具有改善的颗粒形态的阴极活性材料制造技术

本公开涉及具有改善的颗粒形态的阴极活性材料。本发明专利技术公开了混合金属氧化物和锂化的混合金属氧化物，它们涉及分别根据Ni

【技术实现步骤摘要】
具有改善的颗粒形态的阴极活性材料本申请是申请日为2017年9月20日、申请号为201780057721.8、专利技术名称为“具有改善的颗粒形态的阴极活性材料”的中国专利技术专利申请的分案申请。优先权本公开根据35U.S.C.§要求2016年9月20日提交的名称为“CathodeActiveMaterialsHavingImprovedMorphologies”的美国临时专利申请62/397,019的权益，其全部内容通过引用并入本文。美国政府许可权本专利技术基于WFO提案No.85F59在美国政府的支持下进行。本专利技术基于AppleInc.与ArgonneNationalLaboratory(隶属于美国能源部)之间的CRADA1500801进行。美国政府拥有本专利技术的某些权利。
本公开整体涉及电池，更具体地，涉及具有改善的颗粒形态的电池的阴极活性材料。
技术介绍
常用的可再充电电池类型是锂电池，诸如锂离子或锂聚合物电池。由于电池供电设备变得越来越小以及更强大，给这些设备供电的锂电池需要在更小的体积中存储更多的能量。因此，可通过能够改善装置中锂电池的体积能量密度的机制来促进电池供电设备的使用。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及包含选自式(I)、式(IIa)、式(IIIa)、式(IVa)、式(Va)、式(VIa)、式(VIIa)和式(VIIIa)的化合物的颗粒。每个颗粒的平均密度大于或等于颗粒的理想晶粒密度的90％。式(Ia)为NixMnyCozMeαOβ(I)其中Me选自B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、In以及它们的组合，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z<1，x+y+z>0，0≤α≤0.5，x+y+α>0并且1≤β≤5。式(IIa)为M2Og(IIa)其中M2选自Co、Mn、Ni以及它们的组合，并且0.9≤g≤2.6。式(IIIa)为M3iM41-iOj(IIIa)其中M3选自Ti、Mn、Zr、Mo、Ru以及它们的任意组合，M4选自B、Na、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Ru、Mo以及它们的任意组合，0≤i≤1并且0.9≤j≤2.6。式(IVa)为Co1-lM5lAlmOn(IVa)其中M5为B、Na、Mn、Ni、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Mo、Ru以及它们的任意组合，0<l<0.50，0≤m≤0.05并且0.9≤n≤2.6。式(Va)为Co1-pMnpM6qOr(Va)其中M6为至少一种选自B、Na、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Ru和Mo的元素，0<p≤0.30，0≤q≤0.10并且0.9≤r≤2.6。式(VIa)为(v)[M7O2]·(1-v)[Co1-σM8σO2](VIa)其中M7是一种或多种平均氧化态为4+的元素，M8为一种或多种一价、二价、三价和四价元素，0.01≤v<1.00，0.5≤w≤1并且0≤σ≤0.05。式(VIIa)为NixM9yM10zOα(VIIa)其中M9选自Mn、Ti、Zr、Ge、Sn、Te以及它们的任意组合，M10选自Mg、Be、Ca、Sr、Ba、Fe、Ni、Cu、Zn以及它们的任意组合，0.7<x<1，0<y<0.3，0<z<0.3，x+y+z＝1并且0.9≤α≤2.6。式(VIIIa)为M11γNi(1-γ)δM12(1-γ)εM13(1-γ)ζOη(VIIIa)其中M11选自Mn、Ti、Ru、Zr以及它们的任意组合，M12选自Mn、Ti、Zr、Ge、Sn、Te以及它们的任意组合，M13选自Mg、Be、Ca、Sr、Ba、Fe、Ni、Cu、Zn以及它们的任意组合，0≤γ≤0.3，0.7<δ<1，0<ε<0.3，0<ζ<0.3，δ+ε+ζ＝1并且0.9≤η≤2.6。在一些变型中，颗粒包括晶粒。在另一方面，本公开涉及一种颗粒，其中第一部分的平均粒度为1μm至50μm。在一些变型中，第一部分颗粒的平均粒度为10μm至20μm。在一些变型中，颗粒包括平均粒度为1μm至5μm的第二部分颗粒。另一方面，本公开涉及由选自式(Ib)、式(IIb)、式(IIIc)、式(IVb)、式(Vb)、式(Vc)、式(Ve)、式(Vg)、式(Vh)、式(VIb)、式(VIIb)、式(VIIc)和式(VIIIb)的化合物形成的颗粒。式(Ib)为Li1+γNixMnyCozMeαOβ(Ib)其中Me选自B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、In以及它们的组合；-0.1≤γ≤1.0；0≤x≤1；0≤y≤1；0≤z<1；x+y+z>0；0≤α≤0.5；x+y+α>0；并且1.9≤β≤3。式(IIb)为LihM2Og(IIb)其中M2＝Co、Mn、Ni以及它们的任意组合，0.95≤h≤2并且2≤g≤3。式(IIIb)为(i)[Li2M3O3]·(1-i)[LiM4O2](IIIb)其中M3为一种或多种平均氧化态为4+的阳离子，M4为一种或多种平均氧化态为3+的阳离子，并且0≤i≤1。式(IIIc)为(i)[Li2M3O3]·(1-i)[Li1-kM4O2](IIIc)其中M3为一种或多种平均氧化态为4+的阳离子，M4为一种或多种阳离子，0≤i≤1并且0≤k≤1。式(IVb)为LioCo1-lM5lAlmOn(IVb)其中M5为B、Na、Mn、Ni、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Mo、Ru以及它们的任意组合，0.95≤o≤1.10，0<l<0.50，0≤m≤0.05并且1.95≤n≤2.60。式(Vb)为LisCo1-pMnpOr(Vb)其中0.95≤s≤1.10，0≤p≤0.10并且1.90≤r≤2.20。式(Vc)为(p)[Li2MnO3]·(1-p)[LiCoO2](Vc)其中0≤p≤0.10。式(Ve)为(t)[Li2MnO3]·(1-t)[Li(1-u)Co(1-u)MnuO2](Ve)其中0<t≤0.30并且0≤u≤0.10。式(Vg)LisCo1-p-qMnpM6qOr(Vg)其中M6为至少一种选自B、Na、Mg、Ti、Ca、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sc、Y、Ga、Zr、Ru和Mo的元素，0.95≤s≤1.30，0<p≤0.30，0≤q≤0.10并且1.98≤r≤2.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒，包含由式(VIb)表示的化合物：/n(v)[Li

【技术特征摘要】
20160920 US 62/397,0191.一种颗粒，包含由式(VIb)表示的化合物：
(v)[Li2M7O3]·(1-v)[LiαCo1-σM8σO2](VIb)
其中：
M7为一种或多种平均氧化态为4+的阳离子，
M8为一种或多种一价、二价、三价和四价阳离子，
0.01≤v<1.00，并且
0.5≤w≤1，
其中所述颗粒的平均密度大于或等于所述颗粒的理想晶粒密度的90％。


2.根据权利要求1所述的颗粒，其中所述颗粒包括晶粒。


3.根据权利要求1所述的颗粒，其中所述晶粒的数量大于所述颗粒的50％。


4.根据权利要求1所述的颗粒，其中所述颗粒的第一部分的平均粒度为1μm至50μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：戴宏力，吴惠明，王大鹏，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US