纳米级离子贮存材料

摘要

提供了纳米级离子贮存材料，该材料表现出与其较大尺度的对应物显著不同的独特性能。例如，该纳米级材料可表现出提高的电子传导导率、改善的电机械稳定性、提高的插层率和/或扩展的固溶体范围。有用的纳米级材料包括碱过渡金属磷酸盐，例如LiMPO₄，其中M为一种或多种过渡金属。该纳米级离子贮存材料用于制备例如高能及高功率蓄电池、电池-电容器混合装置、和高倍率电致变色装置。

主权项

高功率蓄电池，其包含：阴极，该阴极包含锂过渡金属磷酸盐材料，所述锂过渡金属磷酸盐材料具有至少20m²/g比表面积以及式Li_1‑xMPO₄的组成，其中M包含选自Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种过渡金属，其中在应用中x为0‑1，并且在室温下该组成在0＜x＜0.3和/或0.8＜x＜1的组成范围内表现为稳定的固溶体，选择所述锂过渡金属磷酸盐以及所述比表面积以便在电池的循环期间提供至少两个共存的橄榄石相，其中所述至少两个共存的橄榄石相包括富锂的过渡金属磷酸盐相和贫锂的过渡金属磷酸盐相，其中所述富锂的过渡金属磷酸盐相和所述贫锂的过渡金属磷酸盐相之间的百分比摩尔体积差异小于6.4％；阳极；与阳极和阴极接触并将阳极和阴极隔开的电解质；与阴极电子连通的阴极集流体；和与阳极电子连通的阳极集流体，其中该蓄电池在至少100Wh/kg的比能下表现出至少500W/kg的比功率。