[发明专利]可再充电锂电池及包含在其内的正极和负极

说明书

技术领域

本发明涉及可再充电锂电池及包含在其内的正极和负极。

背景技术

最近，锂可再充电电池作为小型便携式电子装置电源已引起人们关注。此类电池使用有机电解质溶液，由此其放电电压是使用碱性水溶液常规电池的两倍，从而具有高能量密度。

对于可再充电锂电池的正极活性材料，已经对诸如LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiNi_1-xCo_xO₂(0＜x＜1)等能够嵌入锂的锂-过渡元素复合材料氧化物进行了研究。作为可再充电锂电池的负极活性材料，已经使用了能够完全嵌入和解嵌锂离子的各种含碳材料，例如人造石墨、天然石墨和硬碳。然而，由于稳定性和高容量的需要，最近已对诸如Si等非含碳负极活性材料进行了研究。

发明内容

本发明的各方面提供一种循环寿命特性改善的可再充电锂电池。本发明的各实施方式不限于以上技术目的，且本领域的普通技术人员能够理解其它技术目的。

本发明的一个实施方式提供一种可再充电锂电池，包括：负极，具有金属和含碳材料的复合负极活性材料；正极，具有约90～约99wt％的第一正极活性材料和约1～约10wt％的镍类第二正极活性材料的混合正极活性材料，所述第一正极活性材料选自由钴、锰、磷酸盐类材料和它们的组合构成的组中；和非水电解液。根据本发明实施方式的可再充电锂电池表现出优异的循环寿命特性。

本发明的一个实施方式提供一种正极，包括集流体和在所述集流体上布置的混合正极活性材料，其中所述混合正极活性材料包括：第一正极活性材料，选自由钴、锰和磷酸盐类材料和它们的组合构成的组中，所述第一正极活性材料的含量为所述混合正极活性材料的90～99wt％；和第二正极活性材料，为镍类材料，所述第二正极活性材料的含量为所述混合正极活性材料的1～10wt％。

本发明的一个实施方式提供一种负极，包括集流体和在所述集流体上布置的复合负极活性材料，其中所述复合负极活性材料为金属和含碳材料的混合物。

以下说明书将部分陈述本发明的其它方面和/或优点，且部分内容从说明书中是显而易见的，或者通过本发明的实践而理解。

附图说明

本发明的这些和/或其它方面和优点是显而易见的，且由以下结合附图的实施方式描述中更容易理解，其中：

图1是根据本发明实施方式的负极活性材料图；和

图2示出了根据本发明另一实施方式的可再充电锂电池结构。

具体实施方式

对本发明实施方式进行详细描述，其实施例在附图中说明，其中相同的附图标记在全文中指代相同元件。以下参照附图描述实施方式以解释本发明。

本发明的一个实施方式提供了一种锂可再充电电池，包括具有负极活性材料的负极、具有正极活性材料的正极和非水电解液。负极活性材料是含碳材料和金属的复合材料。含碳材料的非限制性实例可包括结晶碳、无定形碳和其组合。金属是指导热性和导电性优异的材料，其非限制性实例包括通常诸如碱金属等导电金属、以及诸如Si等半导电性的半金属。

结晶碳可包括至少一种天然石墨或人造石墨、或其混合物。天然石墨或人造石墨可为无形、片形、鳞片形、球形或纤维形。无定形碳可包括软碳(低温烧结碳)或硬碳、中间相沥青碳化物、烧结焦炭或其混合物中的至少一种。

金属的实例包括选自Si、Si-T合金(其中T是选自由碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、过渡元素、稀土元素和其组合构成的组中的元素，且不是Si)、Sn、Sn-Z合金(其中Z是选自由碱金属、碱土金属、IUPAC第13族元素(旧IUPAC第IIIB族，GAS第IIIA族)、第14族元素(旧IUPAC第IVB族，GAS第IVA族)、过渡元素、稀土元素和其组合构成的组中的元素，且不是Sn)、Pb、In、As、Sb、Ag和其组合中的一种。元素T和Z可选自Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te和其组合中。