[發(fā)明專(zhuān)利]金屬氧化物及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810833439.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109004198B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王夢(mèng);徐磊敏;王亮;陳鵬偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/48;H01M4/52;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 蕭輔寬

1.一種金屬氧化物，其通式為Co_3-xM_xO₄，

其中0＜x≤0.3，

其中M為一種或多種金屬元素，且

其中由掃描電子顯微鏡的能譜儀測(cè)得的M中的一者在兩個(gè)相同面積區(qū)域中的重量百分比的差值為E，其中0E≤1％；

其中M在所述金屬氧化物中的平均化合價(jià)為A，其中+2≤A≤+3.5；其中M包括Al、Mg、Ti、Zr、Ni、Mn、Y、Sc、V、Cr、Ga、Nb、Mo、In、Ce、Pr、Er、Yb、Lu或W中的至少一種；

所述金屬氧化物為單相結(jié)構(gòu)；所述金屬氧化物在比相應(yīng)于Miller指數(shù)(111)衍射峰更小的散射角處無(wú)衍射峰。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物，其中M在所述金屬氧化物中的平均化合價(jià)為A，其中A為+3.0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物，其中M僅為一種金屬元素時(shí)，M僅為+2或+3價(jià)的元素。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物，其中當(dāng)M為多種金屬元素且所述多種金屬元素中的每一者的化合價(jià)為+2或+3價(jià)時(shí)，所述多種金屬元素的摩爾含量比例為任意值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物，其中當(dāng)M為多種金屬元素且其中一些金屬元素的化合價(jià)為+3價(jià)，另一些金屬元素的化合價(jià)大于+3價(jià)時(shí)，所述化合價(jià)為+3價(jià)的金屬元素的摩爾含量占摻雜金屬元素總摩爾量的50％以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物，其中所述金屬氧化物為四方尖晶石晶體結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物，其中所述金屬氧化物的Miller指數(shù)(311)的衍射峰的累積強(qiáng)度大于Miller指數(shù)(400)的衍射峰的累積強(qiáng)度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一者所述的金屬氧化物，其中所述金屬氧化物用作制備鋰離子電池正極材料鈷酸鋰的前驅(qū)體。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬氧化物制備的鈷酸鋰復(fù)合物，其通式為L(zhǎng)i_aCo_1-yM_yN_bO_2+c，

其中0.99＜a＜1.05，0＜y≤0.1，0≤b≤0.1；0≤c＜0.2，

其中金屬元素N分布在所述鈷酸鋰復(fù)合物的表層，且

其中M為一種或多種金屬元素。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈷酸鋰復(fù)合物，其中所述金屬元素N包括Al、Mg、Ti、Zr、Ni、Mn、Y、La或Sm中的至少一種。

11.一種鋰離子電池，其包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液，其中所述正極包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一者所述的金屬氧化物制備的鈷酸鋰復(fù)合物。

12.一種制備權(quán)利要求1-8中的任一所述金屬氧化物的方法，其包括以下步驟：

將含有M的化合物的溶液、含有Co的化合物的溶液與堿溶液混合并反應(yīng)得到沉淀材料；

將所述沉淀材料在500℃～1000℃下燒結(jié)4～12h，得到所述金屬氧化物，其通式為Co_3-xM_xO₄，

其中0＜x≤0.3，

其中M為一種或多種金屬元素，且

其中由掃描電子顯微鏡的能譜儀測(cè)得的M中的一者在兩個(gè)相同面積區(qū)域中的重量百分比的差值為E，其中0E≤1％；

其中M在所述金屬氧化物中的平均化合價(jià)為A，其中+2≤A≤+3.5。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述含有M的化合物包括M的硝酸鹽、草酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽、氟化物或氯化物中的至少一者。