[發明專利]具有混晶結構的復合化合物無效
| 申請號： | 200880023002.5 | 申請日： | 2008-02-29 |
| 公開（公告）號： | CN101815815A | 公開（公告）日： | 2010-08-25 |
| 發明（設計）人： | 程堂利;何龍;姜占鋒;田野;劉軍鋒 | 申請（專利權）人： | 比亞迪股份有限公司 |
| 主分類號： | C30B29/22 | 分類號： | C30B29/22;H01M4/58;H01M4/48;C01B25/45 |
| 代理公司： | 北京潤平知識產權代理有限公司 11283 | 代理人： | 周建秋;王鳳桐 |
| 地址： | 518118 廣東省深*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 具有 結構 復合 化合物 | ||
技術領域
本發明涉及一種鋰離子二次電池，更具體地說，本發明涉及一種能夠作為鋰離子二次電池用正極材料的具有混晶結構的復合化合物。
背景技術
鋰離子二次電池被廣泛地應用于各種設備中，例如，筆記本電腦、照相機、可攜式攝像機、掌上電腦(PDA)、手機、iPods和其它便攜式電子設備。由于這些電池具有高能量密度，因此，它們也與日俱增地普遍在國防、汽車和航空航天等領域被應用。
用于二次電池的磷酸鋰系正極材料早已在電池工業中被公知。人們曾經使用金屬層間化合物(metal?intercalation?compound)改進磷酸鋰鹽的電性能。一種很普遍的層間化合物就是磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)。由于它具有無毒性、優良的熱穩定性、安全性和良好的電化學性能，因此，對使用LiFePO4作為正極材料的可充電鋰離子二次電池的要求也在日益增加。
然而，LiFePO4作為正極材料時也存在它的問題。與其它正極材料，例如，與鈷酸鋰(lithium?cobaltate)、鎳酸鋰(lithium?nicklate)和錳酸鋰(lithiummagnate)相比，LiFePO4的電導率和電密度要低得多。本發明通過制備具有混晶結構的LiFePO4而解決了上述問題，從而顯著提高了LiFePO4的電性能。
一般可以認為混晶是一種固溶體。它是一種含有第二成分的晶體，該第二成分能夠進入并分布于基質晶體的晶格中。參見IUPAC化學術語總目錄第二版(1997)。混晶已經被用于半導體中以提高在發光二極管(LEDs)中的發光效率。它還可以被應用于生產用于原電池的鈉系電解液。本發明為首次成功制備了用于鋰金屬層間化合物(如LiFePO4)的混晶，也是首次將混晶結構用作鋰離子二次電池的正極材料。本發明公開的新型正極材料比傳統的LiFePO4正極材料具有優越得多的電性能。
發明內容
因此，本發明的第一實施方式中公開了一種物質，該物質含有至少一種鋰化合物和至少一種金屬化合物，其中，所述金屬化合物被分布于所述鋰化合物中而形成具有增強的電性能的復合化合物。在一種優選的實施方式中，所述復合化合物具有混晶結構。在本發明的一種具體實施例中，所述鋰化合物為金屬層間化合物，它的通式為LiMaNbXOc，其中，M為選自包括Fe、Mn、Ni、V、Co和Ti在內的元素周期表中的第一行過渡金屬，N為選自由Fe、Mn、Ni、V、Co、Ti、Mg、Ca、Cu、Nb、Zr和稀土金屬所組成的組中的金屬；X為選自P、Si、S、V和Ge中的元素；且a、b和c各自的值能夠使該金屬層間化合物呈電中性。在一種實施方式中，所述金屬化合物的通式為McNd，其中，M為選自元素周期表中的IA族、IIA族、IIIA族、IVA族、VA族、IIIB族、IVB族和VB族中的金屬；N選自O、N、H、S、SO4、PO4、OH、Cl和F；且0＜c≤4，0＜d≤6。在另一種實施方式中，所述金屬化合物還可以包括選自由MgO、SrO、Al2O3、SnO2、Sb2O3、Y2O3、TiO2和V2O5所組成的組中的一種或多種。
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