[发明专利]改进能量密度的锂二次电池

权利要求书

1.一种锂二次电池，其包括一个阴极，所述阴极使用含有吸收和释放锂离子的锂混合过渡金属氧化物的阴极活性材料，其特征在于最终放电电压在1.5V至2.75V的范围内。

2.权利要求1的锂二次电池，其特征在于所述锂混合过渡金属氧化物包括Li_xNi_1-y-zMn_yCo_zO₂，其中0.9≤x≤1.3、0＜y＜1且0＜z＜1。

3.权利要求1的锂二次电池，其特征在于所述锂混合过渡金属氧化物包括Li_xNi_1-y-zMn_yCo_zM_sO_2-t，其中0.9≤x≤1.3、0.2≤y≤0.5、0.1≤z＜0.4、0≤s≤0.3、-2≤t≤2，M是Mg、Ti、Ca、B和Al之一。

4.权利要求1的锂二次电池，其特征在于所述锂混合过渡金属氧化物包括Li_x(Co_yA_mD_z)O_t，其中0.8≤x≤1.2、(0.8-m-z)≤y≤(2.2-m-z)、0≤m≤0.3、0≤z≤0.3、1.8≤t≤4.2，所述的A选自Mg和Ca，所述的D是选自以下的至少一种：Ti、Zr、Hf；V、Nb、Ta；Cr、Mo、W；Mn、Tc、Re；Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt；Cu、Au、Ag；Zn、Cd、Hg；B、Al、Ga、In、TI；C、Si、Ge、Sn、Pb；N、P、As、Sb和Bi。

5.权利要求1的锂二次电池，其特征在于所述锂混合过渡金属氧化物包括Li_x(Co_yA_mD_z)O_t，其中0.8≤x≤1.2、(0.8-m-z)≤y≤(2.2-m-z)、0≤m≤0.3、0≤z≤0.3、1.8≤t≤4.2，所述的A选自Mg和Ca，所述的D是选自以下的至少一种：Ti、Zr、Hf；V、Nb、Ta；Cr、Mo、W；Mn、Tc、Re；Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt；Cu、Au、Ag；Zn、Cd、Hg；B、Al、Ga、In、TI；C、Si、Ge、Sn、Pb；N、P、As、Sb和Bi。

6.权利要求1的锂二次电池，其特征在于所述锂混合过渡金属氧化物包括具有层状晶体结构的α-NaFeO₂，其中所述过渡金属包括Ni、Mn和Co的过渡金属混合物，除了锂之外的所有过渡金属的平均氧化值大于+3，所述锂混合过渡金属氧化物满足以下公式：

1.1＜m(Ni)/m(Mn)＜1.5----------(1)

0.4＜m(Ni²⁺)/m(Mn⁴⁺)＜1--------(2)

其中，m(Ni)/m(Mn)表示Ni与Mn的摩尔比例，m(Ni²⁺)/m(Mn⁴⁺)表示Ni²⁺与Mn⁴⁺的摩尔比例。

7.权利要求1的锂二次电池，其特征在于所述锂混合过渡金属氧化物包括至少一种由以下公式3代表的化合物：

(1-s-t)[Li(Li_aMn_(1-a-x-y)Ni_xCo_y)O₂]＊s[Li₂Co₃]＊t[LiOH]----(3)

其中，0＜a＜0.3、0＜x＜0.8、0＜y＜0.6、0＜s＜0.05且0＜t＜0.05。

8.权利要求1的锂二次电池，其特征在于所述锂混合过渡金属氧化物包括含锂过渡金属氧化物和Li_xNi_1-y-zMn_yCo_zO₂，其中0.9≤x≤1.3、0＜y＜1且0＜z＜1。