随着粒度的增大而减小。

4.如申请专利范围第1至3项中任一项所述之氧化物粉末，其特征在于A由S和C组成，其中f≤0.02；并且M’由Al组成。

5.如申请专利范围第1至3项中任一项所述之氧化物粉末，其特征在于A由C组成，其中f≤0.01；并且M’由Al组成。

6.如申请专利范围第1至5项中任一项所述之粉末在一种Li二次电池中之用途。

7.一种用于制造如申请专利范围第1至5项中任一项所述之粉末之方法，该方法包括以下步骤：

-提供一M-先质粉末，其中M＝Ni_xCo_y Mn_y′M’_zA_f，该粉末具有一粒度分布，该粒度分布限定了一D10和一D90；其中或者x1-x2≥0.005；或者z2-z1≥0.005；或者不仅x1-x2≥0.005而且z2-z1≥0.005；x1和z1系具有粒度D90的颗粒的x和z值；并且x2和z2系具有粒度D10的颗粒的x和z值，

-将该M-先质粉末与一锂先质、优选是碳酸锂进行混合，并且

-在至少800℃的温度下加热该混合物。

8.如申请专利范围第7项所述之方法，其中该提供一M-先质粉末的步骤包括以下步骤：

-提供具有一特征为不同的D10和D90值的不同粒度分布的至少两种M-先质粉末，并且其中一种具有较小D10和D90值的M-先质粉末与一具有较高D10和D90值的M-先质粉末相比具有较小的Ni含量和较高的Mn含量中任一者或二者；并且

-将该至少两种M-先质粉末进行混合。

9.如申请专利范围第8项所述之方法，其中在至少800℃的温度下加热该混合物之前，将该至少两种M-先质粉末与一锂先质进行混合。

10.如申请专利范围第7-9项中任一项所述之方法，其中该等M-先质粉末系在一碱性氢氧化物和一螯合剂、优选是铵的存在下藉由使金属硫酸盐、硝酸盐、氯化物或碳酸盐进行沉淀而得到的氢氧化物或羟基氧化物的组合物。

11.如申请专利范围第8项所述之方法，其中在该提供具有一特征为不同的D10和D90值的不同粒度分布的至少两种M-先质粉末的步骤中，不仅该具有较低D10和D90值的粉末的Ni含量低于该具有较高D10和D90值的粉末的Ni含量、而且该具有较低D10和D90值的粉末的M′含量高于该具有较高D10和D90值的粉末的M′含量。

12.如申请专利范围第8项所述之方法，其中该具有较低D10和D90值的M-先质粉末的Co含量与该具有较高D10和D90值的M-先质粉末的Co含量之间的差，系小于该等M-先质粉末的Ni与M’含量之间的差的每一者；并且该具有较低D10和D90值的M-先质粉末的Mn含量与该具有较高D10和D90值的M-先质粉末的Mn含量之间的差，系小于该等M-先质粉末的Ni与M’含量的每一者之间的差。