[發(fā)明專利]用于高能量電極的組合物和制造方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580032764.1
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN106605323B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 李斌;楊仁賢;佟威
• 申請（專利權）人: 野貓技術開發(fā)公司;天津巴莫科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/505;H01M4/13;H01M10/05
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李新紅

本發(fā)明提供了一種用于形成電極的材料，該材料由式Li_1+x+aMn_1?x?y?z?wD_wNi_yCo_zO_2?δ表示，其中0≤a≤0.1，0.1≤x≤0.5，0≤y＜1，0≤z≤0.5，0＜w≤0.5，且0≤δ≤0.3。該材料減少了在使用富鋰層狀氧化物電極材料的電化學池中的電壓衰減。

發(fā)明背景

本發(fā)明屬于蓄電池技術的領域，并且更具體地，在電化學池的電極中使用的改進活性材料的領域中。

對于用于二次蓄電池的陰極的活性材料的研究已經(jīng)得到了若干類活性材料。一類活性材料是“過鋰化的(over-lithiated)”層狀氧化物(OLO)，其一個常見版本可以表示為：

xLi₂MnO₃·(1-x)Li[Mn_iNi_jCo_k]O₂ (i)

其中，0＜x＜1，I+j+k＝1，且i是非零的。這樣的材料對于下一代蓄電池來說是有前途的候選者，因為它們具有高比容量。此類陰極的主要缺點中的兩點是：(1)在初始循環(huán)期間伴隨氣體生成的大的不可逆容量損失，和(2)在循環(huán)期間的電壓衰減(fade)。電壓衰減不僅僅降低了電池能量密度，而且從蓄電池管理的觀點來看也是不可接受的。

盡管正在對OLO材料中的電壓衰減進行研究(見例如，Progress ReportforSecond Quarter FY 2013，Applied Battery Research for Transportation(B&R No.VT-1102000))，對于具有改善的電壓衰減性能的OLO型材料仍有需要。

發(fā)明簡要概述

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，本文呈現(xiàn)了用于減小富鋰層狀氧化物材料的電壓衰減的組合物和方法。包括用于制造組合物的方法和用于制造和使用包含組合物的蓄電池的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，電極包含由Li_1+x+aMn_1-x-y-z-wD_wNi_yCo_zO_2-δ表示的材料，其中0≤a≤0.1，0.1≤x≤0.5，0≤y＜1，0≤z≤0.5，0＜w≤0.5，且0≤δ≤0.3。D_w包含Ru和Sn。電極可以包含由Li₂MnO₃表示的材料的單斜相，并且該單斜相還可以包含在Mn位置的摻雜劑。材料可以是Li_1.17Mn_0.4Ru_0.1Sn_0.03Ni_0.2Co_0.1O₂。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施方案，電極包含通過共沉淀或固態(tài)合成而形成的摻雜的材料。

附圖的一些視圖的簡述

圖1圖示了對于若干化合物來說電壓性能作為循環(huán)的函數(shù)的表征，所述若干化合物包括對照化合物和根據(jù)本發(fā)明實施方案形成的化合物。

發(fā)明詳述

以下定義用于關于本發(fā)明的一些實施方案描述的一些方面。這些定義可以在本文中擴展。可以進一步通過描述、圖和實例說明和示例各個術語。在此說明書中，對術語的解釋應當考慮在此呈現(xiàn)的完整描述、圖和實例。

單數(shù)形式“一個(a)”、“一個(an)”和“該”包括復數(shù)，除非上下文明清楚地另外指明。因此，例如，對一個對象的引用可以包括多個對象，除非上下文明清楚地另外指明。