[发明专利]用于二次电池组的双组分富含锂层状氧化物正极材料

权利要求书

1.一种用于二次电池组的双组分富含锂层状氧化物正极材料，所述材料包含单相锂金属氧化物组分，所述单相锂金属氧化物组分具有通式Li_1+bN_1-bO₂，其中0.205b≤0.25且N=Ni_xMn_yCo_zZr_cA_d，其中0.10≤x≤0.40、0.30≤y≤0.80、0z≤0.20、0.005≤c≤0.03、0≤d≤0.10，并且其中x+y+z+c+d=1，其中A为包含至少一种元素的掺杂剂，并且所述材料还包含Li₂ZrO₃组分，以及其中所述Li₂ZrO₃组分均质地分布在所述单相锂金属氧化物中。

2.根据权利要求1所述的双组分富含锂层状氧化物正极材料，其中0.15≤x≤0.30、0.50≤y≤0.75、0.05z≤0.15、0.01≤c≤0.03，并且0≤d≤0.10。

3.根据权利要求1所述的双组分富含锂层状氧化物正极材料，其中所述掺杂剂A包含任一种或多种选自由Al、Mg、Ti、Cr、V、W、Nb和Ru所组成的群组的元素。

4.根据权利要求1所述的双组分富含锂层状氧化物正极材料，其中0.15≤x≤0.25、0.55≤y≤0.70，并且0.05≤z≤0.15。

5.根据权利要求1所述的双组分富含锂层状氧化物正极材料，其中x=0.22±0.02、y=0.67±0.05、z=0.11±0.05并且0.18≤b≤0.21。

6.一种用于制备根据权利要求1所述的双组分富含锂层状氧化物正极材料的方法，所述方法包括下列步骤：

提供包含Ni、Mn和Co的前体；

提供包含不溶于水中的Zr的前体；

提供包含掺杂剂A的前体；

提供包含Li的前体；

制备干燥混合物，所述干燥混合物包含所述包含Ni、Mn和Co的前体，所述包含Li的前体，所述包含不溶于水中的Zr的前体以及所述包含掺杂剂A的前体；其中不同元素的量经化学计量控制，以达到通式Li_1+bN_1-bO₂，其中0.205b≤0.25、且N=Ni_xMn_yCo_zZr_cA_d，其中0.10≤x≤0.40、0.30≤y≤0.80、0z≤0.20、0.005≤c≤0.03，并且0≤d≤0.10，并且其中x+y+z+c+d=1；

将所述干燥混合物加热到至少700℃的烧结温度；

使所述干燥混合物在所述烧结温度下烧结一段时间；

冷却经烧结得到的混合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中提供包含Ni、Mn和Co的前体的步骤包括下列步骤：

提供Ni、Mn和Co的分开来源，所述来源为硝酸盐、硫酸盐或草酸盐中的任一者，

在基于水的液体中混合经化学计量控制的量的所述Ni、Mn和Co的分开来源，以达到通式Ni_xMn_yCo_z，

添加作为沉淀剂的氢氧化物或碳酸盐，从而沉淀出作为所述包含Ni、Mn和Co的前体的Ni-Mn-Co氧基-氢氧化物或Ni-Mn-Co碳酸盐。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述包含不溶于水中的Zr的前体为ZrO₂。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述包含不溶于水中的Zr的前体为亚微米大小的ZrO₂粉末，其具有500nm的D50以及≥40m²/g的BET。