[发明专利]锂氧化物颗粒上的氧化物涂层

说明书

相关申请

本申请要求Ceder等人于2007年1月25日提交的发明名称为 ″Oxide Coatings on Lithium Oxide Particles″的美国临时专利申请 60/897,324的权益，其通过引用并入本文。

政府资助

导致本发明的多个方面的研究，至少有一部分是由美国国家科学基 金会，拨款No.DMR-0213282资助的。美国政府可拥有本发明的某些 权益。

技术领域

本发明一般地涉及某些含锂材料。这类材料在多种能量存储应用中 受到关注。

背景技术

LiMPO₄材料(其中M是过渡金属)在能量存储应用中受到关注，例 如可充电锂电池。一个适当的过渡金属的例子是铁。由于对重量轻、高 能量密度的电池的需求，例如用于电力车辆或便携式电子设备，需要对这 类材料的能量存储进行改善。

发明内容

本发明一般涉及某些锂氧化物材料。在有些情况下，本发明的主题 涉及相关产物、对特定问题的可替代方案、和/或一个或多个系统和/或 制品的多种不同用途。

一方面，本发明针对一种制品。在一套实施方案中，该制品包括具 有芯和包围至少一部分所述芯的涂层的涂覆颗粒。在一个实施方案中， 涂层具有组成Li_xM_yP_zN_wO_m，其中x、z、w和m各自独立地大于0，y 大于或等于0。在另一个实施方案中，涂层具有组成Li_xM_yP_zN_wC_vO₄， 其中x、z和w各自独立地大于0，y大于或等于0，w和v中的至少一 个大于0。在又一个实施方案中，颗粒具有总组成Li_xM_yP_zO₄，其中量 (x/z)是约1至约2的数，量(1-y)/(1-z)是约1到约3.4或者约2.5的数。 在这些结构中，M可为过渡金属，如铁、锰、钴、镍等。如本领域的普 通技术人员所知的，过渡金属是指元素周期表d区中的那些元素，如3 到12族。

在另一个实施方案中，颗粒具有总组成Li_xM_yP_zO₄，其中x为约0.01 至约1.1，y为约0.5至约1.1，z为约0.5至约1.1。M可为过渡金属， 如铁、锰、钴、镍等。在有些情况下，颗粒通过包括在低于约800℃的 温度下烧结一种或多种前体以制备颗粒的方法形成。在某些情况下，当 被充电到最大值5.2V时，颗粒能够通过放电到2.5V，在电流速率至少 170mA/g时产生至少约100mA h/g的容量。

在又一个实施方案中，颗粒具有总组成Li_xM_yP_zN_wO₄，其中x为约 0.01至约1.1，y为约0.5至约1.1，z为约0.5至约1.1，w为0至约0.1。 根据再一个实施方案，颗粒具有总组成Li_xM_yP_zC_vO₄，其中x为约0.01 至约1.1，y为约0.5至约1.1，z为约0.5至约1.1，v为0至约0.1。在 另一个实施方案中，颗粒具有总组成Li_xM_yP_zN_wC_vO₄，其中x为约0.01 至约1.1，y为约0.5至约1.1，z为约0.5至约1.1，w为0至约0.1，v 为0至约0.1。在这些结构中，M可为过渡金属，如铁、锰、钴、镍等。