Композиции на базе оксида металлического лития ( варианты ), способ их изготовления и их применение

010779 Область применения изобретения Настоящее изобретение имеет отношение к композициям на базе оксида металлического лития, а также к электрохимическим устройствам, выполненным с использованием таких композиций, а в частности к композициям на базе оксида лития, магния и никеля, которые подходят для использования в качестве компонентов электрохимических устройств на базе ионов лития. Уровень техники Аккумуляторные литиевые и литиево-ионные батареи могут быть использованы в различных областях, в том числе в мобильных телефонах, в портативных компьютерах (в ноутбуках), в цифровых фотоаппаратах и видеокамерах, в гибридных электромобилях и т.п., принимая во внимание их высокую удельную энергию. Имеющиеся в продаже литиево-ионные аккумуляторы обычно содержат анод на базе графита и катод на базе LiCoO2 материала. Однако следует иметь в виду, что катодные материалы на базе LiCoO2 являются достаточно дорогими и имеют относительно низкую емкость, составляющую ориентировочно 150 мАч/г. В качестве альтернативы катодным материалам на базе LiCoO2 известны катодные материалы на базе LiNiO2, которые не являются такими дорогими. Типичные катодные материалы на базе LiNiO2 могут содержать композиции, имеющие формулу LiNi0,8Co0,2O2 или LiNi0,8Co0,15Al0,05O2. Эти материалы являются относительно более дорогими, чем не содержащий кобальта катодный материал на базе LiNiO2,принимая во внимание относительно более высокую стоимость кобальта по сравнению с никелем. Более того, катодные материалы на базе LiNiCoO2 обычно имеют более низкую надежность, цикличность и эффективность первого цикла, чем катодные материалы на базе LiCoO2, по причине более низкой структурной устойчивости и более высокой поверхностной реактивности катодов типа LiNiO2. Уже известны также катодные материалы на базе Li(Ni,Со)O2. Например, в патенте США 4980080 раскрыт способ изготовления катодного материала для вторичной батареи, имеющего формулу LiyNi2-yO2 или Li1-xCoxO2. В патенте США 5750288 раскрыты модифицированные оксидные соединения лития и никеля для катодов и гальванических элементов на базе LixMyO2 материалов, в которых М представляет собой непереходный металл, выбранный из группы, в которую входят алюминий, галлий, олово и цинк. В патенте США 5783333 раскрыт LixNiyCozMnO2 материал. В патентах США 6007947 и 6379842 раскрыты катодные материалы, имеющие формулу LixNiyCozMnO2 или LixMn2-rM1rO4, в которой М представляет собой металл, выбранный из группы, в которую входят алюминий, титан, вольфрам, хром, молибден, магний, тантал, кремний, а также их комбинации, а M1 представляет собой металл, выбранный из группы, в которую входят хром, титан, вольфрам, никель, кобальт, железо, олово, цинк, цирконий,кремний, а также их комбинации. В патенте США 6017654 раскрыты катодные материалы, имеющие формулу Li1+xNi1-yMyNxO2(1+x) и LiNi1-yMyNxOp, в которой М представляет собой переходный металл, выбранный из группы, в которую входят титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт и алюминий, а N представляет собой элемент II группы Периодической таблицы элементов, выбранный из группы, в которую входят магний, кальций, стронций, барий и цинк. В патенте США 6040090 раскрыт материал положительного электрода на базе Li-Ni-Co-Mn-O2. В патенте США 6274272 раскрыт активный катодный материал, имеющий формулу LiLNi(1-C-A-M)CoCAlAMgMO2. В патенте США 6277521 раскрыт материал, содержащий оксид металлического лития, имеющий множество легирующих элементов, соответствующий формуле LiNi1-xCoyMaM'bO2, в которой М представляет собой металл, выбранный из группы, в которую входят титан, цирконий, а также их комбинации, а М' представляет собой металл, выбранный из группы, в которую входят магний, кальций, стронций, барий, а также их комбинации. В патенте США 6071649 раскрыты LiNiO2 или Li(Ni,Co)O2 материалы с LiCoO2 покрытием. Ни в одном из указанных патентов не раскрыты катодные материалы на базе Li-Mg-Ni-O2. В патенте США 6045771 раскрыт катодный материал, имеющий формулу Liy-x1Ni1-x2MxO2, в которой М представляет собой металл, выбранный из группы, в которую входят алюминий, железо, кобальт, марганец и магний, x=x1+x2, 0x10,2, 0 х 20,5, 0 х 0,5 и 0,9 у 1,3. Многие фирмы также серийно выпускают катоды с использованием материалов, имеющих общую формулу LiNiCoMO2. Фирма TODA (ранее Fuji Chemical) выпускает изделия СА 5, CA1505N и NCA. Фирмы Honjo-FMC и Nichia (обе из Японии) также выпускают катоды на базе никеля-кобальта. Эти изделия обычно обладают малой надежностью и относительно низкими разрядными характеристиками. Сущность изобретения Предлагаются LixMgyNiO2 материалы, которые, когда их используют в электрохимических применениях или системах, могут быть охарактеризованы как надежные, дешевые катодные материалы с высокой емкостью, высокой долговечностью при циклическом нагружении, высокими токами разряда, особенно высокими мощностными характеристиками, а также с высоким напряжением. В некоторых применениях катодные материалы в соответствии с настоящим изобретением могут быть охарактеризованы как дешевые, имеющие повышенную химическую стойкость и более высокое рабочее напряжение, одновременно при более высокой емкости, особенно, например, по сравнению с катодными материалами на базе LiCoO2 и/или LiNiO2. В соответствии с настоящим изобретением предлагается композиция для изготовления компонен-1 010779 тов электрохимических устройств, содержащая сердцевину, имеющую формулу LixMgyNiO2, в которой 0,9 х 1,3, 0,01 у 0,1 и 0,9 х+у 1,3, и покрытие на сердцевине, имеющее формулу LiaCobO2, в которой 0,7 а 1,3 и 0,9b1,2. В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения предлагается гальванический элемент,который содержит катод, содержащий частицы, каждая из которых имеет сердцевину, имеющую формулу LixMgyNiO2, в которой 0,9 х 1,3, 0,01 у 0,1 и 0,91 х+у 1,3, и покрытие на сердцевине. Покрытие может иметь формулу LiaCobO2, в которой 0,7 а 1,3 и 0,9b1,2. Кроме того, предлагается способ изготовления частиц с покрытием. Предлагаемый способ может включать в себя следующие операции: использование первой смеси соединений, содержащей источник лития, источник магния и источник никеля, и спекание первой смеси в окислительной газовой среде при первой температуре и в течение первого периода времени, которые являются достаточными для кристаллизации первой смеси в частицы сердцевины, имеющие формулу LixMgyNiO2, в которой 0,9 х 1,3,0,01 у 0,1 и 0,91 х+у 1,3; и покрытие частиц сердцевины второй смесью соединений, содержащих литий и кобальт, и спекание частиц сердцевины, имеющих покрытие, при второй температуре и в течение второго периода времени, которые являются достаточными для кристаллизации покрытия, имеющего формулу LiaCobO2, в которой 0,7 а 1,3 и 0,9b1,2. Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи. Краткое описание чертежей Предпочтительные, не имеющие ограничительного характера варианты настоящего изобретения будут описаны далее в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения. На фиг. 1 показан микрофотоснимок обычной композиции на базе оксида лития, магния и никеля в соответствии с настоящим изобретением; причем в данном случае показана композиция LiMg0,25NiO2 со сферическими частицами. На фиг. 2 показана картина дифракции рентгеновских лучей для композиции, показанной на фиг. 1. На фиг. 3 показан график профиля разрядки, при различных токах разряда, материала, показанного на фиг. 1. На фиг. 4 показан микрофотоснимок обычной композиции на базе оксида лития и кобальта с градиентным покрытием на базе оксида лития, магния и никеля в соответствии с настоящим изобретением; причем в данном случае показана композиция, содержащая около 5 мол.% LiCoO2:LiMg0,025NiO2. На фиг. 5 показан график дифракции рентгеновских лучей для композиции с покрытием, показанной на фиг. 4. На фиг. 6 показан график профиля разрядки композиции, показанной на фиг. 4, имеющей уровень покрытия около 5 мол.%, при различных токах разряда. На фиг. 7 показан график профиля разрядки композиции, показанной на фиг. 4, имеющей уровень покрытия около 10 мол.%, при различных токах разряда. На фиг. 8 показан график профиля разрядки композиции, показанной на фиг. 4, имеющей уровень покрытия около 15 мол.%, при различных токах разряда. На фиг. 9 показан график области специфического импеданса для LiMg0,025NiO2 композиции с градиентным покрытием около 5 мол.% LiCoO2, полученный с использованием импульса длительностью около 1 и 18 с (в соответствии с протоколом 3), в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 10 показан график области специфического импеданса для различных LiMg0,025NiO2 композиций, полученный с использованием импульса длительностью около 1 и 18 с (в соответствии с протоколом 3). На фиг. 11 показан график дифракции рентгеновских лучей, где можно видеть пиковые профилиLiCoO2 композиции, имеющей градиентные покрытия с уровнями около 5, 10 и 15 мол.% (с расширенным участком, показанным справа). На фиг. 12 показан график сохранения емкости гальванических элементов во время циклической разрядки около 1 С с использованием: a) LiNiO2, b) LiMgNiO2, с) LiMg0,025NiO2 с покрытием около 5 мол.%LiCoO2 и d) CA1505N (фирма TODA Co., Япония). На фиг. 13 показан график профиля дифференциальной сканирующей калориметрии для: a) LiMg0,025NiO2,b) LiMg0,025NiO2 с покрытием около 5 мол.% LiCoO2 и с) TODA NCA-02 электродов, которые заряжали ориентировочно до 4,2 В (100% состояние заряда) и погружали в электролит. Подробное описание изобретения Настоящее изобретение не ограничено в его применении приведенными далее деталями конструкции и компоновкой компонентов или химическими соединениями, в том числе приведенными в различных примерах или показанными на чертежах. Настоящее изобретение может иметь другие варианты и может быть выполнено или осуществлено на практике иным путем. Кроме того, следует иметь в виду, что приведенная в описании терминология не имеет ограничительного характера. Термины "содержащий", "составляющий" или "имеющий", "охватывающий" и различные их формы следует считать эквивалентными. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения предлагается одна-2 010779 или несколько композиций и один или несколько способов образования различных композиций. Композиции могут быть использованы в качестве катодного активного материала, например, в перезаряжаемых литиевых и литиево-ионных электрохимических устройствах, таких как (но без ограничения) аккумуляторные батареи. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения предлагаются также аккумуляторные литиевые батареи или литиево-ионные батареи, построенные, например, с использованием композиций в соответствии с настоящим изобретением, а также способы их изготовления и использования. Гальванические элементы, построенные с использованием композиций в соответствии с настоящим изобретением, могут быть охарактеризованы, среди прочего, как дешевые и химически стойкие, но одновременно обеспечивающие высокую емкость во время большого эксплуатационного ресурса. В соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения предложенные композиции обладают повышенной емкостью, цикличностью и надежностью по сравнению с LiCoO2 и LiNiO2 материалами, когда такие материалы используют в электрохимических устройствах, в том числе (но без ограничения) в первичных и вторичных батареях. Материалы в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают экономические преимущества, так как они являются менее дорогими в производстве и/или эксплуатации по сравнению с материалами на базе LiCoO2, LiNiO2 или LiNi0,8Co0,2O2. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения предлагается композиция, содержащая оксид металлического лития, имеющая первый металл, главным образом, объединенный с а-сайтом, и второй металл, главным образом, объединенный с b-сайтом в кристаллической решетке. При этом а-сайт может кристаллографически называться как 3 а-сайт и b-сайт может называться как 3b-сайт в R3m кристаллической решетке. В соответствии с некоторыми вариантами настоящего изобретения первой металл может быть объединен в 3 а-сайте вместе, например, с литием, а второй металл может быть объединен в 3b-сайте. Преимущественно первый металл или, в некоторых случаях, второй металл может обеспечивать кристаллическую устойчивость во время интеркалирования (внедрения) лития и во время процессов деинтеркалирования, когда, например, материалы или композиции в соответствии с настоящим изобретением используют как компоненты электрохимических устройств. За счет создания такой структуры композиция в соответствии с настоящим изобретением преимущественно может быть использована в качестве катода в электрохимических устройствах, так как можно полагать, что первый металл может стабилизировать, по меньшей мере частично, кристаллическая решетку во время интеркалирования лития и во время процессов деинтеркалирования. В соответствии с одним или несколькими предпочтительными вариантами настоящего изобретения предлагается композиция, которая может содержать оксид лития, магния и никеля, причем литий и магний кристаллографически объединены с 3 а-сайтом, а никель кристаллографически объединен с 3b-сайтом. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения предлагается композиция, имеющая общую формулу LixMgyNiO2, в которой 0,9 х 1,3, 0,01 у 0,1 и 0,91 х+у 1,3, а преимущественно 0,9 х 1,1 и 0,02 у 0,05. Кристаллически композиция может быть охарактеризована как имеющая литий и магний, объединенные с 3a-сайтом, и никель, объединенный с 3b-сайтом. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения предлагается частица, которая содержит сердцевину или внутренний слой, имеющий один или несколько слоев металлического оксидного покрытия, нанесенных на него. Слой покрытия может содержать второй литиевый интеркалированный материал, который содержит, например, химическое соединение, имеющее формулу LiaCobO2, в которой 0,7 а 1,3 и 0,9b1,2. В некоторых случаях слой покрытия может быть охарактеризован как имеющий Co/Ni молярное отношение, которое лежит в диапазоне ориентировочно от 0,01 до 1,4, относительно количества никеля в слое сердцевины. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения 0,9 а 1,3, 1,8b2,2 и Co/Ni молярное отношение лежит в диапазоне ориентировочно от 0,02 до 0,8. Один или несколько слоев могут быть охарактеризованы как имеющие градиент концентрации кобальта в зависимости от расстояния, например в зависимости от радиального расстояния от поверхности частицы. Градиент концентрации кобальта в зависимости от расстояния от поверхности может изменяться ориентировочно от 100%, когда, главным образом, имеется только кобальт и отсутствует никель или имеются только его незначительные количества у внешней поверхности частицы, до 0%, когда, главным образом, отсутствует кобальт или имеются только его незначительные количества на границе раздела покрытие/сердцевина. Природа или форма профиля градиента может варьировать. Например, профиль градиента может линейно падать при увеличении радиального расстояния от поверхности. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения предлагается частица, которая содержит сердцевину, содержащую оксид лития, магния и никеля, имеющую слой покрытия, содержащий оксид лития и кобальта. Слой покрытия может составлять ориентировочно от 0,01 до 30 вес.%, в пересчете на вес частицы. В соответствии с настоящим изобретением предлагается также одна или несколько технологий синтеза, которые позволяют получить первый металл, имеющий предпочтительное объединение с 3a-сайтом, и, в некоторых случаях, получить второй металл, имеющий предпочтительное объединение с 3bсайтом. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения предлагаются технологии синтеза, которые позволяют снизить любую тенденцию объединения второго металла с 3a-сайтом. Первый металл может обеспечивать кристаллическую стабильность материала, содержащего пере-3 010779 мешанный оксид металлического лития во время циклических процессов интеркалирования/деинтеркалирования лития. Таким образом, технологии в соответствии с настоящим изобретением позволяют получать химически стабильный материал, который может быть использован в качестве компонентов, например в качестве катодов, в электрохимических устройствах и который может быть охарактеризован как имеющий высокую емкость, низкую стоимость, а также высокое напряжение, высокий ток разряда и повышенную долговечность при циклическом нагружении. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения предлагается использовать соединения предшественника, из которых может быть образован оксид металлического лития, а преимущественно оксид металлического лития, легированный металлом, стабилизирующим кристаллическую решетку. В соответствии с другими вариантами технологии в соответствии с настоящим изобретением позволяют создать условия обработки, которые способствуют образованию из соединений предшественника ионных разновидностей, которые преимущественно могут быть объединены со специфическими кристаллографическими сайтами. Условия обработки в соответствии с настоящим изобретением способствуют образованию разновидностей металлического оксида, а также объединению таких разновидностей с конкретным, заданным кристаллографическим сайтом. Например, технологии в соответствии с настоящим изобретением позволяют использовать одно или несколько литиевых донорных соединений, одно или несколько (других) металлических донорных соединений, которые преимущественно могут быть объединены с 3a кристаллографическим сайтом, и, в некоторых случаях, одно или несколько (других) металлических донорных соединений, которые преимущественно могут быть объединены с 3b кристаллографическим сайтом. Таким образом, в соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения можно использовать донорное соединение лития, донорное соединение металлического магния и донорное соединение металлического никеля. Условия обработки в соответствии с настоящим изобретением могут способствовать образованию ионных разновидностей, их перемешиванию и кристаллизации, чтобы образовать перемешанный металлический оксид лития, в котором первый металл может быть преимущественно объединен с 3a кристаллографическим сайтом, а второй металл может быть преимущественно объединен с 3b-сайтом. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения предлагаются технологии, которые позволяют создавать композиции на базе оксида лития, магния и никеля. Например, одна или несколько технологий могут использовать соединения предшественника, выбранные из группы, в которую входят донор лития, донор магния и донор никеля. В некоторых случаях также могут быть использованы один или несколько окислителей. Таким образом, смесь соединений предшественника может содержать, например, источник лития, окислитель, донор первого металла и донор второго металла. Источник лития,окислитель, донор первого металла и донор второго металла преимущественно могут нести ответственность за один или несколько фазовых переходов или фазовых превращений при некоторых условиях обработки, например в некотором диапазоне температур обработки. Преимущественно элементы выбранных соединений предшественника могут сохранять их соответствующие заранее установленные валентности до фазового перехода, или, в некоторых случаях, и после фазового перехода. Аналогичным образом, использованные условия обработки тормозят или, по меньшей мере, не способствуют никаким изменениям валентности. Таким образом, в соответствии с одним или несколькими предпочтительными вариантами настоящего изобретения соединения предшественника или оксиды соответствующих донорных соединений могут быть подвергнуты условиям обработки, которые содействуют поддержанию или поддерживают химическую стойкость до реакции в желательной фазе. Донор или источник лития может содержать гидроксид лития, карбонат лития или их смеси. Окислитель может содержать нитрат лития, или нитрат никеля, или их смеси. В некоторых случаях источник лития может содержать нитрат лития, а также гидроксид лития. Донор первого металла может содержать гидроксид магния, карбонат магния, оксид магния или их смеси. Донор второго металла может содержать гидроксид никеля, сульфат никеля, нитрат никеля, оксид никеля или их смеси. Соединения предшественника могут иметь любую форму, которая облегчает перемешивание с образованием смеси предшественника. Например, смесь предшественника может содержать порошковую смесь всех соединений предшественника или суспензию всех соединений предшественника. Более того,соединение предшественника может представлять собой маточную смесь, которая содержит гидроксиды лития, донор первого металла и/или донор второго металла. Окислитель может быть введен в маточную смесь для облегчения обработки и улучшения хранения после использования. В соответствии с одним или несколькими вариантами соединения предшественника могут иметь желательную структуру, которая преимущественно способствует эффективному использованию материалов, которые содержат оксид металлического лития в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, технологии синтеза в соответствии с настоящим изобретением позволяют получать морфологически желательные материалы,которые содержат оксид металлического лития. Соединения предшественника могут иметь различные формы, которые могут быть преобразованы в материал, который может образовывать покрытие или на который может быть нанесено покрытие, чтобы создать компонент электрохимического устройства. Например, одно или несколько порошковых соединений предшественника могут иметь сферическую форму частиц. По желанию, могут быть использова-4 010779 ны и другие формы (частиц), если это является предпочтительным для конечного пользователя. Преимущественно процесс синтеза в соответствии с настоящим изобретением позволяет сохранять, по меньшей мере частично, сферическую форму частиц на протяжении всех операций обработки или синтеза, чтобы получить, например, материал на базе оксида лития, магния и никеля, подходящий для использования в качестве катодного электрода, например, в перезаряжаемом электрохимическом устройстве. Таким образом, в соответствии с одним или несколькими предпочтительными вариантами смесь предшественника содержит донор никеля, такой как (но без ограничения) гидроксид никеля, имеющий сферическую форму. Однако следует иметь в виду, что может быть использована любая форма и конфигурация (частиц) исходных материалов композиции в соответствии с настоящим изобретением. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения предлагается донор никеля, имеющий высокую плотность, например имеющий высокий насыпной вес утряски гидроксид никеля. Композиции LixMgyNiO2 в соответствии с настоящим изобретением могут быть приготовлены за счет использования соединений предшественника с предварительно определенными или с предварительно выбранными размерами частиц и морфологиями. Может быть использован любой размер частиц, чтобы создать композицию в соответствии с настоящим изобретением. Например, размер частиц предшественника донора никеля, такого как Ni(OH)2, может лежать в диапазоне ориентировочно от 2 до 20 мкм. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения молярные отношения материалов соединений предшественника могут быть выбраны так, чтобы создать композицию,имеющую общую формулу LixMgyNiO2, в которой 0,1 х 1,3, 0,01 у 0,1 и 0,9 х+у 1,3. В некоторых случаях молярные отношения могут быть выбраны так, чтобы 0,9 х 1,1 и 0,02 у 0,05. В некоторых других случаях х можетбыть ориентировочно равен 1-у. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения материалы LixMgyNiO2 или Li1-yMgyNiO2 могут иметь одну из следующих формул: Li1,05Mg0,005NiO2, Li1,05Mg0,01NiO2, Li1,05Mg0,02NiO2, Li1,05Mg0,025NiO2,Li1,05Mg0,030NiO2, Li1,05Mg0,04NiO2 и Li1,05Mg0,05NiO2. Таким образом, соединения предшественника могут быть выбраны при таких молярных отношениях, которые позволяют создавать такие композиции. Соединения предшественника обычно предварительно перемешивают, чтобы создать однородную смесь. В соответствии с другими вариантами материалы в соответствии с настоящим изобретением могут быть кристаллизованы, например, за счет нагревания до спекания, чтобы облегчить кристаллизацию в композиции в соответствии с настоящим изобретением. Процесс синтеза может предусматривать перемешивание соединений предшественника, чтобы создать, главным образом, однородную смесь. Процесс синтеза может дополнительно предусматривать нагревание смеси предшественника с использованием одной или нескольких операций или стадий нагревания, например двух или нескольких выдержек при повышенной температуре, в соответствии с заданным профилем нагревания. Процесс синтеза обычно способствует окислению или образованию оксигидроксида соответствующих донорных компонентов; перемешиванию, а обычно ионному перемешиванию таких компонентов; и кристаллизации с образованием композиции на базе оксида металлического лития,в которой первой металл композиции, например магний, объединен с 3a-сайтом, а второй металл, например никель, объединен с 3b-сайтом. Например, в композиции на базе оксида лития, магния и никеля смесь может быть нагрета до первой температуры нагревания, которая способствует преимущественному образованию Ni3+ относительно Ni2+. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения первая операция или стадия нагревания может предусматривать нагревание сырой смеси предшественника, чтобы позволить образование оксида и/или перемешивание ионов без изменений валентности донорных соединений или по меньшей мере с минимальными изменениями. Например, смесь предшественника может быть нагрета до температуры выдержки около 450 С в первой операции нагревания. Эта первая температура выдержки обычно может лежать в диапазоне ориентировочно от 350 до 700 С. Вторая операция нагревания может предусматривать нагревание для содействия кристаллизации преобразованной оксидной смеси, например, за счет выдержки при второй температуре около 700 С. Вторая температура выдержки обычно может лежать в диапазоне ориентировочно от 600 до 800 С. Первую температуру выдержки преимущественно поддерживают до тех пор, пока соединения предшественника не будут, главным образом, полностью преобразованы в их оксиды. Например, первую температуру выдержки иногда можно поддерживать в течение времени около 1 ч, однако, иногда необходимое время выдержки достигает 6 ч. В соответствии с другими вариантами первую температуру выдержки необходимо поддерживать в течение времени, достаточного для того, чтобы процесс синтеза перешел к стадии кристаллизации. Вторую температуру выдержки необходимо поддерживать, например,до тех пор, пока оксид металлического лития не будет кристаллизован в желательной степени. Например, вторую температуру выдержки иногда можно поддерживать в течение времени около 1 ч, однако,иногда необходимое время выдержки достигает 6 ч. Нагревание, так же, как и выдержку в нагревательной печи, можно проводить без воздействия окислительной газовой среды, такой как воздух или чистый кислород. Первая операция нагревания может предусматривать повышение температуры со скоростью, достаточной для образования оксида, однако, при снижении любой тенденции дестабилизации морфологии-5 010779 предшественника. Например, смесь предшественника можно нагревать со скоростью около 20, около 10 или даже около 5 С/мин. Выбор скорости нагрева зависит от различных факторов, в том числе (но без ограничения) от количества нагреваемого материала, от желательного относительного состава композиции, а также от эффективной площади, открытой для воздействия окислительной газовой среды. Вторая операция нагревания может предусматривать повышение температуры, достаточное для облегчения кристаллизации, так чтобы первой металл имел тенденцию объединения с 3a-сайтом, а второй металл имел тенденцию объединения с 3b-сайтом. Например, оксидная смесь может быть нагрета со скоростью около 10, около 5 или даже около 2 С/мин. После проведения тепловой обработки материалы могут охлаждаться до комнатной температуры,например, за счет естественной конвекции. Нагревание и выдержку можно производить на любом подходящем оборудовании. Например, может быть использована печь, позволяющая вводить в нее необходимый объем смеси. В печь может поступать воздух и/или кислород. Спеченный, кристаллизованный материал может быть измельчен в любом подходящем устройстве для измельчения. Например, дробилка с мертелем (например, дробилка типа RM100 фирмыRetsch/Brinkmann или фирмы Brinkmann Instruments, Inc., Westbury, New York), снабженная агатовым мертелем и пестиком, может быть использована для измельчения кристаллизованной композиции, чтобы получить желательный размер частиц. В качестве примеров других подходящих способов или систем измельчения можно привести шаровую мельницу, струйную мельницу, мельницу тонкого помола, молотковую мельницу и штифтовую мельницу. Желательный размер частиц может варьировать и зависит от конкретного применения или использования. Так, в соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения композиция LixMgyNiO2 может быть подвергнута измельчению в течение времени около 5 мин, пока не будет получен средний размер частиц ориентировочно от 2 до 20 мкм, а преимущественно ориентировочно от 5 до 10 мкм. В соответствии с одним или несколькими предпочтительными вариантами настоящего изобретения композиция LixMgyNiO2, обычно в виде частиц, дополнительно может содержать слой покрытия, который дополнительно улучшает эффективность первого цикла, повышает срок службы и/или надежность или даже снижает газовыделение при использовании композиции в качестве катодного материала в электрохимическом устройстве. В соответствии с другими вариантами настоящего изобретения частицыLixMgyNiO2 дополнительно содержат один или несколько слоев покрытия, которые снижают любую тенденцию загустевания при приготовлении частиц в виде электродной пасты. Например, на частицы может быть нанесено покрытие, чтобы снизить вероятность загустевания смеси, которая содержит NMP, PVDF,LixMgyNiO2 и проводящий углерод, что является еще одним преимуществом по сравнению с не имеющими покрытия никколатами. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения слой покрытия может содержать композицию, имеющую формулу LiCoO2. Частицы LixMgyNiO2 с покрытием могут быть приготовлены за счет перемешивания с раствором соли лития или с такой смесью, как (но без ограничения) LiNO3, LiOH, LiAc, Li2SO4, Li2CO3, с раствором соли, содержащим кобальт. В соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения солью лития может быть LiNO3, а солью кобальта может быть Co(NO3)26H2O. Молярное отношение Li/Co может варьировать, но обычно лежит в диапазоне ориентировочно от 0,6 до 1,4. Преимущественно молярное отношение Li/Co лежит в диапазоне ориентировочно от 0,95 до 1,05, так что молярное отношение содержания Со в слое покрытия к содержанию Ni в слое сердцевины лежит в диапазоне ориентировочно от 0,01 до 0,4, а преимущественно от 0,05 до 0,15. Если имеется вода любого вида, которая обычно переносится солями, то преимущественно производят ее испарение за счет использования любых подходящих средств. Например, смесь может быть нагрета на нагревательной плите при перемешивании, пока она не станет сухой, или может быть нагрета во вращательном сушильном шкафу. Покрытый предшественником материал может быть нагрет или спечен на воздухе с использованием любого подходящего устройства, такого как муфельная печь, чтобы облегчить окисление и/или кристаллизацию слоя покрытия на сердцевине. Например, слой покрытия может быть синтезирован за счет повышения температуры покрытых предшественником частиц LixMgyNiO2 с любой подходящей скоростью, например около 5 С/мин, и за счет выдержки при температуре около 450 С в течение времени около 1 ч. Затем может быть использовано повышение температуры со скоростью около 2 С/мин до второй температуры выдержки и выдержка при температуре около 700 С в течение времени около 2 ч, чтобы содействовать кристаллизации слоя покрытия. Такая примерная обработка, вызывающая спекание, позволяет получить материал с покрытием, имеющий структуру с градиентом концентрации, в которой больше кобальта может присутствовать у наружной поверхности по сравнению с областью вблизи слоя сердцевины. Могут быть использованы и другие технологии, позволяющие получать материал сердцевины с покрытием, имеющий композицию в соответствии с настоящим изобретением. Сушку проводят до тех пор, пока смесь не станет достаточно сухой. Например, сушка может быть осуществлена за счет нагревания со скоростью около 2 С/мин до температуры около 110 С. Выдержку при температуре сушки проводят в течение необходимого времени, которое может составлять от нескольких минут до 1 или нескольких часов.-6 010779 Первая скорость нагревания, которая позволяет получать один или несколько слоев покрытия, может лежать в диапазоне ориентировочно от 2 до 10 С/мин. Первая температура выдержки может лежать в диапазоне ориентировочно от 300 до 500 С. Эту первую температуру выдержки поддерживают до тех пор, пока не будет осуществлено достаточное или желательное преобразование оксида. Обычно время выдержки составляет от нескольких минут до 1 или нескольких часов. Вторая скорость нагревания может лежать в диапазоне ориентировочно от 2 до 10 С/мин. Вторая температура выдержки может лежать в диапазоне ориентировочно от 650 до 750 С. Считают, что более высокие температуры выдержки могут приводить к ухудшению структуры слоя сердцевины, которая не будет иметь предпочтительной кристаллографической упаковки. Частицы с покрытием могут охлаждаться до комнатной температуры. Любое подходящее оборудование может быть использовано для осуществления процессов сушки, нагревания и выдержки, в том числе печи, которые имеют соответствующую окислительную газовую среду. Спеченный материал с покрытием может быть подвергнут дополнительной обработке, чтобы получить размер частиц ориентировочно от 8 до 12 мкм. Например, спеченный материал с покрытием может быть подвергнут измельчению в течение времени около 5 мин в дробилке с мертелем, снабженной агатовым мертелем и пестиком. Примеры Функция и преимущества описанных и других вариантов настоящего изобретения могут быть дополнительно пояснены при помощи приведенных ниже примеров. Приведенные далее примеры служат для пояснения преимуществ композиций и технологий в соответствии с настоящим изобретением, однако, они не имеют ограничительного характера. В примерах были осуществлены следующие протоколы испытаний. Протокол 1. Испытание на долговечность при различных скоростях разрядки и определение эффективности 1-го цикла. Монетный гальванический элемент был использован для испытания на долговечность материала,причем металлический литий был использован как противоэлектрод. Положительный электрод монетного гальванического элемента был изготовлен из композитного катода, изготовленного в соответствии с примером 2. В качестве электролита использовали EC/DEC (1:1)-LiPF6, 1 М (который может быть закуплен на фирме ЕМ Industries, Inc., Hawthorne, New York), а в качестве сепаратора использовали стекловолокнистый материал (который может быть закуплен на фирме Fisher Scientific). Гальванический элемент полностью заряжали и затем разряжали со скоростью С/20 для измерений эффективности первого цикла, которая представляет собой отношение разрядной емкости к зарядной емкости. После этого гальванический элемент подвергался циклам со скоростями около С/5, С/2, 1 С, 2 С, 3 С и 5 С, ориентировочно от 2,7 до 4,2 В. 1 С скорость была определена как разряд около 150 мАч/г в течение 1 ч. Протокол 2. Испытание на долговечность при циклическом нагружении. Монетный гальванический элемент был использован для испытания на долговечность материала. Положительный электрод монетного гальванического элемента был изготовлен из композитного катода,а отрицательный электрод был изготовлен из композитного анода, который состоит из графита в виде микрошариков мезофазы углерода (МСМВ 2528, 90 вес.%), связующего материала PVDF (7 вес.%) и углеродной сажи (3 вес.%). В качестве электролита использовали EC/DEC (1:1)-LiPF6, 1 М (который может быть закуплен на фирме ЕМ Industries, Inc., Hawthorne, New York), а в качестве сепаратора использовали стекловолокнистый материал (который может быть закуплен на фирме Fisher Scientific). Гальванический элемент сначала полностью заряжали и затем разряжали со скоростью около С/5 в 3 циклах, которые представляют собой глубокие циклы. Глубокие циклы представляют собой зарядку до 4,2 В (полная зарядка) и разрядку до 2,7 В (полная разрядка). Гальванический элемент был полностью заряжен до 4,2 В (100% состояние заряда (SOC, а затем гальванический элемент был разряжен до 20% его полной емкости ориентировочно при 1 С токе разряда до достижения ориентировочно 80% SOC. После этого гальванический элемент был подвергнут циклической разрядке ориентировочно на 10% (ориентировочно до 70% SOC) и зарядке на 10% (до 80% SOC) ориентировочно при 1 С токе разряда, что обычно называют мелким циклом. Глубокий цикл осуществляли после каждых 200 мелких циклов. Это испытание позволяет определить эффективную долговечность подлежащего оценке гальванического элемента. Протокол 3. Измерение области специфического импеданса (ASI). Область специфического импеданса ASI всм 2 при различных начальных условиях SOC была определена припомощи импульсной разрядки монетного гальванического элемента. ASI вычисляли в соответствии с выражениемASI=A(V/I) в котором А представляет собой площадь электрода в см 2, а I представляет собой импульс тока разряда со скоростью около 6 С. Вариация напряжения (V) представляет собой изменение напряжения во время импульса разряда. Например, при SOC=90% измеряют начальное напряжение. Гальванический элемент разряжают со скоростью 6 С и конечное напряжение измеряют по истечении 18 с.ASI может коррелировать с потенциальной имеющейся мощностью и позволяет производить срав-7 010779 нение допустимой мощности различных материалов и композиций Li-ионных гальванических элементов. Это является особенно важным для применений со значительными импульсными нагрузками. Пример 1. Синтез композиции Li1,05Mg0,025NiO2. Была приготовлена и проанализирована композиция Li1,05Mg0,025NiO2. Композиция была приготовлена при помощи сухого перемешивания следующих исходных материалов: около 242,91 г Li(OH)2 (безводный мелкий порошок, который может быть закуплен на фирмеSigma-Aldrich, Inc., St. Louis, Missouri); около 14,79 г Mg(OH)2 (мелкий порошок, который может быть закуплен на фирме Alfa Aesar, WardHill, Massachusetts); около 34,97 г LiNO3 (кристаллы, которые могут быть закуплены на фирме Alfa Aesar, Ward Hill,Massachusetts). Перемешанные материалы добавляли к 940,31 г Ni(OH)2 (543 порошок высокой плотности, который может быть закуплен на фирме ОМ Group, Inc., Cleveland, Ohio) в банке емкостью 1 л. Соединения перемешивали за счет взбалтывания содержимого банки. Гомогенные порошки предшественника (соединения предшественника) помещали в тигли из оксида алюминия и спекали. Спекание производили за счет нагревания со скоростью около 5 С/мин до температуры около 450 С и выдерживали при температуре около 450 С в течение времени около 4 ч. Затем температуру поднимали со скоростью около 2 С/мин до температуры около 700 С и выдерживали при этой температуре в течение времени около 4 ч. Затем создавали возможность естественного охлаждения образца до комнатной температуры. Охлажденный образец измельчали в течение 5 мин, чтобы разрушить любые агломераты. Порошковый материал просеивали через сито 270 меш для удаления более крупных частиц и обеспечения желательного размера частиц 10 мкм. На фиг. 1 показан микрофотоснимок, полученный при помощи растрового электронного микроскопа,где можно видеть морфологию сферического материала сердцевины с частицами размером около 10 мкм. Проведенный дифракционный рентгеновский анализ показывает, что полученная композиция имеет чистую фазу с отсутствием видимых включений (примесей). На фиг. 2 показан график дифракции рентгеновских лучей для полученной композиции. Данные дифракционного рентгеновского анализа показывают, что полученный порошок, главным образом, не содержит включений. Пример 2. Изготовление и оценка электрохимических характеристик гальванических элементов на базе Li1,05Mg0,025NiO2. Катод Li1,05Mg0,025NiO2 был изготовлен за счет перемешивания около 90 вес.% порошка активного,катодного материала, полученного в соответствии с описанным в примере 1, около 6 вес.% углеродной сажи (АВ 100%, которая может быть закуплена на фирме Chevron Phillips Chemical Company LP, TheWoodlands, Texas) и около 4 вес.% K1120 связующего материала, содержащего 12% PVDF в NMP (который может быть закуплен на фирме Kureha Chemical of Japan). Дополнительный NMP (n-метилпирролидон) добавляли для того, чтобы обеспечить желательную вязкость и улучшить перемешивание. Раствор перемешивали в банке емкостью 250 мл с использованием 50 стальных шариков на вибростенде для приготовления краски в течение времени около 30 мин. Перемешанную суспензию наносили на алюминиевую фольгу толщиной около 20 мкм при помощи ракельного ножа, имеющего зазор покрытия около 100 мкм. Фольгу с покрытием сушили при температуре около 130 С в течение времени около 30 мин. Затем высушенную фольгу с покрытием уплотняли за счет ее пропускания через нажимые валки каландра диаметром около 3 дюймов с давлением прижима около 100 psi. Уплотненную, высушенную фольгу с покрытием разрезали на диски диаметром около 2 см для использования в качестве электродов. Вес активного материала дискового электрода обычно составляет около 20 мг. Дисковые электроды сушили при температуре около 80 С в вакууме в течение времени около 16 ч ранее сборки гальванического элемента. Монетный гальванический элемент (типа Hosen 2025) собирали с использованием дискового электрода в качестве катода. В качестве электролита в гальваническом элементе использовали EC/DEC (1:1)LiPF6, 1 М (который может быть закуплен на фирме ЕМ Industries, Inc., Hawthorne, New York), в качестве сепаратора использовали стекловолокнистый материал (который может быть закуплен на фирме FisherScientific), а в качестве анода использовали анод из металлического лития. Все операции сборки производили в заполненном аргоном отсеке, в котором уровни воды и кислорода составляют ориентировочно меньше чем 2 ppm. Испытания собранного монетного гальванического элемента были произведены с использованием циклического испытательного стенда (который может быть закуплен на фирме Maccor, Inc., Tulsa, Oklahoma),позволяющего измерять емкость, эффективность, долговечность при различных скоростях разрядки,мощность и долговечность при циклическом нагружении, в соответствии с описанными здесь выше протоколами 1, 2 и 3. Электрохимические характеристики композиции Li1,05Mg0,025NiO2 (то есть при 0% покрытия) приведены ниже в табл. 1. Профили напряжения разряда при различных токах разряда показаны на фиг. 3, откуда следует, что емкость композиции Li1,05Mg0,025NiO2 обычно составляет около 190 мАч/г.-8 010779 Таблица 1 Электрохимические характеристики гальванического элемента на базе композиции Li1,05Mg0,025NiO2 Пример 3. Испытание на надежность катода Li1,05Mg0,025NiO2. Были изготовлены и проанализированы катоды с покрытием. Уплотненный электрод, изготовленный в соответствии с описанным в примере 2, был разрезан на электроды в виде флажков размерами ориентировочно 6050 мм 2. Вес активного материала электрода обычно составлял около 300 мг. Анод был изготовлен аналогично катоду с составом МСМВ:PVDF (93:7), нанесенным в виде покрытия на медную фольгу, которую разрезали на куски, чтобы получить электроды в виде флажков размерами ориентировочно 6050 мм 2. Уплотнение производили аналогичным образом за счет каландрирования с давлением 175 psi. Электроды в виде флажков сушили при температуре около 80 С в вакууме в течение времени около 16 ч. Производили сборку имеющего 2 электрода пакетного гальванического элемента (bag cell). Гальванический элемент содержит сухие анод и катоды, разделенные при помощи стекловолокнистого сепаратора прямоугольного размера площадью около 6555 мм 2. Около 1,6 мл электролита EC/DEC (1:1)-LiPF6,1 М использовали для пропитки электродов и сепаратора, причем сборка была зажата между двумя стеклянными пластинами площадью 7060 мм 2. Вся сборка была помещена в пакет из ламинированного алюминия размерами около 8070 мм 2 и герметизирована в вакууме. Все операции сборки производили в заполненном аргоном отсеке, в котором уровни воды и кислорода составляют ориентировочно меньше чем 2 ppm. Пакетные гальванические элементы заряжали и разряжали со скоростью изменения тока около С/10, ориентировочно от 4,1 до 2,7 В, а затем заряжали со скоростью изменения тока около С/5 от емкости около 180 до 200 мАч/г. Гальванические элементы с заряженным композитным катодом разбирали в заполненном аргоном отсеке. Порошок композитного катода извлекали из алюминиевого токового коллектора. Композитный электродный порошок с электролитом EC/DEC (1:1)-LiPF6, 1M, при весовом отношении порошка к электролиту 1:1, загружали под давлением уплотнения в герметичный поддон DSC. DSC измерения производили с непрерывной скоростью сканирования около 5 С/мин ориентировочно до 450 С. Данные надежности, показанные на фиг. 13, представлены в виде DSC кривых для материалаCA1505N фирмы TODA Co., Japan). DSC кривые показывают характеристики химической активности в ходе экзотермических реакций. Пример 4. Сравнение с гальваническими элементами на базе Li1,05NiO2. Композиция Li1,05NiO2 была приготовлена при помощи сухого перемешивания следующих исходных материалов: около 244,42 г Li(ОН)2 (безводный мелкий порошок); около 35,18 г LiNO3 (кристаллы). Перемешанные материалы добавляли ориентировочно к 946,15 г Ni(ОН)2 (543 сферический порошок высокой плотности, который может быть закуплен на фирме ОМ Group, Inc., Cleveland, Ohio) в банке емкостью 1 л. Смесь порошков предшественника перемешивали за счет взбалтывания содержимого банки. Порошки предшественника помещали в тигли из оксида алюминия и спекали. Спекание производили за счет нагревания со скоростью около 5 С/мин до температуры около 450 С и выдерживали при температуре около 450 С в течение времени около 4 ч. Затем температуру поднимали со скоростью около 2 С/мин ориентировочно до 700 С и выдерживали при этой температуре в течение времени около 4 ч. Затем создавали возможность естественного охлаждения образца до комнатной температуры. Охлажденный образец измельчали ориентировочно в течение 5 мин, чтобы разрушить любые агломераты. Порошковый материал просеивали через сито 270 меш для удаления более крупных частиц и обеспечения желательного размера частиц 10 мкм. Проведенный дифракционный рентгеновский анализ показывает, что полученный материал имеет чистую фазу с отсутствием видимых включений. Электрохимические измерения этого порошка были проведены в соответствии с методикой, описанной в примере 2. Полученные результаты приведены в табл. 2 (для порошка с 0% покрытия).-9 010779 Таблица 2 Электрохимические характеристики гальванического элемента на базе композиции LiNiO2 Приведенные данные показывают, что определяемые удельной емкостью характеристики гальванических элементов на базе LiMgyNiO2 в соответствии с настоящим изобретением (см. табл. 1) являются самыми высокими по сравнению с характеристиками типичных материалов на базе оксида лития и никеля. Пример 5. Сравнение с гальваническими элементами на базе LiCoO2. Аналогичный композитный катод для гальванического элемента был приготовлен с использованием LiCoO2(марка С-5, фирма Nippon Chemical Industrial Co., LTD., Tokyo, Japan) в качестве активного материала. Аналогично предыдущему примеру, были изготовлены монетные гальванические элементы для проведения оценки. Электрохимические данные этого материала приведены в табл. 3. Таблица 3 Электрохимические характеристики гальванического элемента на базе композиции LiCoO2 Приведенные данные показывают, что электрохимические характеристики гальванического элемента на базе композиции Li1,05Mg0,025NiO2 в соответствии с настоящим изобретением (см. табл. 1) превышают характеристики типичных гальванических элементов на базе оксида лития и кобальта, которые являются в настоящее время преобладающими на рынке. Пример 6. Характеристики при различных уровнях легирующих примесей в материалеLi1,05MgyNiO2 (у=0,005, 0,01, 0,02, 0,025, 0,03, 0,04 и 0,05). Были приготовлены и проанализированы семь композиций Li1,05MgyNiO2 при значениях у, равных 0,005, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04 и 0,05. Процедура синтеза этих композиций была, главным образом, аналогична процедуре, описанной в примере 1, за тем исключением, что изменяли уровни Mg(OH)2 соответствующим образом, чтобы получить различные уровни легирующих примесей. Проведенный дифракционный рентгеновский анализ показывает, что все образцы, за исключением образца с у=5%, имеют чистую фазу с отсутствием видимых включений. Что касается композиции Li1,05Mg0,05NiO2,то в ней были обнаружены включения, свидетельствующие о присутствии перемешанных оксидов магния. Все образцы затем были испытаны электрохимически в монетных гальванических элементах, изготовленных аналогично описанному в примере 2. Полученные результаты приведены в табл. 4. Таблица 4 Электрохимические характеристики гальванического элемента на базе композиции LiMgyNiO2 с различными легирующими уровнями Mg- 10010779 Приведенные в табл. 4 данные показывают, что электрохимические характеристики, например удельная емкость при скорости 1 С, гальванического элемента на базе композиции LiMgyNiO2 в соответствии с настоящим изобретением являются более высокими по сравнению с характеристиками гальванических элементов на базе LiNiO2 и более высокими по сравнению с характеристиками гальванических элементов на базе LiCoO2. Пример 7. Синтез Li1,05Mg0,025NiO2 частиц сердцевины со слоем LiCoO2 покрытия. В этом примере производили покрытие композиции на базе оксида лития, магния и никеля, приготовленной, главным образом, аналогично описанному в примере 1, слоем оксида лития и кобальта. Для того, чтобы синтезировать слой покрытия, около 105,55 г LiNO3 (кристаллический порошок,который может быть закуплен на фирме Alfa Aesar, Ward Hill, Massachusetts) и около 445,50 гCo(NO3)26H2O (кристаллические агрегаты, которые также могут быть закуплены на фирме Alfa Aesar) были растворены ориентировочно в 200-300 мл дистиллированной воды. В этот раствор добавляли около 1000 г Li1,05Mg0,025NiO2 порошка, приготовленного, главным образом, в соответствии с описанным в примере 1. Избыток воды удаляли за счет испарения на нагревательной плите с перемешиванием до тех пор,пока суспензия не загустеет. Затем суспензию выливали в тигель из оксида алюминия и спекали в соответствии со следующим профилем нагревания: нагревание со скоростью около 2 С/мин до 110 С, выдержка в течение времени около 1 ч при температуре около 110 С, нагревание со скоростью 5 С/мин до температуры около 450 С, выдержка в течение времени ориентировочно около 1 ч при температуре около 450 С, нагревание со скоростью около 2 С/мин ориентировочно до 700 С и выдержка в течение времени ориентировочно около 2 ч при температуре около 700 С. Создавали условия для естественного охлаждения приготовленного образца до комнатной температуры. После охлаждения образец измельчали в течение 5 мин, чтобы разрушить любые агломераты. Полученный порошковый материал просеивали через сито 270 меш. Дифракционный рентгеновский анализ показал, что приготовленная композиция с покрытием имеет градиентный профиль без видимых примесей, как это показано на графике на фиг. 5 для композицииLi1,05Mg0,025NiO2 с 5 мол.% LiCoO2 покрытия. Полученный на растровом электронном микроскопе микрофотоснимок этого же образца, показанный на фиг. 4, свидетельствует о том, что порошковая композиция с покрытием сохраняет свою сферическую морфологию с размеров частиц около 10 мкм. В табл. 1 приведены характеристики долговечности при различных скоростях разрядки и эффективности первого цикла LiMg0,025NiO2 материалов сердцевины, имеющих различные уровни LiCoO2 покрытия. На фиг. 6-8 приведены графики, показывающие профили разрядки композиции сердцевины на базе Li1,05Mg0,025NiO2 с уровнями LiCoO2 покрытия около 5, около 10 и около 15 мол.%, соответственно. Эти профили показывают, что композиция на базе оксида лития, магния и никеля может иметь уровни покрытия на базе оксида лития и кобальта ориентировочно до 15 мол.% при сохранении ориентировочно одних и тех же электрохимических характеристик. На фиг. 11 показаны сравнительные графики дифракции рентгеновских лучей этих образцов, показывающие повышение градиентов при увеличении количества LiCoO2 покрытия. Пример 8. Оценка материала сердцевины Li1,05Mg0,025NiO2 с LiCoO2 покрытием. В соответствии со способом, описанным в примерах 1 и 7, были синтезированы два материалаLi1,05Mg0,025NiO2 с градиентным покрытием, содержащим около 10 и около 15% LiCoO2. Градиентное покрытие было обнаружено при помощи исследования повышенной степени асимметрии при брэгговском отражении. В частности, пик 104 ориентировочно при 44,4 в 2-тета был использован (фиг. 11) для того,чтобы показать, как асимметрия пика 104 непрерывно возрастает при увеличении количества LiCoO2. Соответствующие графики дифракции рентгеновских лучей на фиг. 11 были совмещены с положением нулевой точки 2-тета и нормализованы по интенсивности, чтобы произвести сравнение (показанное справа на фиг. 11). Также была проведена электрохимическая оценка образцов с градиентным покрытием в соответствии с протоколом 1, чтобы найти долговечность при различных скоростях разрядки и эффективность первого цикла, приведенные в табл. 1. Пример 9. Сравнение Li1,05NiO2 материала сердцевины с LiCoO2 покрытием. Три материала Li1,05NiO2 с градиентным покрытием, содержащим 5, 10 и 15% LiCoO2, были синтезированы, главным образом, в соответствии с описанным в примерах 4 и 7. Образцы с покрытием были испытаны электрохимически, чтобы определить долговечность при различных скоростях разрядки и эффективность первого цикла, в соответствии с протоколом 1, как это описано выше. Данные относительно удельной емкости, приведенные в табл. 2, показывают, что соединения на базе оксида лития и никеля с покрытием на базе оксида лития и кобальта в соответствии с настоящим изобретением могут обеспечивать большее значение удельной емкости, чем соединения без покрытия, или, по меньшей мере, такое же значение удельной емкости. На фиг. 9 показана область специфического импеданса (ASI) гальванического элемента, построенного с использованием Li1,05NiO2 материала с LiCoO2 покрытием, измеренная в соответствии с приведенным здесь выше протоколом 3, а на фиг. 10 показано несколько ASI измерений гальванического элемента, построенного с использованием LiMgNiO2 материала без покрытия. Как это показано на фиг. 9 и 10,- 11010779 эксплуатационные качества, в терминах потенциально достижимой мощности, гальванических элементов на базе оксида лития и никеля с покрытием на базе оксида лития и кобальта являются сравнимыми(если не лучшими) с эксплуатационными качествами гальванических элементов на базе оксида лития и никеля без покрытия. На фиг. 12 показан график сохранения емкости при токе разряда около 1 С гальванических элементов, построенных с использованием различных активных материалов, в том числе оксида лития и никеля, оксида лития, магния и никеля, оксида лития, магния и никеля с покрытием оксидом лития и кобальта, LiNi0,8Co0,15Al0,05O2 (гальванический элемент СА 1505, который может быть закуплен на фирме TODA Co., Japan), и LiCoO2 (марка С-5, фирма С Nippon Chemical Industrial Co., LTD, Tokyo, Japan). Результаты, приведенные на фиг. 12, показывают, что гальванические элементы, построенные с использованием оксида лития, магния и никеля, с покрытием и без покрытия в соответствии с настоящим изобретением могут иметь лучшие эксплуатационные качества по сравнению с гальваническими элементами с использованием оксида лития и кобальта. На фиг. 13 показан график профиля дифференциальной сканирующей калориметрии для не имеющего покрытия и имеющего покрытие на базе оксида лития и кобальта материала на базе оксида лития, магния и никеля в соответствии с настоящим изобретением в сравнении с имеющимися в продаже материалами на базе оксида лития, никеля и кобальта, ориентировочно при 100% состоянии заряда, причем показано, что материалы с покрытием и без покрытия в соответствии с настоящим изобретением являются более стабильными. Специалисты легко поймут, что приведенные здесь параметры и конфигурации являются примерными и что фактические параметры и/или конфигурации будут зависеть от специфического применения,в котором используют системы и способы в соответствии с настоящим изобретением. Специалисты также легко поймут, что за счет использования обычных экспериментов могут быть получены эквиваленты специфических вариантов настоящего изобретения. Например, частицы в соответствии с настоящим изобретением в вариантах с покрытием или без покрытия могут содержать частицы, форма которых улучшает упаковку и/или насыпной вес утряски, например частицы в виде пластинок или частицы, имеющие один размер, который существенно больше, чем второй и/или третий размер. Более того, также могут быть использованы диапазон или комбинация размеров частиц. Например, смесь частиц на базе оксида лития, магния и никеля с покрытием на базе оксида лития и кобальта с не имеющими покрытия частицами на базе оксида лития, магния и никеля может быть использована в системах, устройствах и технологиях в соответствии с настоящим изобретением, причем эта смесь может иметь первый тип или вид частиц, например, без покрытия, имеющих первой размер, и второй тип или вид частиц, например, с покрытием и/или с другим содержанием Mg, имеющих второй размер. Поэтому следует иметь в виду, что приведенные варианты представлены только в качестве примера, причем, в рамках приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов, изобретение может быть применено на практике иначе, чем это специфически описано здесь. Более того, следует иметь в виду, что в изобретение могут быть введены различные изменения, модификации, улучшения, понятные специалистам в данной области. Однако следует иметь в виду, что все такие изменения, модификации и улучшения не выходят за рамки формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Композиция для изготовления компонентов электрохимических устройств, представляющая собой частицы, имеющие сердцевину из вещества, характеризующегося формулой LixMgyNiO2, в которой 0,9 х 1,3,0,01 у 0,1 и 0,9 х+у 1,3, и покрытие на сердцевине из вещества, характеризующегося формулой LiaCobO2, в которой 0,7 а 1,3 и 0,9b1,2. 2. Композиция по п.1, в которой 0,9 а 1,3 и 0,9b1,2. 3. Композиция по п.1, в которой молярное отношение Со:Ni лежит в диапазоне ориентировочно от 0,01 до 0,8. 4. Композиция по п.1, в которой 0,9 х 1,1 и 0,02 у 0,05. 5. Композиция по п.4, в которой х=1,05 и у=0,025. 6. Композиция по п.1, в которой Li и Mg преимущественно кристаллографически объединены с 3aсайтом, a Ni преимущественно кристаллографически объединен с 3b-сайтом в R3m кристаллической решетке. 7. Композиция по п.1, в которой второе вещество имеет градиент концентрации кобальта в зависимости от количества кобальта в нем. 8. Гальванический элемент, имеющий катод, содержащий частицы, имеющие сердцевину из вещества, характеризующегося формулой LixMgyNiO2, в которой 0,9 х 1,3, 0,01 у 0,1 и 0,9 х+у 1,3, и покрытие на сердцевине из вещества, характеризующегося формулой LiaCobO2, в которой 0,7 а 1,3 и 0,9b1,2. 9. Гальванический элемент по п.8, в котором 0,9 х 1,1, 0,02 у 0,05, 0,9 а 1,3 и 0,9b1,2. 10. Гальванический элемент по п.9, в котором х=1,05, и у=0,025, и а=1.- 12010779 11. Гальванический элемент по п.8, в котором Li и Mg преимущественно кристаллографически объединены с 3a-сайтом, a Ni преимущественно кристаллографически объединен с 3b-сайтом в R3m кристаллической решетке. 12. Гальванический элемент по п.8, в котором второе вещество имеет градиент концентрации кобальта в зависимости от количества кобальта в нем. 13. Способ изготовления частиц с покрытием, который включает в себя следующие операции: использование первой смеси соединений, содержащей источник лития, источник магния и источник никеля, и спекание первой смеси в окислительной газовой среде при первой температуре 350-800 С и в течение первого периода времени, которые являются достаточными для кристаллизации первой смеси в частицы, имеющие формулу LixMgyNiO2, в которой 0,9 х 1,3, 0,01 у 0,1 и 0,91 х+у 1,3; и покрытие частиц второй смесью соединений, содержащих литий и кобальт, и спекание частиц,имеющих покрытие, при второй температуре 300-750 С и в течение второго периода времени, которые являются достаточными для кристаллизации покрытия, имеющего формулу LiaCobO2, в которой 0,7 а 1,3 и 0,9b1,2. 14. Способ по п.13, в котором 0,9 х 1,1, 0,02 у 0,05, 0,9 а 1,3 и 0,9b1,2. 15. Способ по п.13, в котором спекание первой смеси предусматривает нагревание первой смеси со скоростью около 5 С/мин до первой температур выдержки, составляющей ориентировочно от 400 до 500 С, и нагревание первой смеси со скоростью около 2 С/мин до второй температуры выдержки, составляющей от 600 до 750 С. 16. Способ по п.15, в котором спекание первой смеси дополнительно предусматривает поддержание первой температуры выдержки в течение времени ориентировочно от 1 до 6 ч и поддержание второй температуры выдержки в течение времени ориентировочно от 1 до 8 ч. 17. Способ по п.13, в котором спекание частиц, имеющих покрытие, предусматривает их нагревание со скоростью около 2 С/мин до третьей температуры выдержки, составляющей от 90 до 120 С. 18. Способ по п.17, в котором спекание частиц, имеющих покрытие, дополнительно предусматривает поддержание третьей температуры выдержки в течение времени около 1 ч. 19. Способ по п.18, в котором спекание частиц, имеющих покрытие, дополнительно предусматривает нагревание их со скоростью около 5 С/мин до четвертой температуры выдержки, составляющей от 400 до 500 С. 20. Способ по п.19, в котором спекание частиц, имеющих покрытие, дополнительно предусматривает поддержание четвертой температуры выдержки в течение времени около 1 ч. 21. Способ по п.13, в котором спекание частиц частиц, имеющих покрытие, дополнительно предусматривает их нагревание со скоростью около 2 С/мин до пятой температуры выдержки, составляющей от 650 до 750 С. 22. Способ по п.21, в котором спекание частиц, имеющих покрытие, дополнительно предусматривает поддержание пятой температуры выдержки в течение времени около 2 ч. 23. Способ по п.13, в котором источник магния содержит Mg(OH)2, источник лития содержит LiNO3 и LiOH, а источник никеля содержит Ni(OH)2.