[发明专利]用于锂离子电池的负极材料

权利要求书

1.一种用于锂电池电极的活性材料，其包含具有通式Li_2+v-4cC_cTi_3-wFe_xM_yM′_zO_7-α的相，其中M和M′为在氧八面体环境中离子半径为0.5～0.8的2～15族金属离子，v、w、x、y、z和α通过如下关系式关联：

2α＝-v+4w-3x-ny-n′z，其中n和n′为M和M′各自的形式氧化度；

-0.5≤v≤+0.5；

y+z＞0；

x+y+z＝w；且0＜w≤0.3；

其特征在于，按照关系式0＜c≤(2+v)/4，至少一部分锂被碳取代。

2.如权利要求1所述的活性材料，其特征在于，M和M′选自：Ti³⁺、Co²⁺、Co³⁺、Ni²⁺、Ni³⁺、Cu²⁺、Mg²⁺、Al³⁺、In³⁺、Sn⁴⁺、Sb³⁺和Sb⁵⁺。

3.如权利要求1或2所述的活性材料，其特征在于，M为Ni²⁺，M′为Al³⁺。

4.如权利要求1～3中任一项所述的活性材料，其特征在于，

x≤0.1；

y≤0.2；以及

z≤0.1。

5.如权利要求1～4中任一项所述的活性材料，其特征在于，x∶y∶z之比在1∶3.9～4.1∶0.90～1.10的范围内。

6.如权利要求1～5中任一项所述的活性材料，其特征在于，c≥0.1，优选c≥0.2。

7.如权利要求1～6中任一项所述的活性材料，其特征在于，存在基本上由碳构成的相。

8.一种合成权利要求1～7中任一项的合成材料的方法，所述方法包括如下步骤：

-对含有元素Li、Ti、Fe、C、O、M和M′的前体化合物进行反应性混合和研磨；

-通过在950～1050℃的温度下在惰性气氛中对所述混合物进行加热来合成陶瓷相；

-将所述陶瓷相快速冷却。

9.如权利要求8所述的合成活性材料的方法，其特征在于，从合成温度以至少100℃/分钟进行所述陶瓷相的冷却，直至不超过400℃。

10.权利要求1～7中任一项的活性材料用于制造锂电池、二次电池或蓄电池的用途。

11.一种锂电池、二次电池或蓄电池，其含有权利要求1～7中任一项的活性材料。