[发明专利]用于高效锂蓄电池的材料

权利要求书

1.一种阴极活性材料，包括一种具有下式I所示组成的锂混合过渡金属氧化物，该锂混合过渡金属氧化物由Li₂CO₃与一种混合过渡金属前体在缺氧气氛下经固态反应制备而成，且该阴极活性材料的Li₂CO₃含量通过pH滴定测得少于0.07％：

Li_xM_yO₂        (I)

其中：

M＝M′_1-kA_k，其中M′为Ni_1-a-b(Ni_1/2Mn_1/2)_aCo_b，0.65≤a+b≤0.85，且0.1≤b ≤0.4；

A为掺杂剂；

0≤k ≤0.05；以及

x+y≈2且0.95≤x≤1.05。

2.权利要求1的阴极活性材料，其中，包含的Li₂CO₃的量为将0.1M HCl加200mL的一种溶液中进行pH滴定时，直至该溶液pH值达到小于5时消耗不到20mL的0.1M HCl溶液的量，所述200mL的溶液由重复浸泡与滗析10g的阴极活性材料制备而得，且包含该阴极活性材料中所有的水溶性碱。

3.权利要求2的阴极活性材料，其中，使pH值达到小于5时的0.1M HCl溶液的用量为小于10mL。

4.权利要求1的阴极活性材料，其中，所述缺氧气氛是氧浓度为10％至50％。

5.权利要求4的阴极活性材料，其中，所述氧浓度的范围为10％至30％。

6.权利要求4的阴极活性材料，其中，所述缺氧气氛为空气气氛。

7.权利要求1的阴极活性材料，其中，用于进行固态反应的Li₂CO₃与混合过渡金属前体的混合比例在0.95至1.04∶1的范围内(Li₂CO₃∶混合过渡金属前体，w/w)。

8.权利要求1的阴极活性材料，其中，所述混合过渡金属前体为选自M(OH)₂和MOOH的一种或多种，其中M如式I所定义。

9.权利要求8的阴极活性材料，其中，所述混合过渡金属前体为MOOH，且通过一种无氨方法制备。

10.权利要求1的阴极活性材料，其中，所述混合过渡金属前体的振实密度为1.1至1.6g/cm³。

11.权利要求1的阴极活性材料，其中，所述固态反应包括在600至1100℃下3至20小时的烧结过程。

12.权利要求11的阴极活性材料，其中，在烧结过程中将超过2m³/kg LiMO₂的量的空气供应至装有用于预热空气的热交换器的反应容器中。

13.权利要求1的阴极活性材料，其中，所述锂混合过渡金属氧化物在高空气循环率下通过大规模方法制备而成。

14.权利要求13的阴极活性材料，其中，为了实现在烧结过程中的高空气循环率，向反应容器中泵入或抽出每1kg的最终锂混合过渡金属氧化物至少2m³(室温下的体积)的空气。

15.权利要求14的阴极活性材料，其中，向反应容器中泵入或抽出每1kg的最终锂混合过渡金属氧化物至少10m³的空气。

16.权利要求12的阴极活性材料，其中，所述热交换器是用于在流入空气进入反应容器前预热该流入空气，同时冷却流出的空气。

17.一种锂蓄电池，包括权利要求1至16任一项的阴极活性材料。