[發(fā)明專(zhuān)利]多晶金屬氧化物、其制備方法以及包括該多晶金屬氧化物的制品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610515544.0
• 申請(qǐng)日: 2012-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106115745B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·歐弗;A·W·普爾倫;S·斯瑞拉姆路
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蒂艾克思股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01D15/02
• 分類(lèi)號(hào): C01D15/02;C01G51/00;C01G53/00;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 過(guò)曉東

本申請(qǐng)是2012年7月27日遞交的申請(qǐng)?zhí)枮?01280035825.6，發(fā)明名稱(chēng)為“多晶金屬氧化物、其制備方法以及包括該多晶金屬氧化物的制品”的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明的背景

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2011年8月16日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/575,115號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引證在此全部并入本文。

背景技術(shù)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)了一種多晶金屬氧化物，其制備方法，以及包含這種多晶金屬氧化物的制品。

相關(guān)技術(shù)的描述

具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰鎳氧化物(LiNi0₂)是理想的鋰電池陰極材料，這是因?yàn)橄啾扔阡団捬趸锒裕囨囇趸?LiNi0₂)材料通常具有更低的成本、更高的容量、以及較高的倍率性能。但是，純的LiNiO₂材料表現(xiàn)出較差的電化學(xué)穩(wěn)定性和循環(huán)特性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)用不同劑量的其他金屬對(duì)LiNi0₂中一些或者大量的Ni進(jìn)行替換，能夠獲得具有改進(jìn)的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性的LiNi0₂的一些容量和成本優(yōu)勢(shì)。

因此，已經(jīng)發(fā)明了各種層狀結(jié)構(gòu)的鋰鎳氧化物，其中上述鋰鎳氧化物中的部分鎳被其他的金屬進(jìn)行替換。特別地，鈷(Co)摻入被發(fā)現(xiàn)用于提高電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性，并且由于鋰鈷氧化物(LiCoO₂)與LiNiO₂的良好的固態(tài)溶液相互作用，所述鈷摻入是容易實(shí)現(xiàn)的。但是，相比與鎳(Ni)而言，Co更加昂貴，并且在LiNi0₂中摻入Co通常導(dǎo)致由LiNi0₂提供的高容量和倍率性能的降低。因此，人們希望要求僅使用只盡可能多的Co為L(zhǎng)iNi0₂賦予足夠的穩(wěn)定性，從而提供一種較低成本的材料，其中所述材料提供了LiNi0₂更加理想的特性。因此，仍然需要一種較低成本的鋰電池正極材料，所述正極材料在較低成本的情況下為L(zhǎng)iNi0₂提供了理想的特性。

發(fā)明概述

一種顆粒，包括：多個(gè)晶粒，所述晶粒包括一種第一組合物，該組合物具有層狀的α-NaFe0₂型結(jié)構(gòu)并且包括每摩爾第一組合物大約0.1至大約1.3摩爾劑量的鋰，每摩爾第一組合物大約0.1至大約0.79摩爾劑量的鎳，每摩爾第一組合物大約0至大約0.5摩爾劑量的鈷，并且每摩爾第一組合物大約1.7至大約2.3摩爾劑量的氧；以及在多個(gè)晶粒的相鄰晶粒之間的晶界，以及包括第二組合物，所述第二組合物具有層狀α-NaFe0₂型結(jié)構(gòu)、立方結(jié)構(gòu)，或者它們的結(jié)合，其中鈷在晶界中的濃度大于鈷在晶粒中的濃度。

本申請(qǐng)還公開(kāi)了一種顆粒，包括：多個(gè)晶粒，所述晶粒包括一種第一組合物，該組合物具有層狀α-NaFe0₂型結(jié)構(gòu)并且包括每摩爾第一組合物大約0.1至大約1.3摩爾劑量的鋰，每摩爾第一組合物大約0.91至大約0.99摩爾劑量的鎳，每摩爾第一組合物大約0至大約0.5摩爾劑量的鈷，并且每摩爾第一組合物大約1.7至大約2.3摩爾劑量的氧；以及在多個(gè)晶粒的相鄰晶粒之間的晶界，并且包括一種第二組合物，所述第二組合物具有層狀α-NaFe0₂型結(jié)構(gòu)、立方結(jié)構(gòu)，或者它們的結(jié)合，其中鈷在晶界中的濃度大于鈷在晶粒中的濃度。

本申請(qǐng)還公開(kāi)了包括至少一種上述顆粒的鋰離子電池。