[发明专利]复合正极活性材料、包括其的正极和锂电池、以及制备所述复合正极活性材料的方法

权利要求书

1.复合正极活性材料，包括：

芯，其包括

多个一次颗粒，所述多个一次颗粒包括具有层状晶体结构的含镍的第一锂过渡金属氧化物，和

在所述多个一次颗粒的相邻一次颗粒之间的晶界；以及

在所述芯上的壳，所述壳包括具有尖晶石晶体结构的第二锂过渡金属氧化物，

其中所述晶界包括具有尖晶石晶体结构的第一成分，

其中在所述晶界中的Mn的浓度大于在所述多个一次颗粒中的Mn的浓度。

2.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中在所述芯的相邻一次颗粒之间的晶界的至少50％包括所述第一成分。

3.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中在所述芯内在横截面中所述晶界是直线的。

4.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述晶界排列在与所述相邻一次颗粒的一个相邻一次颗粒的表面平行的方向上，和

其中所述晶界的方向不同于所述芯的最近表面的切线的方向。

5.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述芯包括第一晶界和第二晶界，

其中所述第一晶界和所述第二晶界直接位于所述多个一次颗粒的同一一次颗粒上，和

其中所述第一晶界和所述第二晶界以由所述一次颗粒的形状决定的角度交叉。

6.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述芯包括与所述多个一次颗粒相邻的多个晶界，

其中所述多个晶界各自排列在与相邻一次颗粒的表面平行的方向上，和

其中所述多个晶界中的晶界排列在彼此不同的方向上。

7.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中多个晶界具有在50纳米-1000纳米范围内的平均长度和在1纳米-200纳米范围内的平均厚度，

其中所述长度的方向与相邻一次颗粒的表面平行，和

其中所述厚度的方向与相邻一次颗粒的表面垂直。

8.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述第一成分包括基于1摩尔的所述第一成分的0.1摩尔-1.3摩尔的锂，

基于1摩尔的所述第一成分的1.7摩尔-2.3摩尔的过渡金属，和

基于1摩尔的所述第一成分的3.7摩尔-4.3摩尔的氧。

9.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述第一成分与所述第二锂过渡金属氧化物相同。

10.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述尖晶石晶体结构具有立体对称。

11.如权利要求10所述的复合正极活性材料，其中所述尖晶石晶体结构属于空间群。

12.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述晶界进一步包括第二成分，和其中所述第二成分包括锂过渡金属氧化物、不含锂的过渡金属氧化物、或其组合。

13.如权利要求12所述的复合正极活性材料，其中所述第二成分具有无定形结构、层状结构、尖晶石结构、多价阴离子晶体结构、或其组合。

14.如权利要求1所述的复合正极活性材料，其中所述第一锂过渡金属氧化物包括0.1摩尔-1.3摩尔的锂、0.7摩尔-0.99摩尔的镍、0.01摩尔-0.3摩尔的不同于镍的过渡金属、和1.7摩尔-2.3摩尔的氧，基于1摩尔的所述第一锂过渡金属氧化物。