[发明专利]由再循环的锂离子电池合成的电荷材料

权利要求书

1.一种产生用于二次电池电荷材料的具有优选氧化态的电荷材料前体的方法，所述方法包括：

通过在浸出溶液中从再循环流中浸出目标电荷材料来形成包含所述目标电荷材料的浸出溶液；

控制所述浸出溶液的pH，以将所述目标电荷材料溶解在所述浸出溶液中；

在所述浸出溶液中建立预定百分比的卤化物；以及

向所述浸出溶液中添加强碱，以使电荷材料颗粒沉淀；所述电荷材料颗粒包括呈电荷材料前体形式的所述目标电荷材料，用于随后与Li化合物烧结。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标电荷材料包括Ni、Mn、Co和Al中的至少一种的化合物。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述卤化物包括氟化物。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述卤化物在沉淀的电荷材料颗粒中产生孔，所述孔增加了所述电荷材料前体的2+与3+氧化态的比率。

5.如权利要求3所述的方法，其中，在所述电荷材料沉淀之前，向所述浸出溶液中添加氟而获得的预定百分比的氟化物在随后的烧结之后增加了所述电荷材料表面上的Ni²⁺离子相对于Ni³⁺离子的百分比。

6.如权利要求3所述的方法，其中，在所述电荷材料沉淀之前，向所述浸出溶液中添加氟而获得的预定百分比的氟化物在随后的烧结之后增加了所述电荷材料颗粒表面上的Co²⁺离子相对于Co³⁺离子的百分比。

7.如权利要求1所述的方法，其中，在所述电荷材料沉淀之前，所述浸出溶液具有范围为0.2-5at％的氟化物并且将所述电荷材料颗粒表面上的Ni²⁺离子的百分比增加至40.1％-43.8％之间。

8.如权利要求1所述的方法，其中，在所述电荷材料沉淀之前，所述浸出溶液具有范围为0.2-5at％的氟化物并且将所述电荷材料颗粒表面上的Co²⁺离子的百分比增加至13.0％-35.2％之间。

9.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括形成所述浸出溶液以包括所述目标电荷材料，从而产生NCM622电荷材料前体，并且所述卤化物由预定百分比的氟化物组成。

10.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括由浸出酸形成所述浸出溶液，所述浸出酸选自由以下组成的组：硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、硼酸、氢氟酸、氢溴酸、氢碘酸和高氯酸。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述强碱包括选自由氢氧化钠或氢氧化钾组成的组的沉淀剂。

12.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括确定所述浸出溶液中卤化物的预定百分比，以达到所述目标电荷材料中的一种或多种的氧化态。

13.一种电荷材料前体，其具有：

呈前体形式的镍、锰和钴(NMC)颗粒，其响应于与锂化合物烧结以形成活性电荷材料；

在所述NMC颗粒中的在0at％与5.0at％之间的氟杂质；

在所述颗粒中的由所述氟杂质产生的孔；以及

限定具有表面的结构的每个颗粒，所述表面具有镍离子，至少40.1％的Ni表面离子具有+2的氧化态。

14.如权利要求13所述的电荷材料前体，其中，所述表面具有钴离子，至少13％的钴表面离子具有+2的氧化态。

15.如权利要求13所述的电荷材料前体，其中，所述氟使Ni²⁺离子相对于Ni³⁺离子的比率增加了10％。