[发明专利]高容量正极活性材料和包含其的锂二次电池

权利要求书

1.一种正极活性材料，所述正极活性材料包含：

由如下化学式1表示的锂锰氧化物(第一过渡金属氧化物)；和

含锂的过渡金属氧化物(第二过渡金属氧化物)，在2.5V～4.3V的电压范围内进行充放电时，其在首个循环中的充电容量与放电容量之差(不可逆容量)为200mAh/g以上：

[化学式1]xMnO₂·(1-x)Li₂MnO₃(其中0<x<1)。

2.如权利要求1所述的正极活性材料，其中所述第二过渡金属氧化物具有250mAh/g以上的不可逆容量。

3.如权利要求1所述的正极活性材料，其中所述第二过渡金属氧化物由如下化学式2表示：

[化学式2]Li₂Ni_xCu_1-xO₂(其中0≤x≤1)。

4.如权利要求1所述的正极活性材料，其中基于100重量份的所述正极活性材料，以5重量份～50重量份的量包含所述第二过渡金属氧化物。

5.如权利要求1所述的正极活性材料，其中基于100重量份的所述正极活性材料，以20重量份～40重量份的量包含所述第二过渡金属氧化物。

6.如权利要求1所述的正极活性材料，还包含导电剂。

7.如权利要求6所述的正极活性材料，其中所述导电剂由石墨和导电碳形成。

8.如权利要求6所述的正极活性材料，其中基于100重量份的所述正极活性材料，以0.5重量份～15重量份的量包含所述导电剂。

9.如权利要求7所述的正极活性材料，其中所述导电碳为选自如下的一种或多种材料的混合物：碳黑，包括碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法碳黑、炉黑、灯黑或热裂法碳黑；或者具有石墨烯或石墨的晶体结构的材料。

10.如权利要求1所述的正极活性材料，还包含选自如下的一种或多种含锂的金属氧化物：锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂钴-镍氧化物、锂钴-锰氧化物、锂锰-镍氧化物、锂钴-镍-锰氧化物以及其中置换或掺杂有其他元素的氧化物。

11.如权利要求10所述的正极活性材料，其中所述其他元素为选自如下的一种或多种：铝(Al)、镁(Mg)、镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、铬(Cr)、钒(V)、钛(Ti)、铜(Cu)、硼(B)、钙(Ca)、锌(Zn)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锶(Sr)、锑(Sb)、钨(W)和铋(Bi)。

12.如权利要求10所述的正极活性材料，其中基于100重量份的所述正极活性材料，以50重量份以下的量包含所述含锂的金属氧化物。

13.一种正极，其包含权利要求1～12中任一项的正极活性材料。

14.一种锂二次电池，其包含权利要求13的正极。

15.一种电池模块，其包含两个以上权利要求14的锂二次电池。

16.如权利要求15所述的电池模块，其中所述电池模块用作如下任意一种的电源：电动工具；电动车辆(EV)，包括电动汽车、混合动力车辆(HEV)和插电式混合动力车辆(PHEV)；电动双轮车辆，包括电动自行车和电动滑板车；电动高尔夫球车；电动卡车；以及电动商业车辆或电力存储系统。