[發明專利]二次電池用電極材料、二次電池用電極材料的制造方法及二次電池

有效

• 申請號: 201280026206.0
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN103828100B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 中村龍哉;八田直樹;下村則之;吉田悠佑;宮內啟成
• 申請（專利權）人: 公立大學法人兵庫縣立大學;三井造船株式會社
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;C01B25/45;H01M4/36
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種二次電池用電極材料，其特征在于，其具備：

隨著電化學氧化或還原而放出或吸藏一價或二價金屬的陽離子，在所述氧化或還原的過程中，在晶格內部所述陽離子僅能在一維的容許移動方向移動的電極活性物質的結晶一次顆粒；和

在所述一次顆粒的表面共存的離子傳導性物質和通過熱分解碳前體而產生的導電性碳，

所述離子傳導性物質具有容許所述陽離子的二維或三維移動的性質，

所述陽離子能夠介由所述共存的離子傳導性物質和導電性碳的共存層移動。

2.一種二次電池用電極材料，其特征在于，其具備：

隨著電化學氧化或還原而放出或吸藏一價或二價金屬的陽離子，在所述氧化或還原的過程中，在晶格內部所述陽離子僅能在一維的容許移動方向移動的電極活性物質的結晶一次顆粒；

存在于所述一次顆粒的至少一部分表面的離子傳導性物質層；和

通過熱分解碳前體而形成、存在于至少所述離子傳導性物質層的至少一部分表面的導電性碳層，

所述離子傳導性物質層具有容許所述陽離子的二維或三維移動的性質，

所述陽離子能夠介由所述離子傳導性物質層和導電性碳層移動。

3.一種二次電池用電極材料，其特征在于，其具備：

隨著電化學氧化或還原而放出或吸藏一價或二價金屬的陽離子，在所述氧化或還原的過程中，在晶格內部所述陽離子僅能在一維的容許移動方向移動的電極活性物質的結晶一次顆粒；

存在于所述一次顆粒的至少一部分表面的離子傳導性物質層；和

通過熱分解碳前體而形成、存在于至少所述離子傳導性物質層的至少一部分表面的導電性碳層，

所述離子傳導性物質層具有容許所述陽離子的二維或三維移動的性質，

所述導電性碳層在該導電性碳層的厚度方向具有能使所述陽離子通過的通過孔，

與所述陽離子的容許移動方向正交的所述一次顆粒的端面和所述導電性碳層的通過孔介由所述離子傳導性物質層連接。

4.根據權利要求1～3中任一項所述的二次電池用電極材料，其特征在于，所述電極活性物質為通式AMDO₄表示的物質，

其中，在所述通式AMDO₄中，

A為陽離子、并且為Li、Na和Mg中的任一種或多種的組合，

M為Fe、Mn、Co和Ni中的任一種或多種的組合，或者

包括Fe、Mn、Co和Ni中的任一種或多種的組合與Mg、Ca、Sc、Ti、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Cu、Zn、Al、Ga、In和Sn中的任一種或多種的組合這兩者，

D為P、或者

P與Al、Si、S、V和Mo中的任一種或多種的組合，

作為所述AMDO₄整體保持電中性。

5.根據權利要求4所述的二次電池用電極材料，其特征在于，所述離子傳導性物質層具備含有所述AMDO₄中的A和D的含氧酸鹽的層，至少具有所述陽離子的離子傳導性功能。

6.根據權利要求1～5中任一項所述的二次電池用電極材料，其特征在于，形成所述離子傳導性物質層的離子傳導性物質為：

(A)選自含有一價或二價金屬的陽離子的氧化物、硫化物、磷酸鹽、硅酸鹽、和它們的氮化物的組中的一種，或者

(B)選自所述(A)組中的多種物質的復合體。

7.根據權利要求1～6中任一項所述的二次電池用電極材料，其特征在于，所述離子傳導性物質層在至少一部分具有非晶質結構。

8.根據權利要求1～7中任一項所述的二次電池用電極材料，其特征在于，所述離子傳導性物質中的所述陽離子的摩爾分配率與所述電極活性物質中的所述陽離子的摩爾分配率之比的值以下式(1)的范圍表示，

[數學式1]

9.根據權利要求1～8中任一項所述的二次電池用電極材料，其特征在于，所述離子傳導性物質層的至少一部分貫入所述導電性碳層的所述通過孔的內側。

10.根據權利要求1～9中任一項所述的二次電池用電極材料，其特征在于，多個所述一次顆粒之間介由所述離子傳導性物質和/或所述導電性碳層的至少一部分粘結，構成二次顆粒。