发明名称 供低电压可充电锂及锂离子电池用之过渡金属硫属化合物电极元件
摘要 一种低电压可充电锂电池,其包含至少一个电极元件,此元件包含过渡金属之硫属化合物之微细粒子,典型上为 Co、Cu、Fe、Ni、Mn或Zn之氧化物。该电极元件较佳系具有粒子大小在约10毫微米至5微米之范围内,参与在可逆氧化还原反应中。来自互补电极来源之锂,提供安定电池电容,超过先前可充电电池之两倍。
申请公布号 TW489543 申请公布日期 2002.06.01
申请号 TW090104875 申请日期 2001.03.02
申请人 泰克迪亚科技公司 发明人 希尔维 葛鲁吉欧;史戴芬妮 洛黎;菲利浦 波若特;珍-玛莉 塔拉史考
分类号 H01M4/48 主分类号 H01M4/48
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种低电压可充电Li电池,其包括阳极元件、阴极元件及被插入其间之分隔元件,其特征在于该电极元件之一系包含过渡金属之硫属化合物。2.根据申请专利范围第1项之电池,其特征在于该硫属化合物系选自包括氧化物与硫化物。3.根据申请专利范围第2项之电池,其中该硫属化合物系选自包括Co、Cu、Fe、Ni、Mn及Zn之氧化物与硫化物。4.根据申请专利范围第3项之电池,其中该硫属化合物系选自包括Co、Cu、Fe及Ni之氧化物。5.根据申请专利范围第1项之电池,其特征在于该阳极元件包含过渡金属之氧化物,该过渡金属系选自包括Co、Cu、Fe、Ni、Mn及Zn。6.根据申请专利范围第5项之电池,其中该阴极包含金属锂或锂合金。7.根据申请专利范围第1项之电池,其特征在于该阴极元件包含过渡金属之氧化物,该过渡金属系选自包括Co、Cu、Fe、Ni、Mn及Zn。8.根据申请专利范围第7项之电池,其中该阳极元件包含锂化夹入化合物,选自包括LiCoO2.LiMn2O4及LiNiO2。9.一种制造低电压可充电Li电池之方法,其包括将阳极元件、阴极元件及被插入其间之分隔元件组装在一起,与被配置在至少该分隔元件中之电解质盐溶液呈紧密物理接触,其特征在于该电极元件中至少一个系以包含微粒过渡金属硫属化合物之组合物层制成。10.根据申请专利范围第9项之方法,其中a)该阳极元件系以包含微粒状过渡金属氧化物之组合物层制成;及b)该电池系于最初放电至低于约0.5伏特之程度。11.一种低电压可充电Li氧化还原电池,其包括阳极元件、阴极元件及被插入其间之分隔元件,与被配置在至少该分隔元件中之电解质盐溶液呈紧密物理接触,其特征在于该电极元件中至少一个系包含微粒状硫属化合物,选自包括过渡金属之氧化物。12.根据申请专利范围第11项之电池,其特征在于该阳极包含微粒状硫属化合物,选自包括Co、Cu、Fe、Ni、Mn及Zn之氧化物。13.根据申请专利范围第12项之电池,其中该阴极包含金属锂或锂合金。14.根据申请专利范围第11项之电池,其特征在于该阴极元件包含微粒状硫属化合物,选自包括Co、Cu、Fe、Ni、Mn及Zn之氧化物。15.根据申请专利范围第14项之电池,其中该阳极元件包含锂化夹入化合物,选自包括LiCoO2.LiMn2O4及LiNiO2。16.根据申请专利范围第11项之电池,其特征在于a)各该电极元件包含聚合体基质;及b)该电极元件系层合至该分隔元件,以形成单一电池结构。17.根据申请专利范围第16项之电池,其中该分隔元件包含聚合体基质。18.根据申请专利范围第11项之电池,其特征在于该微粒状硫属化合物具有低于约5微米之粒子大小。19.根据申请专利范围第18项之电池,其中该微粒状硫属化合物基本上系选自包括CoO、Cu2O、FeO及NiO,具有粒子大小在约10毫微米与5微米之间。图式简单说明:图1系以横截面概要地描绘本发明可充电Li/MO电池之典型具体实施例;图2系以图形描绘根据图1之Li/MO电池,包含各种金属氧化物之电压/电极组成分布形态;图3系以图形描绘具体化表现本发明之Li/CoO电池之电压/电极组成分布形态;图4系以图形描绘循环速率对于图3电池之电容,历经数次循环之作用;图5系以图形描绘具体化表现本发明之Li/Cu2O电池之电压/电极组成分布形态;图6系以图形描绘Cu2O粒子大小对于图5电池之电容安定性,历经数次循环之作用;图7系以图形描绘具体化表现本发明之Li/NiO电池之电压/电极组成分布形态;图8系描绘图7电池历经数次循环之电容安定性;图9系以图形描绘具体化表现本发明之Li/FeO电池之电压/电极组成分布形态;图10系描绘图9电池历经数次循环之电容安定性;图11系以图形描绘具体化表现本发明之CoO/LiCoO2Li-离子电池之电压/电极组成分布形态;图12系描绘图11电池历经数次循环之电容安定性;图13系以图形描绘具体化表现本发明之Li/CoO电池与Li/CoS硫属化合物电池之比较电压/电极组成分布形态;及图14系描绘包含各种其他金属氧化物之Li/CoO与Li/MO电池,历经数次循环之比较电容安定性。
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