专利名称：高度结晶性的锂过渡金属氧化物的制作方法
技术领域：
本发明涉及粉末状锂过渡金属氧化物，其在可充电锂电池中用作活性阴极材料。 更具体地，在Li (Mn-Ni-C0)O2类型的化合物中，较高的结晶性通过最优化选择烧结温度而获得。
背景技术：
LiCoO2仍然是可充电电池最广泛使用的阴极材料。然而，由于特别的原因存在用 其它材料代替它的强大压力。现在，钴的稀少的资源和对于高价格的担心加速了这个趋势。 除都具有低得多的能量密度的LiFePO4和Li-Mn-尖晶石之外，基于LiNiO2的层状阴极材料 和基于Li (Mn-Ni-Co)O2的层状阴极材料在商业电池应用中是代替LiCoO2的最可能的候选 者。今天基本已知在四元体系 Li [Liv3Mn2ZJO2-LiCoO2-LiNiO2-LiNia5Mna5O2 中 M = Mn,Ni, Co的任何组成LiaixM1JO2以层状相存在，并且在大多数情况下是电化学活性的。可以概括的是，在90年代中期，现有技术是在LiCo02-LiMn1/2Ni1/202- (Li1^xNiJ NiO2 之间的固态溶液的富含Ni的位置中的组成，其包括其它的掺杂物(如Al)。同样已知其它 位置的 LiCoO2 和 LiNi1/2Mn1/202。在90年代，很少有人关注Li的化学计量。所以以上专利仅要求保护LiMO2，或一 定范围的Li化学计量，但是Li M比例通常尚未被理解为需要优化的重要变量。Li1M1 — 般被看作希望的化学计量，其中该化学计量只有在使用小的过量锂时才能获得。在90年代后期，过量锂的功能慢慢得到理解。结论性地表示增加的锂可以被掺杂到LiMO2中的第一份文献是JP2000-200607， 其要求保护其中M是平均价态为3的至少两种金属的Li [C0l_xMjO2和Li [NihMJO2。金 属M包括锂、Mn、Co、Ni。不令人惊奇地，在以后的几年中发表了另外几篇关于富含锂 (=Li [LixMhO2])的阴极材料的出版物。就本发明的发明人所知，JP11-307097第一 次公开了在LiMO2(M = Mn、Ni、Co)晶体结构中掺杂过量锂的可能性，其请求保护Li(1_a) Nig-c—dMnbCOcMA，其中-0. 15 < a < 0. 1，0. 02 < b < 0. 45，O < c < 0. 5 和 O 彡 d < 0. 2。 乍看权利要求1的分子式LixMO2(如果χ = 1.05，为Liu5MO2)与现在认为的最好写为 Li,O25Ma 975O2的观点相抵触，即在氧的化学计量之间有小的差异，第一个分子式有略低的 (Li+M) 0比例。两个分子式描述了相同的材料，此外，没有一个分子式完全准确地描述了 该材料，这仅仅因为任何“实际的”材料可能具有一定数量的其它无序度，例如氧或阴离子 空缺或空隙，表面上的组成不同，等。因此-1998的现有技术可以定义为在三元体系LiNi02-LiCo02-LiNi1/2Mn1/202-Li [L i1/3Mn2/3]O2中的所有固态溶液。几百个最近的出版物的大部分集中在其中M = Mn-Ni-Co的组成LiaixM1JO2, Ni Mn比例几乎都为1，并且在许多情况下，所述组成或者是M = Mni/3Ni1/3C0l/3或者是 (Mnv2Ni1JhCox，其中0. 1 < χ < 0. 2。可能存在争议的是普遍的认识是为了获得高的倍 率，过量的锂(Li M> 1)是理想的。
另一个问题是X射线衍射峰的形状。具有窄FWHM(极大值一半处的全宽度)的尖 峰与高的结晶性有关系。JP3653409 (Sanyo)请求保护一种掺杂的LiNiO2，其中使用Cu-Ka 辐射，在003处的主峰的FWHM为0. 15-0. 22度的2 θ。JP3301931 (Sanyo)请求保护一种掺杂的(> 1 LiNi-Mn-Co氧化物，其中主要 的 003 峰(在 18. 71 士 0. 25 处)具有 < 0. 22 度的 FWHM。在EP1391950 Al中公开了复合氧化物LiaMn(1.5_xNiQ.5_yMx+y02，其中M是在固态溶液 中可以取代 Mn 和 Ni 的元素。M 的例子是 B、Be、V、C、Si、P、Sc、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Sr、 Mo、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Ba, Ta, W、Pb、Bi、Fe、Cr、Ti、Zr、Nb、Mg、Y、Al、Na、K、Mg、Ca, Co、Cs、La、Ce、Nd、Sm、Eu和Tb。优选这些氧化物具有在2 θ为18. 6+/-Γ处的衍射峰，其 具有0.05°至0.20°的半宽度，以及在44. 1+/-Γ处的峰，其具有0.10°至0.20°半宽 度。说明书只给出了峰在44. Γ处半宽度低于0.1°的高结晶性未掺杂的LiMnNi氧化物 的2个实施例。所有其它氧化物，例如LiNiMnCo和LiMnNiMg氧化物，是较低结晶性的，其 具有高于0.1°的半宽度值。尽管有令人印象深刻数量的现有技术——但三元化物(ternary triangle)LiNi O2-LiCoO2-LiNil72Mnl72O2-Li [Li1/3Mn2/3]O2中哪种组成关于容量和倍率性能给出最好的性能 仍然是不完全清楚的。阴极材料的全面发展包括改善电池中要紧的参数。一些参数相对容易测量，例如 可以通过制成和测试钮扣电池测量的容量、电压分布和倍率性能。其它的参数不那么明显。 因此如何不组装真的电池而可以测量(例如，高温储存过程中的充电聚合物电池的)安全 性或膨胀性质是不完全清楚的。存在有强的指示这些安全和储存参数不仅由阴极的化学 组成决定并且由表面性质决定。然而，这个领域中可靠的原有技术很少。在这方面，作者观察到存在于在电池中活性锂过渡金属氧化物阴极材料表面和电 解质反应中的一个问题，该问题导致差的储存性能和电池降低的安全性。作者指出处于接 近于表面位置的锂为热力学更加不稳定的，会进入溶液中，但是在本体中的锂是热力学稳 定的，不会溶解。因此在表面处的低稳定性和本体中的高稳定性之间存在Li稳定性的梯 度。通过确定基于离子交换反应(LiMOdSH+IjLinHsMOdSLi+)的“可溶碱”含量，可 以确定Li梯度。这个反应的范围是表面性质。为改善安全性，掺杂铝的LiNiO2基阴极以及掺杂Al、Mg-Ti或Ni-Ti的LiCoO2 经常被公开，例如在JP2002-151154(掺杂Al+Co的LiNiO2)中或JP2000-200607 (掺杂的 LiCoO2)中。对于掺杂典型的是被掺杂的元素适合主体晶体结构，该条件将LiMO2W掺杂或 多或少地限制于过渡金属、Li、Mg、Ti、Al，并且可以是B。几个公开显示了阴离子掺杂，例 如氟掺杂、磷掺杂或硫掺杂。然而这些阴离子能否代替氧是很值得质疑的，因为它们在大小 或化合价上有重要的差别。更可能的是它们反而作为锂盐存在于表面和晶粒界面处。锂盐 LiFai3PO4和Li2SO4都具有高的热稳定性，该高的热稳定性促进与LiMO2相的热动力共存。一般说来，掺杂是对本体结构的修饰，然而，对于安全性和储存性质，表面化学更 重要。因此，在许多情况下，表面性质的改善，权重远远超过对本体性质的损害。典型的例 子是用铝掺杂，其中更好的热稳定性通常伴随有功率(倍率性能)的显著降低。广泛公开在文献中的可选的方法是涂覆。涂覆阴极的早期公开是KR20010002784， 其中LiMO2阴极(M = NihCox)(或硫或氟“掺杂”的LiMO2阴极)用金属氧化物涂覆，其中该金属氧化物具有选自Al、Al、Mg、Sr、La、Ce、V和Ti的金属，并且金属的化学计量的量至 少为1%。制造核-壳阴极材料，或梯度类型阴极材料是可选的方法。此处更厚重的阴极材 料的厚的和致密的壳保护更敏感的阴极材料的核。取决于烧结温度和化学组成，最终的阴 极或者具有核_壳形态或者具有梯度形态。通常，所述壳和所述核二者都是电化学活性的 (具有可逆容量)。硫酸盐是层状锂过渡金属氧化物中重要的杂质。硫酸盐一般来源于混合的氢氧 化物前体。这是由于所述混合的氢氧化物优选从过渡金属硫酸盐溶液沉淀，其中该过渡金 属硫酸盐溶液是最便宜的水溶性过渡金属前体。完全除掉硫是困难的，并且提高前体的成 本。预计硫酸盐杂质导致(a)差的过度充电稳定性和(b)促进非常不希望的低的空载电压 (OCV)现象，其中电池的一些部分在初次充电后显示OCV的缓慢劣化。一般当在制造过程中 使用过渡金属硫酸盐溶液时测量的硫酸盐杂质可能高达5wt%。
发明内容
本发明的目的是开发锂过渡金属氧化物阴极材料，其具有改进的电化学性质，例 如容量、电压分布和倍率性能；其是通过改进所述阴极材料的结晶性实现的。本发明公开了粉末状锂过渡金属氧化物，其具有层状晶体结构Li1JhO2ibM' kSm， 其中-0. 03 < a < 0. 06，b s 0，m以mol%表示，0彡m彡0. 6，M是过渡金属化合物，其包 括至少95%的Ni、Mn、Co和Ti中的一种或多种元素；M’存在于所述粉末状氧化物的表面 上，并且其包括Ca、Sr、Y、La、Ce和&中的一种或多种元素，其中k以所述锂过渡金属氧 化物的wt %表示，或者k = 0并且M = NindMneCod,其中0<c<l和0<d<l ；或者 0. 015 < k < 0. 15 ；和用Ka辐射测量时，标记为104的在44. 5士0. 3度的X射线衍射峰具 有彡0. 1度的FWHM值。在本发明的一个实施方式中，0 < k < 0. 15和M = Ni^dMncCod，其 中0 < c < 1并且0 < d < 1 ；和更优选地，c = d = 0. 333。关于本发明，(Li+M) 0比 例优选在0. 99至1.01范围内。优选地，所述粉末状锂过渡金属氧化物具有标记为003的在18. 6士0. 2度的X射 线衍射峰，其也具有< 0. 1度的FWHM值。在另一个实施方式中，0. 15 <m彡0. 6，m以mol%表示。同样优选以衬％表 示，0. 0250 < k彡0. 1。在更优选的实施方式中，当M，是Ca时，以wt%表示，0. 0250彡k
<0. 0500，并优选 k 彡 0. 0400，和以 mol %表示，0. 25 彡 m 彡 0. 6 ；当 M，是 Sr 时，0. 0300 ( k
<0. 1000，和 0. 25 彡 m 彡 0. 6，以 mol%表示。本发明还描述了改进如上所述粉末状锂过渡金属氧化物的结晶性的方法，所述金 属氧化物通过如下方式获得将M-氢氧化物、-羟基氧化物或-碳酸盐前体与Li前体，优选 Li2CO3在至少900°C，优选至少950°C的温度T下烧结1至48小时之间时间t，其中(1+a)/ (1-a)的值在0. 99至1. 1之间，和选择所述烧结温度以使得所述锂过渡金属氧化物的在用 K α辐射测量时标记为104的在44. 5士0. 3度的X射线衍射峰具有< 0. 1度，或甚至< 0. 1 度的FWHM值。优选还选择所述烧结温度以使得所述锂过渡金属氧化物的标记为003的在 18. 6士0.2度的X射线衍射峰具有<0. 1度，或更优选<0.08°的FWHM值。在实施例中将 阐明所述方法不通过适当地限制它的范围不能够更准确地定义，并且其也可以通过测试或步骤直接和肯定地确认，其中当获得方法中表达的结果时，所述测试或步骤被充分详细说 明，并且这不需要试验中不适当的努力。本发明还证明了决定在真实的电池中阴极的安全性和稳定性的表面性质——该 表面性质通过PH滴定作为碱含量测量——很大程度上由硫和加入的选自Ca、Sr、Y、La、Ce 和Zr，优选Ca或Sr的元素的含量决定。包含0. 15-0. 6mol %硫和150_1500ppm钙和锶的 锂过渡金属氧化物表现降低含量的可溶碱和改善的形态，特征在于没有细小的颗粒。结果 是，改善了可充电锂电池的性能。可以通过低成本的方法制备所述锂过渡金属氧化物，例如通过在空气中一次焙制 合适的前体和碳酸锂的混合物。优选所述前体是已经包含足量的硫和钙的混合金属前体， 例如混合的氢氧化物、羟基氧化物或碳酸盐。在单一步骤中制备表面修饰的阴极材料。对于优选的组成，所述前体可以富含Ca 以达到Ca的浓度优选为200-500ppm。使用这些前体以通过单一烧制(single cook)制备 表面修饰的LiMO。如果所述前体的Ca杂质水平较低，可以随后向所述前体中加入Ca，所述 Ca优选为液态形式，其中通过作者称为浆料掺杂的技术加入Ca。在尽量少的水中(或任何 其它的溶剂中)分散高表面积的前体(例如混合的氢氧化物)以形成高粘度的糊。在刚性 搅拌中，缓慢加入溶解的钙盐例如CaCl2或Ca(NO3)2直到达到希望的浓度。在加入过程中， 以及随后的干燥过程中，钙沉淀并很好地分散到所述混合的氢氧化物的表面上。用类似的 方式进行其它优选元素的掺杂。可选地，可以在前体制备过程中加入钙。这通过在用来溶解所述金属盐(例如 MSO4)前体或碱(NaOH)前体的水中加入低浓度的钙(一般低于IOOppm)而成为可能。可选 地，可以在沉淀结束后向用来洗涤前体的水中加入较高浓度的Ca。当向所述金属盐例如MSO4中加入小量的钙、锶或其它M’金属时，其一部分被包在 沉淀的氢氧化物中。在与Li2CO3烧结步骤过程中，形成锂过渡金属氧化物微晶。由于例如 Ca (2+)或Sr(2+)太大而不适合晶体结构，在烧结过程中它们倾向于被推出来。Ca或Sr通 过它们的大小使氧化物表面稳定，结果是形成单层或亚单层形式的M，。事实上，当M，，例如 Ca，存在于微晶表面上时，它担当晶粒之间的一种胶粘剂。通过钙进行的表面修饰可能是活性表面位点的催化性失活，因为(a)钙(或其它 优选元素中的一种)具有大得多的离子半径，并且不能被掺杂到本体结构中，和(b)最高达 1500ppm的Ca (或其它优选元素之一)完全不够形成涂层。(此处措辞涂层在传统的意义 上用作由至少10-100原子层组成的层，其对应于几个nm至约IOOnm厚度)。作者推测失活 的机理与催化技术中称为催化剂中毒的现象有关系。在催化剂的操作中(例如含痕量硫物 质的气体中的钼)，痕量可以通过覆盖催化活性位点使所述催化剂失活。至少需要150ppm的元素，例如Ca、Sr、Y、La、Ce和Zr，以达到有利的效果，如果该 水平更高，特别是> 1500ppm，则电化学性质受损，特别是倍率性能降低和不可逆容量升高。本专利申请的发明人发现如果至少存在150ppm的元素，例如Ca、Sr、Y、La、Ce和 Zr,0. 2-0. 6wt%的硫水平是可以接受的，并且如果Ca杂质更低，0. 2-0. 6wt%的硫酸盐对 于阴极性能是有害的。
如下实施例和附图进一步解释了本发明。附图概括如下图1 不同烧结温度下的X射线衍射2 作为散射角函数的FWHM图3 具有细节峰分离的X射线衍射图
具体实施例方式实施例1 高的结晶件a) Lij1U kSm，其中 k，m = 0 和 M = Ni1JncCodo其中M = Nia53Mna 263Coa2的氢氧化物MOOH用作前体。在920°C、940°C、96(rC下和在967°C下制备样品。如预期的，BET表面积随着温度 升高而降低。Li M基本相同(所有的样品具有相同的晶胞体积)。电化学性能随温度改 善，在大约960-970°C烧结温度下具有最好的性能。图1显示了 4个样品的X射线衍射图样品A-D的烧结温度可以在如下表1中找 到。对于(单独的)峰101、006、102、104、105、110、108、113显示了相对于散射角(度)的 FWHM(极大值一半处的全宽度)，所述FWHM值如以下说明那样确定。排除003峰，因为它一 般显示拟合不好的不对称性。由于较小的分辨率而没有拟合> 70度的峰。图2显示了对于表1中的在不同温度下制备的样品，作为散射角(度)函数的 FWHM(左和右)的演变。清楚地，FWHM随着烧结温度的升高而降低。实验结果概括在表1 中。图3给出了 M = Nia53Mna 263Coa2的Li_M_氧化物的两个X射线衍射图的另外的例 子样品E是本发明的，而样品F不是。注意该图显示了过滤前的X射线衍射图，即，采用如 下关于适当确定FWHD说明的Cu K α 1和K α 2响应二者。表1 其中M = Ni0.53Mn0.263Co0.2的Li_M_氧化物的结果——最适宜的结晶性
样烧结TBET体积尺寸应变QQ不可逆FWHWFWHM品CC)(m2/g)(A)(nm)(G)(mAh/g)(%)104113A9200.5733.8972320.189165.713.60.12220.1515B9400.4933.9042820.167168.812.20.10720.1371C9600.4033.9063270.15169.511.70.10000.1283D9670.3733.9023290.15169.411.80.09840.1241在表1中，“体积”代表了通过Rietveld精修高分辨率X射线衍射图(2 θ为15-135 度，6h测量时间)获得的每个分子晶胞体积。所述晶胞体积是Li M比例非常灵敏的量 度。所述精修还提供了“尺寸”的参数，以及作为样品结晶性量度的“应变”。所述尺寸越大 并且所述应变越小，所述结晶性越好。参数“Q”对应于使用钮扣电池的材料的比容量，其在 0. IC倍率下，在4. 3至3. OV之间测量。“Q^! ”是不可逆容量，其定义为Q充电减去Q放 电，除以Q充电。如下确定FWHM(极大值一半处的全宽度)值。
使用具有θ -2 θ几何学和Cu辐射的Rigaku D/Max 2000衍射计收集X射线粉末 衍射图。选择相对窄的接收狭缝(0. 15mm)以限制仪器导致的峰展宽贡献。发散狭缝是1 度。应当注意粉末的固有FWHM，即样品本身的结晶性导致的峰宽，比测量的宽度略小，其中 所述测量宽度经常还包括来自仪器的一些贡献。此处报告的和声明的FWHM值对应于现有 技术的设备测量的值。X射线衍射图包括两个贡献，主要的贡献由Ka 1辐射导致，具有较低强度的次要 贡献由Ka 2辐射导致。获得可靠的FWHM需要从衍射图中除去Ka 2部分。这通过使用软 件“Jade”完成，得到纯的Ka 1 X射线粉末衍射图。为评定结晶性，选择两个不与其它峰重叠的、具有好的强度的单峰。这些峰是在约 44.5°处的104峰和在约68°处的113峰。因此本发明的发明人在命名规则中使用菱形空间 群R_3m的六角形符号。由Qrigin8软件用Lorentz函数拟合所述峰。表中列出Lorentz FWHM。结果显示，随着结晶性升高(更大的尺寸和更小的应变，更小的FWHM)，电化学性 能改善直到它在330nm的尺寸处饱和。具有足够程度结晶性样品具有104峰(除了 003，这 是强度最大的峰)的小于0. 1度的FWHM。003峰具有小于0. 08度的FWHM。b)Li1+aM1_a02+bM' kSm，其中 0. 015 < k < 0. 15，0· 15 < m 彡 0· 6。制备了两批未掺杂的MOOH氢氧化物前体，两者均具有M = Nia5Mna3Coa2的组成。 这些前体的堆密度分别是1. 63g/cm3和2. 03g/cm3,粒径分布D50约为10 μ m。杂质是硫酸 盐，分别是0. 15衬％和0. 5wt%，所有其它杂质(Na、Ca)低于150ppm。来源于这两批的样 品在表1，和表1”中命名为系列A和系列B。然后按照如下方法用Sr对两批前体进行掺杂。将硝酸锶溶解在水中以形成0. 2M 的溶液。将约1. 5kg前体浸没在搅拌的反应器中，并加入合适量的乙醇，导致相对粘性的浆 状物。在持续的搅拌过程中，缓慢加入68.5ml所述锶溶液。关闭反应器，并将浆状物加热 至60°C。使用隔膜泵从所述反应器中除去蒸发性乙醇。继续搅拌直至浆状物太干而不能搅 拌。然后用53 μ m的网状物过滤该干饼。这样得到的Sr修饰的前体包含SOOppm的Sr。在这个处理之后，并且与未处理的样品相比，通过SEM或粒径分析没有证明明显 的形态变化。更特别地，没有包含更大Sr-盐晶体的团块可能被检测到。然后通过与Li2CO3混合并烧结制备最终产物。为此目的，使用涡旋混合器制备Ikg 包含Li2CO3和Sr的MOOH的混合物。Li M的比例约为1.03。测试样品在950°C下烧结 并用X射线分析检查。它们表现出对应于33.95 A3晶胞体积的晶格常数，即在优选范围内 的晶格常数。从约200g的混合粉末制备各个实际样品。在空气流中，从880°C至960°C进行约 24h的焙制，其中24h包括加热和冷却时间。在烧结后，用53μπι的网状物过滤该样品。将 含有Sr的Li-M-O2终产物进行X射线分析、Rietveld精修、ρΗ滴定、钮扣电池测试、化学分 析和SEM。表1’和1”概括了从系列A和B的含锶样品得到的结果，其作为烧结温度的函数。 使用钮扣电池测得“Q”和“倍率”参数。“Q”是在0. IC放电倍率下测得的比容量，而“倍率” 是高倍率放电性能的量度，其被报道为2C容量相对于0. IC容量的比例。如实施例Ia的步 骤测量FWHM值。随着烧结温度的升高，碱含量和BET表面积降低。由于希望得到低的碱含 量和低的ΒΕΤ，优选窄的FWHM。实际上设想高的BET使其中电解质和充电阴极之间不希望的反应可能发生的面积增加，因此导致差的安全性能，但是已知高的碱含量会降低高温储 存性能。因此对于显示FWHM为0. 1°或更小的104峰的样品，性能看来非常好。同样，对 于这个峰希望FWHM为0. 08或更大。这对于未掺杂的(实施例la)和掺杂Sr的(实施例 lb)样品都是正确的。表1’ 系列A样品，制备条件和评价
权利要求
1.一种粉末状锂过渡金属氧化物，其具有层状晶体结构LiltaMhO2ibM' Jm，其中-0. 03<a< 0. 06,b s 0，111以11101%表示，0彡111彡0.6^是过渡金属化合物，其包括至少95% 的Ni、Mn、Co和Ti中的一种或多种元素；M’存在于所述粉末状氧化物的表面上，并且其包 括Ca、Sr、Y、La、Ce和&中的一种或多种元素，其中k以所述锂过渡金属氧化物的wt %表示，或者k = 0并且M = Ni1TdMneCod,其中0 < c<1 禾口 0 < d < 1 ；或者 0. 015 < k < 0. 15 ；特征在于，对于所述粉末状氧化物，用Ka辐射测量时，标记为104的在44. 5士0.3度 的X射线衍射峰具有< 0. 1度的FWHM值。
2.权利要求1的粉末状锂过渡金属氧化物，特征在于标记为003的在18.6士0. 2度的 X射线衍射峰也具有< 0. 1度的FWHM值。
3.权利要求1或2的粉末状锂过渡金属氧化物，特征在于0.15 < m彡0. 6，m以m0l% 表不。
4.如权利要求1至3中任一项的粉末状锂过渡金属氧化物，特征在于以表示， 0. 0250 < k 彡 0. 1。
5.如权利要求1至4中任一项的粉末状锂过渡金属氧化物，特征在于M’是Ca，其中以 wt %表示，0. 0250彡k < 0. 0500，并且优选k彡0. 0400，和以mol %表示，0. 25彡m彡0. 6。
6.如权利要求1至5中任一项的粉末状锂过渡金属氧化物，其中k以所述金属氧化物 的 wt% 表示，0 < k < 0. 15，并且 M = Ni1TdMncCod,其中 0<c<l 和 0<d<l ；并且优 选 c = d = 0. 333。
7.改进如权利要求1-6中任一项的粉末状锂过渡金属氧化物的结晶性的方法， 所述金属氧化物通过如下方式获得将M-氢氧化物、-羟基氧化物或-碳酸盐前体与Li前体，优选碳酸锂一起在至少900°C，并且优选至少950°C的温度T下烧结1至48小时之 间的时间t，其包括如下步骤选择(l+a)/(l-a)的值在0. 99至1. 1之间，和选择所述烧结 温度以使得所述锂过渡金属氧化物在用Ka辐射测量时标记为104的在44. 5士0. 3度的X 射线衍射峰具有< 0. 1度的FWHM值。
8.如权利要求7的方法，该方法还包括如下步骤选择所述烧结温度以使得所述锂过 渡金属氧化物的标记为003的在18. 6士0. 2度的X射线衍射峰具有< 0. 1度，和优选< 0. 08 的FWHM值。
全文摘要
本发明涉及一种粉末状锂过渡金属氧化物，其具有层状晶体结构Li1+aM1-aO2±bM’kSm，其中-0.03＜a＜0.06，m以mol％表示，0≤m≤0.6，M是过渡金属化合物，其包括至少95％的Ni、Mn、Co和Ti中的一种或多种元素；M’存在于所述粉末状氧化物的表面上，并且包含Ca、Sr、Y、La、Ce和Zr中的一种或多种元素，其中，k以所述锂过渡金属氧化物的wt％表示，或者k＝0并且M＝Ni1-c-dMncCOd，其中0＜c＜1和0＜d＜1；或者0.015＜k＜0.15；特征在于，对于所述粉末状氧化物，用Kα辐射测量时，标记为104的在44.5±0.3度的X射线衍射峰具有≤0.1度的FWHM值。通过优化所述金属氧化物的烧结温度，可以使所述FWHM值最小化。
文档编号C01G23/00GK102119128SQ200980130987
公开日2011年7月6日 申请日期2009年8月3日 优先权日2008年8月4日
发明者托马斯·劳, 洪宪杓, 珍斯·马丁·鲍尔森, 金基惠 申请人:尤米科尔公司