[發明專利]用于電化學氧化還原反應中的組合物和電池

有效

• 申請號: 201310417985.3
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN103700852A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 邱可豫
• 申請（專利權）人: 臺灣立凱電能科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/485
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李昕巍;趙根喜

本申請是申請號為201010138533.8、申請日為2010年3月19日以及申請名稱為“用于電化學氧化還原反應中的組合物和電池”的申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于電化學氧化還原反應中的組合物，和包含所述組合物的電池。

背景技術

許多電化學應用和裝置，例如電化學電池，使用展現電化學氧化還原活性和/或能夠參與電化學氧化還原反應的組合物。

在傳統技術中，一般將可再充電鋰電池用作電源，并且在業界已引起廣泛關注。鋰電池通常具有鋰離子電解質、作為陽極的固體還原劑以及作為陰極的固體氧化劑。據觀察，作為陰極材料的多種固體組合物會影響鋰電池的電導率和容量。

因此，一般需要開發出一種適用于電化學氧化還原反應中并且能充當電池陰極材料的組合物。

發明內容

本發明提供一種充當電池陰極材料的組合物。就物理特性和電學特性來說，所形成的包含本發明組合物的電池的性能優于傳統電池。

本發明提供一種用于電化學氧化還原反應中的組合物。所述組合物包含第一材料和金屬原子或金屬氧化物組分。所述第一材料以通式M¹_xM²_yXO₄表示，其中M¹表示至少一種選自堿金屬元素、鈹、鎂、鎘、硼和鋁的元素；M²表示至少一種選自過渡金屬元素、鋅、鎘、鈹、鎂、鈣、鍶、硼、鋁、硅、鎵、鍺、銦、錫、銻和鉍的元素；X表示至少一種選自磷、砷、硅和硫的元素；O表示氧；x表示約0.6到約1.4（包含0.6和1.4在內）的數字；并且y表示約0.6到約1.4（包含0.6和1.4在內）的數字。另外，所述金屬原子或所述金屬氧化物組分包含至少兩種選自由以下組成的群組的材料：過渡金屬元素、半金屬元素、IIA族元素、IIIA族元素、IVA族元素、其合金以及上述金屬元素和合金的氧化物，其中所述至少兩種材料包含不同的金屬元素但不包括鋰。此外，所述第一材料與所述金屬原子或所述金屬氧化物組分是共結晶的或是以物理方式結合，并且所述金屬原子或所述金屬氧化物組分占所述組合物的小于約30%。

在本發明中，向傳統組合物中加入至少兩種選自由以下組成的群組的材料：過渡金屬元素、半金屬元素、IIA族元素、IIIA族元素、IVA族元素、其合金以及上述金屬元素和合金的氧化物，并將混合物加熱以形成結晶形式，由此有效地增強電池的電導率和容量。因此，包含本發明組合物的電池的性能得到增強，并獲得競爭優勢。

為了能更好地了解本發明的上述和其它目標、特征和優勢，下文將參照圖式詳細地描述優選實施例。

附圖說明

表1顯示本發明組合物（實例1-6）與傳統組合物（比較實例1-2）之間的物理特性比較。

表2顯示分別包含本發明組合物（實例1-6）的電池與分別包含傳統組合物（比較實例1-2）的電池之間電學特性的比較。

圖1說明包含本發明Li_xFe_yPO₄.z(V₂O₃/MoO₂)/C作為陰極材料的電池的充電/放電曲線圖。

圖2說明包含本發明Li_xFe_yPO₄.z(V₂O₃/Sn)/C作為陰極材料的電池的充電/放電曲線圖。

圖3說明包含本發明Li_xFe_yPO₄.z(V₂O₃/TiO₂)/C作為陰極材料的電池的充電/放電曲線圖。

圖4說明包含本發明Li_xFe_yPO₄.z(V₂O₃/Al₂O₃)/C作為陰極材料的電池的充電/放電曲線圖。

圖5說明包含本發明Li_xFe_yPO₄.z(V₂O₃/MgO)/C作為陰極材料的電池的充電/放電曲線圖。