[发明专利]具有依赖尺寸的组成的正极材料

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_zM’_mO_2±eA_f，其中

0.9<a<1.1，0.2≤x≤0.9，0<y≤0.4，0<z≤0.7，0≤m≤0.35，e<0.02，0≤f≤0.05并且0.9<(x+y+z+m+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；该粉末具有一个粒度分布，该粒度分布限定了一个D10和一个D90；并且其中以下的任一项：

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是具有D90粒度的颗粒的x和z值；x2和z2是具有D10粒度的颗粒的x和z值。

2.如权利要求1所述的氧化物粉末，其中-0.005≤y1-y2≤0.005，y1是具有D90粒度的颗粒的y值；并且y2是具有D10粒度的颗粒的y值。

3.如权利要求1或2所述的氧化物粉末，其中不仅x1-x2≥0.010而且

z2-z1≥0.010；并且优选地是不仅x1-x2≥0.020而且z2-z1≥0.020。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的氧化物粉末，其中该粉末的Ni含量随着粒度的增大而增加，并且该粉末的Mn含量随着粒度的增大而减小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的氧化物粉末，其中A由S和C组成，其中f≤0.02；并且M’由Mg和/或Al组成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的氧化物粉末，其中A由C组成，其中f≤0.01，并且M’由Al组成。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的氧化物粉末，其中m=0，f=0，并且以下任何一项：

a)0.30≤x≤0.40，0.30≤y≤0.35并且0.25≤z≤0.35；

b)0.45≤x≤0.55，0.15≤y≤0.25并且0.25≤z≤0.35；

c)0.60≤x≤0.70，0.10≤y≤0.20并且0.20≤z≤0.30；以及

d)0.20≤x≤0.30，0.05≤y≤0.15并且0.60≤z≤0.70。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的粉末在一种Li二次电池中的用途。

9.一种用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的粉末的方法，该方法包括以下步骤：

提供一种M-前体粉末，其中M=Ni_xCo_yMn_zM’_mA_f，该粉末具有一个粒度分布，该粒度分布限定了一个D10和一个D90；其中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是具有粒度D90的颗粒的x和z值；并且x2和z2是具有粒度D10的颗粒的x和z值，

将该M-前体粉末与一种锂前体、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。

10.根据权利要求9所述的方法，其中该提供一种M-前体粉末的步骤包括以下步骤：

提供具有一种特征为不同的D10和D90值的不同粒度分布的至少两种M-前体粉末，并且其中一种具有较小D10和D90值的M-前体粉末与一种具有较高D10和D90值的M-前体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-前体粉末进行混合。

11.根据权利要求10所述的方法，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-前体粉末与一种锂前体进行混合。