[发明专利]阴极活性物质及其制备方法以及阴极和锂电池

权利要求书

1.一种阴极活性物质，包括：

锂锰氧化物，所述锂锰氧化物包括具有1μm或更大直径的初级粒子，并具有I(111)/I(311)的X射线衍射峰强度比为1.0或更高的尖晶石结构；和

硼元素，所述硼元素布置在由所述初级粒子内部和所述初级粒子表面上组成的组中的至少一个位置上。

2.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，所述初级粒子具有5μm至10μm的直径。

3.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，所述I(111)/I(311)的X射线衍射峰强度比为1.5至3.0。

4.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，对于CuK-α特征X射线波长在36.2±0.2°的布拉格角2θ的峰的半峰全宽为0.6或更低。

5.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，所述阴极活性物质的比表面积为0.2m²/g至1.3m²/g。

6.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，所述锂锰氧化物的平均二级粒子直径D50为10μm至20μm。

7.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，基于所述阴极活性物质的总重量，所述硼元素的量为1ppm至2000ppm。

8.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，所述锂锰氧化物由以下通式1表示：

<通式1>

Li_xMn_2-yM_yO₄

其中，0.9≤x≤1.4，0≤y≤1，且

M包括选自由Al、Co、Ni、Cr、Fe、Zn、Mg和Li组成的组中的一种或多种金属。

9.根据权利要求1所述的阴极活性物质，其中，所述锂锰氧化物由以下通式2表示：

<通式2>

Li_xMn_2-yAl_yO₄

其中，0.9≤x≤1.4且0≤y≤1。

10.一种阴极，包括权利要求1至9中任意一项所述的阴极活性物质。

11.一种锂电池，包括权利要求10所述的阴极。

12.一种制备阴极活性物质的方法，所述方法包括：

混合锂前体、锰前体、含硼化合物制备混合物；和

在700℃至900℃的温度下煅烧所述混合物。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括将掺杂剂前体与所述锂前体、所述锰前体和所述含硼化合物混合以制备所述混合物。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，基于所述混合物的总重量，所述含硼化合物的含量为0.1wt％至10wt％。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，基于所述混合物的总量，所述含硼化合物的含量为0.1wt％至10wt％。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述含硼化合物包括选自由B₂O₃、H₃BO₃和Li₂B₄O₇组成的组中的至少一种材料。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述含硼化合物包括选自由B₂O₃、H₃BO₃和Li₂B₄O₇组成的组中的至少一种材料。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述掺杂剂前体包括选自由Al、Co、Ni、Cr、Fe、Zn、Mg和Li组成的组中的至少一种。

19.根据权利要求12所述的方法，其中，所述煅烧在空气中进行5至30小时。

20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述煅烧在空气中进行5至30小时。