[发明专利]用于锂离子电池组的电极材料

说明书

电极材料，包含(a)至少一种通式(I)Li_(1+x)[Ni_aCo_bMn_cM¹_d]_(1‑x)O₂(I)的组分，其中各指数如下所定义：x为0.01‑0.05，a为0.3‑0.6，b为0‑0.35，c为0.2‑0.6，d为0‑0.05，a+b+c+d＝1，M¹为至少一种选自Ca、Zn、Fe、Ti、Ba、Al的金属，(b)至少一种通式(II)LiFe_(1‑y)M²_yPO₄·m磷酸锂(II)的组分，其中y为0‑0.8，M²为至少一种选自Co、Mn、Ni、V、Mg、Nd、Zn和Y的元素，m选自0.01‑0.15，(c)呈导电晶型的碳。

本发明涉及电极材料，包含：

(a)至少一种通式(I)的组分：

Li_(1+x)[Ni_aCo_bMn_cM¹_d]_(1-x)O₂ (I)

其中各指数如下所定义：

x为0.01-0.05，

a为0.3-0.6，

b为0-0.35，

c为0.2-0.6，

d为0-0.05，

a+b+c+d＝1，

M¹为至少一种选自Ca、Zn、Fe、Ti、Ba、Al的金属，

(b)至少一种通式(II)的组分：

LiFe_(1-y)M²_yPO₄·m磷酸锂 (II)

其中y为0-0.8，

M²为至少一种选自Co、Mn、Ni、V、Mg、Nd、Zn和Y的元素，

m选自0.01-0.15，

(c)呈导电晶型的碳。

此外，本发明涉及一种制造本发明电极材料的方法。此外，本发明涉及本发明电极材料的用途。

锂离子蓄电池组是用于储能的现代装置。一直设想许多应用领域，从小装置如移动电话和笔记本电脑到汽车电池组和其他用于电动性的电池组。电池组的各种组分，如电解质、电极材料和隔片，对于该电池组的性能具有决定性作用。一直特别注意的是阴极材料。已经提出了几种材料，如磷酸铁锂、锂钴氧化物和锂镍钴锰氧化物。尽管已经进行了广泛研究，但迄今为止所发现的解决方案仍留有改进余地。

许多作者研究了磷酸铁锂中锂和过渡金属的化学计量的影响。D.-H.Kim等，J.Power Sources 2006，159，237报道了磷酸铁锂中的磷酸锂杂质，并且它们公开了具有过量铁的样品具有更大容量和更好倍率性能(rate capability)。P.Axmann等，Chem.Mater.2009，21，1636总结出磷酸铁锂中的Li₃PO₄可以作为惰性物质起作用。

在EP 2 565 966(WO 2011/136549)和EP 2 571 082(WO 2011/142554)中已经公开了涂有Li₃PO₄的锂代镍-钴-锰氧化物。该额外涂敷步骤费事。