專利名稱：：鋰金屬復(fù)合氧化物和使用其的電化學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋰金屬復(fù)合氧化物，其由于金屬排列的改善而具有結(jié)晶穩(wěn)定性和高密度特性。本發(fā)明還涉及一種包含該鋰金屬復(fù)合氧化物的電極，以及一種包含該電極并因此具有高容量和長循環(huán)壽命特性的電化學(xué)設(shè)備。
背景技術(shù)：
：最近，由于電氣電子設(shè)備移動(dòng)性和便攜性提高，對二次電池的需求也快速增長。鋰二次電池在20世紀(jì)90年代初期由索尼公司開始工業(yè)生產(chǎn)，并由于其與之前的Ni-Cd和Ni-MH電池相比具有重量輕和容量高的優(yōu)點(diǎn)，因此占據(jù)了大部分移動(dòng)電話和筆記本電腦市場。最近，這些鋰二次電池更加廣泛地應(yīng)用于電力工具、電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車、游戲機(jī)、無繩吸塵器、服務(wù)機(jī)器人和混合動(dòng)力車等之中的高輸出大容量電池。鋰離子二次電池一般包括作為陰極活性材料的鈷酸鋰(LiCo02)，作為陽極活性材料的碳，和作為電解質(zhì)的六氟磷酸鋰。雖然具有層狀結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰(LiCo02)和鎳酸鋰(LiNi02),以及具有尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰都是已知的陰極活性材料，但出于商業(yè)考慮，實(shí)踐中使用最多的是鈷酸鋰。然而，鈷作為主要成分不僅供需不穩(wěn)定，而且價(jià)格昂貴，因此商業(yè)上開始使用由其他過渡金屬例如鎳和錳部分地替代鈷所獲得的材料或者含很少或不含鈷的尖晶石錳酸鋰等。另外，已開發(fā)了即使在高電壓下也具有高度的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的新化合物，或者通過將現(xiàn)有的陰極材料摻雜以其他金屬氧化物或者覆以其他金屬氧化物來改善穩(wěn)定性而得到的材料。在以前制備陰極活性材料的方法中，最廣為人知的方法包括干式煅燒法(drycalcinationmethod)和濕式沉淀法(wetprecipitationmethod)。根據(jù)干式煅燒法，陰極活性材料是通過將一種過渡金屬——例如鈷(Co)——的氧化物或氬氧化物與作為鋰來源的碳酸鋰或氫氧化鋰在干燥狀態(tài)下混合，然后以700-1000'C的高溫煅燒該混合物5-48小時(shí)而制備的。由于干式煅燒法是經(jīng)常使用的傳統(tǒng)技術(shù)，因此其優(yōu)點(diǎn)為容易實(shí)行。然而，由于其難以將原材料混合均勻，因此其具有難以獲得單相產(chǎn)物的缺點(diǎn)；而且對于由兩種或兩種以上過渡金屬組成的多成分陰極活性材料，其難以將兩種或兩種以上的元素在原子水平上均勻排列。另外，使用將陰極活性材料以特定金屬組分摻雜或取代以提高電化學(xué)性能的方法時(shí)，存在的問題是少量添加的特定金屬組分難以混合均勻，并且在研磨和分級以獲得所需尺寸顆粒的過程中必然有所損失。另一種制備陰極活性材料的常規(guī)方法是濕式沉淀法。根據(jù)濕式沉淀法，陰極活性材料是通過以下方法制備的將含有過渡金屬——例如鈷——的鹽溶于水中，在該溶液中添加堿使該過渡金屬以過渡金屬氫氧化物的形式沉淀下來，過濾并干燥沉淀物，將該干物質(zhì)與作為鋰來源的碳酸鋰或氫氧化鋰在干燥狀態(tài)下混合，然后以700-1000'C的高溫煅燒該混合物1-48小時(shí)。已知濕式沉淀法通過將兩種或兩種以上的過渡金屬元素共沉淀可以容易地得到均勻的混合物，但其問題是其需要較長一段時(shí)間進(jìn)行沉淀反應(yīng)、實(shí)施采用的工藝復(fù)雜以及產(chǎn)生副產(chǎn)品廢酸。另外，多種方法，包括溶膠-凝膠技術(shù)、晶體生長水熱法、噴霧熱解法和離子交換法，已被提議作為鋰二次電池陰極活性材料的制備方法。同時(shí)，使用超臨界水制備LiCo02粒子和LiMn204粒子等的方法最近已被報(bào)道(K.Kanamura，etal.，KeyEngineeringMaterials,181-162(2000)，第147-150頁)。日本專利乂>開文本No.JP2000-72445A公開了一種通過使鋰離子和過渡金屬離子以超臨界狀態(tài)或次臨界狀態(tài)在間歇式反應(yīng)器中反應(yīng)、從而制備用作陰極活性材料的金屬氧化物的方法。另外，日本專利公開文本No.JP2001-163700公開了一種通過使鋰離子和過渡金屬離子以超臨界狀態(tài)或次臨界狀態(tài)在間歇式反應(yīng)器和連續(xù)式反應(yīng)器中反應(yīng)、從而制備用作陰極活性材料的金屬氧化物的方法。根據(jù)這些專利文獻(xiàn)的公開內(nèi)容，在間歇式反應(yīng)器條件下，鋰/鈷比的增加、堿摩爾比的增加、硝酸濃度的增加和氧化劑的添加可以4吏雜質(zhì)C0304的含量減少，并使單相LiCo02的含量增加。然而，才艮據(jù)這些專利公開內(nèi)容得到的粒子并不適合用作陰性活性材料，因?yàn)榱Ｗ又蠰iCo02的純度最大只能達(dá)到97.8%。而在使用連續(xù)式反應(yīng)器條件下，用作陰極活性材料的金屬氧化物是通過以下方法合成的在壓力下將鈷鹽水溶液或錳鹽水溶液連續(xù)泵入反應(yīng)器，向其中加入超臨界水和過氧化氬(H202)，然后使混合物在約400。C和壓力約300巴的條件下反應(yīng)。這種情況下，反應(yīng)時(shí)間僅為30秒或更短，但是已知該合成產(chǎn)物純度低且電化學(xué)性能差。另外，若以上述方法制備單一金屬氧化物，例如鈷酸鋰或錳酸鋰，則能產(chǎn)生尺寸大至亞微米(戶)級的高度結(jié)晶粒子。然而，問題是當(dāng)這些方法用于制備由兩種以上組分組成的多組分金屬氧化物時(shí)，由于各成分的結(jié)晶速率互不相同而無法合成出具有優(yōu)異固溶體穩(wěn)定性的晶體，而且由于合成的粒子過于微小、達(dá)到納米級而難以用作陰極活性材料。因此，急需開發(fā)滿足高性能低成本要求的新型陰極活性材料及其制備方法。圖l是本發(fā)明制備方法的流程示意圖。圖2是實(shí)施例1中合成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi^Mrh/3Co^02)的SEM圖。(a):干燥后；和(b):煅燒后。圖3是實(shí)施例1中合成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNimMm/3Co^02)的XRD圖。圖4是實(shí)施例2中合成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi^MnmC(h/302)的SEM圖。圖5是顯示實(shí)施例1、實(shí)施例2和比較實(shí)施例1中各自合成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi〃3MnmCom02)的7Li-NMR分析結(jié)果的圖表。圖6是鋰二次電池的充電/放電圖，該電池包含實(shí)施例2中合成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi^Mih/3C(h/302)作為陰極活性材料。圖7是鋰二次電池之間的速率特性比較圖，這些電池包含實(shí)施例1、實(shí)施例2和比較實(shí)施例1中各自合成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)作為陰極活性材料。圖8是鋰二次電池的循環(huán)壽命特性圖，這些電池包括實(shí)施例1和2中各自合成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNiu3MlU/3C(h/302)作為陰極活性材料
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)施一種包括先粒化然后煅燒根據(jù)水熱合成法使用次臨界水或超臨界水合成的鋰金屬復(fù)合氧化物的新制備方法時(shí)，產(chǎn)生的鋰金屬復(fù)合氧化物的粒子尺寸比根據(jù)現(xiàn)有方法使用次臨界水或超臨界水合成的多組分金屬氧化物的尺寸大，因此可以用作多組分陰極活性材料，并還可形成一種比使用現(xiàn)有的干式煅燒法或濕式沉淀法制備的更均勻的固溶體。特別地，可以看出由于金屬排序的改善，該鋰金屬復(fù)合氧化物顯示了晶體穩(wěn)定性和優(yōu)異的物理性質(zhì)，因此可以提供具有高容量、長循環(huán)壽命和改善的速率特性的電池。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供上述的鋰金屬復(fù)合氧化物、一種包含該鋰金屬復(fù)合氧化物的電極以及一種包含該電極的電化學(xué)裝置。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種包含順磁性和反磁性金屬的含鋰金屬氧化物，其滿足下述條件中的任一項(xiàng)(a)0±10ppm(1。pp邁)的主峰和240±140ppm(I"一)的主峰的強(qiáng)度比(I。艸/W)小于0.117.Z,其中Z是該反磁性金屬和鋰的摩爾比；(b)0±10ppm(1。pp邁)的主峰和240±140pp邁(I一)的主峰的線寬比(W"。辨/W。卿)小于21.45;以及(c)同時(shí)具備條件(a)和(b)，其中所述峰為根據(jù)下列7Li-NMR測量條件和方法獲得LHCH(-0.5"<+0.5，(Kb<+0,1，0<x<+0.1);和[式2]Li1+aB2-x-yA,xCyO—bXb(-0.5<;a<+0.5，0<b<+0.1，0<x<+2，0<y<0.1)，其中A代表選自具有六配位結(jié)構(gòu)的過渡金屬的至少兩種元素；A'代表選自具有六配位結(jié)構(gòu)的過渡金屬的至少一種元素；B代表選自具有四配位結(jié)構(gòu)的過渡金屬的至少兩種元素；C代表選自堿土金屬和3B族元素的至少一種元素；并且X代表選自5B、6B和7B族元素的至少一種元素。在本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物中，易于將元素相互混合，因此易于進(jìn)行其他元素的取代和添加以提高電化學(xué)性能。例如，式1或2代表的活性材料中的過渡金屬位可以摻入痕量的選自堿土金屬和3B族元素的其他元素。同樣，活性材料中的氧位可以容易地被選自5B、6B和7B族的具有強(qiáng)電子親合勢的元素所取代。具有六配位結(jié)構(gòu)的過渡金屬通常較為穩(wěn)定，但在尖晶石結(jié)構(gòu)如上面式2中，過渡金屬可能具有四配位結(jié)構(gòu)和六配位結(jié)構(gòu)。因此，在上面式l中，具有六配位結(jié)構(gòu)的A可為Ni、Mn或者Co;在上面式2中，具有四配位結(jié)構(gòu)的B和具有六配位結(jié)構(gòu)的A，可為Ni、Mn或者Co。另外，在上面式1和2中，C可為Al或者M(jìn)g,X可為F、S或N。然而，本發(fā)明的范圍并不限于此。在上面式l和/或式2中，a的范圍是-O.5<a<+0.5。如果a小于-O.5,產(chǎn)生的氧化物的結(jié)晶度將會(huì)不足，如果大于0.5，過量的Li會(huì)存在于產(chǎn)生的氧化物中從而形成可降低電池性能和穩(wěn)定性的雜質(zhì)例如Li2C03。上述多組分鋰金屬復(fù)合氧化物的實(shí)例包括LinaNin-yMn,COy02(-0.5<a<0.5，0<x<l，(Ky〈l)和Li!±aNin，(Al或Mg)xCoy02(-O.5<a<0.5，0<x<0.1，0<y<l)，其非限制性實(shí)例包括LiNimMn^ComO^LiNi0.45Mn0.45Co0.i02、LiNi0.8Coo.202、LiNi0,8Mn0.05Co0.i502和LiNi。.sAl。.。5Co。.1502。優(yōu)選具有層狀結(jié)構(gòu)的LiNi1/3Mn1/3Co1/302。具體而言，本發(fā)明的含鋰復(fù)合氧化物滿足下列7Li-NMR測量結(jié)果中的任一項(xiàng)條件1)0±10ppm(1。ppj的主峰和240±140ppm(I"。Ppn)的主峰的強(qiáng)度比(I0，/I"。辦)小于0.039;2)0±10ppm(I—)的主峰和240±140ppm(I一)的主峰的線寬比(W24。ppm/W。，)為20.30或更??；以及3)同時(shí)滿足上述條件1)和2)。更優(yōu)選地，滿足下列條件中的任一項(xiàng)1)上述峰之間的強(qiáng)度比(1，/I"—)為0.021或更??；2)上述峰之間的線寬比為15.31或更??；以及3)同時(shí)滿足上述條件l)和2)。本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物優(yōu)選以圓形顆粒的形態(tài)存在，但對其形態(tài)沒有特別的限制。本文中顆粒的尺寸優(yōu)選在0.1-100，的范圍內(nèi)，但本發(fā)明的范圍并不限于此。如果顆粒尺寸小于0.1，，將會(huì)有過大的比表面積，從而難以制造電極；假如顆津立尺寸大于100，，則電極制造過程中薄層的厚度均一性將變差，從而導(dǎo)致電池質(zhì)量惡劣?？梢詫㈩w粒的形狀、尺寸和尺寸分布調(diào)整至使復(fù)合氧化物具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和優(yōu)異物理性能(堆積密度、填充密度等)的合適的范圍。另外，該鋰金屬復(fù)合氧化物的堆積密度優(yōu)選為大于1.8g/cm3，但對其并沒有特別的限制。本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物可根據(jù)任一本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)方法制得，如干式煅燒法、濕式沉淀法、溶膠-凝膠法、晶體生長水熱法、噴霧熱解法、離子交換法或使用超臨界水或次臨界水的水熱合成法。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，一種制備鋰金屬復(fù)合氧化物的方法可包含以下步驟(a)將包含至少兩種過渡金屬的金屬前體水溶液與一種堿化劑及一種鋰前體化合物混合，以沉淀得到過渡金屬氫氧化物；(b)將步驟(a)中的混合物與超臨界或次臨界條件下的水混合，以合成鋰金屬復(fù)合氧化物；(c)干燥并粒化該鋰金屬復(fù)合氧化物；以及(d)煅燒該顆粒。本文中為了彼此區(qū)分步驟(a)和(b)中的混合過程，現(xiàn)為方便起見將上述混合過程分別稱為一次混合和二次混合。特別地，與以前的水熱合成法或超臨界水熱合成法不同，本發(fā)明的特征在于合成的鋰金屬復(fù)合氧化物要先?；凫褵?。當(dāng)煅燒過程在干燥和?；^程之后進(jìn)行時(shí)，可以保證氧化物晶體在生長過程中的穩(wěn)定性。因此，得到的鋰金屬復(fù)合氧化物既可以具有能夠用作電極活性材料的一般顆粒尺寸如0.1-100/zm,又可以具有高密度(如堆積密度)。以下將對本發(fā)明的每一制備方法進(jìn)行描述。(a)向包含至少兩種過渡金屬的金屬前體水溶液中加入一種堿化劑及一種鋰前體化合物的步驟此步驟是合成具有均勻組成的多組分電極活性材料所需的，其中非鋰過渡金屬的氫氧化物以超細(xì)顆粒的形態(tài)沉淀出來。包含過渡金屬的金屬前體化合物為包含過渡金屬的鹽類，只要能夠離子化，并沒有特別的限制。優(yōu)選為水溶性化合物。本文中過渡金屬優(yōu)選由順磁性金屬(如Ni、Mn等)和反磁性金屬(如Co)的組合物組成。過渡金屬前體化合物的非限制性實(shí)例包括包含上述元素的醇鹽、硝酸鹽、乙酸鹽、卣化物、氫氧化物、氧化物、碳酸鹽、草酸鹽或硫酸鹽，或者包含這些鹽的組合物的鹽類。特別優(yōu)選硝酸鹽、硫酸鹽或乙酸鹽。另外也可以使用包含至少一種上述元素或其組合的復(fù)合物(如Ni-Mn、Ni-Co、Ni-Mn-Co等)。所述堿化劑用于提供使至少兩種過渡金屬化合物輕易地被水解并作為氫氧化物沉淀出來的條件。堿化劑只要使反應(yīng)溶液呈堿性，則無特別限制。堿化劑的非限制性實(shí)例包括堿金屬氫氧化物(NaOH、K0H等)、堿土金屬氫氧化物(Ca(0H)2、Mg(0H)2等)、氨化合物(氨水、硝酸銨等)及它們的混合物。特別優(yōu)選的情況是金屬化合物為硝酸鹽，而堿化劑為氨化合物。這是因?yàn)樽鳛楦碑a(chǎn)物產(chǎn)生的硝酸根離子絕大部分都在同一步驟中被分解，而殘留的離子也易于在后續(xù)步驟中通過洗滌、干燥或煅燒除去。任何化合物，只要是含鋰并可被離子化的水溶性鹽，都可以作為鋰前體化合物使用而無限制。其非限制性的實(shí)例包括硝酸鋰、乙酸鋰、氫氧化鋰和硫酸鋰。特別優(yōu)選氫氧化鋰，因?yàn)樗粌H可以作為鋰的來源，還可以增加堿度。將堿化劑和鋰前體化合物混合的過程可以通過將堿化劑和鋰前體溶液一起與水混合而進(jìn)行。或者可先將堿化劑與水混合，再向其中加入鋰前體化合物。或者可先將堿化劑與鋰前體化合物混合，再將此混合物加入水中。在步驟(a)的混合過程中，過渡金屬氫氧化物應(yīng)以細(xì)小顆粒的形態(tài)沉淀出來，而氬氧化鋰應(yīng)以溶解于水溶液的形態(tài)存在。因此，混合過程的溫度和壓力應(yīng)避免次臨界或超臨界條件，以防止鋰化合物的沉淀。(b)向步驟(a)的混合物中加入在超臨界或次臨界條件下的水并進(jìn)行二次混合的步驟此步驟中，存在于水溶液中的鋰離子與超臨界或次臨界水反應(yīng)，從而使鋰金屬復(fù)合氧化物的超細(xì)顆粒晶體以嵌入沉淀的過渡金屬微粒中的狀態(tài)被合成出來。在步驟(b)的過程中，反應(yīng)壓力和溫度應(yīng)該適合于使步驟(a)中產(chǎn)生的金屬氫氧化物沉淀與水溶液中的鋰離子反應(yīng)，或使水溶液中的鋰離子以氫氧化物的形式沉淀出來。作為參考，堿金屬如鋰、鈉和鉀的氫氧化物在室溫和大氣壓力下在水中有很高的溶解度，但當(dāng)水的密度由于高溫高壓條件而減小時(shí)，這些氫氧化物在水中的溶解度顯著降低。例如，在室溫、大氣壓力和水密度為1.Og/cnf的條件下，KOH在水中的溶解度為2.6mol(145.8g/100g水)；但在溫度424X:、壓力262巴和水密度為0.139g/cnf的條件下，溶解度減小為300ppm(W.T.Wofford,P.C.Dell'OreoandE.F.Gloyna,J.Chem.Eng.Data,1995，40，968-973)。因此，為了顯著地降低氫氧化鋰的溶解度，并從而促進(jìn)合成鋰金屬復(fù)合氧化物的反應(yīng)，應(yīng)該加入超臨界或次臨界水并混合。本文中所用的"超臨界或次臨界水"一詞指具有180-550巴壓力和200-700'C溫度的高溫高壓水。當(dāng)沉淀的過渡金屬氫氧化物和鋰的水溶液迅速相互混合時(shí)，混合物的溫度會(huì)從室溫很快地上升到次臨界或超臨界溫度。即使在加入超臨界或次臨界水之后，也需要持續(xù)地保持超臨界或次臨界條件。如上所述，進(jìn)行二次混合過程的鋰離子碰到高溫高壓水，因此會(huì)合成為鋰金屬復(fù)合氧化物或以細(xì)小的氫氧化鋰的形態(tài)沉淀出來。由于沉淀的氫氧化鋰幾乎沒有機(jī)會(huì)和過渡金屬氫氧化物相接觸，因此其中的一些不會(huì)在反應(yīng)中沉淀下來，而是在室溫和大氣壓力的條件下被釋放，在室溫和大氣壓力的條件下再次溶解于釋放溶液中，并以水溶液的形式被浪費(fèi)。因此，考慮到一定量的鋰未參與反應(yīng)而被釋放掉，應(yīng)該添加過量的鋰。要滿足上述的鋰用量，二次混合的鋰離子與過渡金屬(如Ni+Mn+Co)的摩爾比優(yōu)選為1.0-20，更優(yōu)選為1.5-10。如果Li/(Ni+Mn+Co)的摩爾比小于1.0，反應(yīng)中沉淀的鋰的量會(huì)少于形成鋰金屬復(fù)合氧化物的化學(xué)計(jì)量比所需的鋰，從而會(huì)產(chǎn)生像未與鋰反應(yīng)的過渡金屬氧化物這類的雜質(zhì)，如氧化鈷或氧化錳，而降低所需材料的純度。假如該比例超過20,超出化學(xué)計(jì)量比的鋰會(huì)殘留下來，從而需要從釋放溶液中回收或者從釋放溶液中被浪費(fèi)掉，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的降低。二次混合物的堿當(dāng)量比優(yōu)選為1-10,但本發(fā)明的范圍并不限于此。本文中所用的"堿當(dāng)量比，，一詞被定義為來自堿化劑(如氨水)和LiOH的氫氧根離子的當(dāng)量數(shù)與來自過渡金屬前體化合物(如Co(N03)2、Ni(S04)、Mn(N03)2等)和鋰前體化合物(如LiN03)的酸性基團(tuán)(N03、S04)的當(dāng)量數(shù)之比。例如，其被定義為([Niy+)/([N03]+2[S04])。如果堿當(dāng)量比小于l，則產(chǎn)物會(huì)含有雜質(zhì)(如Co304);如果大于10,則廢水中的堿含量會(huì)極大地增加。本發(fā)明的制備方法中，一次混合步驟優(yōu)選在混合器(圖1中的混合器l;一次混合器)中進(jìn)行，更優(yōu)選在連續(xù)混合器中進(jìn)行。同樣，二次混合步驟優(yōu)選在連續(xù)混合器(圖2中的混合器2;二次混合器)中進(jìn)行，例如管式混合器。因此，過渡金屬氫氧化物的均勻沉淀在一次反應(yīng)器(圖1中的混合器1)中形成，且當(dāng)一次混合器中的混合物中存在的氫氧化鋰在與一次混合器相連的連續(xù)式二次混合器(圖2中的混合器2;二次混合器)和一個(gè)反應(yīng)器中與超臨界或次臨界水混合并反應(yīng)時(shí)，鋰金屬復(fù)合氧化物以嵌入之前沉淀的過渡金屬氫氧化物中的狀態(tài)形成。(c)將得到的鋰金屬復(fù)合氧化物進(jìn)行干燥并?；牟襟E步驟(b)中產(chǎn)生的鋰金屬復(fù)合氧化物非常細(xì)小以至于不適于用作鋰二次電池中的陰極活性材料。因此，進(jìn)行這一步驟以使顆粒具有適于用作陰極活性材料的尺寸。作為參考，已知鋰二次電池的陰極活性材料優(yōu)選的顆粒尺寸大約為0.1-100/zm(中間值2-20炯)。粒化過程通?？梢院透稍锿瑫r(shí)進(jìn)行，使用本領(lǐng)域已知的多種方法，包括噴霧干燥法、流化床干燥法和振動(dòng)干燥法。特別優(yōu)選使用噴霧干燥法，因?yàn)槠淇赏ㄟ^形成球體來增加顆粒的堆積密度。在濃縮物被干燥并同時(shí)進(jìn)行粒化之前，可以用凈水洗滌以除去殘留在其中的雜質(zhì)鹽類(如仰4冊3鹽)、離子雜質(zhì)(如由鎳化合物、錳化合物和鈷化合物分解出來的N。3一和S042_)。(d)將得到的顆粒進(jìn)行煅燒的步驟需要此步驟來促使初級粒子生長形成顆粒并增加初級粒子間的粘合。如果不進(jìn)行煅燒過程，晶體將不穩(wěn)定，導(dǎo)致電池初始循環(huán)性能顯著退化。該退化是不穩(wěn)定表面的損壞現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生于LT-LiCo02中等。而且，如果不進(jìn)行煅燒過程，電極活性材料會(huì)具有大比表面積、低堆積密度，從而具有低單位體積容量。煅燒溫度優(yōu)選為600-12001C之間，但對煅燒溫度并無特別限制。如果煅燒溫度低于600"C，初級粒子的生長會(huì)不充分，初級粒子之間的燒結(jié)也不會(huì)大量發(fā)生，因此初級粒子將具有大比表面積和低堆積密度。另外，氧化物晶體的生長會(huì)不充分，且復(fù)合氧化物也會(huì)不夠穩(wěn)定，從而導(dǎo)致電池循環(huán)特性的降低。如果煅燒溫度高于1200°C,則初級粒子之間的燒結(jié)將會(huì)過度，從而使陰極活性材料的性能降低。在步驟(a)到(c)的任何步驟之前、之后或期間，可以添加選自下列物質(zhì)中的至少一種添加劑粘合劑、燒結(jié)助劑、摻雜劑、涂覆劑、鋰源以及它們的組合物。粘合劑可用于使顆粒成球形并改善粒子尺寸分布，其非限制性實(shí)例包括水、氨水、PVA(聚乙烯醇)以及它們的混合物。燒結(jié)助劑可用在顆粒的高溫煅燒過程中以降低煅燒溫度或增加煅燒密度，其非限制性實(shí)例包括金屬氧化物，如氧化鋁、B203和Mg0，或其前體，以及鋰化合物如LiF、Li0H和LiC03。摻雜劑和涂覆劑用于以金屬氧化物超細(xì)顆粒覆蓋電極活性材料晶體外表面，從而增加被煅燒材料當(dāng)用于電池時(shí)的耐久性。金屬氧化物的非限制性實(shí)例例如氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鎂或它們的前體。鋰源可在煅燒步驟期間參與反應(yīng)以提高合成的鋰金屬復(fù)合氧化物——例如，Li1+a[NixMnyCoz]Mb02—b——的a值，其非限制性實(shí)例包括鋰化合物，如LiF、Li0H、LiN。3和L跳。與現(xiàn)有的干式煅燒法和濕式沉淀法不同，在上述制備含鋰金屬復(fù)合氧化物的方法中，易于形成均勻的固溶體，因?yàn)榘辽賰煞N過渡金屬的金屬前體水溶液、堿化劑和鋰前體組合物相互混合以形成過渡金屬氫氧化物的均勻沉淀，然后混合物中的氫氧化鋰與高溫高壓的超臨界或次臨界條件水混合并反應(yīng)以合成以嵌入沉淀的過渡金屬氫氧化物中的形態(tài)存在的鋰金屬超細(xì)顆粒晶體。而且，通過下一步中的干燥并同時(shí)使鋰金屬晶體粒化成球形，然后在煅燒過程中使顆粒晶體生長同時(shí)穩(wěn)定和燒結(jié)晶體，可以得到具有穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異密度特性的多組分鋰金屬復(fù)合氧化物顆粒。因此，本發(fā)明的制備方法能夠解決現(xiàn)有制備方法中的問題，還能確保經(jīng)濟(jì)效益和電池性能的提高。例如，現(xiàn)有的濕式沉淀法(如共沉淀法)達(dá)到鋰金屬復(fù)合氧化物前體的產(chǎn)生需要至少12-48小時(shí)，還需要充足的熱處理時(shí)間以使鋰擴(kuò)散和生成晶體，因?yàn)榍绑w不含鋰成分。與此相比，本發(fā)明中鋰金屬復(fù)合氧化物前體可以在高溫高壓下在幾秒鐘內(nèi)形成。而且由于前體在熱處理之前就已經(jīng)含有鋰成分，因此不需要單獨(dú)的混合過程。另外，使鋰擴(kuò)散和產(chǎn)生最終活性材料的熱處理時(shí)間可被縮短以促進(jìn)鋰金屬復(fù)合氧化物結(jié)晶度的增加。特別地，當(dāng)需要一種小粒子尺寸的材料如橄欖石晶體結(jié)構(gòu)型鋰金屬復(fù)合氧化物時(shí)，可以容易地產(chǎn)生細(xì)小粒子而不需進(jìn)行粒化過程。另一方面，本發(fā)明還提供包含上述鋰金屬復(fù)合氧化物的電極，優(yōu)選為陰極。本發(fā)明的電極可根據(jù)任一本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)方法制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過將作為兩極活性材料、優(yōu)選作為陰極活性材料的鋰金屬復(fù)合氧化物與粘合劑混合制備電極漿液、并將制備的電極漿液涂覆在集電器上而制備電極。此處還可任選使用導(dǎo)電劑。在另一方面，本發(fā)明提供一種包含下列組件的電化學(xué)設(shè)備(a)含有上述鋰金屬復(fù)合氧化物的陰極；(b)陽極；(c)電解質(zhì)；和(d)隔膜。該電化學(xué)設(shè)備包括所有能進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備，其具體實(shí)例包括各種一次和二次電池、燃料電池、太陽能電池和電容器。二次電池之中，優(yōu)選為鋰二次電池，包括鋰金屬二次電池、鋰離子二次電池、鋰聚合物二次電池和鋰離子聚合物二次電池。本發(fā)明的電化學(xué)設(shè)備可根據(jù)任何本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)方法制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，該電化學(xué)設(shè)備可通過在電池箱中的陰極和陽極之間插入一多孔隔膜、然后將電解質(zhì)注入電池箱中而制造。對與本發(fā)明的陰極一起應(yīng)用的陽極、電解質(zhì)和隔膜并無特別限制，可以使用現(xiàn)有的電化學(xué)設(shè)備中常規(guī)使用的陽極、電解質(zhì)和隔膜。具體實(shí)施例方式下文將參照實(shí)施例和比較例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。但應(yīng)認(rèn)識到，這些實(shí)施例僅作說明之用，本發(fā)明的范圍并不限于此。實(shí)施例1至2:鋰金屬復(fù)合氧化物、陰極和鋰二次電池的制備實(shí)施例1鋰金屬復(fù)合氧化物的制備(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)圖1以圖表的方式示出了制備本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物的方法。將含7.0重量份的硝酸鈷(Co(N03)2.6H20)、7.0重量份的硝酸鎳(Ni(N03)26H20)、6.9重量份的硝酸錳(Mn(N03)26H20)的水溶液以8ml/min的速率在室溫和壓力250巴的條件下泵入，并將含13.2重量份的氨(NH3)水以及12.l重量份的氫氧化鋰(LiOH)水溶液的溶液混合物以8ml/min的速率在室溫和壓力250巴的條件下泵入，使兩溶液在一次混合器中相遇。此處，冊3/冊3摩爾比為1.5，Li/(Ni+Mn+Co)的摩爾比為4。將加溫至約450'C的純水以速率96ml/min、壓力250bar的條件泵入混合物中，使水和混合物在二次混合器中相遇。所得混合物在400'C的反應(yīng)器中保留7秒，然后被冷卻和濃縮。使用噴霧干燥器在120x:下對濃縮物進(jìn)行千燥，同時(shí)對其進(jìn)行粒化。將顆粒在1000°C的氧化爐中鍛燒6小時(shí)，以此得到鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)。制備的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)的比表面積和堆積密度如下表2所示。1-2.陰極與電池的制備將實(shí)施例1-1中制備的鋰金屬復(fù)合氧化物用作陰極活性材料。將該陰極活性材料、導(dǎo)電劑和粘合劑以95:2.5:2.5的重量比混合于溶劑中，以此制備陰極漿液。將該陰極漿液涂覆在鋁箔上并干燥，以此得到陰極。通過將l摩爾LiPFr溶于EC(碳酸亞乙酯)和EMC(碳酸甲乙酯)的混合溶劑(l:2(v/v))中來制備電解質(zhì)。使用上面制備的陰極和電解質(zhì)制造紐扣電池。實(shí)施例2將實(shí)施例l合成的濃縮物用干凈的水洗滌以除去離子，然后以每摩爾合成的鋰金屬復(fù)合氧化物0.3摩爾的量向水溶液中加入Li0H。接著，將該混合物用噴霧干燥器在120。C條件下干燥，同時(shí)?；?。將顆粒在1000"C的氧化爐中鍛燒6小時(shí)，以此得到鋰金屬復(fù)合氧化物(Li[Niv3Mn!/3Co"3]02)。比較例1:根據(jù)共沉淀法制備鋰金屬復(fù)合氧化物將硝酸鈷(Co(N03)2■6H20)、硝酸鎳(Ni(N03)261120)和硝酸錳(Mn(N03)26H20)按照1:1:1的當(dāng)量比溶于蒸餾水中，再將該溶液緩慢加入同當(dāng)量的氫氧化鋰(LiOH)水溶液中，并不斷攪拌。將10%的NaOH水溶液逐份加入該混合溶液中，使pH達(dá)到約12。收集共沉淀出的氫氧化物前體，在120。C下干燥12小時(shí)，以獲得干燥顆粒。將干燥顆粒置于1000C的氧化爐中氧化12小時(shí)。將制備的鋰金屬復(fù)合氧化物以與實(shí)施例1-2相同的方法處理，從而制造陰極和包含該陰極的鋰二次電池。制備的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)的比表面積和堆積密度如下表2所示。測試實(shí)施例1:各制備步驟中鋰金屬復(fù)合氧化物的物理性質(zhì)評估在制備過程的每個(gè)步驟中測量根據(jù)本發(fā)明制備的鋰金屬復(fù)合氧化物的物理性質(zhì)的變化。在實(shí)施例1的制備過程的粒化步驟之前和之后以及鍛燒步驟之后，收集鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)作為樣本，將每一樣本取2.5g置于一直徑為1.5cm的模具(mole)中，以4000Pa施壓5分鐘。接著，測量每個(gè)樣本的厚度。厚度測量結(jié)果如下表l所示。由測試結(jié)果可以看出，與粒化后沒有經(jīng)過鍛燒的鋰金屬復(fù)合氧化物相比，?；蠼?jīng)過鍛燒的鋰金屬復(fù)合氧化物具有非常高的填充密度(見表l)。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>測試實(shí)施例2:鋰金屬復(fù)合氧化物的物理性質(zhì)評估為了評估根據(jù)本發(fā)明制備的鋰金屬復(fù)合氧化物的物理性質(zhì)，進(jìn)行以下分析。使用實(shí)施例1和2中制備的鋰金屬復(fù)合氧化物，并將比較例1中制備的鋰金屬復(fù)合氧化物作為對照組。2-1.SEM分析應(yīng)用掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行表面分析，結(jié)果顯示，實(shí)施例1和2中制備的鋰金屬復(fù)合氧化物即使在干燥或者鍛燒后仍保持其形狀而未改變，并具有均勻的球形形狀，尺寸大約為10-30//m。而且可以看出構(gòu)成顆粒的初級粒子的尺寸大于1，(見圖2a、2b和4)。2-2.XRD分析對樣本進(jìn)行XRD(x射線衍射)分析。結(jié)果顯示，實(shí)施例1和2中制備的鋰金屬復(fù)合氧化物在2e值為30-40°(矛汙射線006、102)和60-70。(衍射線108、110)處具有明顯的峰，并且清楚地顯示了Li[Ni^Mni/3Co^]02的特征峰(見圖3)。2-3.堆積密度和比表面積(BET)的分析測量和分析了鋰金屬復(fù)合氧化物在鍛燒之前和之后其比表面積以及堆積密度的變化。結(jié)果顯示，與比較例1中根據(jù)本領(lǐng)域傳統(tǒng)方法制備的鋰金屬復(fù)合氧化物相比，本發(fā)明制備的鋰金屬復(fù)合氧化物在煅燒后具有較小的比表面積和較高的堆積密度(見表2)。這被認(rèn)為是因?yàn)樵诟稍锊襟E中形成的球形顆粒進(jìn)行了鍛燒步驟，由于晶體之間的燒結(jié)增加了晶體大小，因此組成顆粒的結(jié)晶生長良好，而顆粒的堆積效率也由于球形的形狀而達(dá)到極好。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>2-4:Li-NMR分析使用實(shí)施例1和2中制備的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302),并將比較例1中依據(jù)共沉淀法制備的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)作為對照組。測試樣本在32kHz的旋轉(zhuǎn)速率下使用300MHz的7Li-MAS(幻角自旋)NMR進(jìn)行分析，分析結(jié)果如下。如圖5所示，比較例1中根據(jù)現(xiàn)有的共沉淀法制備的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)在0ppm附近有一個(gè)尖峰(峰A)，并具有一個(gè)質(zhì)量中心在240ppm附近的極寬峰(峰B)。在此例中，Oppm附近的尖峰(峰A)顯示了一個(gè)Li峰，其周圍僅配位了反磁性的過渡金屬Co3+(t2g6egfl),而被認(rèn)為質(zhì)量中心在240ppm附近的極寬峰顯示了一個(gè)被N廣("V)、Mn4+(O和"3+(Ceg。)配位的鋰峰。與此相比，可看到由具有與比較例1的鋰金屬復(fù)合氧化物相同的組分組成的實(shí)施例1和2的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)顯示出在Co簇周圍的鋰峰強(qiáng)度大幅減少，且鋰峰之間的線寬比也出現(xiàn)降低(如圖5和表3)。實(shí)際上，為了以數(shù)值表達(dá)出ia/ib(1。ppo/l24。，)值的變化，將互相重疊的主峰(A和B)和旋轉(zhuǎn)邊帶根據(jù)解巻積法通過擬合而分離，并且計(jì)算出每個(gè)主峰的強(qiáng)度。計(jì)算結(jié)果如下表3所示。ia/iba。，/i"。，)值的下降表示鈷偏析的程度降低，因此可見與根據(jù)現(xiàn)有方法制備的鋰金屬復(fù)合氧化物相比，本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物在晶體中特定金屬成簇現(xiàn)象大幅減少，也就是說，鈷偏析的程度大幅降低。這表示本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物的金屬組分分布更為均勻(見圖5和表3)。而且，為了能以數(shù)值表達(dá)位于240ppm附近的寬峰(峰B)線寬的可見改變，將位于240ppm附近的峰和旋轉(zhuǎn)邊帶根據(jù)解巻積法進(jìn)行分離和擬合，接著計(jì)算這些峰的平均線寬與0ppm附近的尖峰的線寬之比。計(jì)算結(jié)果如下表3所示。峰之間的線寬比(Wb/Wa)下降表示配位了Ni、Mn和Co的Li峰變寬的程度降低，因此可見本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物與比較例1中根據(jù)傳統(tǒng)方法制備的鋰金屬復(fù)合氧化物相比，與鋰離子局部相互作用的順磁性強(qiáng)度減少，且該氧化物中N廣/Mn47Cc^+表現(xiàn)出規(guī)則分布。這表明本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物的金屬組分分布更均勻，導(dǎo)致金屬排列的改善。綜合上述結(jié)果，可以再次確認(rèn)，在本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物中，該復(fù)合氧化物的金屬均勻地相互混合，因此與根據(jù)本領(lǐng)域中已知傳統(tǒng)方法制備的鋰金屬復(fù)合氧化物相比，本發(fā)明的復(fù)合氧化物中金屬排列有所改善。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>Wb:Ni、Mn和Co周圍的鋰寬峰平均線寬(Hz)。測試實(shí)施例3:鋰二次電池的性能評估含有本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物的鋰二次電池的性能使用以下方式進(jìn)行評估。3-1:充電/放電容量的評估將含有本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物的鋰二次電池以恒電流和恒電壓(CC/CV)模式充電至4.4V并以恒電流(CC)模式放電至3V。電池的速率特性通過以下列順序?qū)﹄姵爻潆姺烹姸@得以0.1C進(jìn)行2次循環(huán)，以0.2C進(jìn)4亍2次循環(huán)，以0.5C進(jìn)4亍1次循環(huán)，以及以1C進(jìn)^f亍1次循環(huán)。接著，將電池以0.5C進(jìn)行充電/放電循環(huán)。由檢測結(jié)果可以看出，使用鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3COl"02)作為陰極活性材料的實(shí)施例2的鋰二次電池顯示出192mAh/g的充電容量和176mAh/g的放電容量，說明電池性能優(yōu)異(見圖6)。3-2:循環(huán)壽命特性評估使用含有實(shí)施例1和2中制備的各鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi^Mih/3C(h/302)作為陰極活性材料的鋰二次電池。測試結(jié)果中，含有實(shí)施例1和2中制備的各陰極活性材料的鋰二次電池即使經(jīng)過20次充電/放電循環(huán)后，其性能也出現(xiàn)極少衰退或者無任何衰退(見圖8)。3-3:傳統(tǒng)鋰金屬復(fù)合氣化物的性能評估對含有由相同成分組成的各鋰金屬復(fù)合氧化物作為陰極活性材料的鋰二次電池的性能進(jìn)行比較性評估。.為此，使用含有實(shí)施例1和2中制備的各鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi^MnmCo^02)作為陰極活性材料的鋰二次電池，將比較例1的電池作為對照組。由測試結(jié)果可知，包含本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物作為陰極活性材料的實(shí)施例1和2的電池與比較例1的電池相比具有優(yōu)異的速率特征，比較例1的電池包含通過共沉淀法制備的與本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物具有相同組成的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)作為陰極活性材料(見圖7)。測試實(shí)施例4:測定鋰金屬復(fù)合氧化物中顆粒尺寸與鋰金屬二次電池性能之間的關(guān)系為了研究本發(fā)明制備的鋰金屬復(fù)合氧化物中顆粒尺寸與電池性能之間的關(guān)系，進(jìn)行以下測試下表4示出了實(shí)施例1和2以及比較例1(使用共沉淀法)的鋰金屬復(fù)合氧化物(LiNi1/3Mn1/3Co1/302)的顆粒尺寸。此處，先進(jìn)行XRD測量，再根據(jù)半峰寬用Scherrer公式確定顆粒大小。通常，減小電極活性材料的顆粒尺寸、初級粒子的尺寸和二次粒子的尺寸會(huì)使電池的速率特性改善。因此，測量了本發(fā)明制備的每種鋰金屬復(fù)合氧化物以及根據(jù)共沉淀法制備的鋰金屬復(fù)合氧化物(比較例1)的顆粒尺寸。結(jié)果顯示，即使本發(fā)明所制備的鋰金屬復(fù)合氧化物的顆粒尺寸明顯大于共沉淀法(比較例1)制備的鋰金屬復(fù)合氧化物的顆粒尺寸，卻仍然表現(xiàn)良好的速率特性(見表4和圖7)。而且，本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物可具有的優(yōu)勢在于可以通過控制其顆粒尺寸而很容易地改善電池的速率特性，而且增加顆粒尺寸可導(dǎo)致堆積密度和填充密度增加(見表4)。填充密度增加會(huì)導(dǎo)致電極密度增加，從而可制造出高容量電池。<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>產(chǎn)業(yè)實(shí)用性由上文可知，本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物由于形成均勻的固溶體和金屬排列改善，因此形成具有結(jié)晶學(xué)穩(wěn)定性的單一相，從而表現(xiàn)出高容量和高密度。因此，本發(fā)明的鋰金屬復(fù)合氧化物能夠提供具有高容量和長循環(huán)壽命特性的電池。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案已經(jīng)出于說明目的而被闡述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，只要不脫離所附權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和主旨，各種修改、添加和取代都是可能的。權(quán)利要求1.一種含有順磁性和反磁性金屬的含鋰金屬復(fù)合氧化物，該復(fù)合氧化物滿足下列條件的任一項(xiàng)(a)0±10ppm(I0ppm)的主峰與240±140ppm(I240ppm)的主峰的強(qiáng)度比(I0ppm/I240ppm)小于0.117·Z，其中Z為反磁性金屬與鋰的摩爾比；(b)0±10ppm(I0ppm)的主峰與240±140ppm(I240ppm)的主峰的線寬比(W240ppm/W0ppm)小于21.45；以及(c)同時(shí)具備條件(a)和(b)，其中所述峰根據(jù)下列7Li-NMR測量條件和方法獲得[測量條件]300MHz的固態(tài)核磁共振系統(tǒng)；幻角自旋速率32kHz；光譜頻率116.6420MHz；溫度室溫(25℃)；化學(xué)位移值標(biāo)準(zhǔn)樣品水中的1MLiCl；脈沖序列自旋回波(90°-τ1-180°-τ2)；光譜寬500,000Hz；脈沖寬度90°脈沖寬度—2.25微秒，180°脈沖寬度—4.50微秒；停留時(shí)間(τ1):31.25微秒；和脈沖延遲2秒。2.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其中，在'Li-NMR測量結(jié)果中，0±10ppm(I—)的主峰和240±140ppm(I24。ppn)的主峰的強(qiáng)度比(I—/I240pp邁)小于0.039。3.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其中，在'Li-NMR測量結(jié)果中，0±10ppm(1—)的主峰和240±140ppm(I"。卿)的主峰的強(qiáng)度比(1—)為0.021或更小。4.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其中，在'Li-NMR測量結(jié)果中，0±10ppm(Io卿)的主峰和240±140ppm(I"。pp邁)的主峰的線寬比(W"—/W。，)為20.30或更小。5.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其中非鋰金屬組分多于兩種。6.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其可用下列式1或式2表示[式1]LHCUb(-0.5"《+0.5，(Kb《+0.1，(Kx<+0.1);和[式2]Li1+aB2_x—yA，xCy04—bXb(-0.5《a《+0.5,(Kb《+0.1，0<x<+2,0<y《0.1)，其中A代表選自具有六配位結(jié)構(gòu)的過渡金屬的至少兩種元素；A'代表選自具有六配位結(jié)構(gòu)的過渡金屬的至少一種元素；B代表選自具有四配位結(jié)構(gòu)的過渡金屬的至少兩種元素；C代表選自堿土金屬和3B族元素的至少一種元素；和X代表選自5B、6B和7B族元素的至少一種元素。7.權(quán)利要求6中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其中在式l中，A代表選自Ni、Co和Mn的兩種以上金屬，C為Al或Mg，X為F、S或N。8.權(quán)利要求6中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其中在式2中，B或A，代表選自Ni、Co和Mn的一種元素，C為Al或Mg，X為F、S或N。9.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其為Lh"Nih-yMnxCoy02(-0.5<a<0.5，0<x<l，0<y<l)或Li1±aNh—x—y(Al或Mg)xCoy02(-O.5《a<0.5，0<x<0.1，0<y<l)。10.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其以顆粒的形態(tài)存在。11.權(quán)利要求10中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其中所述顆粒大小為I-IOO//m。12.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其堆積密度高于1.8g/cm3。13.權(quán)利要求1中的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其通過以下方法制備將包含多于兩種過渡金屬的金屬前體水溶液與堿化劑和鋰前體化合物相互混合，以使非鋰過渡金屬的氫氧化物沉淀出來，再將該混合物與超臨界或次臨界條件下的水混合以合成鋰金屬復(fù)合氧化物，其中鋰離子嵌入沉淀的過渡金屬氫氧化物顆粒中，再干燥、?；挽褵铣傻匿嚱饘購?fù)合氧化物。14.一種包含權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的含鋰金屬復(fù)合氧化物的電極。15.—種電化學(xué)設(shè)備，其中包括(a)包含權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)的含鋰金屬復(fù)合氧化物的陰極；(b)陽極；(c)電解質(zhì)；和(d)隔膜。16.權(quán)利要求15中的電化學(xué)設(shè)備，其為鋰二次電池。全文摘要本發(fā)明公開了一種包含順磁性及反磁性金屬的含鋰金屬復(fù)合氧化物，其滿足任何以下條件中的任一項(xiàng)(a)0±10ppm(I_0ppm)的主峰與240±140ppm(I_240ppm)的主峰的強(qiáng)度比(I_0ppm/I_240ppm)小于0.117·Z，其中Z為反磁性金屬與鋰的摩爾比；(b)0±10ppm(I_0ppm)的主峰與240±140ppm(I_240ppm)的主峰的線寬比(W_240ppm/W_0ppm)小于21.45；以及(c)條件(a)和(b)均具備，其中所述峰是根據(jù)本發(fā)明公開的⁷Li-NMR的測量條件和方法獲得。本發(fā)明還公開了一種包含該含鋰金屬復(fù)合氧化物的電極和一種包含該電極的電化學(xué)設(shè)備。由于金屬排列結(jié)構(gòu)改善，復(fù)合氧化物組分均勻分布于其中，因此該含鋰多組分金屬復(fù)合氧化物表現(xiàn)出結(jié)晶穩(wěn)定性和優(yōu)異的物理性質(zhì)。因此能夠提供具有高容量特性、長循環(huán)壽命特性以及改善的速率特性的電池。文檔編號C01D15/00GK101426728SQ200780013710公開日2009年5月6日申請日期2007年2月16日優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日發(fā)明者S·樸,宋圭鎬,崔相勳,張民哲,張誠均,房義龍,明岏在,李周衡,李琪永,趙明鎬,韓暎植申請人:株式會(huì)社Lg化學(xué);韓貨石油化學(xué)株式會(huì)社