[发明专利]锂二次电池用正极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池用正极和锂二次电池

权利要求书

1.一种正极活性材料，其中锂钴氧化物掺杂有包含金属元素和卤族元素的掺杂元素，

其中所述正极活性材料由化学式1表示且满足方程式1，

其中所述正极活性材料具有1.5至2.0的(D₉₅-D₅)/D₅₀，

[化学式1]

Li(Co_1-x-y-zM¹_xM²_yM³_z)O_2-aH_a

[方程式1]

(2x+3y+4z-a)/(x+y+z+a)2.5

其中，在化学式1中，

M¹包含选自如下中的至少一种氧化数为2的金属元素：镁、钙、铁、镍、钴、铜、锆、锶、镉和钡，

M²包含选自如下中的至少一种氧化数为3的金属元素：铝、钪、钇、铌、铟、锑、钽、铱和镧，

M³包含选自如下中的至少一种氧化数为4的金属元素：锰、钛、锡、锗、钼、锝、铪、钨和铅，

H包含选自如下中的至少一种卤族元素：F^-、Cl^-、Br^-、I^-和At^-，

0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，0≤x+y+z≤0.1，且0a≤0.3，并且

其中，在方程式1中，

x是所述氧化数为2的金属元素的摩尔数，y是所述氧化数为3的金属元素的摩尔数，z是所述氧化数为4的金属元素的摩尔数，并且a是所述卤族元素的摩尔数。

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中所述掺杂元素包含选自M¹、M²和M³中的至少两种金属元素和所述卤族元素。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中所述正极活性材料中所述掺杂元素的总量在100ppm至10,000ppm的范围内。

4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其中所述正极活性材料具有4μm至24μm的平均粒径D₅₀。

5.一种制备权利要求1所述的正极活性材料的方法，所述方法包括：通过将钴氧化物、含锂原料和掺杂原料混合并烧结来制备正极活性材料，所述正极活性材料由化学式1表示且满足方程式1：

[化学式1]

Li(Co_1-x-y-zM¹_xM²_yM³_z)O_2-aH_a

[方程式1]

(2x+3y+4z-a)/(x+y+z+a)2.5

其中，在化学式1中，

M¹包含选自如下中的至少一种氧化数为2的金属元素：镁、钙、铁、镍、钴、铜、锆、锶、镉和钡，

M²包含选自如下中的至少一种氧化数为3的金属元素：铝、钪、钇、铌、铟、锑、钽、铱和镧，

M³包含选自如下中的至少一种氧化数为4的金属元素：锰、钛、锡、锗、钼、锝、铪、钨和铅，

H包含选自如下中的至少一种卤族元素：F^-、Cl^-、Br^-、I^-和At^-，

0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.1，0≤x+y+z≤0.1，且0a≤0.3，并且

其中，在方程式1中，

x是所述氧化数为2的金属元素的摩尔数，y是所述氧化数为3的金属元素的摩尔数，z是所述氧化数为4的金属元素的摩尔数，并且a是所述卤族元素的摩尔数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述掺杂原料包含金属和金属卤化物。