[发明专利]用于高能量密度二次电池的具有复合涂层的正极活性材料及相应工艺

权利要求书

1.一种颗粒材料，其包括锂钴氧化物芯体、至少部分锂锰镍钴氧化物涂层，和惰性稳定纳米涂层，所述惰性稳定纳米涂层覆盖锂钴氧化物芯体和至少部分锂锰镍钴氧化物涂层；

其中，所述惰性稳定纳米涂层包括金属卤化物、金属氧化物或金属磷酸盐；以及

所述颗粒材料具有不超过25wt％的锂锰镍钴氧化物。

2.根据权利要求1所述的颗粒材料，其中所述材料包括不超过25wt％锂锰镍钴氧化物和0.05wt％至8wt％的惰性稳定涂层，所述锂锰镍钴氧化物以化学式Li_1+bNi_αMn_βCo_γA_δO_2-zF_z表示，b为-0.15至0.3，α为0.1至0.4，β为0.2至0.65，γ为0至0.46，δ为0至0.15，z为0至0.2，其中A为Na、K、Mg、Sr、Ba、Cd、Zn、Al、Ga、B、Zr、Ti、Ca、Ce、Y、Nb、Cr、Fe、V、W、Si、Li或其组合。

3.根据权利要求2所述的颗粒材料，其中α+β+γ+δ=1-b，α为0.1至0.3，β为0.3至0.65，γ为0.05至0.4，z=0和δ=0。

4.根据权利要求2或3所述的颗粒材料，其中b为0.01至0.1。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，所述颗粒材料具有2wt％至19wt％的锂锰镍钴氧化物。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，所述颗粒材料的平均粒径为5微米至30微米。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，所述颗粒材料包括0.05wt％至8wt％的惰性稳定涂层。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，所述颗粒材料包括0.2wt％至2wt％的惰性稳定涂层。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，其中所述惰性稳定涂层包括1至6层原子沉积层。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，其中所述惰性稳定涂层包括金属卤化物。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，其中所述惰性稳定涂层包括卤化铝。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，其中所述惰性稳定涂层包括惰性金属氧化物。

13.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，其中所述惰性稳定涂层包括铝锌氧化物。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的颗粒材料，以C/3的速率从4.52V放电至3V，相对于锂，其具有至少170 mAh/g的放电比容量。

15.一种形成权利要求1所述的颗粒材料的方法，所述方法包括：

对锰镍钴前体、锂源和锂钴氧化物粉末的组合物进行退火，以形成锂锰镍钴氧化物涂覆的锂钴氧化物颗粒；和

用惰性无机稳定纳米涂层涂覆所述锂锰镍钴氧化物涂覆的锂钴氧化物颗粒，以形成复合涂覆稳定的锂钴氧化物颗粒。

16.根据权利要求15所述的方法，其中在所述组合物退火之前，提供锰镍钴前体作为与锂源和锂钴氧化物干混的粉末。

17.根据权利要求15所述的方法，其中锰镍钴前体是通过在锂钴氧化物的分散体中共沉淀所述锰镍钴前体而形成在锂钴氧化物上的涂层。