具有增强性离子传输特性的电极材料制造技术

公开了一种用于锂电池电极的材料，该材料有非常好的电子和离子传导率。它们由包含金属、磷酸盐离子、和添加剂的初始混合物制成，所述添加剂增强了制得的材料中锂离子的传输。所述混合物在还原环境中加热以制成所述材料。添加剂可包括五价的金属或碳。在某些实施方式中材料是两相材料。还公开了包含所述材料的电极和包含这些电极的锂电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请【0001】本申请要求2005年2月3日提交的美国临时专利申请序列号第60/649,501号的优先权，该申请的名称为“具有增强性离子传输特性的电极材料(Electrode Material with Enhanced Ionic Transport Properties)”。专利
【0002】本专利技术一般关于材料和用于合成这些材料的方法。更具体地，本专利技术关于合成包含金属磷酸盐相的特定材料的方法。更具体地，本专利技术关于金属磷酸盐材料的合成方法，所述材料对于锂离子有增强的传导率；以及关于这些材料与由这些材料制作的电极和其它设备。
技术介绍
【0003】人们发现锂化过渡金属磷酸盐(Lithiated transition metalphosphates)比如LiFePO4(包含各种掺杂和改性的形式或变体)作为锂电池的阴极材料的用途不断增长。操作中，穿过这些材料传输电子和锂离子。在锂电池系统中，穿过这些材料的锂传输是影响其性能的显著因素。由此，包含这些材料的设备的效率依赖于(除了其它因素)它们的锂离子传输特性。出于这个原因，本
一直在寻求提高在这些材料中锂的传输。【00本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成一种材料的方法，所述方法包括步骤：　　　　提供包含锂、一种金属、一种磷酸盐离子、和一种添加剂的初始混合物，与没有所述添加剂制备的材料相比，所述添加剂增强了由所述方法制备的材料中锂离子的传输；以及　　　　在还原环境中加热所述混合物以制成包括Ｌｉ↓［ｘ］ＭＰＯ↓［４］的材料，其中Ｍ是所述金属，ｘ小于或等于１．０５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-2-3 60/649,501;US 2006-2-2 11/345,9621.合成一种材料的方法，所述方法包括步骤：提供包含锂、一种金属、一种磷酸盐离子、和一种添加剂的初始混合物，与没有所述添加剂制备的材料相比，所述添加剂增强了由所述方法制备的材料中锂离子的传输；以及在还原环境中加热所述混合物以制成包括LixMPO4的材料，其中M是所述金属，x小于或等于1.05。2.根据权利要求1所述的方法，其中x大于0。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加剂促进磷酸盐离子的还原。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加剂从V、Nb、Mo、C及其组合物中选择。5.根据权利要求1所述的方法，其中在还原环境中加热所述材料的步骤制成复合材料，所述复合材料包含由所述LixMPO4组成的第一相和第二相。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二相的离子传导率大于所述第一相的离子传导率。7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二相进一步包含氧，且氧磷的原子比小于4∶1。8.根据权利要求1所述的方法，其中M是铁。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述初始混合物中的至少一部分所述铁是Fe+3离子的形式。-->10.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二相包括从Fe2P2O7、FeP、Fe2P、Fe3P及其组合物中选择的成分。11.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一相包含80-95摩尔百分比的所述复合材料，所述第二相包含5-20摩尔百分比的所述复合材料。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加剂促进含碳种类的还原，以产生自由碳。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述碳至少是部分sp2键合的。14.根据权利要求13所述的方法，其中在存在所述添加剂时产生的sp2与sp3键合的碳的比值大于没有所述添加剂存在时的比值。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述还原环境包括包含氢、一氧化碳、碳氢化合物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：M威克瑟姆，C许，
申请(专利权)人：TJ技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]