[发明专利]锂二次电池用正极活性材料

权利要求书

1.一种锂二次电池用正极活性材料，其包含具有层状晶体结构的锂过渡金属氧化物，其中所述过渡金属包含Ni、Mn和Co的过渡金属混合物，除锂之外的所有过渡金属的平均氧化数大于+3，且满足由下式(1)和(2)表示的特定条件：

1.1＜m(Ni)/m(Mn)＜1.5      (1)

0.4＜m(Ni²⁺)/m(Mn⁴⁺)＜1    (2)

其中m(Ni)/m(Mn)为镍对锰的摩尔比，且m(Ni²⁺)/m(Mn⁴⁺)为Ni²⁺对Mn⁴⁺的摩尔比。

2.如权利要求1所述的活性材料，其中所述层状晶体结构为α-NaFeO₂层状晶体结构。

3.如权利要求1所述的活性材料，其中m(Ni)/m(Mn)为：1.2≤m(Ni)/m(Mn)≤1.4。

4.如权利要求1所述的活性材料，其中除锂之外的所有过渡金属的平均氧化数为大于3.0至不大于3.5。

5.如权利要求4所述的活性材料，其中除锂之外的所有过渡金属的平均氧化数为3.01～3.3。

6.如权利要求4所述的活性材料，其中除锂之外的所有过渡金属的平均氧化数为3.1～3.3。

7.如权利要求1所述的活性材料，其中所述镍部分包含含量相对于锰含量过量的镍(a)，以及含量与锰含量相当的镍(b)。

8.如权利要求1所述的活性材料，其中所述镍部分具有大于+2的平均氧化数。

9.如权利要求7所述的活性材料，其中含量相对于锰含量过量的所述镍(a)为Ni³⁺。

10.如权利要求7所述的活性材料，其中含量与锰含量相当的所述镍(b)的总平均氧化数为大于3.0至不大于3.5。

11.如权利要求10所述的活性材料，其中含量与锰含量相当的所述镍(b)的总平均氧化数为3.1～3.3。

12.如权利要求7所述的活性材料，其中含量与锰含量相当的所述镍(b)包含Ni²⁺和Ni³⁺。

13.如权利要求7所述的活性材料，其中Ni³⁺的含量占含量与锰含量相当的所述镍(b)的11～60％。

14.如权利要求1所述的活性材料，其中Ni²⁺对Mn⁴⁺的摩尔比为：0.4＜m(Ni²⁺)/m(Mn⁴⁺)≤0.9。

15.如权利要求1所述的活性材料，其中锰与镍的平均氧化数为3.05～3.35。

16.如权利要求1所述的活性材料，其中相对于过渡金属的总量，Co的含量小于10mol％。

17.如权利要求1所述的活性材料，其中Ni(Ni²⁺)位点对所有Li位点的比率小于5mol％。

18.一种正极，其包含权利要求1～17中任一项所述的正极活性材料。

19.一种锂二次电池，其具有权利要求18中所述的正极。

20.如权利要求19所述的锂二次电池，其中第一循环的放电容量为至少148mAh/g，且第一循环的效率为至少82％。

21.如权利要求19所述的锂二次电池，其中2C放电容量对0.1C放电容量之比为至少72％。

22.如权利要求19所述的锂二次电池，其中所述二次电池用作用于选自电动车、混合电动车和插电式混合电动车中的任意一种车辆的电源。