[发明专利]复合正极活性物质、其制备方法、及含其的正极和锂电池

权利要求书

1.包括过锂化的锂过渡金属氧化物的复合正极活性物质，所述过锂化的锂过渡金属氧化物包括由式1或式3表示的化合物：

[式1]

xLi_2-yM"_yMO₃-(1-x)LiM'O₂

在式1中，M为选自第4周期和第5周期元素且具有+4的平均氧化值的至少一种，

M'为选自第4周期和第5周期元素且具有+3的平均氧化值的至少一种，

M"不同于M且为选自第2周期至第7周期元素的至少一种金属阳离子，

0<x<1，和0<y≤1；

[式3]

xLi_2-yM"_yMO₃-x'LiM'O₂-x"Li_1+dM"'_2-dO₄

在式3中，M为选自第4周期和第5周期元素且具有+4的平均氧化值的至少一种，

M'为选自第4周期和第5周期元素且具有+3的平均氧化值的至少一种，

M"'为选自第4周期过渡金属和第5周期过渡金属且具有+3至+4的平均氧化值的至少一种金属，和

M"不同于M、M'和M"'且为选自第2周期至第7周期元素的至少一种金属阳离子，

x+x'+x"＝1，0<x<1，0<x'<1，0<x"<1，0<y≤1，和0≤d≤0.33，

其中在式1或式3中，金属阳离子M"掺杂在Li_2-yM"_yMO₃的Li离子层中。

2.权利要求1的复合正极活性物质，其中，在式1中，M"掺杂在Li_2-yM"_yMO₃的Li离子层中。

3.权利要求1的复合正极活性物质，其中0<x<0.6和0<y<0.1。

4.权利要求1的复合正极活性物质，其中所述过锂化的锂过渡金属氧化物进一步包括氟。

5.权利要求4的复合正极活性物质，其中基于所述过锂化的锂过渡金属氧化物中包含的所述过渡金属的总摩尔数，所述氟以10摩尔％或更少的比例存在。

6.权利要求1的复合正极活性物质，其中M为选自Mn、Ti、Zr、Sn和Mo的至少一种金属。

7.权利要求1的复合正极活性物质，其中M'为选自Ni、Co、Mn、Fe、Al、Mg、Zn、Cu、Cr、V和Nb的至少一种金属。

8.权利要求1的复合正极活性物质，其中M"为选自Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd和In的至少一种金属阳离子。

9.权利要求8的复合正极活性物质，其中M"为选自Al、Mn、Cr、Zn、Ga、Mg、V和Zr的至少一种金属阳离子。

10.权利要求1的复合正极活性物质，其中所述过锂化的锂过渡金属氧化物包括由式2表示的化合物：

[式2]

xLi_2-yM"_yMnO₃-(1-x)LiNi_aCo_bMn_cO₂

其中0<x<1，0<y≤1，0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c＝1，和M"不同于Mn且为选自第2周期至第7周期元素的至少一种金属阳离子。

11.权利要求1的复合正极活性物质，其中以具有10nm-500μm的平均粒度的颗粒包括所述过锂化的锂过渡金属氧化物。

12.包括权利要求1-11任一项的复合正极活性物质的正极。