[发明专利]用于制备针对可再充电锂离子电池的基于Ni的阴极材料的前体和方法

权利要求书

1.一种结晶前体化合物，所述结晶前体化合物用于制造用作锂离子电池中的活性正极材料的基于锂过渡金属的氧化物粉末，所述前体具有通式Li_1-a((Ni_z(Ni_1/2Mn_1/2)_yCo_x)_1-kA_k)_1+aO₂，其中x+y+z=l，0.1≤x≤0.4，0.35≤z≤0.50，A为掺杂剂，0≤k≤0.1，并且0.05≤a≤0.30，其中所述前体具有以nm为单位表示的结晶尺寸L，其中15≤L≤36，其中所述前体具有1的积分强度比I003/I104，其中I003和I104为所述结晶前体化合物的XRD图谱的布拉格峰(003)和(104)的峰强度。

2.根据权利要求1所述的结晶前体化合物，所述结晶前体化合物具有0.4重量%的Li₂CO₃含量。

3.根据权利要求1所述的结晶前体化合物，其中所述前体具有0.9的积分强度比I003/I104。

4.根据权利要求1所述的结晶前体化合物，其中所述前体具有组合布拉格峰(006,102)和布拉格峰(101)的强度的比率R，其中R=((I006 + I102)/I101)并且0.5R1.16。

5.根据权利要求1所述的结晶前体化合物，其中所述前体具有以nm为单位表示的结晶尺寸L，其中25≤L≤36。

6.一种用于制备正极材料的方法，所述正极材料具有通式Li_1+a’M'_1-a’O₂，其中M'=(Ni_z(Ni_1/2Mn_1/2)_yCo_x)_1-kA_k，其中x+y+z=1，0.1≤x≤0.4，0.35≤z≤0.50，A为掺杂剂，0≤k≤0.1，并且0.01≤a'≤0.10，所述方法包括以下步骤：

-提供基于M'的前体，所述基于M'的前体由金属盐与碱的共沉淀制备；

-将所述基于M'的前体与LiOH、Li₂O和LiOH·H₂O中的任一种混合，从而获得第一混合物，由此所述第一混合物中的Li与过渡金属的化学计量比介于0.65和0.97之间，

-在介于650℃和850℃之间的温度下，在旋转窑中的氧化气氛中烧结所述第一混合物，持续介于1/3小时和3小时之间的时间，从而获得根据权利要求1至5中任一项所述的结晶前体化合物，

-将所述结晶前体化合物与LiOH、Li₂O和LiOH·H₂O中的任一种混合，从而获得第二混合物，以及

-在介于800℃和1000℃之间的温度下在氧化气氛中烧结所述第二混合物，持续介于6小时和36小时之间的时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其中通过所述旋转窑，施加介于0.5m³/kg和3.5m³/kg之间的气流。

8.根据权利要求6所述的方法，其中烧结所述第二混合物的所述步骤在托盘式输送式加热炉中进行，其中每个托盘承载至少5kg的混合物。

9.根据权利要求6所述的方法，其中在提供基于M'的前体的所述步骤与将所述基于M'的前体同LiOH、Li₂O和LiOH·H₂O中的任一种混合的所述步骤之间，使所述基于M'的前体在高于200℃的温度下在保护性气氛中经受焙烧步骤。