[發明專利]納米級離子貯存材料有效
| 申請號: | 201310054669.4 | 申請日: | 2006-08-03 |
| 公開(公告)號: | CN103151556A | 公開(公告)日: | 2013-06-12 |
| 發明(設計)人: | Y·M·常;A·S·戈斯達斯;M·W·佩尼 | 申請(專利權)人: | A123系統公司 |
| 主分類號: | H01M10/0525 | 分類號: | H01M10/0525;H01M4/58;C01B25/45 |
| 代理公司: | 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038 | 代理人: | 王海寧 |
| 地址: | 美國馬*** | 國省代碼: | 美國;US |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 納米 離子 貯存 材料 | ||
1.高功率蓄電池,其包含:
陰極,該陰極包含鋰過渡金屬磷酸鹽材料,所述鋰過渡金屬磷酸鹽材料具有至少約20m2/g比表面積以及式Li1-xMPO4的組成,其中M由一種過渡金屬組成,并且在室溫下該組成在0<x<0.3和/或0.8<x<1的組成范圍內表現為穩定的固溶體,選擇所述鋰過渡金屬磷酸鹽以及所述表面積以便在電池的循環期間提供至少兩個共存的橄欖石相,其中所述兩個共存的橄欖石相包括富鋰的過渡金屬磷酸鹽相和貧鋰的過渡金屬磷酸鹽相,其中兩相之間的百分比摩爾體積差異小于約6.4%;
陽極;
與陽極和陰極接觸并將陽極和陰極隔開的電解質;
與陰極電子連通的陰極集流體;和
與陽極電子連通的陽極集流體,
其中該蓄電池在至少約100Wh/kg(205Wh/L)的比能下表現出至少約500W/kg(1000W/L)的比功率。
2.權利要求1的高功率蓄電池,其中該電池在至少約90Wh/kg(180Wh/L)的比能下表現出至少約1300W/kg(2500W/L)的比功率。
3.高功率蓄電池,其包含:
陰極,該陰極包含具有至少約20m2/g比表面積的鋰過渡金屬磷酸鹽材料,包括式Li1-xMPO4的組成的顆粒、纖維或涂層,其中M由一種過渡金屬組成,所述顆粒、纖維或涂層具有約75nm或更小的平均最小橫截面尺寸,并且在室溫下該組成在0<x<0.3和/或0.8<x<1的組成范圍內表現為穩定的固溶體,選擇所述鋰過渡金屬磷酸鹽以及所述表面積以便在電池的循環期間提供至少兩個共存的橄欖石相,其中所述兩個共存的橄欖石相包括富鋰的過渡金屬磷酸鹽相和貧鋰的過渡金屬磷酸鹽相,其中兩相之間的百分比摩爾體積差異小于約6.4%;
陽極;
與陽極和陰極接觸并將陽極和陰極隔開的電解質;
與陰極電子連通的陰極集流體;和
與陽極電子連通的陽極集流體,
其中該蓄電池在至少約100Wh/kg(205Wh/L)的比能下表現出至少約500W/kg(1000W/L)的比功率。
4.權利要求3的高功率蓄電池,其中該電池在至少約90Wh/kg(180Wh/L)的比能下表現出至少約1300W/kg(2500W/L)的比功率。
5.權利要求1或3的高功率蓄電池,其中所述兩相之間的百分比摩爾體積差異小于約6.25%。
6.權利要求1或3的高功率蓄電池,其中所述兩相之間的百分比摩爾體積差異小于約5.75%。
7.權利要求1或3的高功率蓄電池,其中所述兩相之間的百分比摩爾體積差異小于約5.5%。
8.權利要求1或3的高功率蓄電池,其中所述兩個共存相的每一個是晶態并且由具有三個晶格參數的晶胞所限定,并且其中在所述兩種晶胞之間所述三個晶格參數中的至少兩個之間的差異小于3%。
9.權利要求8的高功率蓄電池,其中在所述兩種晶胞之間所有晶格參數的差異小于4.7%。
10.權利要求8的高功率蓄電池,其中在所述兩種晶胞之間所有晶格參數的差異小于4.5%。
11.權利要求8的高功率蓄電池,其中在所述兩種晶胞之間所有晶格參數的差異小于4.0%。
12.權利要求8的高功率蓄電池,其中在所述兩種晶胞之間所有晶格參數的差異小于3.5%。
13.權利要求8的高功率蓄電池,其中所述兩個共存相具有晶體學平面,其中,兩個相之間的錯配應變小于約1.6%。
14.權利要求13的高功率蓄電池,其中,兩個相之間的錯配應變小于約1.5%。
15.權利要求13的高功率蓄電池,其中,兩個相之間的錯配應變小于約1.4%。
16.權利要求13的高功率蓄電池,其中,在兩個相之間,由晶體的晶胞的任何兩個晶格參數形成的平面均不具有超過8%的錯配應變。
17.權利要求16的高功率蓄電池,其中,在兩個相之間,由晶體的晶胞的任何兩個晶格參數形成的平面均不具有超過7.5%的錯配應變。
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