[發明專利]用作電極材料的氟硫酸鹽

有效

• 申請號: 200980152321.0
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN102282097A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: J-M·塔拉斯孔;N·雷卡姆;M·阿爾芒
• 申請（專利權）人: 國立科學研究中心;亞眠大學
• 主分類號: C01B13/14
• 分類號: C01B13/14;C01B25/45;C01D1/02;C01G49/02;C01B25/30;H01M4/48
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

技術領域

本發明涉及可用作電極活性材料的氟化材料及其制備方法。

背景技術

已知鋰電池使用嵌入化合物作為正電極發揮作用的基礎，例如Li_xCoO₂，0.4≤x≤1，其是單獨使用或者在與鎳和錳和鋁的固溶體中使用。推廣此類電化學的主要障礙是鈷的稀有性和過渡元素氧化物過度的正電勢，導致電池的安全性問題。

還已知Li_xT^M_mZ_yP_1-sSi_sO₄化合物(“含氧陰離子”)，其中T^M選自Fe、M和Co，而Z代表一種或多種具有1至5的化學價的元素，其可以在過渡金屬或鋰的位置上被取代。這些化合物僅交換鋰，并且僅具有非常低的電子傳導性和離子傳導性。這些障礙可以通過使用非常精細的顆粒(例如納米顆粒)和通過有機化合物熱解而沉積碳涂層從而加以克服。與使用納米顆粒相關的缺點是振實密度低，這導致比能損失，該問題由于碳的沉積而進一步加重。此外，碳的沉積是在高溫下于還原性條件下進行的。實際上，難以使用除Fe^II和Mn^II以外的其他過渡元素，元素Co^II和Ni^II容易被還原至金屬態。同樣適用于Fe^III、Mn^III、Cr^III、V^III和V^IV，它們是用于提高離子傳導性或電子傳導性的有利的摻雜劑。

有人已經建議了其他的化合物，尤其是對應于通式A_aM_b(SO₄)_cZ_d的化合物，其中A代表至少一種堿金屬，Z代表至少一種選自F和OH的元素，而M代表至少一種二價或三價金屬陽離子。L.Sebastian等人[J.Mater.Chem.2002，374-377]描述了LiMgSO₄F經過陶瓷途徑的制備，以及所述化合物的晶體學結構，其是羥磷鋰鐵石(tavorite)LiFeOHPO₄的結構的等型物。作者描述了該化合物的高的離子傳導性，并建議化合物LiMSO₄F，其中M是Fe、Co或Ni，其是同構的，對于氧化還原嵌/脫鋰是重要的，涉及M^II/M^III氧化態。作者還指出，Fe、Ni或Co的化合物的制備是經過陶瓷途徑進行的，但是關于這些化合物沒有公開其他內容。