ES3042084T3 - Positive electrode active material for a rechargeable lithium-ion battery - Google Patents

Positive electrode active material for a rechargeable lithium-ion battery

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Abstract

La presente invención se refiere a materiales activos de electrodo positivo en baterías recargables de iones de litio que presentan una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre el centro y el borde de la partícula secundaria y que poseen un rango específico de tamaño de cristalito. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCION
[0002] Material activo de electrodo positivo para una batería de iones de litio recargable
[0003] Campo técnico y antecedentes
[0004] La presente invención se refiere a un material activo de electrodo positivo adecuado para usarse en baterías de iones de litio recargables que comprenden partículas secundarias que tienen una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre su centro y su borde e incluyen un intervalo específico de tamaños de cristalitos.
[0005] Existe la necesidad de un material de cátodo de NMC rico en Ni con propiedades electroquímicas mejoradas para cumplir con los requisitos de las baterías para su uso en aplicaciones de automóviles y dispositivos electrónicos portátiles. En el marco de la presente invención, un compuesto o material de NMC rico en Ni es un LiM'O2 material de cátodo en donde el contenido molar de Ni es de al menos 75 % en mol.
[0006] La eficiencia del primer ciclo (E<f>) es uno de los índices clave para la evaluación del rendimiento de una batería secundaria. La E<f>es un valor obtenido al dividir la capacidad de descarga inicial (DQ1) por la capacidad de carga inicial (CQ1) multiplicado por 100 (%). Una batería secundaria que tiene una E<f>alta sufre una menor pérdida de iones de litio que acompañan la carga/descarga inicial y es más probable que tenga una gran capacidad por volumen y peso. Por lo tanto, es conveniente que una batería secundaria que tenga una Ef tal alta como sea posible Ya ha habido muchos esfuerzos para mejorar las propiedades electroquímicas del material activo de electrodo positivo, tal como una estructura de núcleo y envoltura del material activo de electrodo positivo. En este sentido, el documento WO2020083980 de Umicore describe materiales activos de electrodo positivo que tienen un contenido de Co más alto y Ni más bajo en la envoltura de los materiales activos de electrodo positivo con propiedades electroquímicas mejoradas. Sin embargo, el contenido de Ni del material activo de electrodo positivo del Ejemplo 1 (EJ1-P1) del documento WO2020/083980 es solo 74 % en mol en comparación con el contenido total de metal y el contenido de Ni del material de electrodo positivo del Ejemplo 2 (EJ2-P1) del documento WO2020/083980 es 73 % en mol en comparación con el contenido total de metal. El Ejemplo Comparativo 2 del documento WO2020/083980 describe un material activo de electrodo positivo (CEJ2-P1) que tiene un contenido de Ni de 76 % en mol en comparación con el contenido total de metal del material activo de electrodo positivo. Sin embargo, CEJ2-P1 se prepara mediante un precursor de hidróxido metálico que tiene un contenido de Co en una cubierta de menos del 50 % en mol en comparación con el contenido total de metal en la cubierta. Por lo tanto, se espera que el material activo de electrodo positivo CEJ2-P1 no tenga la estructura de núcleo-envoltura debido a la difusión de Co durante una etapa de calentamiento. Esa es la razón por la cual el CEJ2-P1 tiene propiedades electroquímicas inferiores. 51 bien se logran buenas propiedades electroquímicas, los costos de fabricación aún pueden mejorarse. Un factor de costo importante es la concentración total de Co en un material activo de electrodo positivo.
[0007] En consecuencia, la presente invención tiene como objetivo proporcionar un material activo de electrodo positivo rico en Ni (es decir, que comprende al menos 75 % en mol de Ni) que tiene excelentes propiedades electroquímicas, tales como una capacidad de descarga inicial (DQ1) superior a 205 mAh/g y una eficiencia del primer ciclo (Ef) mayor que 90 %.
[0008] Resumen
[0009] Este objetivo se logra mediante la provisión de un material activo de electrodo positivo adecuado para baterías recargables de iones de litio, en donde el material activo de electrodo positivo que comprende Li, M' y oxígeno, en donde M' comprende:
[0010] - Ni en un contenido x entre 75,0 % en mol y 95,0 % en mol, con relación a M',
[0011] - Co en un contenido y entre 1,0 % en mol y 25,0 % en mol, con relación a M',
[0012] - Mn en un contenido z entre 0,0 % en mol y 25,0 % en mol, con relación a M',
[0013] - Al en un contenido b entre 0,0 % en mol y 5,0 % en mol, con relación a M',
[0014] - Elemento distinto de Li, Ni, Mn, Co, O y Al en un contenido a entre 0,0 % en mol y 5,0 % en mol, con relación a M', - en donde los contenidos de x, y, z, a y b se miden mediante ICP,
[0015] - en donde x+y+z+a+b es 100,0 % en mol,
[0016] en donde dicho material activo de electrodo positivo comprende partículas secundarias que consisten en una pluralidad de partículas primarias,
[0017] en donde el material activo de electrodo positivo tiene un contenido de Ni Ni<borde>y contenido de Co Co<borde>medido por EDS de sección transversal (CS-EDS) en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde el material activo de electrodo positivo tiene un contenido de Ni Ni<centro>y contenido de Co Co<centro>medido por CS-EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS- EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo,
[0018] en donde la relación Ni<borde>/ Ni<centro>< 0,98,
[0019] en donde la relación Co<borde>/ Co<centro>> 1,10,
[0020] en donde dichas partículas secundarias tienen un tamaño de cristalito promedio de al menos 15 nm y a lo máximo 40 nm, según se determina por XRD.
[0021] Un material activo de electrodo positivo se define en la presente descripción como un material que es electroquímicamente activo en un electrodo positivo. Por material activo, debe entenderse un material capaz de capturar y liberar iones de Li cuando se somete a un cambio de tensión durante un período de tiempo predeterminado.
[0022] La presente invención se refiere a las siguientes modalidades:
[0023] Modalidad 1
[0024] En un primer aspecto, la presente invención proporciona un material activo de electrodo positivo adecuado para baterías recargables de iones de litio, dicho material activo de electrodo positivo comprende Li, M' y oxígeno, en donde M' comprende:
[0025] - Ni en un contenido x entre 75,0 % en mol y 95,0 % en mol, con relación a M';
[0026] - Co en un contenido y entre 1,0 % en mol y 25,0 % en mol, con relación a M';
[0027] - Mn en un contenido z entre 0,0 % en mol y 25,0 % en mol, con relación a M',
[0028] - Al en un contenido b entre 0,0 % en mol y 5,0 % en mol, con relación a M',
[0029] - Elementos distintos de Li, Ni, Mn, Co, O y Al en un contenido entre 0,0 % en mol y 5,0 % en mol, con relación a M', - en donde los contenidos de x, y, z, a y b se miden mediante ICP,
[0030] - en donde x+y+z+a+b es 100,0 % en mol,
[0031] en donde dicho material activo de electrodo positivo comprende partículas secundarias que consisten en una pluralidad de partículas primarias,
[0032] en donde el material activo de electrodo positivo tiene un contenido de Ni Ni<borde>y contenido de Co Co<borde>medido por EDS de sección transversal (CS-EDS) en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde el material activo de electrodo positivo tiene un contenido de Ni Ni<centro>y contenido de Co Co<centro>medido por CS-EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo,
[0033] en donde la relación Ni<borde>/ Ni<centro>< 0,98,
[0034] en donde la relación Co<borde>/ Co<centro>> 1,10,
[0035] en donde dichas partículas secundarias tienen un tamaño de cristalito promedio de al menos 15 nm y a lo máximo 40 nm, según se determina por XRD.
[0036] Preferentemente, el contenido de Ni x > 77,0 % en mol y con mayor preferencia x > 80,0 % en mol, con relación a M'.
[0037] Preferentemente, el contenido de Ni x < 93,0 % en mol y con mayor preferencia x < 91,0 % % en mol, con relación a M'.
[0038] Preferentemente, el contenido de Co y > 2 % en mol, con mayor preferencia y > 3,0 % en mol y aún con mayor preferencia y > 5,0 % en mol, con relación a M'.
[0039] Preferentemente, el contenido de Mn z >1 % en mol, con mayor preferencia > 3,0 % en mol y aún con mayor preferencia z > 4,0 % en mol, con relación a M'.
[0040] En otra modalidad, dicho Ni en un contenido x está entre 80 % en mol y 93 % en mol con relación a M' y dicho Co en un contenido y está entre 1,0 % en mol y 20,0 % en mol con relación a M'.
[0041] En una modalidad preferida, el material activo de electrodo positivo de la presente invención comprende un polvo de óxido de metal de transición de litio.
[0042] Modalidad 2
[0043] En una segunda modalidad, preferentemente de acuerdo con la modalidad 1, el material activo de electrodo positivo de la presente invención comprende Al en un contenido b entre 0,1 % en mol y 3,0 % en mol, con relación a M'. Preferentemente, el contenido de Al b es > 0,15 % en mol, con mayor preferencia b > 0,2 % en mol y con la máxima preferencia b > 0,3 % en mol, con relación a M'.
[0044] Preferentemente, el contenido de Al b es < 2,0 % en mol, con mayor preferencia b < 1,0 % en mol y con la máxima preferencia b es < 0,5 % en mol, con relación a M'.
[0045] Modalidad 3
[0046] En una tercera modalidad, preferentemente de acuerdo con la modalidad 1 o la modalidad 2, el material activo de electrodo positivo de la presente invención comprende un contenido de Ni Ni<borde>y contenido de Co Co<borde>medido por EDS de sección transversal (CS-EDS) en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como fracciones molares en comparación con la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde el material activo de electrodo positivo tiene un contenido de Ni Ni<centro>y contenido de Co Co<centro>medido por CS-EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como fracciones molares en comparación con la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde la relación Ni<borde>/ Ni<centro>< 0,97,
[0047] en donde la relación Co<borde>/ Co<centro>> 1,15.
[0048] En el marco de esta invención, el borde exterior de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo es el límite o límite exterior que distingue la partícula secundaria de su entorno exterior. La fracción molar de un elemento en el centro de una partícula secundaria se determina mediante la medición EDS de la muestra en sección transversal en la parte central de la partícula secundaria. La parte central de la partícula secundaria es el punto central del eje más largo en una partícula secundaria en la sección transversal.
[0049] Una partícula secundaria tomada para la medición de CS-EDS tiene típicamente un diámetro de D50±0,5 pm, según se determina por el análisis de distribución del tamaño de partícula.
[0050] Preferentemente, el Ni<borde>/ Ni<centro>< 0,96.
[0051] Preferentemente, el Ni<borde>/ Ni<centro>> 0,8, y con mayor preferencia Ni<borde>/ Ni<centro>> 0,85.
[0052] Preferentemente, el Co<borde>/ Co<centro>> 1,20, y con mayor preferencia Co<borde>/ Co<centro>> 1,30.
[0053] Preferentemente, el Co<borde>/ Co<centro>< 1,8, y con mayor preferencia Co<borde>/ Co<centro><1,7.
[0054] Preferentemente, la diferencia entre Ni<borde>y Ni<centro>es al menos 5 % en mol y una diferencia entre Co<borde>y Co<centro>es al menos 2 % en mol, lo que muestra de esta manera gradientes de concentración de Ni y Co desde el borde hasta el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo.
[0055] Preferentemente, la relación C0<borde>/C<3/4>es menor que la relación Co<borde>/Co<centro>, en donde C<3/4>es un contenido de Co expresado como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS a % de distancia desde el borde de la partícula secundaria hasta el centro de la partícula secundaria.
[0056] Preferentemente, la relación Ni<borde>/Ni<3/4>es mayor que la relación Ni<borde>/Ni<centro>, en donde Ni<3/4>es un contenido de Ni expresado como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS a % de distancia desde el borde de la partícula secundaria hasta el centro de la partícula secundaria.
[0057] Preferentemente, el material activo de electrodo positivo tiene una pendiente de gradiente de cobalto (% en mol/pm) en donde 0,2 < pendiente de gradiente de cobalto < 1,0, preferentemente 0,4 < pendiente de gradiente de cobalto < 0,9 y la pendiente de gradiente de cobalto se representa mediante la siguiente fórmula:
[0059] <C O ru „,;.-C o ,.., i„ , ?n % f u rr.o l>
[0060] <Pendiente del gradiente de Co (% en mol /mi) =>distancia entre borde—centro en t¿m
[0062] En el marco de esta invención, el material que tiene un gradiente de concentración que indica un material que tiene una diferencia en la concentración de Co y Ni entre su centro y su borde, en donde dichos contenidos de Ni y Co se expresan como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el centro o borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo.
[0063] Preferentemente, un contenido de Mn Mnborde medido por EDS de sección transversal (CS-EDS) en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde un contenido de Mn se expresa como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde Mnborde es mayor que 0 % en mol.
[0064] Modalidad 4
[0065] En un cuarto aspecto, preferentemente de acuerdo con las modalidades 1 a 2, el material activo de electrodo positivo de la presente invención comprende partículas secundarias que típicamente tienen un tamaño de cristalito promedio de al menos 15 nm, según se determina por XRD.
[0066] Preferentemente, las partículas secundarias del material activo de electrodo positivo tienen un tamaño de cristalito promedio de al menos 17 nm, con mayor preferencia al menos 20 nm según se determina por XRD.
[0067] Preferentemente, las partículas secundarias del material activo de electrodo positivo tienen un tamaño de cristalito promedio de a lo máximo 40 nm, con mayor preferencia a lo máximo 38 nm y con la máxima preferencia a lo máximo 35 nm según se determina por XRD.
[0068] Modalidad 5
[0069] En un quinto aspecto, preferentemente de acuerdo con las modalidades 1 a 4, el material activo de electrodo positivo de la presente invención comprende el elemento distinto de Li, O, Ni, Co, Mn y Al en un contenido a está entre 0,01 % en mol y 5,0 % en mol, y preferentemente a está entre 0,1 % en mol y 4 % en mol, con relación a M'. En otro aspecto, el elemento distinto de Li, O, Ni, Co, Mn y Al se selecciona preferentemente del grupo que consiste en: B, Ba, Ca, Cr, Fe, Mg, Mo, Nb, S, Si, Sr, Ti, Y, V, W, Zn y Zr, y con la máxima preferencia es S.
[0070] En un aspecto adicional, el material activo de electrodo positivo de la presente invención comprende preferentemente S en un contenido a entre 0,6 % en mol y 3,0 % en mol, con la máxima preferencia S en un contenido a entre 0,65 % en mol y 2,0 % en mol, y aún con mayor preferencia S en un contenido a entre 0,7 % en mol y 1,5 % en mol, con relación a M'.
[0071] Modalidad 6
[0072] En un sexto aspecto, la presente invención proporciona una batería que comprende el material activo de electrodo positivo de la presente invención.
[0073] Modalidad 7
[0074] En un séptimo aspecto, la presente invención proporciona el uso de una batería de acuerdo con la presente invención en un ordenador portátil, una tableta, un teléfono móvil, un vehículo con energía eléctrica, o un sistema de almacenamiento de energía.
[0075] Breve descripción de las figuras
[0076] Figura 1. Difractograma de rayos X de material LaB6 estándar en el intervalo de 40°-70° (eje x: 20 en grados, eje y: intensidad como unidad arbitraria)
[0077] Figura 2. Difractograma de rayos X de EJ1.1 en el intervalo de 42°-47° después de separar la contribución de Ka1 y Ka2 (eje x: 20 en grados, eje y: intensidad como unidad arbitraria)
[0078] Figura 3. Barrido de EDS de sección transversal (CS-EDS) de EJ1.1 que muestra los gradientes de concentración de Ni y Co desde el borde hasta la parte central de la partícula secundaria (eje x: distancia desde el borde en pm, eje y: concentración de elemento en % en mol relativa a la concentración molar total de Ni, Mn y Co)
[0079] Figura 4. Barrido de EDS de sección transversal (CS-EDS) de EJ1.2 que muestra los gradientes de concentración de Ni y Co desde el borde hasta la parte central de la partícula secundaria (eje x: distancia desde el borde en pm, eje y: concentración de elemento en % en mol relativa a la concentración molar total de Ni, Mn y Co)
[0080] Figura 5. Barrido de EDS de sección transversal (CS-EDS) de CEJ1 que muestra que no hay gradientes de concentración de Ni y Co desde el borde hasta la parte central de la partícula secundaria (eje x: distancia desde el borde en pm, eje y: concentración de elemento en % en mol con relación a la concentración molar total de Ni, Mn y Co)
[0081] Figura 6. Barrido de EDS de sección transversal (CS-EDS) de CEJ2 que muestra que no hay gradientes de concentración de Ni y Co desde el borde hasta la parte central de la partícula secundaria (eje x: distancia desde el borde en pm, eje y: concentración de elemento en % en mol con relación a la concentración molar total de Ni, Mn y Co)
[0082] Descripción detallada
[0083] Los materiales de cátodo de NMC ricos en Ni de acuerdo con la presente invención tienen típicamente una o más de las siguientes ventajas de una eficiencia del primer ciclo (Ef) mejorada, estabilidad de ciclo y estabilidad térmica que promueven un mayor nivel de seguridad. Se cree que esto se logra mediante el material del electrodo positivo que tiene una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre su centro y su borde, en donde el contenido de Ni en el borde es menor que el del centro y el contenido de Co en el borde es mayor que el del centro de la partícula, y también que las partículas secundarias del material del electrodo positivo tienen un tamaño de cristalito promedio específico. Típicamente, el material de electrodo positivo de la presente invención comprende partículas secundarias que tienen un tamaño mediano D50 de al menos 2 pm, y preferentemente de al menos 3 pm según se determina por análisis de tamaño de partícula por difracción de láser.
[0084] Preferentemente, dicho material tiene un tamaño mediano de partículas secundarias D50 de a lo máximo 16 pm, y preferentemente de a lo máximo 15 pm según se determina por análisis de tamaño de partícula por difracción de láser. Está claro que pueden proporcionarse modalidades de producto adicionales de acuerdo con la invención mediante la combinación de características que se cubren por las diferentes modalidades de producto descritas anteriormente. En un aspecto adicional de la presente invención, el material de electrodo positivo de la presente invención puede prepararse mediante un método que comprende las etapas de:
[0085] - coprecipitación de las primeras fuentes de metal con una base para obtener un primer precursor intermedio a base de M';
[0086] - coprecipitar las primeras fuentes de metal con una base y después añadir dicho primer precursor de semilla intermedio a base de M' para obtener un segundo precursor intermedio a base de M';
[0087] - precipitar la segunda fuente de metal con una base sobre el segundo precursor intermedio a base de M' para obtener un tercer precursor a base de M' que tiene una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre su centro y su borde;
[0088] - mezclar el tercer precursor a base de M' obtenido que tiene una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre su centro y su borde con una fuente de litio, en donde de esta manera se obtiene una mezcla; y
[0089] - calentar la mezcla en una atmósfera oxidante, a una temperatura de entre 650 °C y < 750 °C para obtener un polvo de óxido de metal de transición de litio.
[0090] La ventaja de usar la temperatura de calentamiento específica en la etapa final del método de la presente invención es que evita o limita el crecimiento de cristalitos de las partículas secundarias y asegura que la diferencia en concentración de cobalto y níquel entre el centro y el borde del precursor se retenga en el material del electrodo positivo.
[0091] Típicamente, las primeras fuentes de metal son sales de metales de transición, y preferentemente sulfatos de los elementos M' Ni, Mn y/o Co.
[0092] La base típicamente usada es un compuesto alcalino, tal como un hidróxido alcalino, por ejemplo, hidróxido de sodio, y/o amoníaco.
[0093] La fuente de litio que puede usarse comprende LiOH, Li<2>O y/o LOH.H<2>O.
[0094] La segunda fuente de metal usada para preparar el tercer precursor basado en M' es típicamente una sal de metal de transición, y preferentemente un sulfato de los elementos M' Mn y/o Co.
[0095] Típicamente, la etapa de calentamiento se lleva a cabo durante un tiempo entre 6 y 36 horas.
[0096] Opcionalmente, puede añadirse un elemento que contiene compuesto al material del electrodo positivo. Preferentemente, dicho compuesto que contiene el elemento se añade en la etapa de mezcla junto con la fuente de litio al precursor a base de M' que tiene una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre el centro y el borde. Alternativamente, dicho compuesto que contiene elemento puede mezclarse junto con el precursor a base de M' que tiene una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre el centro y el borde antes de la etapa de mezclado.
[0097] Preferentemente, el elemento del compuesto de elemento es un elemento distinto de Li, O, Ni, Co, Mn y Al, y con mayor preferencia se selecciona del grupo que consiste en: B, Ba, Ca, Cr, Fe, Mg, Mo, Nb, S, Si, Sr, Ti, Y, V, W, Zn y Zr.
[0098] Además, el método descrito en la presente descripción anterior puede comprender las siguientes etapas de:
[0099] - mezclar el polvo de óxido de metal de transición de litio con una solución que comprende sulfato de aluminio, en donde la solución comprende S en una cantidad entre 300 ppm y 3000 ppm con respecto al peso del polvo seco para obtener una mezcla; y,
[0100] - calentar la mezcla en una atmósfera oxidante a una temperatura entre 250 °C y menos de 500 °C para obtener un polvo de material activo de electrodo positivo.
[0101] Preferentemente, el material activo de electrodo positivo comprende S en una cantidad de 0,6 % en mol a 3,0 % en mol, con relación a M'.
[0102] En la siguiente descripción detallada, las modalidades preferidas se describen en detalle para permitir la práctica de la presente invención. Aunque la presente invención se describe con referencia a estas modalidades preferidas específicas, se debe entender que la presente invención no se limita a estas modalidades preferidas. Por el contrario, la presente invención incluye numerosas alternativas, modificaciones y equivalentes como resultará evidente a partir de la consideración de la siguiente descripción detallada.
[0103] Pruebas experimentales usadas en los ejemplos
[0104] Los siguientes métodos de análisis se usan en los Ejemplos:
[0105] A) Análisis de distribución del tamaño de partícula (PSD)
[0106] El PSD se mide mediante el uso de un Malvern Mastersizer 3000 con accesorio de dispersión húmeda Hydro MV después de ejemplos de dispersión de los materiales activos del electrodo positivo en un medio acuoso. Para mejorar la dispersión de los ejemplos de polvo de material activo de electrodo positivo, se aplica suficiente irradiación ultrasónica y agitación, y se introduce un surfactante apropiado. D50 se define como el tamaño de partícula al 50 % de la distribución del volumen % acumulativo.
[0107] B) Análisis de plasma acoplado inductivamente (ICP)
[0108] Los ejemplos de materiales activos de electrodo positivo como se describen en la presente descripción a continuación se miden mediante el método de plasma acoplado inductivamente (ICP) mediante el uso de un ICP Agilent 720-ES. 1 gramo de una muestra en polvo de cada ejemplo se disuelve en 50 ml de ácido clorhídrico de alta pureza en un matraz Erlenmeyer. El matraz se cubre con un vidrio de reloj y se calienta en una placa caliente a 380 °C hasta la completa disolución de la muestra. Después de enfriarse a temperatura ambiente, la solución y el agua de enjuague del matraz Erlenmeyer se transfieren a un matraz volumétrico de 250 ml. Posteriormente, el matraz volumétrico se llena con agua DI hasta la marca de 250 ml, seguido de una homogeneización completa. Se retira una cantidad apropiada de solución con una pipeta y se transfiere a un matraz volumétrico de 250 ml para el 2<da>dilución, donde el matraz volumétrico se llena con estándar interno y ácido clorhídrico al 10 % hasta la marca de 250 ml y después se homogeneiza. Finalmente, esta solución se usa para la medición de ICP. El contenido de Ni, Co, Mn, Al y el elemento distinto de Li, Ni, Mn, Co, O y Al (x, y, z, b y a, respectivamente) medido se expresa como % en mol del total de estos contenidos.
[0109] C) Prueba de pila de botón
[0110] Para la preparación de un electrodo positivo para cada ejemplo descrito más abajo, se prepara una suspensión que contiene un ejemplo del material activo de electrodo positivo como se describe en la presente descripción, un conductor (Super P, Timcal) y un aglutinante (KF#9305, Kureha) - con una formulación de 90:5:5 en peso - en un solvente (NMP, Mitsubishi) mediante el uso de un homogeneizador de alta velocidad. La suspensión homogeneizada se extiende en un lado de una hoja de aluminio mediante el uso de un recubrimiento de cuchilla dosificadora con un espacio de 230 pm. La hoja recubierta con suspensión se seca en un horno a 120 °C y después se presiona mediante el uso de una herramienta de calandrado. Después se seca de nuevo en un horno de vacío para eliminar completamente el solvente restante en la película del electrodo. Una pila de botón se ensambla en una caja de guantes llena de argón. Un separador (Celgard 2320) se ubica entre el electrodo positivo y una pieza de lámina de litio usada como electrodo negativo. LiPF 1 M6 en EC/DMC (1:2) se usa como electrolito y se deja caer entre el separador y los electrodos. Después, la pila de botón se sella completamente para evitar fugas del electrolito.
[0111] Cada pila se cicla a 25 °C mediante el uso de estaciones de ciclo galvanostático controladas por ordenador Toscat-3100 (de Toyo). El programa de pruebas de pilas de botón usado para evaluar las muestras se detalla en la Tabla 1. Los programas usan una definición de corriente de 1 C de 160 mA/g y comprenden la evaluación del rendimiento de la velocidad a 0,1 C en el intervalo de ventana de metal de 4,3~3,0 V/Li. La capacidad de carga inicial (CQ1) y la capacidad de descarga (DQ1) se miden en modo de corriente constante (CC). La eficiencia del primer ciclo (E<f>) se expresa en % como:
[0114]
[0116] Tabla 1. Programa de pruebas de pilas de botón
[0119]
[0121] 4D) Espectroscopia de rayos X de dispersión de energía en sección transversal (CS-EDS)
[0122] D1) Preparación de sección transversal
[0123] Las secciones transversales de los ejemplos de material activo de electrodo positivo como se describen en la presente descripción a continuación se preparan mediante un instrumento de pulido de sección transversal de haz de iones (CP) JEOL (IB-0920CP). El instrumento usa gas argón como fuente de haz.
[0124] Para preparar el espécimen, una pequeña cantidad de un polvo de material activo de electrodo positivo se mezcla con una resina y un endurecedor, después la mezcla se calienta durante 10 minutos en una placa caliente. Después del calentamiento, se coloca en el instrumento de haz de iones para su corte y los ajustes se ajustan en un procedimiento estándar, con una tensión de 6,5 kV durante 3 horas.
[0125] D2) Análisis de espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS)
[0126] Mediante el uso de los ejemplos de los materiales activos del electrodo positivo preparados de acuerdo con el método D1) anterior, la concentración de Ni, Mn y Co desde el borde al centro de las partículas secundarias del material del electrodo positivo se analiza mediante espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDS). Se selecciona una partícula secundaria con un diámetro alrededor del valor de D50 medido por PSD de acuerdo con la Sección A) para su análisis para cada uno de los ejemplos. El EDS se realiza mediante el equipo SEM JEOL JSM 7100F con un detector de 50 mm2 de EDS X-MaxN de Oxford Instruments. Un análisis EDS de las partículas secundarias del material activo de electrodo positivo proporciona el análisis de elementos cuantitativo de la sección transversal en donde se supone que las partículas son esféricas. Se establece una línea recta desde el borde hasta el punto central de la partícula secundaria y se establecen múltiples puntos a lo largo de la línea con aproximadamente 0,4 pm de distancia entre cada punto. Las concentraciones de Ni, Mn y Co se miden en cada punto y se expresan como % en mol con relación a la suma del contenido de Ni, Mn y Co en cada punto.
[0127] E) Difracción de rayos X en polvo (XRD)
[0128] E1) Medición de XRD
[0129] El patrón de difracción de rayos X de los ejemplos de polvo de material activo de electrodo positivo como se describe en la presente descripción a continuación se recoge con un difractómetro de rayos X Rigaku Ultima 4 mediante el uso de una fuente de radiación Cu Ka (40 kV, 40 mA) que emite a una longitud de onda de 1,5418 A. La configuración del instrumento se establece en: una rendija Soller de 1° (SS), una rendija limitadora de altura divergente de 10 mm (DHLS), una rendija de divergencia de 1° (DS) y una rendija de recepción de 0,3 mm (RS). El diámetro del goniómetro es de 185 mm. Para el XRD, los patrones de difracción se obtienen en el intervalo de 40 -80° (20) con una velocidad de barrido de 10 por min y un tamaño de paso de 0,02° por barrido.
[0130] E2) Cálculo del tamaño de cristalito
[0131] El tamaño de cristalito promedio se determina mediante la medición de XRD de las partículas secundarias del material activo de electrodo positivo. Tiene una buena correlación con un tamaño de partícula primaria promedio de las partículas secundarias del material activo de electrodo positivo. Por lo tanto, el tamaño de cristalito promedio obtenido mediante XRD se usa a menudo como un parámetro relativo para estimar el tamaño de partícula primaria de las partículas secundarias.
[0132] El tamaño de cristalito promedio de las partículas secundarias de los ejemplos de material activo de electrodo positivo como se describe en la presente descripción a continuación se determina de acuerdo con las siguientes etapas:
[0133] Etapa 1) Recopilación de difractograma de material LaB6 estándar (99,5 %, Alfa Aesar, de Fisher Scientific, por ejemplo: https://www.fishersci.fi/shop/products/lanthanum-boride-99-5-reo/11373888) de acuerdo con la medición de XRD descrita en E1.
[0134] Etapa 2) Recopilación del difractograma del material activo de electrodo positivo de acuerdo con la medición de XRD descrita en E1.
[0135] Etapa 3) Realizar la integración de picos cada uno para el pico LaB6 de 20 de 48° a 50° y material activo de electrodo positivo de 20 de 43°-46° La integración de picos se realiza en Origin 2018b Versión b9.5.5.409 y la línea de base se establece en puntos finales ponderados al 10 %. A partir de esta etapa, las áreas de picos integradas de LaB6 y el material activo de electrodo positivo se obtienen y etiquetan como Atañe y Amaterial activo, respectivamente. Etapa 4) Realizar un ajuste para separar la contribución de Ka1 y Ka2. El ajuste se realiza cada uno al difractograma recogido de LaB6 (del Etapa 1) y el material activo de electrodo positivo (del Etapa 2). El ajuste puede realizarse en cualquier software de gráficos y análisis, dado que las restricciones de cálculo como se describen en el método de cálculo pueden implementarse. En esta invención, el ajuste se asiste mediante una herramienta Solver, integrada en el software Microsoft Excel Versión 2008. La herramienta se usa para ajustar la función máxima en base a algunas condiciones y objetivos preestablecidos. Las condiciones preestablecidas que incluyen la función de ajuste, las restricciones y la tabla de valores de entrada mientras que el objetivo es una pila que contiene la fórmula SUMXMY2. Cada condición y objetivo preestablecidos se explican como sigue:
[0136] - Función de ajuste
[0137] La función de ajuste es de acuerdo con la ecuación pseudo-Voigt, una mezcla de forma de línea gaussiana y lorentziana. La ecuación es:
[0140]
[0142] con y<0>=desplazamiento, x<c>=punto central del pico, A=área del pico, w=ancho del pico (ancho completo a la mitad del máximo) y m<u>=factor de forma del perfil. Estos cinco parámetros son las pilas variables establecidas en las herramientas del Solver.
[0143] - Restricciones
[0144] Algunas restricciones relevantes se especifican en el cálculo que sigue:
[0145] Ancho del pico Ka1 y Ka2, en donde w<Ka1>á 0,4°, w<Ka2>á 0,4°, y w<Ka1>= w<kcg>; Relación de área integrada entre Ka1 y Ka2, en donde A<Ka2>á A<ko1>* 0,5; posición de pico de Kal y Ka2, en donde Xc<ko1>= Xc<kcg>- d, en donde d puede calcularse de acuerdo con la ecuación de Rachinger (Schramm, R. E., Correction and calculations on an X-ray diffraction line profile:
[0146] - A computer program, National Bureau of Standards, 1971, p. 8-9):
[0147] d =2 jsin
[0149] En donde, A son longitudes de onda de Cu Ka = 1,54178 A, A1 son longitudes de onda de Cu Ka1 = 1,54051 A, A2 son longitudes de onda de Cu Ka2 =1,54433 A (Nicol, A. W., Physicochemical methods of mineral analysis, Plenum Press, Nueva York, 1975, p. 254), y 0 es la mitad del punto central del intervalo de 20 seleccionado en la Etapa 3) (0 para LaB6 es 49°/2=24,5° y 0 para el material activo es 44,5°/2=22,25°). Por lo tanto, el valor de d es 0,129° para LaB6, y 0,116° para el material activo de electrodo positivo.
[0150] - Tabla de valores de entrada
[0151] La tabla de valores de entrada es un conjunto de datos iniciales usados como iniciador para mejorar el ajuste y obtener un resultado repetible. Implica la predicción del valor del parámetro en base a la estimación. La Tabla 2.1 muestra el ejemplo de tabla de valores de entrada para EJ1.1, un ejemplo de un material de electrodo positivo de acuerdo con la presente invención.
[0152] Tabla 2.1. Ejemplo de tabla de valores de entrada para EJ1.1
[0155]
[0157] En el cálculo, y<o>desplazamiento es siempre cero ya que los datos de entrada se basan linealmente en 0. Las posiciones de los picos se organizan para colocar Ka1 en el 20 inferior que Ka2. m<u>y w se establecen como 0,5 y 0,2, respectivamente. Se supone que el área del pico de XRD en el intervalo de 42°-47° tiene forma de triángulo con una base de 1,5° y una intensidad máxima del pico de la línea base como altura del triángulo. El área Ka1 es 2/3 del área pico de XRD total calculada y el área Ka2 es 1/3 del área pico de XRD total calculada.
[0158] - Objetivo
[0159] El valor mínimo de SUMXMY2 se establece como el objetivo en el cálculo del Solver. Esta función devuelve la suma de cuadrados de las diferencias entre dos valores de matriz. En este caso, la diferencia es entre los valores reales y los calculados. El cálculo se termina cuando la bondad de ajuste R<2>alcanzó el 99,5 % o más. De cualquier otra manera, la iteración continuará hasta alcanzar el valor mínimo del objetivo.
[0160] El difractograma de LaB<6>se muestra en la Figura 1. El ejemplo del pico de XRD de EJ1.1 después del proceso de ajuste se muestra en la Figura 2 (eje x: 20, eje y: intensidad). El resultado del parámetro calculado se muestra en la Tabla 2.2.
[0161] Tabla 2.2. Parámetro calculado después del ajuste para EJ1.1
[0164]
[0166] A partir de esta etapa, la intensidad máxima del pico Ka1 cada uno para LaB<6>y el material activo de electrodo positivo se obtienen y etiquetan como l<LaB6>e I<material activo>, respectivamente.
[0167] Etapa 5) Cálculo del ancho integral de acuerdo con la ecuación:
[0168]
[0170] A partir de esta etapa, las amplitudes integrales de LaB<6>y el material activo de electrodo positivo se obtienen y etiquetan como IB<LaB6>e IB<material activo>, respectivamente.
[0173]
[0175] Etapa 6) Corrección del IB del material activo de electrodo positivo del ensanchamiento del instrumento de acuerdo con la ecuación:
[0176] En donde p es el IB<material activo>corregido.
[0177] Etapa 7) Cálculo del tamaño de cristalito promedio de las partículas secundarias del material activo de electrodo positivo mediante el uso de una ecuación de Scherrer:<t>= K-A / Ucos 0, en donde<t>es el promedio tamaño de cristalito en nm como se calculó a partir de XRD, A es la longitud de onda de rayos X en nm, K es la constante de Scherrer que se establece como 0,9, 0 es X<c>de material activo de electrodo positivo Ka1 en radianes como se obtiene de la Etapa 4, y p es el IB<material activo>corregido obtenido de la Etapa 6).
[0178] Ejemplos
[0179] La presente invención se ilustra además en los siguientes ejemplos:
[0180] Ejemplo 1
[0181] EJ1.1 es un ejemplo de un material de electrodo positivo de acuerdo con la presente invención que se preparó a través de una reacción de estado sólido entre una fuente de litio y un precursor de fuente a base de metal de transición A para preparar un material de electrodo positivo de acuerdo con la presente invención mediante las siguientes etapas del método:
[0182] 1) Preparación del precursor A: El proceso de precipitación del precursor A se realizó en un reactor con un volumen líquido de 10 l mediante el uso de un tubo de desbordamiento y un motor de impulsor de 400 W. El impulsor de 10 cm de diámetro se agitó a 800 RPM. El reactor tenía 4 deflectores para permitir una agitación vigorosa. Se aplicó un flujo de 50 l/h de gas nitrógeno por encima del nivel de líquido para evitar la oxidación debido a la agitación vigorosa. Tres soluciones que contienen respectivamente sulfato de níquel, sulfato de manganeso y sulfato de cobalto (NiSO<4>, MnSO<4>, CoSO<4>) se prepararon cada uno con una concentración total de 110 g/l de metal y después se mezclaron para producir una primera solución que tenía una relación molar de Ni:Mn:Co de 87:5:8. Se preparó una segunda solución que tenía una relación molar de Ni:Mn:Co de 0:5:95 a partir de la mezcla de dos soluciones que contenían respectivamente sulfato de manganeso y sulfato de cobalto (MnSO<4>y CoSO<4>) cada uno con una concentración total de 110 g/l de metal. Se usó una solución de NaOH de 400 g/l y una solución de amoníaco no diluida de 25 %. La composición metálica total del precursor A fue Ni<0,85>Mn<0,05>Co<0,10>que se preparó en el proceso S1 a S3:
[0183] a. Preparación de precursor M' intermedio S1 de primera: Los primeros precursores intermedios Ni<0,87>Mn<0,05>Co<0,08>(OH)<2>se prepararon mediante el uso de una coprecipitación típica en un reactor de tanque agitado continuo (CSTR), que tiene un tiempo de residencia específico de 6 horas. Al inicio, el reactor se llenó con agua y amoniaco para obtener una solución de amoniaco de 15 g/l en el interior. La temperatura en el reactor fue de 60 °C. Después de llenar el reactor con la solución inicial, los diferentes reactivos (primera solución, solución de NaOH, NH<3>solución) se bombeó simultáneamente en el reactor en diferentes puntos de inyección, manteniendo la relación de amoníaco a metal de 1:1 y manteniendo el pH alrededor de 11,7. Debería haber más de 2 OH- iones para cada ion metálico en la solución durante la reacción de precipitación. Después de 24 horas, el reactor estaba en estado estacionario y el D50 estaba entre 5 pm y 20 pm, y se recogió la suspensión del desbordamiento. Los hidróxidos metálicos precipitados se lavaron, se filtraron en una atmósfera protectora para eliminar las sales disueltas y el amoniaco. 200 gramos de la torta húmeda se repulparon en 1 L de agua y se trataron con una pulverización mecánica mediante molino de bolas. Este tratamiento redujo el tamaño D50 a menos de 2 pm, según se determina por el análisis de PSD.
[0184] b. Preparación de precursor M' intermedio S2 de segunda: Los segundos precursores intermedios Ni<0,87>Mn<0,05>Co<0,08>(OH)<2>se prepararon mediante el uso de una coprecipitación modificada en un reactor de tanque agitado continuo (CSTR), que tiene un tiempo de residencia específico o promedio de 3 horas. El MeSO<4>se usaron las primeras composiciones de solución. Al inicio, el reactor se llenó con agua y amoniaco para obtener una solución de amoniaco de 15 g/l en el interior. La temperatura en el reactor fue de 60 °C. Después de llenar el reactor con la solución inicial, diferentes reactivos (primera solución, solución de NaOH, NH<3>solución) se bombeó simultáneamente en el reactor en diferentes puntos de inyección, manteniendo la relación de amoniaco a metal de 1:1 y manteniendo el pH alrededor de 11,7 con la solución de NaOH. Típicamente, debería haber más de 2 OH-iones para cada ion metálico en la solución. Después de 6 horas, se añadieron 100 gramos del primer precursor intermedio de S1 al reactor. Después de al menos 6 horas, las partículas han crecido a alrededor de 6-11 pm. La suspensión en el desbordamiento se recogió ahora en un vaso de precipitados de 3 l y las partículas se dejaron sedimentar en el vaso de precipitados. El matraz se decantó cada 30 minutos, y la suspensión se devolvió al reactor. La dosificación de los reactivos se detuvo cuando las partículas alcanzaron un tamaño suficiente (D50 alrededor de 11 pm, según se determina por el análisis de PSD).
[0185] c. Preparación de precursor M' de tercera S3 basada en: La dosificación de todos los reactivos (segunda solución, solución de NaOH, NH<3>solución) en el CSTR se reinició, y el desbordamiento se recogió en un vaso de precipitados de 3 l. Cada 30 min, el vaso de precipitados se decantó para eliminar el filtrado y la suspensión se volvió a colocar en el reactor. Esta práctica continuó durante 50 minutos. Los (oxi)hidróxidos metálicos precipitados se lavaron y filtraron en atmósfera protectora para eliminar las sales disueltas y el amoniaco. La torta húmeda se secó en un horno a 150 °C bajo nitrógeno. La composición metálica promedio del precursor A según el análisis ICP se determinó fue Ni:Mn:Co=85:5:10 (en % en mol). Factores importantes como pH, velocidad de agitación, concentración química y temperatura se controlaron delicadamente durante el proceso de precipitación para mantener una composición del producto final constante.
[0186] 2) Mezcla: El precursor A preparado a partir de la Etapa 1) se mezcló con LiOH en una licuadora industrial con relación de Li a metal (Li/Me; donde Me es la suma de Ni, Mn y Co) de 1,02.
[0187] 3) Calentamiento: La mezcla obtenida de la etapa 2) se calentó a 690 °C en una atmósfera de oxígeno durante 12 horas seguido de molienda y tamizado para obtener el material de electrodo positivo de EJ1.1 que tiene una composición de Ni:Mn:Co = 86:4:10 (en % en mol), según se determina por el análisis de ICP, y D50 de alrededor de 11 pm, según se determina por el análisis de PSD.
[0188] EJ1.2 es un ejemplo de un material de electrodo positivo de acuerdo con la presente invención que se preparó de acuerdo con el mismo método que EJ1.1 excepto que la temperatura de calentamiento en la etapa de calentamiento 3) fue de 715 °C. EJ1.2 tenía una composición de Ni:Mn:Co = 86:4:10 (en % en mol), según se determina por análisis ICP, y D50 de alrededor de 11 pm, según se determina por análisis PSD.
[0189] Ejemplo comparativo 1
[0190] CEJ1 es un ejemplo comparativo de un material de electrodo positivo que se preparó de acuerdo con el mismo método que EJ1.1 excepto que la temperatura de calentamiento usada en la etapa de calentamiento 3) fue de 760 °C. CEJ1 tenía una composición de Ni:Mn:Co = 86:4:10 (en % en mol), según se determina por análisis ICP, y D50 de alrededor de 11 pm, según se determina por análisis PSD.
[0191] Ejemplo comparativo 2
[0192] CEJ2 es un ejemplo comparativo de un material de electrodo positivo que se obtuvo a través de una reacción de estado sólido entre una fuente de litio y un precursor de fuente a base de metal de transición B en las siguientes etapas del método:
[0193] 1) Preparación del precursor B: El precursor B se preparó de acuerdo con el mismo método que el precursor A de EJ1.1 excepto que la primera solución usada en S1 y S2 tenía una relación molar de Ni:Mn:Co de 85:5:10, y se omitió la etapa 1) c) S3. La composición metálica total del precursor B fue Ni<0,85>Mn<0,05>Co0,10.
[0194] 2) Mezcla: El precursor B preparado a partir de la Etapa 1) se mezcló con LiOH en una licuadora industrial con una relación de Li a metal (Li/Me) de 1,02.
[0195] 3) Calentamiento: La mezcla obtenida de la etapa 2) se calentó a 715 °C en una atmósfera de oxígeno durante 12 horas seguido de molienda y tamizado para obtener CEJ2 que tiene una composición de Ni:Mn:Co = 85:5:10 (en % en mol), según se determina por ICP, y D50 de alrededor de 11 pm, según se determina por el análisis de PSD. Ejemplo 2
[0196] El EJ2 es un ejemplo de un material de electrodo positivo de acuerdo con la presente invención que se preparó a través de las etapas del método siguiente:
[0197] 1) Preparación de la solución de sulfato de aluminio: 7,01 gramos de Ab(SO4)3. El polvo 16H<2>O se mezcla con 30 gramos de agua desionizada.
[0198] 2) Mezcla: Se mezclaron 1 kg de EJ1.1 con solución de sulfato de aluminio preparada en la Etapa 1) para obtener una mezcla húmeda.
[0199] 3) Calentamiento: La mezcla obtenida de la etapa 2) se calentó a 385 °C durante 8 horas bajo una atmósfera de oxígeno seguido de molienda y tamizado para obtener EJ2. EJ2 tenía una composición de Ni:Mn:Co = 85:5:10 (en % en mol), según se determina por ICP, y D50 de alrededor de 11 pm, según se determina por el análisis de PSD. Además, EJ2 comprende 1,09 % en mol de S y 0,37 % en mol de Al, con relación a M', según se determina por ICP. Resultados
[0200] Los resultados de las pruebas experimentales usadas en los ejemplos descritos en la presente descripción son los siguientes:
[0201] Tabla 3. Condición de preparación, tamaño de cristalito y propiedades electroquímicas de los ejemplos y ejemplos comparativos
[0203]
[0205] La Tabla 3 resume los valores de ICP de S y Al, tamaños de cristalito promedios y propiedades electroquímicas de EJ1.1, EJ1.2, CEJ1. CEJ2 y EJ2. Se demostró que el material activo de electrodo positivo EJ1.1 y EJ1.2 preparado a partir del precursor A y preparado a una temperatura de cocción entre 680 °C y 750 °C mostró el DQ1 y E<f>más altos. El beneficio en los valores de E<f>también se relacionó con el tamaño de cristalito promedio de las partículas secundarias que es menor de 40 nm, según se calculó mediante el método de XRD en la Sección E). Se encontró que una temperatura de cocción superior a 750 °C era desventajosa ya que promovía el crecimiento del tamaño de cristalito promedio de las partículas secundarias a valores superiores a 40 nm, como se muestra en la Tabla 3 para CEJ1. EJ2 se obtuvo mediante la mezcla de EJ1.1 con Ab(SO4)3 seguido de calentamiento a 385 °C. El tratamiento mejoró aún más DQ1 y Ef respecto a los de EJ1.1 que muestran la presencia de Al y S en el material activo de electrodo positivo de EJ2 es beneficioso para las propiedades electroquímicas.
[0206] El EJ1.2 preparado a partir del precursor A litiado a 715 °C mostró un DQ1 y Ef más altos que el CEJ2 preparado a partir del precursor B a la misma temperatura de cocción. A partir de la Tabla 3 se puede concluir que un precursor con característica de gradiente de concentración es favorable para preparar material activo de electrodo positivo con las propiedades electroquímicas mejoradas.
[0207] Las Figuras 3 a 6 muestran el análisis de CS-EDS como se describe en la sección D) para EJ1.1, EJ1.2, CEJ1 y CEJ2, respectivamente. El análisis se realiza para investigar la diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre el centro y el borde en el material activo de electrodo positivo. El % en mol de Ni, Mn y Co cada uno en el borde y en el centro de una partícula secundaria para cada uno de estos ejemplos se muestra en la Tabla 4. El EJ1.1 fabricado a 690 °C mostró gradientes de Ni y Co desde el borde hasta el centro de la partícula secundaria de material activo de electrodo positivo. Se observaron gradientes de concentración de Ni y Co desde el borde (a 0 pm) hasta el centro de EJ1.1, en donde la concentración de Ni en el borde fue menor que en el centro. Por el contrario, la concentración de Co en el borde de EJ1.1 fue mayor que la concentración en el centro después de la composición del precursor A. Por otro lado, no se observaron gradientes de concentración de Ni y Co en CEJ1. que se preparó a una temperatura de litación más alta de 760 °C, lo que indica que la diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre el centro y el borde en el precursor desapareció cuando la temperatura de cocción fue mayor que 750 °C. El CEJ2 fabricado a partir de un precursor B que no tiene gradiente de concentración y que, en consecuencia, tampoco mostró gradientes de concentración de Ni y Co.
[0208] Tabla 4. Concentración de elementos medida por CS-EDX
[0210]
[0211]
[0215]
[0218] El material activo de electrodo positivo que tiene un tamaño de cristalito promedio de menos de 40 nm y una característica de gradiente de concentración, que muestra por variación de concentración de Ni y Co en la dirección de la parte de borde a la parte central de la partícula secundaria, puede lograr el objetivo de esta invención, que es proporcionar un material activo de electrodo positivo que tiene una capacidad de descarga inicial (DQ1) superior a 205 mAh/g y una eficiencia de primer ciclo (Ef) mayor que 90 %.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES
i. Un material activo de electrodo positivo adecuado para baterías recargables de iones de litio, dicho material activo de electrodo positivo comprende Li, M' y oxígeno, en donde M' comprende:
-Ni en un contenido x entre 75,0 % en mol y 95,0 % en mol, con relación a M',
-Co en un contenido y entre 1,0 % en mol y 25,0 % en mol, con relación a M',
-Mn en un contenido z entre 0,0 % en mol y 25,0 % en mol, con relación a M',
-Al en un contenido b entre 0,0 % en mol y 5,0 % en mol, con relación a M',
-Elemento distinto de Li, Ni, Mn, Co, O y Al en un contenido a entre 0,0 % en mol y 5,0 % en mol, con relación a M',
-en donde los contenidos de x, y, z, a y b se miden mediante ICP,
-en donde x+y+z+a+b es 100,0 % en mol,
donde dicho material activo de electrodo positivo comprende partículas secundarias que comprenden una pluralidad de partículas primarias,
en donde el material activo de electrodo positivo tiene un contenido de Ni Ni<borde>y contenido de Co Co<borde>medido por EDS de sección transversal (CS-EDS) en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo,
en donde el material activo de electrodo positivo tiene un contenido de Ni Ni<centro>y contenido de Co Co<centro>medido por CS-EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde los contenidos de Ni y Co se expresan como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el centro de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo,
en donde la relación Ni<borde>/ Ni<centro>< 0,98,
en donde la relación Co<borde>/ Co<centro>> 1,10,
en donde dichas partículas secundarias tienen un tamaño de cristalito promedio de al menos 15 nm y a lo máximo 40 nm, según se determina por XRD.
2. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde Al tiene un contenido b entre 0,1 % en mol y 3,0 % en mol, con relación a M'.
3. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde Ni<borde>/ N i<centro>< 0,97 y Co<borde>/ Co<centro>> 1,15.
4. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde Ni<borde>/ Ni<centro>— 0,96 y Co<borde>/ Co<centro>> 1,30.
5. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la diferencia entre Ni<borde>y Ni<centro>es al menos 5 % en mol y la diferencia entre Co<borde>y Co<centro>es al menos 2 % en mol, según se determina por análisis CS-EDS.
6. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un contenido de Mn Mn<borde>medido por EDS de sección transversal (CS-EDS) en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde un contenido de Mn se expresa como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS en el borde de la partícula secundaria del material activo de electrodo positivo, en donde Mn<borde>es mayor que 0 % en mol.
7. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el contenido de Ni x > 77,0 % en mol y preferentemente x > 80,0 % en mol, con relación a M'.
8. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el contenido de Ni x — 93,0 % en mol, con relación a M'.
9. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el contenido de Co es 3 % en mol — y — 20 % en mol, con relación a M'.
10. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento distinto de Li, O, Ni, Co, Mn y Al en el contenido a está entre 0,01 % en mol y 5,0 % en mol, preferentemente a está entre 0,1 % en mol y 4 % en mol, con relación a M'.
11. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el elemento distinto de Li, O, Ni, Co, Mn y Al se selecciona del grupo que consiste en: B, Ba, Ca, Cr, Fe, Mg, Mo, Nb, S, Si, Sr, Ti, Y, V, W, Zn y Zr, y preferentemente es S.
12. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la relación Co<borde>/Co<3/4>es menor que la relación Co<borde>/Co<centro>, en donde Co<3/4>es un contenido de Co expresado como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS a % de distancia desde el borde de la partícula secundaria hasta el centro de la partícula secundaria.
13. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la relación Ni<borde>/Ni<3/4>es mayor que la relación Ni<borde>/Ni<centro>, en donde Ni<3/4>es un contenido de Ni expresado como % en mol con relación a la suma de contenido de Ni, Mn y Co medido por CS-EDS a % de distancia desde el borde de la partícula secundaria hasta el centro de la partícula secundaria.
14. El material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde 0,2 < pendiente del gradiente de cobalto (% en mol/pm) < 1,0 y la pendiente del gradiente de cobalto se representa mediante la siguiente fórmula:
Pendiente del gradiente de Co (% en mol p n ) =C o h eriLt-Coc.s!\:n,sfl en mol
distanciaer.tre b o rd e —ce n troen
15. Un método para fabricar material activo de electrodo positivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende las siguientes etapas consecutivas:
-coprecipitación de las primeras fuentes de metal con una base para obtener un primer precursor intermedio a base de M';
-coprecipitar las primeras fuentes de metal con una base y después añadir dicho primer precursor intermedio a base de M' para obtener un segundo precursor intermedio a base de M';
-precipitar la segunda fuente de metal con una base sobre el segundo precursor intermedio a base de M' para obtener un tercer precursor a base de M' que tiene una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre su centro y su borde;
-mezclar el tercer precursor a base de M' obtenido, que tiene una diferencia en la concentración de cobalto y níquel entre su centro y su borde, con una fuente de litio para obtener una mezcla; y -calentar la mezcla en una atmósfera oxidante, a una temperatura de entre 650 °C y 750 °C para obtener un polvo de óxido de metal de transición de litio.
16. Una batería que comprende el material activo de electrodo positivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
17. Uso de una batería de acuerdo con la reivindicación 16 en un ordenador portátil, una tableta, un teléfono móvil, un vehículo con energía eléctrica, o un sistema de almacenamiento de energía.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5614513B2 (ja) 2012-08-28 2014-10-29 住友金属鉱山株式会社 非水系電解質二次電池用正極活物質の製造方法、非水系電解質二次電池用正極活物質及びこれを用いた非水系電解質二次電池
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KR20150099219A (ko) 2014-02-21 2015-08-31 삼성전자주식회사 양극 활물질, 이를 채용한 리튬 전지, 및 상기 양극 활물질의 제조방법
US10535875B2 (en) 2014-10-15 2020-01-14 Sumitomo Chemical Company, Limited Positive electrode active material for lithium secondary battery, positive electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JP6723545B2 (ja) 2016-03-04 2020-07-15 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用正極活物質、その製造方法およびこれを含む二次電池
JP6855752B2 (ja) 2016-10-31 2021-04-07 住友金属鉱山株式会社 ニッケルマンガン複合水酸化物とその製造方法、非水系電解質二次電池用正極活物質とその製造方法、および非水系電解質二次電池
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CN110352518B (zh) 2017-02-06 2022-12-02 株式会社Lg化学 二次电池用正极活性材料、其制备方法以及包含其的锂二次电池
WO2019185318A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 Umicore Lithium transition metal composite oxide as a positive electrode active material for rechargeable lithium secondary batteries
FI3870543T3 (fi) 2018-10-24 2023-08-02 Umicore Nv Positiivisen elektrodin materiaalin esiaste ladattavaa litiumioniakkua varten
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