[发明专利]电极材料、电极材料用于基于锂离子的电化学电池的用途、基于锂离子的电化学电池

权利要求书

1.一种用于基于锂离子的电化学电池的电极材料，包括含Mn尖晶石型金属氧化物的初级颗粒，所述含Mn尖晶石型金属氧化物选自由以下项目构成的组：

-尖晶石型锂镍锰氧化物，

-尖晶石型锂锰氧化物，

-或其混合物，

其中，所述含Mn尖晶石型金属氧化物的Mn被选自由Si、Hf、Zr、Fe、Al、V和其混合物构成的组的取代元素部分地取代，

以及其中，所述初级颗粒聚集以形成次级颗粒，所述次级颗粒具有微球体的形状。

2.根据前一权利要求所述的电极材料，其中，所述取代材料是Si。

3.根据前述权利要求任一项所述的电极材料，其中，每1mol所述含Mn尖晶石型金属氧化物中的取代元素的含量在从0.01至0.5摩尔的范围内，优选在从0.05至0.1摩尔的范围内。

4.根据前述权利要求任一项所述的电极材料，其中，所述初级颗粒是不具有八面体几何结构的纳米颗粒。

5.根据前述权利要求任一项所述的电极材料，其中，所述微球体具有在从1μm至50μm、优选从2μm至15μm范围内的平均外直径。

6.根据前述权利要求任一项所述的电极材料，其中，所述微球体具有对应于外直径的0.6至0.99倍的平均内直径。

7.根据前述权利要求任一项所述的电极材料，其中，所述含Mn尖晶石型金属氧化物具有通式：

Li_aNi_bMn_c-nA_nO_4-d，其中

-0.9＜a＜1.1

-0≤b≤0.6

-1.4≤c≤2.0

-0＜n≤0.5

-0≤d，

其中，A是所述取代元素，其选自由Si、Hf、Zr、Fe、Al、V和其混合物构成的组。

8.根据前一权利要求所述的电极材料，其中，a＝1.0，b＝0.5，以及c＝1.5。

9.根据权利要求7所述的电极材料，其中，a＝1.0，b＝0.0以及c＝2.0。

10.根据权利要求7-9任一项所述的电极材料，其中，0.001≤n≤0.5，优选0.05≤n≤0.1。

11.一种根据权利要求1-10任一项所述的电极材料作为基于锂离子的电化学电池的活性材料的用途。

12.一种基于锂离子的电化学电池，包括：

-第一电极，

-第二电极，以及

-电解质，

其中，所述电解质导电地设置在所述第一电极和所述第二电极之间，以及

其中，所述第一电极包括根据权利要求1-10任一项所述的电极材料作为活性材料。

13.一种用于合成根据权利要求1-10任一项所述的电极材料的方法，至少包括步骤：

a)提供：

-含Mn微球体，

-含Ni起始材料，

-含Li起始材料，以及

-含所述取代元素的起始材料，

b)混合多孔MnO₂微球体和步骤a)的起始材料以获得混合物，

c)煅烧所述混合物以得到所述电极材料。