[发明专利]用于可再充电的锂离子电池的粉末状锂钴基氧化物化合物及其制备方法

说明书

一种锂钴基氧化物负极活性材料粉末，所述粉末包含中值粒径D50大于或等于20μm，优选大于或等于25μm，且小于或等于45μm的粒子，所述粒子具有大于或等于0.85且小于或等于1.00的平均圆度，所述粒子具有通式Li_1+aCo_{1‑x‑y‑z}Al_xM'_yMe_zO₂，其中M'和Me包含Ni、Mn、Nb、Ti、W、Zr和Mg中的至少一种元素，并且‑0.01≤a≤0.01，0.002≤x≤0.050，0≤y≤0.020且0≤z≤0.050，所述锂钴基氧化物粒子具有R‑3m结构和大于或等于0.85且小于或等于1.15的(018)衍射峰不对称因子A_D(018)，所述衍射峰不对称因子是通过采用发射波长λ值等于的同步辐射XRD光谱分析获得的。

技术领域

本发明涉及一种适用于便携式电子器件应用的锂离子二次电池(LIB)的锂钴基氧化物(LCO)负极活性材料粉末。

背景技术

随着便携式电子器件的功能和性能的不断提高，需要具有更高体积能量密度的LIB。

根据以下等式获得负极活性材料粉末的体积能量密度：

体积能量密度(mAh/cm³)＝体积容量(mAh/cm³)×充电截止电压(V)

其中：

较高的充电截止电压(例如，相对于Li⁺/Li参比电位，高于或等于4.5V)会导致负极材料粉末的体积能量密度显著增加。

因此，本发明的一个目的是提供用于锂离子二次电池的锂钴基氧化物负极活性材料粉末，其具有通过本发明的分析方法获得的至少570mAh/cm³的改进的体积容量。

除了改进的体积容量以外，根据本发明的LCO负极活性材料化合物在目前高于或等于4.5V的电压下必须具有足够的结构稳定性。这种足够的稳定性是通过在LIB中使用负极活性材料粉末期间至多80mAh/g的比浮充容量(通过本发明的分析方法获得)来表明。

发明内容

这一目的通过提供根据权利要求1所述的锂钴基氧化物负极活性材料粉末来实现，所述粉末包含中值粒径D50大于或等于20.00μm，优选大于或等于25.00μm且小于或等于45.00μm的粒子，所述粒子具有大于或等于0.85且小于或等于1.00的平均圆度，所述粒子具有通式Li_1+aCo_1-x-y-zAl_xM'_yMe_zO₂，其中M'和Me包含Ni、Mn、Nb、Ti、W、Zr和Mg中的至少一种元素，并且-0.01≤a≤0.01，0.002≤x≤0.050，0≤y≤0.020且0≤z≤0.050，所述锂钴基氧化物粒子具有R-3m结构和大于或等于0.85且小于或等于1.15的(018)衍射峰不对称因子A_D(018)，所述衍射峰不对称因子是通过采用发射波长λ值等于的同步辐射XRD光谱分析获得的。

如表2中提供的结果所示，确实可以观察到，采用根据EX1的LCO负极材料粉末的电池可实现高于570mAh/cm³的改进的体积容量和低于80mAh/g的比浮充容量，所述EX1的LCO负极材料粉末具有以下特征：

-中值粒径D50为38.00μm，

-平均圆度为0.87，且

-(018)衍射峰的峰不对称因子(A_D(018))为0.88。