锂离子蓄电池之阴极材料

摘要

结晶型锂化过渡金属氧化物材料具有菱形R-3m结晶结构，包含有二价正离子，其选择添加之数量可使全部或一部份二价正离子占据在材料之结晶栅格内之过渡金属原子层内晶格。锂化过渡金属氧化物做为锂离子二次电池之负极材料上甚为有用。该等材料包含，但并不限定于， Li1+xNi1-yMvyNvxO2(1+x)与LiveNive-yMvyNvxOvp，其中Ｍ为过渡金属，系选自钛、钒、铬、锰、铁、钴与铝，而Ｎ为第Ⅱ族元素，系选自镁、钙、锶、钡，与锌。该等材料当做负极材料使用于锂离子二次电池时可改进电池之充放电循环性与高电压下之容量。生产含有二价正离子之锂过渡金属氧化物材料之过程在本发明中亦予揭示。

主权项

1.一种锂离子蓄电池之阴极材料,其系结晶型锂化 过渡金属氧化物之具有菱形R-3m结晶结构者,包括 锂、氧及至少一种过渡金属,该材料更包括二价正 离子于锂离子蓄电池之阴极材料之原子层晶格内, 该晶格系原先为该过渡金属原子所占据;其中所述 锂之一部份可以反向自该结晶结构移出;且所述在 该过渡金属层中之二价正离子增加过渡金属离子 在材料内之氧化状态者。2.如申请专利范围第1项 所述之锂离子蓄电池之阴极材料,其中所述材料缺 乏该二价正离子时原先具有一单相形态之R-3m结晶 结构。3.如申请专利范围第1项所述之锂离子蓄电 池之阴极材料,其中所述二价正离子所存在之范围 系以原先被过渡金属原子所占材料结晶层内之总 原子数为基础之1至25原子百分比内。4.如申请专 利范围第1项所述之锂离子蓄电池之阴极材料,其 中所述二价正离子为一种或更多的第二族元素离 子。5.如申请专利范围第4项所述之锂离子蓄电池 之阴极材料,其中所述第二族元素为硷土元素与锌 。6.如申请专利范围第5项所述之锂离子蓄电池之 阴极材料,其中所述硷土元素为镁、钙、锶与钡。 7.如申请专利范围第1项所述之锂离子蓄电池之阴 极材料,其中所述过渡金属为自钛、钒、铬、锰、 铁、钴与铝中选出一种或多种者。8.如申请专利 范围第1项所述之锂离子蓄电池之阴极材料,具有Li 1+xNi1-yMyNzOp之组成 其中: M系选自钛、钒、铬、锰、铁、钴与铝; N系选自镁、钙、锶、钡与锌; 0≦x≦Z 2(1+z/2)≦p≦2(1+z) 当M为钴或锰时0≦y≦1;当M为钛、钒、铬或铁时0≦ y≦0.5;及M为铝时y≦0.4;及 当N为镁或钙时0≦z≦0.25;及N为锶、锌或钡时0≦z ≦0.1。9.如申请专利范围第8项所述之锂离子蓄电 池之阴极材料,其具有之组成为Li1+xNi1-yMyNxO2(1+x) 其中 M系选自钛、钒、铬、锰、铁、钴与铝等; N系选自镁、钙、锶、钡与锌等; 当M为钴或锰时0≦y≦1;当M为钛、钒、铬或铁时0≦ y≦0.5;M为铝时y≦0.4;及 当N为镁或钙时0