[发明专利]电极活性材料及其制备方法

权利要求书

1.平均颗粒直径(D50)在2至20μm的范围内的具有通式Li_1+xTM_1-xO₂的颗粒电极活性材料，其中TM是Ni、Co和Al以及任选地至少一种多种选自Mg、Ti、Zr、Nb、Ta、Mo、Mn和W的金属的组合，其中TM的至少80mol％是Ni并且其中x在0至0.2的范围内，其中次级颗粒的外表面处的Co含量比次级颗粒的中心处的Co含量高至至多5倍或高相对于TM为至多30mol％。

2.根据权利要求1所述的电极活性材料，其中TM是根据通式(I)的金属组合：

(Ni_aCo_bAl_c)_1-dM_d (I)

其中

a在0.80至0.95的范围内，

b在0.03至0.15的范围内，

c在0.02至0.10的范围内，和

d在0至0.1的范围内，

M选自Mn、Mg、Ti、Zr、Nb、Ta、Mo和W，以及a+b+c＝1。

3.根据权利要求1或2所述的电极活性材料，其中次级颗粒的外表面处的Co含量比次级颗粒的中心处的Co含量高至至少1.5倍。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电极活性材料，其中次级颗粒的外部中的初级颗粒是基本上径向取向的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电极活性材料，其中TM含量中的Mn含量为零。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电极活性材料，其中次级颗粒的外表面处的Al含量比次级颗粒的中心处的Al含量高至至少1.3倍且至多2倍。

7.制备根据前述权利要求中任一项所述的电极活性材料的方法，包括以下步骤：

(a)通过将碱金属氢氧化物的水溶液和一种或多种含有Ni和Co以及如果适用，Mg、Ti、Zr、Nb、Ta、Mo、Mn和W中的水溶性盐的水溶液组合而进行Ni和Co以及如果适用，至少一种多种选自Mg、Ti、Zr、Nb、Ta、Mo、Mn和W的金属的共沉淀，其中在共沉淀过程中，钴在含有所述Ni和Co的盐的溶液中的相对份额增加，由此获得前体，

(b)将所得前体与锂源和Al的氧化物或氢氧化物混合，和

(c)热处理由步骤(b)获得的混合物。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在步骤(a)开始时，将碱金属氢氧化物的水溶液与含有Ni的水溶性盐但不含钴的水溶性盐的水溶液组合且在步骤(a)的过程中，加入增加量的钴的水溶性盐。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中步骤(b)在混合机中进行。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其中所述方法额外包括步骤(c)之后的步骤(d)，且其中所述步骤(d)选自涂覆步骤和湿处理步骤。

11.电极，包括

(A)至少一种根据权利要求1-6中任一项所述的颗粒电极活性材料，

(B)至少一种粘合剂，和任选地，

(C)其他导电形式的碳。

12.包括根据权利要求11所述的阴极的电化学电池。