[发明专利]正极活性物质、包括其的正极和锂电池、及其制备方法

权利要求书

1.正极活性物质，包括：

包括第一域和第二域且由式1表示的锂金属氧化物复合物：

式1

x[Li_2-y(M1)_1-z(M2)_y+zO₃]-(1-x)[LiMeO₂]

其中

0<x<1，

0<y<1，

0<z<1，

0<y+z<1，

M1包括至少一种过渡金属，

M2包括选自如下的至少一种金属：镁(Mg)、铝(Al)、钒(V)、锌(Zn)、钼(Mo)、铌(Nb)、镧(La)、和钌(Ru)，和

Me包括选自如下的至少一种：镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)、铝(Al)、镁(Mg)、锆(Zr)、和硼(B)。

2.权利要求1的正极活性物质，其中式1中的y的范围为0<y<0.5。

3.权利要求1的正极活性物质，其中式1中的z的范围为0<z<0.5。

4.权利要求1-3任一项的正极活性物质，其中M1为Mn。

5.权利要求4的正极活性物质，其中所述锂金属氧化物复合物包括具有其中c-轴长度的晶格常数c为14.24埃或更大的晶体结构的域。

6.权利要求1的正极活性物质，其中在所述锂金属氧化物复合物的X-射线衍射谱中对应于003面的主峰的峰强度与对应于104面的次峰的峰强度之比为1.3或更大。

7.权利要求1的正极活性物质，其中当通过X-射线衍射谱中对应于003面的峰的半宽度的分析确定时，所述锂金属氧化物复合物的结晶颗粒的粒度为80纳米或更大。

8.权利要求1的正极活性物质，其中在所述锂金属氧化物复合物的X-射线衍射谱中具有64.5°±0.5°2θ的衍射角的对应于108面的峰与具有65.5°±0.5°2θ的衍射角的对应于110面的峰之间的间隔距离为0.8°或更大。

9.权利要求1的正极活性物质，其中所述第一域由式2表示：

式2

Li_2-y(M1)_1-z(M2)_y+zO₃，和

其中所述第二域由式3表示：

式3

LiMeO₂。

10.包括权利要求1-9任一项的正极活性物质的正极。

11.锂电池，包括：

正极；

负极；以及

设置在所述正极和所述负极之间的电解质；

其中所述正极包括权利要求1-9任一项的正极活性物质。

12.权利要求11的锂电池，其中所述正极活性物质的工作电压为4.3伏或更大。

13.制备权利要求1-9任一项的包括锂金属氧化物复合物的正极活性物质的方法，所述锂金属氧化物复合物包括第一域和第二域，所述方法包括：

使第一锂前体、过渡金属前体和金属掺杂剂前体接触以制备第一混合物；

第一热处理所述第一混合物以制备第一域锂金属氧化物；

使所述第一域锂金属氧化物与第二锂前体和金属前体接触以制备第二混合物；和

第二热处理所述第二混合物以制备第二域锂金属氧化物从而制备所述锂金属氧化物复合物。

14.权利要求13的方法，其中在所述第一锂前体、所述过渡金属前体和所述金属掺杂剂前体的接触中，将所述第一锂前体、所述过渡金属前体和所述金属掺杂剂前体同时接触。

15.权利要求13的方法，其中所述第一锂前体和所述第二锂前体各自独立地包括选自如下的至少一种：Li₂CO₃、LiOH、Li₂(CO₂)₂、LiCl、LiOCO₂CH₃、和LiF。