[发明专利]正极和包括该正极的锂电池

说明书

技术领域

本公开涉及正极和包括该正极的锂电池。

背景技术

锂电池通过化学物质之间的电化学氧化还原反应将化学能转变成电能。常规的锂电池包括正极、负极和电解液。

近来，随着电子装置日益要求高性能，用于这些装置的电池也需要高容量和高功率输出。为了提供具有高容量的电池，会需要高容量或高电池充电电压的活性物质。例如，可将具有高容量的硅类复合材料用作电池负极的负极活性物质。然而，硅类复合材料不可逆地解嵌锂。

发明内容

本发明的一个或多个实施方式包括具有新结构的正极以及包括所述正极的锂电池。

其它方面将在以下说明书中部分阐述，并将部分地由说明书变得明显的，或可通过对所提供的实施方式的实施而了解。

根据本发明的一个或多个实施方式，正极包括：集流体；不可逆地解嵌锂离子的第一层；和允许锂离子可逆地嵌入和解嵌的第二层。

所述第一层和第二层按该顺序依次布置在所述集流体上。所述第一层可包括由以下通式1表示的第一活性物质：

通式1：Li₂Mo_1-nR¹_nO₃。

在通式1中，0≤n＜1，且R¹选自由锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、锌(Zn)、镁(Mg)、镍(Ni)和前述元素的组合组成的组。

所述第一层可包括由以下通式2表示的第二活性物质：

通式2：Li₂Ni_1-mR²_mO₂

在通式2中，0≤m＜1，且R²选自由锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、锌(Zn)、镁(Mg)、钼(Mo)和前述元素的组合组成的组。

所述第一层可包括由以下通式1表示的第一活性物质和由以下通式2表示的第二活性物质：

通式1：Li₂Mo_1-nR¹_nO₃通式2：Li₂Ni_1-mR²_mO₂

在通式1中，0≤n＜1，且R¹选自由锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、锌(Zn)、镁(Mg)、镍(Ni)和前述元素的至少两种的组合组成的组。在通式2中，05m＜1，且R²选自由Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Mg、钼(Mo)和前述元素的至少两种的组合组成的组。所述第二活性物质可进一步包括Li₂Ni₈O₁₀相。

所述第一层可包括第一子层和第二子层，其中所述第一子层插入所述集流体和所述第二子层之间。所述第一子层包括由以上通式1表示的第一活性物质，且所述第二子层包括由以上通式2表示的第二活性物质。所述第二活性物质可进一步包括Li₂Ni₈O₁₀相。

所述第一层可包括第一子层和第二子层，其中所述第一子层介于所述集流体和所述第二子层之间。所述第一子层包括由以上通式2表示的第二活性物质。所述第二子层包括由以上通式1表示的第一活性物质。所述第二活性物质可进一步包括Li₂Ni₈O₁₀相。

根据本发明一个或多个实施方式，锂电池包括：包括负极活性物质的负极；正极，所述正极包括：集流体、不可逆地解嵌锂离子的第一层和允许锂离子可逆地嵌入和解嵌的第二层；以及电解液。所述锂电池的正极可具有上述相同特征。

所述负极活性物质可包括选自由硅、硅类复合材料(例如硅氧化物)、锡、锡类复合材料、钛酸锂和这些物质的至少两种的组合组成的组的物质。

附图说明

结合附图，这些和/或其它方面由以下实施方式的说明将变得更为明显并更易理解，其中：

图1是根据本发明实施方式的正极的截面示意图；

图2是包括Li₂Ni₈O₁₀相的Li₂NiO₂类活性物质的X射线衍射(XRD)分析图；