[發明專利]基于鈷的鋰金屬氧化物陰極材料

在審

• 申請號: 202110704809.2
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN113611821A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 馬克西姆·布朗吉諾;崔多仁;熊倉真一
• 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: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/052;C01G51/00
• 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

1.一種用于可再充電的電池組中的陰極材料的成層鋰金屬氧化物粉末，所述成層鋰金屬氧化物粉末具有通式(1-x)[Li_a-bA_b]_3a[Co_1-cM_c]_3b[O_2-d-eN’_e]_6c.xLi₃PO₄，其中0.0001≤x≤0.05，0.90≤a≤1.10，0b+c≤0.1，-0.1≤d≤0.1，且e≤0.05，其中Li對Co+A+M+3P的摩爾比介于0.970與1.005之間，其中A和M是包括由Mg、Ti和Al所組成的組中的至少一者的一種或多種元素；其中N’是由F、S、N和P所組成的組中的一種或多種摻雜物；所述粉末包括核心和表面層，所述核心具有包含元素Li、Co和氧的成層晶體結構并具有介于0與小于0.05之間的P對Co的摩爾比，并且所述表面層由所述元素Li、Co和氧的混合物所組成，所述混合物還包括電子絕緣粒子，所述電子絕緣粒子由包含由Mg、Ti和Al所組成的組中的一種或多種元素的氧化物所組成，并且所述混合物還包含以離散粒子的形式致密地附接至所述核心的多個離子傳導性Li₃PO₄粒子。

2.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中0.970≤[((1-x).(a-b))+3x]/[((1-x).(1+b))+3x]≤1.000。

3.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中0.970≤[((1-x).(a-b))+3x]/[((1-x).(1+b))+3x]≤0.990。

4.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中Li₃PO₄以膜層和離散粒子的組合附接至所述核心的所述表面，從而在所述核心上形成離子傳導性電子絕緣表面層。

5.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中所述Li₃PO₄粒子具有低于5μm的尺寸。

6.根據權利要求4所述的鋰金屬氧化物粉末，其中以膜存在的所述Li₃PO₄覆蓋所述核心的所述表面的至少50％。

7.根據權利要求4所述的鋰金屬氧化物粉末，其中所述膜的厚度小于10nm。

8.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中所述Li₃PO₄為結晶化合物。

9.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中所述Li₃PO₄在氧位點上具有多達25at％的氮摻雜。

10.根據權利要求4所述的鋰金屬氧化物粉末，其中所述離子傳導性電子絕緣表面層的厚度通過XPS測定為1μm或更小，所述厚度被限定為其中(A+M)/Co的摩爾比(2.(b+c))/(1-c)的區域的深度。

11.根據權利要求10所述的鋰金屬氧化物粉末，其中所述離子傳導性電子絕緣表面層的厚度為0.5μm或更小。

12.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中A還包括選自由下列所組成的組的至少一種元素：Na、Si、S、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Sr、Nb、Zr、W、F和稀土金屬。

13.根據權利要求1所述的鋰金屬氧化物粉末，其中M還包括選自由下列所組成的組的至少一種元素：Li、Na、Si、S、K、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Sr、Nb、Zr、W、F和稀土金屬。