[發明專利]復合正極活性材料、含其的正極和鋰電池、及其制備方法

在審

• 申請號: 201710913699.4
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN107732185A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 金圭成;崔榮敏;崔原彰
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/136;H01M10/052;H01M10/0525
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 金擬粲

1.復合正極活性材料，包括：

具有橄欖石結構的化合物；和

無機材料，其中所述無機材料包括來自元素周期表第2族和第13～15族的至少一種元素的氮化物或碳化物。

2.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料排除過渡金屬的氮化物。

3.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述具有橄欖石結構的化合物由下式1表示：

式1

Li_xMe_yM_zPO_4-dX_d

其中，在式1中，0.6≤x≤1.1，0<y≤1.1，0≤z≤1，1.6≤x+y+z≤2.2，和0≤d≤0.2；

Me為選自鐵(Fe)、錳(Mn)、鎳(Ni)和鈷(Co)的至少一種；

M為選自鎂(Mg)、鈣(Ca)、銅(Cu)、釹(Nd)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鎢(W)、鋅(Zn)、鋁(Al)和硅(Si)的至少一種；和

X為選自硫(S)和氟(F)的至少一種。

4.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述具有橄欖石結構的化合物由下式2表示：

式2

Li_xMn_1-zM'_zPO_4-dX_d

其中，在式2中，0.6≤x≤1.1，0≤z≤0.2，和0≤d≤0.2；

M'為選自Fe、Ni、Co、Mg、Ca、Cu、Nd、Sr、Ba、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Zn、Al、和Si的至少一種；和

X為選自S和F的至少一種。

5.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述具有橄欖石結構的化合物為選自LiFePO₄、LiFe_1-aMn_aPO₄(0<a<1)、和LiMnPO₄的至少一種。

6.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料包括類金屬元素的氮化物或碳化物。

7.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料為選自如下的至少一種：氮化硼(BN)、碳化硼(B₄C)、氮化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)、氮化硼-碳化硼復合物、氮化硼-氮化硅(Si₃N₄)復合物、和氮化硼-碳化硅(SiC)復合物。

8.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料包括硼。

9.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料包括選自如下的至少一種：無定形氮化硼、具有立方晶體結構的氮化硼、具有六方晶體結構的氮化硼、和具有纖鋅礦晶體結構的氮化硼。

10.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料為選自如下的至少一種的形式：納米顆粒、納米纖維、納米網、和納米管。

11.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料具有大于所述具有橄欖石結構的化合物的莫氏硬度。

12.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料具有1或更大的莫氏硬度。

13.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料具有低于無定形碳的電導率。

14.權利要求1的復合正極活性材料，其中所述無機材料具有約10^-1S/cm或更低的電導率。