[發(fā)明專利]一種材料及其制備以及含有該材料的鋰離子電池電極活性物質(zhì)、電極材料、電極和電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310336899.X
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN104347864A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金虹;潘廣宏;薛嘉漁;王憲宏
• 申請（專利權(quán)）人: 神華集團有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;B82Y30/00;C01G23/00;H01M4/131
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;劉國平

1.一種材料，其特征在于，該材料具有如下通式：Li₃(LiTi_5-0.75xA_x)O₁₂，其中，A選自Al、Ga、In、Tl和Mn中的至少一種，0＜x≤0.5，優(yōu)選0.15≤x≤0.5。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中，A選自Al、Ga、In和Tl中的兩種，該材料對于Li的電勢為大于或等于1V且小于1.566V，優(yōu)選，0.3≤x≤0.5，A為Ga和Al，更優(yōu)選，所述材料為Li₃(LiTi_4.775Ga_0.15Al_0.15)O₁₂或Li₃(LiTi_4.625Ga_0.25Al_0.25)O₁₂，該材料對于Li的電勢為1.53-1.55V。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中，A選自Al、Ga、In或Tl，該材料對于Li的電勢為大于或等于1V且小于1.566V，優(yōu)選，0.15≤x≤0.2，A為Ga，更優(yōu)選，所述材料為Li₃(LiTi_4.888Ga_0.15)O₁₂，該材料對于Li的電勢為1.53-1.55V。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的材料，其中，A為Mn，該材料對于Li的電勢為大于1.566V且小于1.7V，優(yōu)選為1.57-1.59V，更優(yōu)選，所述材料為Li₃(LiTi_4.873Mn_0.17)O₁₂。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的材料，其中，所述材料的XRD譜圖的最強峰(1,1,1)峰位2θ角位移范圍為-0.2°至+0.2°，優(yōu)選為-0.1°至+0.1°。

6.一種材料的制備方法，其特征在于，該方法包括：在非還原性氣氛下，將含有Li_aTi_bO₁₂、選自Al、Ga、In、Tl和Mn中的至少一種金屬的化合物的混合物進行焙燒，其中，2.4≤a≤4.2，4.8≤b≤6.6，優(yōu)選a=4，b=5。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其中，以1摩爾Li_aTi_bO₁₂為基準，Al、Ga、In、Tl和Mn的金屬化合物的金屬總用量為大于0摩爾且小于或等于0.8摩爾，優(yōu)選為0.1-0.6摩爾。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其中，該方法包括將含有Li_aTi_bO₁₂和選自Al、Ga、In和Tl中的兩種金屬的化合物，優(yōu)選為鎵化合物和鋁化合物的混合物進行焙燒，以1摩爾Li_aTi_bO₁₂為基準，鎵的用量為大于0摩爾且小于或等于0.5摩爾，優(yōu)選為0.1-0.3摩爾，鋁的用量為大于0摩爾且小于或等于0.5摩爾，優(yōu)選為0.1-0.3摩爾。

9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其中，該方法包括將含有Li_aTi_bO₁₂和選自Al、Ga、In和Tl中的一種金屬的化合物，優(yōu)選為鎵的化合物的混合物進行焙燒，以1摩爾Li_aTi_bO₁₂為基準，鎵的用量為大于0摩爾且小于或等于0.5摩爾，優(yōu)選為0.1-0.3摩爾。

10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制備方法，其中，該方法包括將含有Li_aTi_bO₁₂和錳化合物的混合物進行焙燒，以1摩爾Li_aTi_bO₁₂為基準，錳的用量為大于0摩爾且小于或等于0.2摩爾。