[发明专利]高振实密度的锂正极活性材料、中间体和制备方法

权利要求书

1.一种锂正极活性材料中间体，其包含小于80wt％的尖晶石相并且具有Li_xNi_yMn_2-yO_4-δ的净化学组成，其中：

0≤x≤1.1；

0.4≤y≤0.5；

0.1≤δ；

并且所述锂正极活性材料中间体在还原性气氛中在300℃至1200℃的温度下进行热处理。

2.根据权利要求1所述的锂正极活性材料中间体，其中在化学组成Li_xNi_yMn_2-yO_4-δ中，0.9≤x≤1.1。

3.根据权利要求1或2所述的锂正极活性材料中间体，其中所述中间体的振实密度为等于或大于1.8g cm^-3。

4.根据权利要求1或2所述的锂正极活性材料中间体，其中由两种或更多种起始原料生产所述中间体并且其中所述起始原料通过热处理被部分或完全分解。

5.根据权利要求1或2所述的锂正极活性材料中间体，其还含有高达2mol％的一种或多种除了Li、Ni、Mn和O之外的其它元素。

6.一种制备用于高电压二次电池的尖晶石锂正极活性材料的方法，其中阴极完全或部分地在相对于Li/Li+超过4.4V下操作，所述方法包括以下步骤：

a.在还原性气氛中，在300℃至1200℃的温度下热处理前体以得到锂正极活性材料中间体；所述锂正极活性材料中间体具有Li_xNi_yMn_2-yO_4-δ的净化学组成，其中0≤x≤1.1；0.4≤y≤0.5；0.1≤δ；

b.在非还原性气氛中，在700℃至1200℃的温度下热处理步骤a的产物；

其中与所述步骤a的产物的质量相比，步骤b的产物的质量增加至少0.25％。

7.根据权利要求6所述的方法，其中与所述步骤a的产物的质量相比，所述步骤b的产物的质量增加至少0.75％。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述步骤a的温度为300℃至950℃。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述步骤a的温度为400℃至750℃。

10.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述步骤a的温度为550℃至650℃。

11.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述步骤b的温度为800℃至1200℃。

12.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述步骤b的温度为900℃至1200℃。

13.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述步骤b的温度为950℃至1150℃。

14.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述还原性气氛是选自以下组中的气态组合物：氮气、具有小于5vol％的氧气的惰性气体、空气和氢气、空气和一氧化碳、空气和甲醇、空气和二氧化碳，及其混合物。

15.根据权利要求6或7所述的方法，其中通过向前体组合物添加物质，通过分解所述前体或通过向所述气氛中添加气态组合物以除去存在于所述气氛中的任何全部或部分氧化物质来产生所述还原性气氛。

16.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述非还原性气氛是选自以下组中的气态组合物：空气和包含在惰性气体中至少5vol％的氧气的组合物。