[发明专利]锂混合金属氧化物阴极组合物以及采用该组合物的锂离子电化学电池

权利要求书

1.一种用于锂离子电池的阴极组合物，化学式为Li[Li_xMn_aNi_bCo_cM¹_dM²_e]O₂，

其中M¹和M²是不同的金属，并且不是Mn、Ni或Co，其中a、b和c中的至少一个大于0，且

其中x+a+b+c+d+e＝1；-0.5≤x≤0.2；0≤a≤0.80；0≤b≤0.75；0≤c≤0.88；0≤d+e≤0.30；且d和e中的至少一个大于0；所述组合物的形式为具有层状O3晶体结构的单相。

2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的阴极组合物，其中M¹和M²选自第2族和第13族元素，0.02≤d+e≤0.30；且d和e的每一个均大于0；所述组合物的形式为具有层状O3晶体结构的单相。

3.根据权利要求2所述的组合物，其中-0.1≤x≤0.2。

4.根据权利要求2所述的组合物，其中0.20＜a≤0.80，0.20＜b≤0.65，且0.20＜c≤0.88。

5.根据权利要求2所述的组合物，其中a＝0，b＞0，且c＞0。

6.根据权利要求2所述的组合物，其中b＝0，a＞0，且c＞0。

7.根据权利要求2所述的组合物，其中c＝0，a＞0，且b＞0。

8.根据权利要求2所述的组合物，其中M¹和M²选自铝、硼、钙、镁以及它们的组合。

9.根据权利要求8所述的组合物，其中M¹和M²是铝和镁。

10.根据权利要求2所述的组合物，其中当把由所述组合物制成的电极复合到锂离子电池当中，并且相对于Li在约2.5至约4.3V之间以C/2倍率循环时，经90次充电/再充电循环后，25℃时的比容量大于约130mAh/g。

11.根据权利要求2所述的组合物，其中在ARC测试中，自加热的放热起始温度大于约170℃。

12.根据权利要求11所述的组合物，其中在ARC测试中，所述放热起始温度大于约200℃。

13.根据权利要求2所述的组合物，其中最大自加热速率小于约20℃/分钟。

14.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的阴极组合物，其中

x≥0；b＞a；0＜a≤0.4；0.4≤b＜0.5；0.1≤c≤0.3；0≤d≤0.1，且e＝0，并且

其中所述组合物的特征在于其形式为具有O3晶体结构的单相。

15.根据权利要求14所述的阴极组合物，其中M¹选自Al、Ti、Mg以及它们的组合。

16.根据权利要求14所述的阴极组合物，化学式为Li[Li_0.06Mn_0.31Ni_0.46Co_0.17]O₂或Li[Li_0.04Mn_0.29Ni_0.48Co_0.19]O₂。