CN115676912A - 生产用于电池组的高镍锂化金属氧化物的方法 - Google Patents

生产用于电池组的高镍锂化金属氧化物的方法 Download PDF

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Abstract

一种制备高镍锂化金属氧化物的方法，包括：选择一种或多种镍前体；至少一种非腐蚀性锂盐；以及多种金属氧化物或氢氧化物前体。将金属前体和锂盐混合在一起以形成包含式(F‑1)：LixNiyMzN(1‑y‑z)O(2‑a)Fa的混合物，其中，x＝1.0‑1.1，0.80≤y≤0.90，0.03<z≤0.15，0≤a≤0.05；M为Co或Fe；N为Al、Mn、Fe、Ca、Mg、Ti、Cr、Nb、Mo、W、B或其混合物，当M为Co时，N可以为Fe。混合物在≥750℃的空气中经历烧结(第一步)以形成粉末。该粉末在≤750℃的氧气中经历第二烧结步骤以形成高镍锂化金属氧化物。

Description

生产用于电池组的高镍锂化金属氧化物的方法
技术领域
本公开涉及一种制造用于电化学电池如电池组(battery)的阴极活性材料的方法。更具体地，本公开描述了一种用于生产高镍或富镍锂化金属氧化物的方法。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，不构成现有技术。
在制造锂离子电池组的常规工艺中，高镍阴极材料，例如LixNiyCozM(1-y-z)O2，其中，M是铝(Al)和/或锰(Mn)，x≥0.8，y≤0.15，需要使用氢氧化锂(LiOH)作为锂源在高温(例如≥700℃)下的氧气(O2)环境中生产。在典型的生产工艺中，将硫酸镍(II)、硫酸钴(II)、硫酸铝(III)和/或硫酸锰(II)溶于水，再加入氢氧化钠和氢氧化铵的混合物共沉淀。然后将沉淀的氢氧化物洗涤、干燥并与LiOH*H2O共混。所得共混物或混合物在750℃下的氧气环境中烧结形成锂化高镍金属氧化物。
在此工艺中，氧气是必需的，因为锂化金属氧化物中的镍需处于高氧化态(例如Ni3+)，而起始的硫酸镍(II)前体包括具有Ni2+氧化态的镍。Ni2+在高温下难以氧化为Ni3+，因此在烧结过程中需要高分压的氧气。这也是选择使用LiOH而不是其他锂前体如Li2CO3的主要原因之一。如果使用Li2CO3，在烧结过程中会释放CO2，从而降低氧气分压，导致生成的金属氧化物中混杂的Ni2+和Li+离子的含量增加。
LiOH因其熔点低(即，约462℃)常被使用。熔化的LiOH通过增加锂盐和混合金属氧化物颗粒之间的接触面积促进锂化反应，所以使用LiOH的工艺能够在相对低的温度(700℃-800℃)下形成完全锂化的金属氧化物。相比之下，Li2CO3的熔点为723℃，如果使用碳酸锂作为锂盐，则需>800℃的烧结温度。
此外，由于高镍锂化金属氧化物的热稳定性较差，该工艺的烧结温度不能保持在高水平。更具体地，高镍锂化金属氧化物会在高温下分解形成Li(1-x)Ni(1+x)O2并释放氧气。因此，由于烧结温度较低且在烧结过程中不会产生CO2，常选择LiOH而非Li2CO3用于商业生产高镍锂化金属氧化物阴极材料。
不幸的是，在生产工艺中通常使用的烧结温度下，LiOH对熔炉和坩埚的金属部件具有高度腐蚀性。在生产过程中产生的腐蚀速率通常会导致生产成本的显著和不期望的增加。为提高效率并降低生产成本，期望用非腐蚀性盐代替LiOH。
发明内容
本公开一般涉及一种制造用于电化学电池如电池组的阴极活性材料的方法。更具体地，本公开描述了一种用于生产高镍或富镍锂化金属氧化物的方法。
用于制备高镍锂化金属氧化物的方法一般包括：
a.选择一种或多种镍前体；
b.提供至少一种非腐蚀性锂盐；
c.输送多种金属氧化物或氢氧化物前体；
d.混合所述一种或多种镍前体、所述至少一种非腐蚀性锂盐和所述多种金属氧化物或氢氧化物前体以形成包含下式的混合物：
LixNiyMzN(1-y-z)O(2-a)Fa (F-1)
其中，x＝1.0-1.1，0.80≤y≤0.90，0.03<z≤0.15，0≤a≤0.05，M为Co或Fe；N为Al、Mn、Fe、Ca、Mg、Ti、Cr、Nb、Mo、W、B或其混合物，当M为Co时，N可以为Fe；
e.在第一烧结步骤中，混合物在温度≥750℃的空气环境中烧结以形成粉末；
f.在第二烧结步骤中，粉末在温度≤750℃的氧气环境中烧结以形成高镍锂化金属氧化物。
根据本公开的另一方面，用于电池组的阴极活性材料包括根据上述方法形成并在本文中进一步定义的材料，其组成根据式(F-1)进行描述。
根据本公开的又一方面，提供一种锂离子或锂电池组，其包含具有根据式(F-1)的组成的阴极活性材料。
基于本文提供的描述，进一步的适用领域将变得显而易见。应当理解，此处的描述及具体示例仅旨在用作说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
为使本公开更易理解，现将参考附图描述其通过实施例给出的多种形式。每个附图中的部件不必按比例绘制，主要强调说明本公开的原理。
图1是示出根据本公开的教导的用于生产高镍或富镍锂化金属氧化物的两步烧结方法的流程图。
图2A和图2B示出了根据本公开的教导制备的并在不同条件下烧结的NCA80(图2A)和NCA90(图2B)的X射线衍射(XRD)图谱。
图3示出了在暴露于和不暴露于氧气环境中的第二烧结步骤(750℃)的情况下在空气环境中使用第一烧结步骤(800℃)烧结的NCA80的另外的X射线衍射(XRD)图谱。
图4示出了在暴露于和不暴露于氧气环境中的第二烧结步骤(750℃)的情况下在空气环境中使用第一烧结步骤(800℃)烧结的NCMA90的另一X射线衍射(XRD)图谱。
本文的附图仅用于说明目的，不旨在以任何方式限制本公开的范围。应当理解，在所有描述和附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部分和特征。
具体实施方案
以下描述本质上仅是示例性描述并不旨在限制本公开或其应用或用途。例如，根据本文包含的教导制备和使用的高镍或富镍锂化金属氧化物在本公开中被描述为与电池组一同使用的阴极活性材料，以便更充分地说明其结构要素和用途。这种高镍锂化金属氧化物在其他应用中的结合和使用，包括但不限于作为其他电化学电池中电极的至少一部分，被认为在本公开的范围内。
就本公开的目的而言，本文中的术语“约”和“基本上”用于修饰与本领域技术人员已知的预期变化(例如，测量的局限性和可变性)相关的可测量值和范围。
就本公开的目的而言，本文中的术语“至少一个”和“一个或多个”要素可互换使用且具有相同的含义。这些术语，其指包括单个要素或多个要素，也可以由要素末尾的后缀“(s)”表示。例如，“至少一种金属”、“一种或多种金属”和“金属(s)”可互换使用且具有相同的含义。
本公开一般提供了使用一种或多种非腐蚀性锂盐生产用作阴极活性材料的高镍或富镍锂化金属氧化物的两步方法。参考图1，该方法1包括选择5一种或多种镍前体，提供10至少一种非腐蚀性锂盐，输送15多种金属氧化物或氢氧化物前体，使得至少一种金属氧化物或氢氧化物前体包括钴(Co)、铁(Fe)或其组合，以及至少另一种金属前体包括铝(Al)、锰(Mn)、钙(Ca)、镁(Mg)、钛(Ti)、铬(Cr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钨(W)、硼(B)或其组合。
将一种或多种镍前体、至少一种非腐蚀性锂盐和多种金属氧化物或氢氧化物前体混合20以形成包含下式(F-1)的混合物、由下式(F-1)组成的混合物、或主要由下式(F-1)组成的混合物：
LixNiyMzN(1-y-z)O(2-a)Fa (F-1)
其中，x＝1.0-1.1，0.80≤y≤0.90，0.03<z≤0.15，0≤a≤0.05；M为Co或Fe；N为Al、Mn、Fe、Ca、Mg、Ti、Cr、Nb、Mo、W、B或其组合，当M为Co时，N为Fe。或者，在式(F-1)中，0.80≤y≤0.87；或者，0.80≤y≤0.85。氟(F)可有目的地存在或作为杂质包含。或者，F可以不存在，即a为0，式(F-1)可以写作LixNiyMzN(1-y-z)O2。或者，式(F-1)中的N可以为Al、Mn、Fe、Mo或其组合。当Al和Mn以组合存在时，Al:Mn的摩尔比范围是0.99/0.01至0.01/0.99；或者范围是0.2/0.8至0.8/0.2；或者范围是0.3/0.7到0.7/0.3。当Al、Mn、和Mo或Fe以组合存在时，Al、Mn、和Fe或Mo之比[Al:Mn:(Fe-Mo)]的范围可以是0.99/0.05/0.05或0.05/0.99/0.05或0.05/0.05/0.99。或者，Al：Mn：(Fe或Mo)之比的范围是0.1/0.8/0.1或0.8/0.1/0.1或0.1/0.1/0.8；或者范围是0.15/0.7/0.15或0.7/0.15/0.15或0.15/0.15/0.7。
非腐蚀性锂盐可以选择为乙酸锂、硝酸锂、草酸锂、碳酸锂或其混合物。或者，非腐蚀性盐为碳酸锂(Li2CO3)。
钴或铁前体(M)可以包括但不限于Co3O4、CoO、Co(OH)2、CoOOH、碳酸钴、乙酸钴、草酸钴、硝酸钴、Fe3O4、Fe2O3、FeO、FeOOH、Fe(OH)3、Fe(OH)2、碳酸铁、乙酸铁、草酸铁、硝酸铁或类似材料。或者，钴或铁前体可以包括Co3O4、CoO、Fe3O4或Fe2O3。或者，钴前体为Co3O4。当M为Co时，铁前体也可以为N。
可使用的其他金属氧化物或金属氢氧化物前体(N)包括但不限于Al2O3、Al(OH)3、乙酸铝、碳酸铝、草酸铝、乙醇铝、丙醇铝(aluminum propyl oxide)、丁醇铝(aluminumbutyl oxide)、B2O3、B2O5、H3BO3、乙酸硼、硼酸盐。金属氧化物或金属氢氧化物前体是金属氧化物、金属氢氧化物、或分解成金属氧化物或金属氢氧化物的金属化合物。或者，金属氧化物或金属氢氧化物前体(N)包括Al(OH)3和/或H3BO3。
镍前体可以包括但不限于氧化镍、氢氧化镍、羟基氧化镍、乙酸镍、碳酸镍、草酸镍。当需要时，氧化镍可以由在高温下分解Ni(NO3)2*6H2O 3-6小时或者约4-5小时的时间形成。或者，镍前体是氧化镍。
镍前体、非腐蚀性锂盐、金属氧化物或氢氧化物前体可以使用分批或连续混合系统来混合，所述分批或连续混合系统为包括，例如，但不限于球磨机、搅拌式球磨机、气流粉碎机、犁头混合机或类似设备。或者，使用球磨机将材料与液体介质(例如水)以约4/6的固/液比与1-20mm的珠(氧化物/珠质量比为1/3)混合1-24小时；或者，混合约5小时。或者，在没有液体介质的情况下使用球磨机混合材料1-24小时，氧化物/珠的比例范围为1/1至1/20，珠的尺寸范围为1mm至20mm。或者，在没有任何珠的情况下，通过将材料共混在一起1-24小时来将它们混合。
混合后，通过本领域技术人员已知的任何方式收集并干燥混合物，所述方式包括但不限于过滤和经历热环境中，如在烘箱中，以除去液体或水分。或者，可以通过本领域技术人员已知的常规方法喷雾干燥混合物。
再次参考图1，第一烧结步骤或预烧结步骤通过将非腐蚀性锂盐、镍前体、金属氧化物或氢氧化物前体的混合物暴露于高温以分解非腐蚀性锂盐并形成具有高度Li+/Ni2+混合含量的锂化金属氧化物来执行25。该第一烧结步骤中的温度通常大于或等于750℃；或者≥800℃；或者≥850℃；或者在≥750℃且≤1000℃的范围；或者≥800℃且≤950℃；或者≥850℃且≤900℃。预烧结步骤中的烧结环境可以是空气，第一烧结步骤中的时间是2-24小时的范围；或者约5-20小时的范围；或者7-15小时的范围；或者约10小时。
仍参考图1，在预烧结或第一烧结步骤之后，锂化金属氧化物通过以下进行处理：在第二烧结步骤或后处理步骤中的相对低温的氧气环境中进一步烧结30，以将任何剩余的Ni2+氧化为Ni3+，并重组富镍锂化金属氧化物中Ni3+的分布以降低Li+/Ni2+的混合含量。该第二烧结步骤的烧结温度通常为≤750℃；或者为≤750℃且≥700℃。就本公开的目的而言，氧气环境是指其中氧气分压大于空气中氧气分压的环境。或者，氧气环境可以是纯氧。该第二烧结步骤中的时间是2-24小时的范围；或者约5-20小时；或者7-15小时的范围；或者约10小时。根据本公开的一个方面，该第二烧结步骤中的烧结时间长于第一烧结步骤中的烧结时间。
在配备有Cu Kα射线的台式Rigaku X射线机使用30kV的工作电压和15mA的电流对高镍锂化金属氧化物进行表征。以X射线衍射(XRD)(003)/(104)峰比作为Li+/Ni2+的混合含量的指标。(003)/(104)峰比越高表示混合在Li+和Ni2+间的阳离子含量越低，这意味着电化学性能更好。(003)峰出现于层状岩盐结构的衍射中，(104)峰出现于层状和立方岩盐结构两者的衍射中。Li+和Ni2+完全混合时，(003)反射的强度应为零。
相对于富镍锂化金属氧化物中存在的总金属含量，高镍锂化金属氧化物中镍(Ni)含量的范围是约80摩尔％至小于90摩尔％。或者，镍含量是80摩尔％至85摩尔％。相对于富镍锂化金属氧化物中存在的总金属含量，钴(Co)和/或铁(Fe)的含量是1摩尔％至20摩尔％。或者，钴或铁的含量是5-15摩尔％。
在本公开中提供的具体实施例用于说明本公开的多个实施方案，不构成对本公开的范围的限制。实施方案已经以能够撰写清楚和简洁的说明书的方式进行了描述，但是其旨在或将理解，实施方案可以在不背离本公开的情况下以多种方式进行组合或拆分。例如，将理解，本文描述的所有优选特征都适用于本文所述的本发明的所有方面。
实施例1：LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA80)和LiNi0.9Co0.05Al0.05O2(NCA90)的制备和测试
在600℃的空气环境中分解Ni(NO3)2*6H2O 4小时生产超过100克的氧化镍(NiO)。对于LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA80)，将19.40克Li2CO3、29.88克NiO、6.02克Co3O4、1.95克Al(OH)3以固体/水质量比4/6和氧化物/珠质量比1/3球磨5小时。将33.61克NiO与19.40克Li2CO3、2.01克Co3O4、1.95克Al(OH)3在水中球磨5小时制备LiNi0.9Co0.05Al0.05O2(NCA90)。固体/水质量比为4/6。将研磨的浆液喷雾干燥。干燥的粉末在表1描述的各种条件下烧结。
还测量了所得的高镍锂化金属氧化物的X射线衍射(XRD)(003)/(104)峰比，如表1所示。图2A和2B也提供了测得的NCA80与NCA90的X射线衍射(XRD)图谱用于比较。与所有非锂金属相比，NCA80样品包含80摩尔％的镍，而与非锂金属相比，NCA90样品包含90摩尔％的镍。
表1.NCA80和NCA90的烧结条件和(003)/(104)峰比。
烧结条件(003)/(104)峰比
Figure BDA0003773590140000081
烧结条件(003)/(104)峰比
Figure BDA0003773590140000082
如表1所示，在空气环境中(850℃)进行预烧结步骤，然后在氧气环境中(750℃)进行第二后处理烧结步骤的NCA80样品(80摩尔％的镍)的(003)/(104)峰比最高。当仅在空气中(850℃)进行烧结步骤时，NCA80样品的(003)/(104)峰比低于在750℃的较低温度在氧气中烧结处理的样品(即，0.95vs.1.25)。由于在空气中烧结时发生氧气分压的降低，因此该结果是可以预期的。当仅在氧气中烧结时，在850℃处理的样品比在750℃处理的样品的(003)/(104)峰比低。由于高镍锂化金属氧化物的热稳定性差，因此该结果也是可以预期的。对于在850℃烧结后在750℃的氧气中处理的样品，其(003)/(104)峰比为1.47，这高于在750℃或850℃的氧气中烧结的样品。这一结果证实了750℃的氧气处理已经氧化了850℃空气烧结的样品中的Ni2+杂质，且Li/Ni混合水平甚至低于在氧气中烧结的样品。因此，在比第一预烧结步骤更低的温度下的氧气中使用后处理(第二)烧结步骤减少Li+/Ni2+混合且使Ni3+离子重新分布。
仍参考表1，当Ni含量增加到90摩尔％时，观察到的在氧气中的后处理效果不同(参见NCA90)。在这种情况下，在氧气中使用后处理实际上将(003)/(104)峰比降低至的值甚至低于在空气中烧结的样品测得的值(0.82vs 0.99)。该结果表明在该镍浓度下，两步烧结方法对于维持低Li+/Ni2+混合水平是无效的。
实施例2.LiNi0.8Co0.15Al0.05O2(NCA80)的进一步制备和测试
除第一烧结温度为800℃而不是850℃之外，采用与实施例1中讨论的材料相同的制备条件来制备NCA80。干燥的粉末最终在表2中所述的各种条件下烧结。测量所得的高镍锂化金属氧化物的X射线衍射(XRD)(003)/(104)峰比，如表2所示。NCA80样品包含80摩尔％的镍。
表2中所示的X射线衍射(003)/(104)峰比与表1中观察到的具有相同的趋势。在空气中(800℃)进行第一烧结步骤且在氧气中(750℃)进行第二烧结步骤的样品的(003)/(104)XRD峰比远高于单一空气(800℃)烧结步骤烧结的样品(1.31vs 0.95)。事实上，实施例2中的(003)/(104)峰比甚至高于表1所示的在更高温度(850℃)的纯氧中烧结的两个NCA80样品。
图3还提供了在不同条件下烧结的NCA80的X射线衍射(XRD)图谱以用于比较。该比较证实两个NCA80样品之间存在峰强度差异。两个样品均未显示任何来自Li2O/Li2CO3的杂质相的存在。
表2.NCA80的烧结条件和(003)/(104)峰比。
Figure BDA0003773590140000091
Figure BDA0003773590140000101
实施例3.Li1.05Ni0.9Co0.05Al0.02Mn0.025B0.005O2(NCMA90)的制备和测试
氧化镍(NiO)(～325目，99％)采购自美国的Sigma Aldrich。NCMA90样品通过在水中球磨38.8克Li2CO3、67.22克NiO、4.01克Co3O4、1.56克Al(OH)3、0.309克H3BO3来制备。固体/水质量比为4/6。向分散体中加入总共160克2mm陶瓷珠，并研磨分散体5小时。目标组分为Li1.05Ni0.9Co0.05Al0.02Mn0.025B0.005O2。添加略微过量的碳酸锂以弥补预计在烧结过程中损失的锂。
研磨后，用台式喷雾干燥器对分散体进行喷雾干燥。干燥后，首先将粉末在500℃的空气中烧结2小时，然后在850℃烧结10小时。然后将空气烧结的粉末转移到玻璃管中，并在750℃和流动的纯氧中再次烧结10小时。使用台式Rigaku X射线机测量X射线衍射(XRD)图谱。
烧结条件和相应的(003)/(104)峰比如表3所示。与仅在空气中烧结的样品相比，暴露于纯氧后处理烧结步骤的NCMA90样品表现出(003)/(104)峰比的增加(0.91→1.01)。该实施例证实，即使在Ni含量为90摩尔％的条件下，纯氧后处理的使用可以增加(003)/(104)峰比，但(003)/(104)峰比的值与具有较低Ni含量的样品所观察到的(003)/(104)峰比的值不在同一水平(见表1和表2中的NCA80)。
表3.NCMA90的烧结条件和(003)/(104)峰比。
烧结条件(003)/(104)峰比
Figure BDA0003773590140000102
Figure BDA0003773590140000111
根据本公开的另一方面，描述了一种用于电化学电池的阴极活性材料。根据上述和图1中的方法制备的材料一般包括式F-1所示的化学式。电化学电池可以选择为具有用于电极之一的至少一部分的阴极活性材料或高镍锂化金属氧化物的锂离子或锂电池组。
在本说明书中，实施方案已经以能够撰写清楚和简洁的说明书的方式进行了描述，但是其旨在或将理解，实施方案可以在不背离本公开的情况下以多种方式进行组合或拆分。例如，将理解，本文描述的所有优选特征都适用于本文所述的本发明的所有方面。
依据本公开，本领域技术人员将理解，在不背离或超出本公开的精神或范围的情况下，可以对本文所公开的具体实施方案进行许多改变，并且仍能获得相同或类似的结果。本领域技术人员将进一步理解，本文中报道的任何性质表示常规测量的性质并且可以通过多种不同方法获得。本文描述的方法代表一种这样的方法以及可以在不超出本公开范围的情况下使用的其他方法。
出于说明和描述的目的，前文的描述已呈现了本发明的多种形式。不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。鉴于以上教导，许多修改或变化是可能的。选择和描述所讨论的形式，以提供对本发明的原理及其实际应用的最佳说明，从而使本领域的普通技术人员能够以多种形式和适合预想的具体用途的多种修改来使用本发明。当根据公平、合法和公正地享有的范围进行解释时，所有这样的修改和变化都在所附权利要求所确定的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种用于制备高镍锂化金属氧化物的方法，所述方法包括：
a.选择一种或多种镍前体；
b.提供至少一种非腐蚀性锂盐；
c.输送多种金属氧化物或氢氧化物前体；
d.将所述一种或多种镍前体、所述至少一种非腐蚀性锂盐和所述多种金属氧化物或氢氧化物前体以形成包含下式的混合物：
LixNiyMzN(1-y-z)O(2-a)Fa (F-1)
其中，x＝1.0-1.1，0.80≤y≤0.90，0.03<z≤0.15，0≤a≤0.05，M为Co或Fe；N为Al、Mn、Fe、Ca、Mg、Ti、Cr、Nb、Mo、W、B或其混合物，当M为Co时，N为Fe；
e.在第一烧结步骤中，在温度≥750℃的空气环境中烧结所述混合物以形成粉末；以及
f.在第二烧结步骤中，在温度≤750℃的氧气环境中烧结所述粉末以形成高镍锂化金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，式(F-1)中的M为钴。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，式(F-1)中的y为0.80≤y≤0.87。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，式(F-1)中的y为0.80≤y≤0.85。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，式(F-1)中的N为Al。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，式(F-1)中的N为Mn。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，式(F-1)中的N为Al和Mn，其中Al/Mn的摩尔比的范围为0.99/0.01至0.01/0.99。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，式(F-1)中的N为Al、Mn、和Fe或Mo，其中Al/Mn/(Fe-Mo)的摩尔比的范围为0.99/0.05/0.05至0.05/0.99/0.05至0.05/0.05/0.99。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述第二烧结步骤中的氧气环境为纯氧。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述第一烧结步骤中的温度为≥750℃且≤1000℃。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述第一烧结步骤中的温度为≥800℃且≤950℃。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述第一烧结步骤中的温度为≥850℃且≤900℃。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述第一烧结步骤中的烧结时间的范围为2小时至24小时。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述第二烧结步骤中的温度为≤750℃且≥700℃。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述第二烧结步骤中的烧结时间的范围为2小时至24小时。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第二烧结步骤中的烧结时间比第一烧结步骤中的烧结时间更长。
17.一种用于电池组的阴极活性材料，包含根据权利要求1至16中任一项所述的方法形成的材料，所述材料具有根据(F-1)的化学式：
LixNiyMzN(1-y-z)O(2-a)Fa (F-1)
其中，x＝1.0-1.1，0.80≤y≤0.90，0.03<z≤0.15，0≤a≤0.05；M为Co或Fe；N为Al、Mn、Fe、Ca、Mg、Ti、Cr、Nb、Mo、W、B或其混合物，当M为Co时，N为Fe。
18.根据权利要求17所述的阴极活性材料，其中，第二烧结步骤中的烧结温度低于或等于第一烧结步骤中的烧结温度；其中，所述第二烧结步骤中的氧气环境为纯氧。
19.一种锂离子或锂电池组，包括作为其电极之一的阴极活性材料，其中，所述阴极活性材料为根据权利要求1至16中任一项所述的方法形成的高镍锂化金属氧化物，所述高镍锂化金属氧化物具有根据(F-1)的化学式：
LixNiyMzN(1-y-z)O(2-a)Fa (F-1)
其中，x＝1.0-1.1，0.80≤y≤0.90，0.03<z≤0.15，0≤a≤0.05；M为Co或Fe；N为Al、Mn、Fe、Ca、Mg、Ti、Cr、Nb、Mo、W、B或其混合物，当M为Co时，N为Fe。
20.根据权利要求19所述的锂离子或锂电池组，其中，第二烧结步骤中的烧结温度低于或等于第一烧结步骤中的烧结温度；其中所述第二烧结步骤中的氧气环境为纯氧。
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