[發明專利]含有具有高不可逆容量的材料的新型鋰離子電池系統

有效

• 申請號: 200680013563.8
• 申請日: 2006-04-20
• 公開（公告）號: CN101164186A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 高恩英;洪承泰
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 王海川;樊衛民

1.一種陰極活性材料，其包含無鋰金屬氧化物、和具有高不可逆容量的含鋰材料。

2.如權利要求1所述的陰極活性材料，其中該具有高不可逆容量的材料在第一次鋰脫出循環時，通過不可逆相變而失去50％或更高的初始充電容量。

3.如權利要求1所述的陰極活性材料，其中該無鋰金屬氧化物與該具有高不可逆容量的含鋰材料是互相混合的。

4.如權利要求1所述的陰極活性材料，其中該具有高不可逆容量的材料是選自如下的至少一種化合物：Li_2+xNi_1-yM_yO_2+α(其中-0.5≤x≤0.5；0≤y≤1；0≤α＜0.3；M為選自磷、硼、碳、鋁、鈧、鍶、鈦、釩、鋯、錳、鐵、鈷、銅、鋅、鉻、鎂、鈮、鉬與鎘的至少一種元素)；LiMnO₂；LiM_xMn_1-xO₂(其中0.05≤x＜0.5，且M選自鉻、鋁、鎳、錳與鈷)；Li_xVO₃(其中1≤x≤6)；Li₃Fe₂(PO₄)₃；Li₃Fe₂(SO₄)₃；以及Li₃V(PO₄)₃。

5.如權利要求1所述的陰極活性材料，其中該具有高不可逆容量的材料是以下式1表示的化合物，且該化合物屬于空間群Immm，其中Ni/M復合氧化物形成平面四配位結構(Ni，M)O₄，且一個平面四配位結構與最近的相鄰平面四配位結構共有一側邊(以氧-氧形成的側邊)，從而形成直鏈：

[式1]：Li_2+xNi_1-yM_yO_2+α

其中-0.5≤x≤0.5；0≤y≤1；0≤α＜0.3；M為選自如下的至少一種元素：磷、硼、碳、鋁、鈧、鍶、鈦、釩、鋯、錳、鐵、鈷、銅、鋅、鉻、鎂、鈮、鉬、與鎘。

6.如權利要求1所述的陰極活性材料，其中該無鋰金屬氧化物具有70mAh/g到500mAh/g范圍的充/放電容量。

7.如權利要求1所述的陰極活性材料，其中該無鋰金屬氧化物為選自如下的至少一種化合物：MnO₂、MoO₃、VO₂、V₂O₅、V₆O₁₃、Cr₃O₈、CrO₂、Al₂O₃、ZrO₂、AlPO₄、SiO₂、TiO₂與MgO。

8.如權利要求1所述的陰極活性材料，基于100重量份的該陰極活性材料，其包含約40～80重量份的具有高不可逆容量的材料、和20～60重量份的無鋰金屬氧化物。

9.如權利要求1所述的陰極活性材料，其第一次循環的充電容量與第一次循環的放電容量均顯示高于150mAh/g。

10.一種陰極，其使用如權利要求1～9中任一項所定義的陰極活性材料。

11.一種鋰離子電池，其包括使用權利要求1～9中任一項所定義的陰極活性材料的陰極。

12.如權利要求11所述的鋰離子電池，其使用包括不含鋰且能使鋰離子嵌入/脫出的材料的陽極活性材料。

13.如權利要求12所述的鋰離子電池，其使用碳作為陽極活性材料。