[發(fā)明專利]鋰鈦氧化物、其制法、含其的負(fù)極及包括該負(fù)極的鋰電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310049098.5
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103247795B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋旼相;金昤希;孫精國;崔榮敏;崔在萬;權(quán)問奭;黃勝湜
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 金擬粲

本申請要求于2012年2月8日提交的韓國專利申請No.10-2012-0012913的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其內(nèi)容通過參考全部引入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及鋰鈦氧化物、制備該鋰鈦氧化物的方法、包括該鋰鈦氧化物的負(fù)極、以及包括該負(fù)極的鋰電池。

背景技術(shù)

近來，鋰電池正獲得大量關(guān)注以用作各種電子裝置的電源。鋰電池具有使用堿性含水電解質(zhì)的常規(guī)電池的放電電壓的至少兩倍高的放電電壓，并且具有高的能量密度。

鋰電池使用能夠嵌入和脫嵌鋰離子的材料，并且包括在正極和負(fù)極之間的有機(jī)電解質(zhì)，例如聚合物電解質(zhì)。鋰電池由于當(dāng)鋰離子嵌入正極和負(fù)極或者從正極和負(fù)極脫嵌時發(fā)生的氧化和還原反應(yīng)而產(chǎn)生電能。

作為用于鋰電池的負(fù)極活性物質(zhì)，可使用石墨、高容量的基于硅的過渡金屬氧化物、基于錫的過渡金屬氧化物等。

然而，典型的負(fù)極活性物質(zhì)(材料)具有令人不滿意的容量、高倍率放電特性和壽命特性。因此，存在提供具有改善的性能的物質(zhì)(材料)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

提供鋰鈦氧化物、制備所述鋰鈦氧化物的方法、包括所述鋰鈦氧化物的負(fù)極、和包括所述負(fù)極的鋰電池。

額外的方面將在隨后的描述中部分地闡明，和部分地，將從所述描述明晰。

根據(jù)一個方面，提供尖晶石型鋰鈦氧化物，其在約3千赫茲(kHz)至約50kHz的旋轉(zhuǎn)速度(spinning rate)下具有約1.73或更小的FWHM1/FWHM2之比的所有比，其中FWHM1是在所述鋰鈦氧化物的固態(tài)核磁共振(SS-NMR)譜中存在于約-10ppm(百萬分率，parts per million)至約+10ppm處的⁷Li峰的半寬度，F(xiàn)WHM2是在氯化鋰標(biāo)準(zhǔn)試劑的固態(tài)核磁共振譜中存在于約-10ppm至約+10ppm處的⁷Li峰的半寬度，且FWHM1和FWHM2是在相同的旋轉(zhuǎn)速度下測量的。

所述鋰鈦氧化物可進(jìn)一步包括第一成分(component)，所述第一成分包括選自磷和鉀的至少一種，并且所述第一成分不結(jié)合到鋰、鈦或氧。

根據(jù)一個方面，提供制備在約3千赫茲至約50千赫茲的旋轉(zhuǎn)速度下具有約1.73或更小的FWHM1/FWHM2之比的所有比的尖晶石型鋰鈦氧化物的方法，其中該方法包括：制備包括含鋰前體和含鈦前體的混合物；和熱處理該混合物以制備所述鋰鈦氧化物，其中所述含鈦前體包括第二成分，所述第二成分包括選自磷(P)和鉀(K)的至少一種，其中FWHM1是在所述鋰鈦氧化物的固態(tài)核磁共振譜中存在于約-10ppm至約+10ppm處的⁷Li峰的半寬度，F(xiàn)WHM2是在氯化鋰標(biāo)準(zhǔn)試劑的固態(tài)核磁共振譜中存在于約-10ppm至約+10ppm處的⁷Li峰的半寬度，且FWHM1和FWHM2是在相同的旋轉(zhuǎn)速度下測量的。

當(dāng)所述鋰鈦氧化物進(jìn)一步包括所述第一成分時，所述第一成分可得自所述含鈦前體的所述第二成分。

根據(jù)一個方面，提供包括所述鋰鈦氧化物的負(fù)極。

根據(jù)一個方面，提供鋰電池，其包括：包括正極活性物質(zhì)的正極；包括所述鋰鈦氧化物的負(fù)極；和電解質(zhì)。

附圖說明

從結(jié)合附圖考慮的實(shí)施方式的以下描述，這些和/或其它方面將變得明晰和更容易理解，其中：

圖1是鋰電池的實(shí)施方式的示意圖；

圖2是顯示根據(jù)制備實(shí)施例1和2以及制備對比例1和2制備的LTO-A、LTO-B、LTO-C和LTO-D的X射線衍射譜的強(qiáng)度(任意單位，a.u.)對散射角(角度二-塞塔，2θ)的圖；

圖3A是強(qiáng)度(任意單位，a.u.)對化學(xué)位移(f1，百萬分率，ppm)的圖且顯示⁷Li固態(tài)核磁共振(SS-NMR)譜，所述⁷Li固態(tài)核磁共振譜顯示根據(jù)制備實(shí)施例1和2以及制備對比例1和2制備的LTO-A、LTO-B、LTO-C和LTO-D在5kHz的旋轉(zhuǎn)速度下在f1維(f1dimension)中在約-10ppm至約+10ppm處的⁷Li峰；

圖3B是強(qiáng)度(任意單位，a.u.)對化學(xué)位移(f1，百萬分率，ppm)的圖，且顯示根據(jù)制備實(shí)施例1和2以及制備對比例1和2制備的LTO-A、LTO-B、LTO-C和LTO-D在15kHz的旋轉(zhuǎn)速度下在f1維中在約-10ppm至約+10ppm處的SS-NMR⁷Li峰；