[发明专利]经铝干式涂覆的和热处理的阴极材料前体

权利要求书

1.一种用于制造锂过渡金属(M)-氧化物粉末的微粒前体化合物，该粉末在锂离子电池中可用作为一种活性的正极材料，所述前体化合物的每个颗粒包括：

一个过渡金属(M)-氧化物核芯；以及

一个覆盖所述核芯的结晶的氧化铝Al₂O₃涂覆层。

2.根据权利要求1所述的前体化合物，其特征在于：所述前体化合物具有一个通式(M-氧化物)_a.(Al₂O₃)_b，其中a+(2*b)=1，并且其特征在于：所述过渡金属(M)是Ni_xMn_yCo_z，其中0.3≤x≤0.9、0≤y≤0.45、以及0<z≤0.4、和x+y+z=1。

3.根据权利要求2所述的前体化合物，其中b≤0.4、并且优选0.0225≤b≤0.0275、x=0.821、y=0以及z=0.154。

4.根据权利要求1至3中任何一项所述的前体化合物，其中所述涂覆层由一种透明薄膜组成。

5.根据权利要求1至4中任何一项所述的前体化合物，其中所述涂覆层包含结晶的氧化铝纳米颗粒。

6.根据权利要求1至5中任何一项所述的前体化合物，其中通过在高于400°C的温度下将所述前体化合物进行热处理，降低了所述前体化合物的碳含量，并且其中通过在至少700°C的温度下将所述前体进行热处理，降低了所述前体化合物的硫酸盐含量。

7.根据权利要求6所述的前体化合物，其中所述硫酸盐含量低于0.3wt%。

8.根据权利要求1至7中任何一项所述的前体化合物，其特征在于：所述前体化合物具有小于200ppm的碳含量。

9.根据权利要求1至8中任何一项所述的前体化合物，其中随着所述核芯的尺寸增加，在所述前体化合物中的所述铝浓度减少。

10.一种制备根据权利要求1-9中任何一项所述的微粒前体化合物的方法，该微粒前体化合物用于制造锂过渡金属(M)-氧化物粉末，该粉末在锂离子电池中可用作为一种活性的正极材料，该方法包括以下步骤：

-提供一个第一数量的氧化铝粉末，该粉末具有体积V1；

-提供一个第一数量的过渡金属(M)-氧化物、(M)-氢氧化物、或(M)-羟基氧化物粉末作为所述微粒前体，该粉末具有体积V2；

-在一个第一干式涂覆程序中将所述第一数量的氧化铝粉末与所述第一数量的过渡金属(M)-氧化物、(M)-氢氧化物、或(M)-羟基氧化物进行混合，其中V1+V2=V；

-继续混合直至所述体积V减少到一个恒定体积V3，由此用一个非无定形的氧化铝Al₂O₃涂覆层覆盖一个过渡金属(M)-氧化物、(M)-氢氧化物、或(M)-羟基氧化物核芯；并且

-在400°C-800°C的范围内并且优选在500°C-600°C的范围内的温度下对覆盖有所述涂覆层的所述核芯进行热处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其中使所述混合步骤继续直至无可见的痕量的氧化铝粉末剩下。

12.根据权利要求10或11中任何一项所述的方法，进一步地包括在所述温度下对覆盖有所述涂覆层的所述核芯进行热处理持续5小时或10小时的步骤。

13.根据权利要求10所述的方法，该氧化铝粉末由结晶的非聚集的氧化铝纳米颗粒组成。

14.根据权利要求10至13中任何一项所述的方法，进一步包括得到一种前体化合物的步骤，其中所述核芯是一种过渡金属氧化物并且其中所述核芯是被所述结晶的涂覆层完全覆盖的。

15.根据权利要求10至14中任何一项所述的方法，进一步包括将所述微粒前体与一种锂前体化合物进行混合并且将该混合物烧结的步骤。