[發(fā)明專利]鋰電池用氧化錳復(fù)合電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810729831.0
• 申請日: 2004-11-17
• 公開（公告）號: CN108963217B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.M.薩克里;C.S.約翰遜;N.李
• 申請（專利權(quán)）人: 芝加哥大學(xué)阿爾貢有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/62;C01G45/12;C01G51/00;C01G53/00;C04B35/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 韋欣華;周李軍

公開了用于非水電化學(xué)電池的活性電極，其具有鋰金屬氧化物前體，鋰金屬氧化物具有式xLi₂MnO₃·(1?x)LiMn_2?yM_yO₄，0x1和0≤y1，其中Li₂MnO₃和LiMn_2?yM_yO₄組分分別具有層狀和尖晶石型結(jié)構(gòu)，并且其中M為一種或多種金屬陽離子。通過從前體中除去氧化鋰或鋰和氧化鋰活化電極。還公開了結(jié)合所公開正極的電池和電池組。

本申請是分案申請，其母案的申請日為2004年11月17日、申請?zhí)枮?01410812828.7，名稱為“鋰電池用氧化錳復(fù)合電極”。本申請的母案也是分案申請，其母案的申請日為2004年11月17日、申請?zhí)枮?00480044357.4，名稱為“鋰電池用氧化錳復(fù)合電極”。

發(fā)明的合同來源

按照美國能源部（DOE）和代表Argonne National Laboratory的芝加哥大學(xué)之間的合同No.W-31-109-ENG-38，美國政府在本發(fā)明中擁有權(quán)利。

相關(guān)申請

按照37 C.F.R. 1.78（c），本申請要求基于2004年9月3日提交的臨時申請序列No.60/607125的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于非水鋰電池和電池組的鋰-金屬-氧化物電極。鋰電池和電池組廣泛用作眾多設(shè)備的電源，如電子、醫(yī)療、運(yùn)輸、航空和國防系統(tǒng)中使用的那些。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及用于非水鋰電池和電池組的金屬氧化物電極。更具體地，本發(fā)明涉及含有錳的鋰金屬氧化物作為其前體的活性電極，含有錳的鋰金屬氧化物具有式xLi₂MnO₃·(1-x)LiMn_2-yM_yO₄，0x1和0≤y1，其中Li₂MnO₃和LiMn_2-yM_yO₄組分分別具有層狀和尖晶石型結(jié)構(gòu)，并且其中M為一種或多種金屬陽離子，所述活性電極通過從所述前體中除去氧化鋰（Li₂O）或鋰和氧化鋰被活化，M陽離子選自一價、二價、三價或四價陽離子的一種或多種，優(yōu)選選自Li⁺、Mg²⁺、Ni²⁺、Ni³⁺、Co²⁺、Co³⁺、Al³⁺、Ti⁴⁺和Zr⁴⁺離子。層狀Li₂MnO₃組分的錳離子或鋰和錳離子被M陽離子的部分取代可發(fā)生在合成過程中，這將改變這種組分的化學(xué)計量，同時保持復(fù)合電極中的電荷中性。通過從層狀Li₂MnO₃和尖晶石LiMn_2-yM_yO₄組分中除去氧化鋰和鋰，或如果組分為例如Li₂MnO₃（或者Li₂O·MnO₂）和Li_1.33Mn_1.67O₄（y=0.33，或者Li₂O·2.5MnO₂）的話，通過僅除去氧化鋰，可在化學(xué)上或電化學(xué)上活化前體電極。本發(fā)明擴(kuò)展到包括其中層狀Li₂MnO₃組分被具有復(fù)合結(jié)構(gòu)的層狀xLi₂MnO₃·(1-x)LiM’O₂(0x1)組分代替的活性電極，其中層狀LiM’O₂子組分的M’離子選自一種或多種第一行過渡金屬離子，任選地被10%或更少的Li、Mg和/或Al離子代替。