[发明专利]用于锂电池的高倍率和高能量的阴极材料

权利要求书

1.非水电化学电池，包括：

阳极；

电解质；和

包含Cu_xMn_yV_zO_w的阴极，其中

铜具有介于约1到约3的氧化态，

锰具有介于约1到约7的氧化态，

钒具有介于约2到约5的氧化态，

x、y和z各自大于零，

x+y+z的总数介于约1到约3，以及

w具有大于零的值并且与x、y和z的值以及铜、锰和钒的氧化态相一致。

2.根据权利要求1的非水电化学电池，其中铜-锰-钒-氧化物阴极材料具有通式Cu_xMn_yV_zO_w·nH₂O，

其中，铜具有介于约1到约3的氧化态，

锰具有介于约1到约7的氧化态，

钒具有介于约2到约5的氧化态，

x、y和z各自大于零，

x+y+z的总数介于约1到约3，

w具有大于零的值并且与x、y和z的值以及铜、锰和钒的氧化态相一致，以及

nH₂O表示存在于铜锰钒氧化物阴极材料中的表面水、结构水或两者均有。

3.根据权利要求1的非水电化学电池，其中铜-锰-钒-氧化物的平均密度为约4g/cm³到约6g/cm³。

4.根据权利要求1的非水电化学电池，其中铜-锰-钒-氧化物的表面积为约25m²/g到约125m²/g。

5.根据权利要求1的非水电化学电池，其中所述阴极还包含含碳活性材料。

6.根据权利要求5的非水电化学电池，其中所述含碳活性材料是氟化碳。

7.根据权利要求6的非水电化学电池，其中所述氟化碳由式(CF_x)_m表示，其中

x为约0.1到约1.9，以及

n为约1到约5。

8.根据权利要求6的非水电化学电池，其中所述氟化碳是具有式(CF_x1)_n和(CF_x2)_m的氟化碳的混合物，其中

x1为约0.8到约1.2，

x2为约0.4到约0.8，以及

n和m各自为约1到约5。

9.根据权利要求8的非水电化学电池，其中(CF_x1)_n与(CF_x2)_m的比例为约1∶5到约5∶1。

10.根据权利要求6的非水电化学电池，其中所述阴极中氟化碳的重量含量为1％到约99％，且阴极中铜锰钒氧化物的重量含量为99％到1％。

11.根据权利要求1的非水电化学电池，其中所述阳极包含IA族金属、IIA族金属或它们的混合物。

12.根据权利要求6的非水电化学电池，其中所述阳极包含IA族金属、IIA族金属或它们的混合物。

13.根据权利要求11的非水电化学电池，其中所述阳极包含选自锂、镁、钠、钾、锂-镁、锂-铝、锂-铝-镁、锂-硅、锂-硼和锂-硅-硼中的一种。

14.根据权利要求12的非水电化学电池，其中所述阳极包含选自锂、镁、钠、钾、锂-镁、锂-铝、锂-铝-镁、锂-硅、锂-硼和锂-硅-硼中的一种。

15.根据权利要求1的非水电化学电池，其中所述电解质包含：

可离子化的碱金属盐；以及

非质子有机溶剂或溶剂混合物。

16.根据权利要求6的非水电化学电池，其中所述电解质包含：

可离子化的碱金属盐；以及

非质子有机溶剂或溶剂混合物。

17.根据权利要求12的非水电化学电池，其中所述电解质包含：

可离子化的碱金属盐；以及

非质子有机溶剂或溶剂混合物。