[發明專利]用于可再充電的鋰離子電池的粉末狀鋰鈷基氧化物化合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202010717469.2
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN112290016A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 宋景世;馬克西姆·布朗吉諾
• 申請（專利權）人: 尤米科爾公司;株式會社韓國尤米科爾
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 郭國清;宮方斌

1.一種鋰鈷基氧化物負極活性材料粉末，所述粉末包含中值粒徑D50大于或等于20.00μm，優選大于或等于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的平均圓度，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中的至少一種元素，并且-0.01≤a≤0.01，0.002≤x≤0.050，0≤y≤0.020且0≤z≤0.050，所述鋰鈷基氧化物粒子具有R-3m結構和大于或等于0.85且小于或等于1.15的(018)衍射峰不對稱因子A_D(018)，所述衍射峰不對稱因子是通過采用發射波長λ值等于的同步輻射XRD光譜分析獲得的。

2.根據權利要求1所述的鋰鈷基氧化物負極活性材料粉末，具有大于或等于0.90且小于或等于1.00的平均圓度。

3.根據權利要求1或2所述的鋰鈷基氧化物負極活性材料粉末，具有大于或等于3.95g/cm³且小于或等于4.40g/cm³的壓縮密度。

4.根據前述權利要求中的任一項所述的鋰鈷基氧化物負極活性材料粉末，具有至少570mAh/cm³的體積容量，優選至多700mAh/cm³的體積容量，和至多80mAh/g的比浮充容量。

5.根據權利要求1所述的鋰鈷基氧化物負極活性材料粉末，具有大于或等于0.85且至多1.00的A_D(018)因子。

6.根據權利要求1所述的鋰鈷基氧化物負極活性材料粉末，其中y和z＝0。

7.一種制造根據權利要求1或6所述的負極活性材料粉末的方法，所述方法包括以下步驟：

-制備具有通式Li_1+a'Co_1-x'-y'Al_x'M'_y'O₂的第一負極活性材料粉末，M'是Ni、Mn、Nb、Ti、W、Zr和Mg中的至少一種元素，并且0.03≤a'≤0.10，0.002≤x'≤0.050，且y'≤0.02，

-將所述第一負極活性材料粉末與第一含鈷前體以及任選的Me源混合，以制備第一混合物，其中在所述混合物中Li與(Co+Al+M')或Li與(Co+Al+M'+Me)的摩爾比大于或等于0.99且小于或等于1.01，

-在高于或等于800℃且低于或等于1100℃的溫度下燒結所述第一混合物，以獲得第一燒結團塊粉末，并且研磨并篩選所述第一燒結團塊粉末以獲得根據前述權利要求中的任一項所述的負極活性材料粉末。

8.根據權利要求7所述的方法，所述方法包括以下步驟：

-制備第二混合物，所述第二混合物包含：Li源、第二含鈷前體、任選的M'源、和Al源，所述第二混合物的Li與(Co+Al+M')的摩爾比大于或等于1.03且小于或等于1.10，或

-制備以下各物質的第三混合物：Li源，含鈷、鋁和任選的M'的第二前體，所述第三混合物的Li與(Co+Al+M')的摩爾比大于或等于1.03且小于或等于1.10，

-在高于或等于950℃且低于或等于1100℃的溫度下，在至少5小時的時間段內，在諸如空氣的含氧氣氛中燒結所述第二混合物或所述第三混合物，以獲得第二燒結團塊粉末，和

-研磨并篩選所述第二燒結團塊粉末，以獲得第一負極活性材料粉末。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述第二含鈷前體具有大于或等于20.00μm且小于或等于45.00μm的D50。

10.根據權利要求1所述的鋰鈷基氧化物負極活性材料粉末在鋰離子二次電池中的用途。