[發(fā)明專(zhuān)利]二次電池、其制備方法及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110156749.1
• 申請(qǐng)日: 2011-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102280655A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金榮基;李泳勛;崔益圭;樸容徹;金潤(rùn)昶;李賢德;劉容贊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三星SDI株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/0525
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/0525;H01M4/485;H01M4/1391;C01G39/00
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓明星;劉燦強(qiáng)

本申請(qǐng)要求于2010年6月4日在美國(guó)專(zhuān)利和商標(biāo)局提交的第61/351,717號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

下面的描述涉及一種包括鉬酸鋰的鋰二次電池。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池是一種通過(guò)鋰離子在正電極和負(fù)電極之間往復(fù)來(lái)產(chǎn)生電的二次電池。鋰離子二次電池包括正電極、負(fù)電極、電解質(zhì)和分隔件。包含在鋰離子二次電池中的正極活性材料和負(fù)極活性材料具有允許鋰離子可逆地嵌入和脫嵌的結(jié)構(gòu)，從而能夠充電和放電。

然而，雖然通常用于鋰電池中的諸如LCO、LMO、NCM、NCA和LiFePO₄的正極活性材料具有高理論容量，但實(shí)際容量低。

因?yàn)槿绻罅夸?Li)因結(jié)構(gòu)問(wèn)題從正極活性材料提取出，則產(chǎn)生氣體，所以一些正極活性材料不能應(yīng)用于電池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的一方面涉及將電池中產(chǎn)生的O₂除去的鉬酸鋰。

附加方面將在下面的描述中部分地闡述，并且部分地通過(guò)描述將是明顯的，或可以通過(guò)當(dāng)前實(shí)施例的實(shí)踐而得知。

本發(fā)明的實(shí)施例提供和/或合成鉬酸鋰。提供和/或合成的鉬酸鋰包括非晶鉬酸鋰相的較少量組分和結(jié)晶鉬酸鋰相的較多量組分。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種二次電池包括金屬鉬酸鹽。這里，金屬鉬酸鹽的至少一部分包括非晶金屬鉬酸鹽。

在一個(gè)實(shí)施例中，金屬鉬酸鹽包括與非晶金屬鉬酸鹽在一起的結(jié)晶金屬鉬酸鹽，其中，非晶金屬鉬酸鹽以與結(jié)晶金屬鉬酸鹽相比較少的量提供。

在一個(gè)實(shí)施例中，金屬鉬酸鹽包括鉬酸鋰，結(jié)晶金屬鉬酸鹽包括結(jié)晶鉬酸鋰，并且非晶金屬鉬酸鹽包括非晶鉬酸鋰。在一個(gè)實(shí)施例中，非晶金屬鉬酸鹽表現(xiàn)出在20.65°±0.10°的衍射角(2θ)處的第一X射線(xiàn)衍射峰和在30.50°±0.10°的衍射角(2θ)處的第二X射線(xiàn)衍射峰。在一個(gè)實(shí)施例中，第一X射線(xiàn)衍射峰的半峰全寬(FWHM1)滿(mǎn)足0.05°＜FWHM1＜2.00°，并且第二X射線(xiàn)衍射峰的半峰全寬(FWHM2)滿(mǎn)足0.05°＜FWHM2＜1.00°。在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)晶鉬酸鋰表現(xiàn)出在17.90°±0.10°的衍射角(2θ)處的第三X射線(xiàn)衍射峰、在36.50°±0.10°的衍射角(2θ)處的第四X射線(xiàn)衍射峰和在43.65°±0.10°的衍射角(2θ)處的第五X(qián)射線(xiàn)衍射峰。在一個(gè)實(shí)施例中，非晶鉬酸鋰表現(xiàn)出在20.65°±0.10°的衍射角(2θ)處的第一X射線(xiàn)衍射峰，并且結(jié)晶鉬酸鋰表現(xiàn)出在17.90°±0.10°的衍射角(2θ)處的第三X射線(xiàn)衍射峰，并且其中，第一X射線(xiàn)衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度(h1)和第三X射線(xiàn)衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度(h3)的比(h1/h3)滿(mǎn)足0.01＜h1/h3＜0.10。在一個(gè)實(shí)施例中，鉬酸鋰由下面的式1表示：

式1

Li_xMo_yO_z

其中，在式1中，0＜x≤6，1≤y≤5，并且2≤z≤17。

在一個(gè)實(shí)施例中，鉬酸鋰由下面的式2表示：

式2

Li_xMoO₃

其中，在Li_xMoO₃中，2＜x≤3。

在一個(gè)實(shí)施例中，二次電池是包括分隔件的鋰二次電池，分隔件包括鉬酸鋰。

在一個(gè)實(shí)施例中，二次電池是包括正電極的鋰二次電池，正電極包括鉬酸鋰。

在一個(gè)實(shí)施例中，二次電池是包括正極活性材料的鋰二次電池，正極活性材料涂覆有鉬酸鋰。

在一個(gè)實(shí)施例中，基于正極活性材料的總量，鉬酸鋰的量是0.1wt％至50wt％。

在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)晶金屬鉬酸鹽表現(xiàn)出在17.90°±0.10°的衍射角(2θ)處的第三X射線(xiàn)衍射峰、在36.50°±0.10°的衍射角(2θ)處的第四X射線(xiàn)衍射峰和在43.65°±0.10°的衍射角(2θ)處的第五X(qián)射線(xiàn)衍射峰。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種制備二次電池的方法。該方法包括合成鉬酸鋰并將合成的鉬酸鋰置于二次電池中，其中，合成的鉬酸鋰的合成步驟包括：將碳酸鋰(Li₂CO₃)與三氧化鉬(MoO₃)混合以形成混合物；熱處理混合物以合成粗鉬酸鋰；以及熱處理粗鉬酸鋰，從而合成出鉬酸鋰，其中，合成的鉬酸鋰的至少一部分是非晶的。