发明名称 锂电化电池用之阴极活性材料
摘要 所揭示的发明是关于一种崭新的、分子化学式为 LivxCrvyMn2-yO4+z的单一形态化合物,其中2.2<x<4,O<y<2和z≧O。该化合物可以用作二次锂离子电池之活性阴极材料。也描述了包含这样阴极的二次锂离子电池。
申请公布号 TW463408 申请公布日期 2001.11.11
申请号 TW089103547 申请日期 2000.03.01
申请人 承度泳;刘泳昌 加拿大;伊泽贝尔.戴维森 加拿大 发明人 承度泳;刘泳昌;伊泽贝尔.戴维森
分类号 H01M4/48 主分类号 H01M4/48
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号一一一二室;宿希成 台北巿南京东路三段三四六号一一一二室
主权项 1.一种分子化学式I之化合物,LixCryMn2-yO4+z I其中,2.2<x<4,0<y<z和≧0。2.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,2.2<x<4和0.1≦y≦1.75。3.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,2.2<x<3.6和0.1≦y≦1.75。4.如申请专利范围第1项之化合物,其中,当表明六方晶对称为R-3m结构时,进一步以归一化结晶单元晶胞之体积来表现特征,其较LiCrO2之体积为小,即小于104.9立方埃。5.如申请专利范围第1项之化合物,其中,进一步以其阳离子到阴离子的平均键距较LiCrO2的平均键距为小来表现特征。6.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,x=2.8到3.4,y=0.49到1.46和z=0.5到2.6。7.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,x=2.8到3.4,y=1.01到1.46和z=0.9到1.9。8.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,x=2.8到3.3,y=0.49到0.93和z=0.5到2.6。9.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,x=2.04到3.44,y=0.51到1.34和z=0.07到1.86。10.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,x=2.25到3.44,y=0.98到1.34和z=0.37到1.86。11.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,x=3.15到3.30,y=0.89到1.09和z=1.00到1.54。12.如申请专利范围第1项之化合物,其中化学式I,x=2.95.y=1.09和z=0.11,进一步以归一化单元晶胞体积为102.1立方埃、来表现特征,并且表明为具有a=2.876、b=2.876和c=14.25的尺寸之六角形结晶单元晶胞。13.一种用于二次锂离子电化电池之阴极,其包含如申请专利范围第1项所定义之化学式I化合物,来作为活性材料。14.一种二次锂离子电化电池,其包含,一个锂夹层阳极,一种合适的含锂盐的非水电解质,一个如申请专利范围第13项所定义之阴极,以及一个在阳极和阴极之间的隔板。15.如申请专利范围第14项之电化电池,其中阳极包含由过渡金属氧化物、过渡金属硫化物,和含碳材料所组成的族群中选择出的材料,而且其中电解质为液态形式,并且包括合适的有机溶剂。16.如申请专利范围第15项之电化电池,其中,锂盐是由LiAsF6,LiPF6,LiBF4,LiClO4.LiBr,LiAlCl4,LiCF3SO3,LiC(CF3SO2)3,LiN(CF3SO2)2,以及其混合物所组成的族群中选择出的。17.如申请专利范围第16项之电化电池,其中,有机溶剂是由碳酸丙烯、碳酸次乙酯、2-甲基四氢喃,、四氢喃、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、醋酸甲酯、甲酸甲酯、-丁酸内酯、1,3-五氧五圜、环丁、乙、丁、磷酸三甲酯、二甲基甲醯胺、和其他有机溶剂,以及其混合物所组成的族群中选择出的。18.如申请专利范围第17项之电化电池,其中,阳极包含一含碳材料。19.如申请专利范围第18项之电化电池,其中,阳极包含一石墨碳。20.如申请专利范围第18项之电化电池,其中,电解质为固态或胶状之聚合物。21.如申请专利范围第18项之电化电池,其中,电解质包含有1M的LiPF6在1:1碳酸次乙酯:二甲基碳酸酯的混合物。22.如申请专利范围第19项之电化电池,其中化学式I,x=2.2到4,y=0.1到1.75和z≧0。图式简单说明:第一图是根据实施例1制备的样品之x-射线绕射图。第二图到第六图是显示根据实施例1制备的电化电池之比电容(specific capacities)相对于电压或是循环次数。第七图是重叠实施例1中所描述的样品之x-射线绕射图。第八图和第九图是显示根据实施例1制备的电化电池之电压纵剖面图。第十图是在实施例1中所描述的条件下循环,电化电池之电容对循环次数的略图。第十一图是实施例2的样品之x-射线绕射图。第十二图是提供如实施例2中所描述来组装和测试的电池之放电电压纵剖面图。第十三图是根据实施例2制备的样品之SEM显微照相。第十四图是如实施例3中所描述来制备和测试的电池之比电容的略图。第十五图-第十六图是根据实施例3制备的样品之x-射线绕射图之重叠。第十七图-第二十图是显示根据实施例4制备和测试的电化电池之比电容对电压或是循环次数的函数。第二十一图是如实施例5中所描述来制备的样品之x-射线绕射图。第二十二图是根据实施例5组装和测试的电化电池之电压对电容的略图。第二十三图是根据实施例6所制的样品之x-射线绕射图。第二十四图是显示如实施例6中所描述的样品之SEM显微照相。第二十五图是实施例6中所描述来组装和测试的电化电池之比电容的略图,其系显示从所揭示的金属盐经由共沈淀方法所制备的Li2+xCryMn2-yO4+z样品在3.6mA/g下的比电容。第二十六图是实施例6中所描述来组装和测试的电化电池之比电容的略图,其系显示从所揭示的金属盐经由共沈淀方法所制备的Li2+xCryMn2-yO4+z样品在14.5mA/g下的比电容。
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