[发明专利]阴极材料

权利要求书

1.一种用于生产富锂锰的层状氧化物阴极材料或富锂锰的层状氧化物阴极材料前躯体的工艺，所述工艺包括：

在沉淀剂的存在下，在水溶液中，共沉淀溶解的Li化合物和溶解的Mn盐，所述溶解的Mn盐选自包括Mn(CH₃COO)₂、Mn(NO₃)₂、MnSO₄及其混合物的组，所述沉淀剂至少与所述溶解的Mn盐反应以形成碳酸盐，从而提供作为富锂锰的层状氧化物阴极材料前躯体的包括MnCO₃和锂化合物的沉淀物。

2.根据权利要求1所述的工艺，包括：

煅烧所述沉淀物以将任何碳酸盐材料转化为氧化物材料，从而提供煅烧过的材料；以及

将所述煅烧过的材料退火以提供富锂锰的层状氧化物阴极材料。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述Mn盐是Mn(II)盐，并且其中至少与所述溶解的Mn盐反应以形成碳酸盐的所述沉淀剂选自包括尿素、(NH₄)₂CO₃、NH₄HCO₃及其混合物组。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述水溶液还包括至少一种另外的金属M的溶解盐，其中所述盐选自包括乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐及其混合物的组，和/或其中所述金属M选自包括Ni、Co、Fe、Al、Mg、Ti以及其中的两种或更多种的组。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的工艺，其中所述溶解的Li化合物是溶解的Li盐，其中所述Li盐选自包括Li(CH₃COO)、LiNO₃、LiCl及其混合物的组，从而在存在至少与所述Mn盐反应以形成碳酸盐的所述沉淀剂的情况下，导致Li₂CO₃和MnCO₃以及所述水溶液中可能存在的除Li或Mn之外的任何金属M的碳酸盐的形成和共沉淀。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的工艺，其中所述溶解的Li化合物是LiOH。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的工艺，其中在所述溶解的Li化合物和所述溶解的Mn盐的共沉淀期间，所述水溶液的pH大于7，优选大于9，更优选在9.5和10.5之间。

8.根据权利要求6所述的工艺，所述方法包括将所述LiOH和至少与所述Mn盐反应以形成碳酸盐的所述沉淀剂一起在水中溶解以形成第一溶液，以及将具有所述溶解的Mn盐和至少一种另外的金属M的溶解盐的第二溶液添加到所述第一溶液，以形成所述水溶液并进行共沉淀，所述金属M选自包括Ni、Co、Fe、Al、Mg、Ti以及其中的两种或更多种的组，所述溶解盐选自包括乙酸盐、硝酸盐、硫酸盐及其混合物的组。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的工艺，其中所述富锂锰的层状氧化物阴极材料为Li_1.2Mn_0.6Ni_0.2O₂。

10.一种通过根据权利要求1至9中任一项所述的工艺生产的富锂锰的层状氧化物阴极材料或富锂锰的层状氧化物阴极材料前躯体。

11.一种电化学电池，包括：

电池壳体；和

所述电池壳体中的阴极、阳极和电解质，

其中所述阴极与所述阳极电绝缘但通过所述电解质与所述阳极电耦合，所述阴极包括通过根据权利要求1至9中任一项所述的工艺生产的富锂锰的层状氧化物阴极材料。

12.一种制造电化学电池的方法，所述方法包括将电解质、阳极、隔板和阴极装载到电池壳体中，其中所述阴极包括通过根据权利要求1至9中任一项所述的工艺生产的富锂锰的层状氧化物阴极材料。