[发明专利]基于原硅酸盐衍生物的嵌锂电极材料

权利要求书

1.一种基于原硅酸盐结构的嵌锂型正极材料，具有式I：

Li_x+yM_{1-(y+d+t+q+r)}D_dT_tQ_qR_r[SiO₄]_{1-(p+s+v+a+b)}[SO₄]_s[PO₄]_p[VO₄]_v[AlO₄]_a[BO₄]_b

其中

M选自Mn²⁺和Fe²⁺及其组合；

D是+2氧化态的金属，选自Mg²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ti²⁺和Ca²⁺；

T是+3氧化态的金属，选自Al³⁺、Ti³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Mn³⁺、Ga³⁺、 Zn²⁺和V³⁺；

Q是+4氧化态的金属，选自Ti⁴⁺、Ge⁴⁺、Sn⁴⁺和V⁴⁺；

R是+5氧化态的金属，选自V⁵⁺、Nb⁵⁺和Ta⁵⁺；和

M、D、T、Q、R是位于Li₂FeSiO₄中Fe离子的四面体位置中的 元素；且

其中x、y、d、t、q、r、p、s、v、a和b在0和1之间；或

其中x在0和2之间，y+d+t+q+r小于1，p+s+v+a+b小于1， 3+2y+a+b＝y+t+2q+3r+2s+p+v。

2.一种包括至少一个正极和至少一个负极的发电器，其中所述至 少一个正极包含权利要求1的嵌锂型正极材料，所述至少一个负极是 高化学活性的锂离子源。

3.如权利要求2所述的发电器，其中所述至少一个负极包括金属 锂、锂合金、锂-碳插层化合物、锂-钛尖晶石Li_4+zTi₅O₁₂(0≤z≤3)以 及它与其他尖晶石的固溶体、锂-过渡金属混合氮化物、或它们的混合 物。

4.如权利要求2所述的发电器，其中所述至少一个正极还包含导 电添加剂。

5.如权利要求4所述的发电器，其中所述导电添加剂包括碳。

6.如权利要求2所述的发电器，其中所述至少一个正极还包含具 有快速扩散动力学的插层材料。

7.如权利要求6所述的发电器，其中所述具有快速扩散动力学的 插层材料包括层状的二硫族化合物、钒氧化物VO_x(2.1≤x≤2.5)或 Nasicon相关材料或碳涂覆的LiFe_1-αMn_αPO₄，0≤α≤1。

8.如权利要求7所述的发电器，其中所述Nasicon相关材料是 Li₃Fe₂(PO₄)₃。

9.如权利要求2到5中任一项所述的发电器，其中所述至少一个 正极还包含聚合粘合剂。

10.如权利要求9所述的发电器，其中所述聚合粘合剂包括四氟 乙烯的均聚物或共聚物，或乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。

11.如权利要求9或10所述的发电器，其中所述聚合粘合剂具有 离子导电性。