[发明专利]制备经涂覆的电极活性材料的方法

说明书

本发明涉及一种制备经部分涂覆的电极活性材料的方法，其中所述方法包括以下步骤：(a)提供根据通式Li_1+xTM_1‑xO₂的电极活性材料，其中TM为Ni和任选地，Co和Mn中的至少一种，以及任选地，至少一种选自Al、Mg、Ba和B，除Ni、Co和Mn以外的过渡金属的元素，并且x为0‑0.2，其中至少50摩尔％的TM的过渡金属为Ni，(b)用含水介质处理所述电极活性材料，(c)通过固液分离方法部分移除水，(d)用Me的化合物处理残留物，其中Me选自铝、硼、磷、锑、镁、钒和碲中的至少一种，和(e)热处理残留物。

本发明涉及一种制备经部分涂覆的电极活性材料的方法，其中所述方法包括以下步骤：

(a)提供根据通式Li_1+xTM_1-xO₂的电极活性材料，其中TM为Ni和任选地，Co和Mn中的至少一种，以及任选地，至少一种选自Al、Mg、Ba和B，除Ni、Co和Mn以外的过渡金属的元素，并且x为-0.05至0.2，其中至少50摩尔％的TM的过渡金属为Ni，

(b)用含水介质处理所述电极活性材料，

(c)通过固液分离方法部分移除水，

(d)用Me的化合物处理残留物，其中Me选自铝、硼、磷、钼、锑、钒和碲中的至少一种，和

(e)热处理残留物。

锂离子二次电池组为用于存储能量的现代设备。从小型设备如移动电话和笔记本电脑至车用电池组和其他电子移动用电池组的许多应用领域已经并且正在考虑中。电池组的各组分对于电池组性能具有决定性作用，例如电解质、电极材料和分隔物。特别应注意阴极材料。已经提出数种材料，例如磷酸铁锂、锂钴氧化物和锂镍钴锰氧化物。尽管已经进行了广泛的研究，但迄今为止找到的解决方案仍然有改进的空间。

目前，可以观察到对所谓的富镍电极活性材料的一定兴趣，例如，包含相对于总TM含量为75摩尔％或更多的Ni的电极活性材料。

锂离子电池组，特别是富镍电极活性材料的一个问题归因于电极活性材料表面上的不希望的反应。该类反应可为电解质或溶剂或两者的分解。因此已经尝试保护表面而不妨碍充电和放电期间的锂交换。实例为尝试用例如氧化铝或氧化钙涂覆电极活性材料，参见例如US 8,993,051。

其他理论将不希望的反应归因于表面上的游离LiOH或Li₂CO₃。已经尝试通过用水洗涤电极活性材料来移除该游离的LiOH或Li₂CO₃，参见例如JP4,789,066B、JP5,139,024B和US2015/0372300。然而，在某些情况下，观察到所得电极活性材料的性能没有改进。

本发明的目的为提供一种用于制备具有优异电化学性能的富镍电极活性材料的方法。另一目的为提供具有优异电化学性能的富镍电极活性材料。

因此，已经发现开始所定义的方法，下文中也称为“本发明方法”。本发明方法包括以下步骤：

(a)提供根据通式Li_1+xTM_1-xO₂的电极活性材料，其中TM为Ni和任选地，Co和Mn中的至少一种，以及任选地，至少一种选自Al、Mg、Ba和B，除Ni、Co和Mn以外的过渡金属的元素，并且x为-0.05至0.2，其中至少50摩尔％的TM的过渡金属为Ni，

(b)用含水介质处理所述电极活性材料，

(c)通过固液分离方法部分移除水，

(d)用Me的化合物处理残留物，其中Me选自钼、锑、钒和碲中的至少一种，和

(e)热处理残留物。