[发明专利]正极活性物质及其制备方法、正极和可再充电锂电池

权利要求书

1.一种用于可再充电锂电池的正极活性物质，所述正极活性物质包括多孔材料，所述多孔材料包括：

初级颗粒；以及

次级颗粒，包括多个初级颗粒的聚集体，

多孔材料具有大于或等于0.3g/cc且小于1.0g/cc的振实密度，并且多孔材料的振实密度小于或等于多孔材料的真密度的1/4。

2.如权利要求1所述的正极活性物质，其中，初级颗粒具有50nm到300nm的平均粒径D₅₀。

3.如权利要求1所述的正极活性物质，其中，次级颗粒具有2μm到7μm的平均粒径D₅₀。

4.如权利要求1所述的正极活性物质，其中，多孔材料的振实密度大于或等于多孔材料的真密度的1/6并且小于或等于多孔材料的真密度的1/4。

5.如权利要求1所述的正极活性物质，其中，初级颗粒和次级颗粒各自包括从锂锰氧化物、掺杂的锂锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、掺杂的锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物和掺杂的锂镍钴铝氧化物中选择的化合物。

6.如权利要求1所述的正极活性物质，其中，初级颗粒和次级颗粒各自包括由化学式1到3中的一个化学式所表示的化合物：

[化学式1]

LiMn_2-xM¹_xO₄

其中，M¹是Mg、Na、Ca、Sr、Ti、Al、Co、Ni、Fe、Cu、Si、Sn或它们的组合，且0≤x<2,

[化学式2]

LiNi_aCo_bMn_cM²_dO₄

其中，M²是Mg、Na、Ca、Sr、Ti、Al、Fe、Cu、Si、Sn或它们的组合，0<a<1，0<b<1，0<c<1，0≤d<1，且a+b+c+d＝1，

[化学式3]

LiNi_eCo_fAl_gM³_hO₄

其中，M³是Mg、Na、Ca、Sr、Ti、Mn、Fe、Cu、Si、Sn或它们的组合，0<e<1，0<f<1，0<g<1，0≤h<1，且e+f+g+h＝1。

7.如权利要求1所述的正极活性物质，其中，正极活性物质还包括活性炭。

8.如权利要求7所述的正极活性物质，其中，基于正极活性物质的总量，活性炭以2wt％到10wt％的量存在于正极活性物质中。

9.一种用于可再充电锂电池的正极，所述正极包括如权利要求1到8中的任意一项权利要求所述的正极活性物质。

10.如权利要求9所述的正极，其中，所述正极具有1.5g/cc到3.0g/cc的活性质量密度。

11.一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括：

正极，包括如权利要求1到8中的任意一项权利要求所述的正极活性物质；

负极，包括负极活性物质；以及

隔板，位于正极和负极之间。

12.如权利要求11所述的可再充电锂电池，其中，负极活性物质包括非晶碳。

13.如权利要求11所述的可再充电锂电池，其中，隔板包括纤维素。