[发明专利]具有改善的颗粒形态的阴极活性材料

摘要

本发明公开了混合金属氧化物和锂化的混合金属氧化物，它们涉及分别根据NixMnyCozMeαOβ和Li1+γNixMnyCozMeαOβ的化合物。在这些化合物中，Me选自B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、In以及它们的组合；0≤x≤1；0≤y≤1；0≤z1；x+y+z0；0≤α≤0.5；并且x+y+α0。对于混合金属氧化物，1≤β≤5。对于锂化的混合金属氧化物，‑0.1≤γ≤1.0并且1.9≤β≤3。在一些变型中，混合金属氧化物和锂化的混合金属氧化物包括平均密度大于或等于理想晶粒密度的90％的颗粒。在一些变型中，混合金属氧化物和锂化的混合金属氧化物包括原生颗粒，其包括平均粒度为1μm至50μm的第一部分。还公开了制造混合金属氧化物和锂化的混合金属氧化物的方法。

主权项

1.颗粒，包含选自式(Ia)、式(IIa)、式(IIIa)、式(IVa)、式(Va)、式(VIa)、式(VIIa)和式(VIIIa)的化合物；其中所述颗粒的平均密度大于或等于所述颗粒的理想晶粒密度的90％；并且其中：式(Ia)为Ni_aMn_bCo_cM¹_dO_e  (Ia)其中M¹选自B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、In以及它们的组合，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c<1，a+b+c>0，0≤d≤0.5，a+b+d>0，并且1≤e≤5；式(IIa)为M²O_g  (IIa)其中M²选自Co、Mn、Ni以及它们的组合，并且0.9≤g≤2.6；式(IIIa)为M³_iM⁴_1‑iO_j  (IIIa)其中M³选自Ti、Mn、Zr、Mo、Ru以及它们的任意组合，M⁴选自B、Na、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Ru、Mo以及它们的任意组合，0≤i≤1，并且0.9≤j≤2.6；式(IVa)为Co_1‑lM⁵_lAl_mO_n  (IVa)其中M⁵为B、Na、Mn、Ni、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Mo、Ru以及它们的任意组合，0<l<0.50，0≤m≤0.05，并且0.9≤n≤2.6；式(Va)为Co_1‑pMn_pM⁶_qO_r  (Va)其中M⁶为至少一种选自B、Na、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Ru和Mo的元素，0<p≤0.30，0≤q≤0.10，并且0.9≤r≤2.6；式(VIa)为(v)[M⁷O₂]·(1‑v)[Co_1‑σM⁸_σO₂]  (VIa)其中M⁷为一种或多种平均氧化态为4+的元素；M⁸为一种或多种一价、二价、三价和四价元素；0.01≤v<1.00，0.5≤w≤1，并且0≤σ≤0.05；式(VIIa)为Ni_xM⁹_yM¹⁰_zO_α  (VIIa)其中M⁹选自Mn、Ti、Zr、Ge、Sn、Te以及它们的任意组合，M¹⁰选自Mg、Be、Ca、Sr、Ba、Fe、Ni、Cu、Zn以及它们的任意组合，0.7<x<1，0<y<0.3，0<z<0.3，x+y+z＝1，并且0.9≤α≤2.6；式(VIIIa)为M¹¹_γNi_(1‑γ)δM¹²_(1‑γ)εM¹³_(1‑γ)ζO_η  (VIIIa)其中M¹¹选自Mn、Ti、Ru、Zr以及它们的任意组合，M¹²选自Mn、Ti、Zr、Ge、Sn、Te以及它们的任意组合，M¹³选自Mg、Be、Ca、Sr、Ba、Fe、Ni、Cu、Zn以及它们的任意组合，0≤γ≤0.3，0.7<δ<1，0<ε<0.3，0<ζ<0.3，δ+ε+ζ＝1，并且0.9≤η≤2.6。