[發明專利]用于高性能鋰二次電池的材料

無效

• 申請號: 201210434392.3
• 申請日: 2007-05-07
• 公開（公告）號: CN102983322A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 樸洪奎;申先植;樸信英;申昊錫;J·M·保羅森
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鐘守期;唐鐵軍

1.一種混合鋰的過渡金屬氧化物，具有如以下式I所示組成，其中鋰離子嵌入及脫出于混合過渡金屬氧化物層，且一些由混合過渡金屬氧化物層得來的鎳離子嵌入鋰離子的嵌入/脫出層而使所述混合過渡金屬氧化物層互相連接：

Li_xM_yO₂????????????(I)

其中：

M=M’_1-kA_k,其中M’為Ni_1-a-b(Ni_1/2Mn_1/2)_aCo_b，0.65≤a+b?≤0.85并且0.1≤b≤0.4；

A為一種摻雜物；

0≤k＜0.05；且

x+y=2以及0.95≤x≤1.05。

2.權利要求1的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中Ni²⁺與Ni³⁺共存于混合過渡金屬氧化物層中且一些Ni²⁺嵌入鋰離子的嵌入/脫出層中。

3.權利要求1的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中鎳的摩爾分數在0.4至0.7的范圍內，錳的摩爾分數在0.05至0.4的范圍內，并且鈷的摩爾分數在0.1至0.4的范圍內。

4.權利要求1的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中，基于鎳的總含量，Ni²⁺的摩爾分數在0.05至0.4的范圍內。

5.權利要求1的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中，基于鎳的總含量，嵌入并結合于鋰離子的嵌入/脫出層中的Ni²⁺的摩爾分數在0.03至0.07的范圍內。

6.權利要求1的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中Li:M的比例在0.95:1至1.04:1的范圍內。

7.權利要求1的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中所述混合鋰的過渡金屬氧化物含有的雜質Li₂CO₃的量為：使得當加入0.1M?HCl對200mL的含混合鋰的過渡金屬氧化物的溶液進行滴定時，使溶液的pH值小于5所消耗的HCl溶液少于20mL；而且上述200mL的溶液包含所有的水溶性堿于溶液中且通過重復浸泡以及傾析10g的該混合鋰的過渡金屬氧化物制備而成。

8.權利要求7的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中用于使溶液的pH值小于5的0.1M?HCl溶液的量少于10mL。

9.一種用于二次電池的陰極活性材料，包括權利要求1至8中任一項的混合鋰的過渡金屬氧化物。

10.一種鋰二次電池，包括權利要求9的陰極活性材料。

11.一種混合鋰的過渡金屬氧化物，包含一種Ni、Mn及Co的過渡金屬混合物，其中鋰離子嵌入及脫出于混合過渡金屬氧化物層，且一些由混合過渡金屬氧化物層得來的鎳離子嵌入鋰離子的嵌入/脫出層而使所述混合過渡金屬氧化物層互相連接。

12.一種混合鋰的過渡金屬氧化物，具有以下式II所示組成，其中，基于總鎳含量，這些位于鋰部位的鎳的陽離子混合比在0.03至0.07的范圍內，從而穩定地支撐層狀晶體結構：

Li_x’M”_y’A’_z’O₂????????(II)

其中，

0.95≤x’≤1.05，0≤z’＜0.05，x’+y’＝2，且y’+z’＝1；

M為一種Ni、Mn及Co的過渡金屬混合物;且

A'為至少一種選自以下的元素:B、Ca、Zr、S、F、P、Bi、Al、Mg、Zn、Sr、Cu、Fe、Ga、In、Cr、Ge和Sn。

13.一種混合鋰的過渡金屬氧化物，具有權利要求12的式II的組成，其中鋰與過渡金屬混合物的比例在0.95至1.04的范圍內，并且一些鎳嵌入鋰部位從而穩定地支撐層狀晶體結構。

14.權利要求13的混合鋰的過渡金屬氧化物，其中，基于總鎳含量，嵌入鋰部位的鎳的比例在0.03至0.07的范圍內，從而可穩定地支撐該層狀晶體結構。