[发明专利]活性阴极材料及其在可再充电电化学电池中的用途

权利要求书

1.通式(I)的活性阴极材料：

M_xNi_aM¹_bM²_cO₂             (I)

其中各变量各自如下所定义：

M为碱金属，

M¹为V、Cr、Mn、Fe或Co，

M²为Ge、Sn、Ti或Zr，

x为0.5-0.8，

a为0.1-0.4，

b为0.05-0.6，

c为0.05-0.6，

其中a+b+c＝1。

2.根据权利要求1的活性阴极材料，其中M为Na。

3.根据权利要求1或2的活性阴极材料，其中M¹为Mn。

4.根据权利要求1-3中任一项的活性阴极材料，其中M²为Ti。

5.根据权利要求1-4中任一项的活性阴极材料，其中M为Na，M¹为Mn，M²为Ti，a和c均为0.32-0.34且b为0.32-0.34。

6.根据权利要求1-5中任一项的活性阴极材料，其中所述材料具有由X射线衍射确定的P2型层状结构。

7.一种用于可再充电电化学电池的电极材料，包含：

(A)根据权利要求1-6中任一项的活性阴极材料，

(B)呈包含至少60％sp²-杂化碳原子的多晶型的碳，和

(C)任选至少一种作为粘合剂的聚合物。

8.一种由根据权利要求7的电极材料生产或使用根据权利要求7的电极材料生产的电极。

9.包含至少一个根据权利要求8的电极的可再充电电化学电池。

10.一种可再充电电池组，包含至少一种根据权利要求9的可再充电电化学电池。

11.根据权利要求9的可再充电电化学电池在机动车辆、由电动机驱动的自行车、飞机、船舶或固定储能站中的用途。

12.一种包括至少一种根据权利要求9的可再充电电化学电池的设备。

13.一种制备根据权利要求1-6中任一项的通式(I)的活性阴极材料的方法：

M_xNi_aM¹_bM²_cO₂             (I)

其中x为0.6-0.75，包括如下工艺步骤：

(a)制备M、Ni、M¹和M²的氧化物或所述在煅烧过程中形成氧化物的金属的化合物的混合物，其中在所述混合物中金属可以如下摩尔比存在：

0.6-0.75摩尔当量M，

0.1-0.4摩尔当量Ni，

0.05-0.6摩尔当量M¹，和

0.05-0.6摩尔当量M²，

(b)任选将在工艺步骤(a)中形成的混合物造粒，

(c)在300-1200℃的温度下煅烧在工艺步骤(a)或(b)中形成的混合物。