[发明专利]阴极材料和方法

权利要求书

1.包含浓度在0.05mol/L至1.5mol/L的范围内的铝离子的处理溶液在增加颗粒状锂镍氧化物材料的表面处和颗粒状镍氧化物材料内的晶界处的钴浓度，从而提供富集的颗粒状锂镍氧化物材料中的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其中所制备的所述处理溶液具有0.005mol/L或更低的锂离子浓度，并且所制备的所述处理溶液基本上不含钴离子。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的用途，其中所述用途包括

(a)使颗粒状锂镍氧化物阴极材料与所述处理溶液接触以提供处理浆液；

(b)干燥所述处理浆液以提供中间体处理的材料；以及

(c)煅烧所述中间体处理的材料以提供富集的锂镍氧化物阴极材料，所述富集的锂镍氧化物阴极材料包含(i)芯，其包含多个晶粒和(ii)富集区，其处于所述芯的表面处和所述芯内的晶界处，所述富集区包含的铝和钴浓度高于所述芯。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所制备的所述处理溶液中的铝离子的浓度在0.1mol/L至0.7mol/L的范围内。

5.根据权利要求4所述的用途，其中所制备的所述处理溶液中的铝离子的浓度在0.15mol/L至0.35mol/L的范围内。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中选择铝的量以提供基于待处理的所述锂镍氧化物阴极材料中的不包括锂的金属的重量计1至5重量％的铝。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中与所述处理溶液接触的所述锂镍氧化物阴极材料具有根据式I的式：

Li_aNi_xCo_yMg_zM_qO_2+b

式I

其中

0.8≤a≤1.2

0.7≤x1

0≤y≤0.3

0≤z≤0.1

0≤q≤0.2，并且

-0.2≤b≤0.2；

其中M选自Al、Mn、V、Ti、B、Zr、Sr、Ca、Cu、Sn、Cr、Fe、Ga、Si、W、Mo、Ta、Y、Sc、Nb、Pb、Ru、Rh和Zn以及它们的组合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所述富集的锂镍氧化物阴极材料具有根据式II的式：

Li_aNi_xCo_yMg_zAl_pM1_qO_2+b

式II

其中

0.8≤a≤1.2

0.7≤x1

0≤y≤0.3

0≤z≤0.1

0.004≤p≤0.015

0≤q≤0.2，并且

-0.2≤b≤0.2；

其中M1选自Mn、V、Ti、B、Zr、Sr、Ca、Cu、Sn、Cr、Fe、Ga、Si、W、Mo、Ta、Y、Sc、Nb、Pb、Ru、Rh和Zn以及它们的组合。

9.根据权利要求8所述的用途，其中0.010≤p≤0.10。

10.根据权利要求9所述的用途，其中0.015≤p≤0.04。

11.根据前述权利要求中任一项所述的用途，还包括形成包含所述富集的锂镍氧化物材料的电极(例如阴极)的步骤。

12.根据权利要求11所述的用途，还包括形成包括所述电极的电池组或电化学电池的步骤。