[发明专利]用于高性能锂电池阴极的LiMPO4基物质组合物

权利要求书

1.一种物质组合物，包含：

由通式LiMPO₄限定的材料，其中M为至少一种过渡金属，并且其中所述材料具有一般晶格结构；和

其中所述材料还包括Ru离子，其取代所述一般晶格结构中的Li离子和所述至少一种过渡金属M中的至少其一。

2.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述物质组合物还由第一式Li_1-αxRu_xMPO₄或第二式LiM_1-αx/cRu_xPO₄限定，其中α是常数并且在所述第一式中等于Ru离子的化合价，或在所述第二式中等于Ru离子的化合价，x限定为0＜x＜1/α，并且c为所述至少一种过渡金属M的化合价。

3.根据权利要求2所述的物质组合物，其中α的范围为2～8。

4.根据权利要求1所述的物质组合物，还包括含有Ru离子的所述一般晶格结构，其具有与不含Ru离子的所述一般晶格结构相同数目的晶格位点。

5.根据权利要求1所述的物质组合物，其中所述一般晶格结构在引入所述Ru离子后保持不变。

6.根据权利要求1所述的物质组合物，其中包含所述Ru离子的所述一般晶格结构包括橄榄石结构。

7.根据权利要求1所述的物质组合物，其中包含所述Ru离子的所述一般晶格结构是电荷中性的。

8.根据权利要求1所述的物质组合物，还包括在所述一般晶格结构中产生晶格缺陷的Ru离子。

9.一种物质组合物，包含：

锂金属磷酸盐材料体系，其具有第一式Li_1-αxRu_xMPO₄或第二式LiRu_xM_1-αx/cPO₄；和

其中α是常数并且在第一式中不等于Ru离子的化合价并且在第二式中不等于Ru离子的化合价，x限定为0＜x＜1，M为至少一种过渡金属，并且c为所述至少一种过渡金属M的化合价。

10.根据权利要求9所述的物质组合物，其中在第一式Li_1-αxRu_xMPO₄中，α的范围为1～8，并且在第二式LiRu_xM_1-αx/cPO₄中，α的范围为c～8。

11.根据权利要求9所述的物质组合物，其中所述Ru离子部分取代Li离子。

12.根据权利要求9所述的物质组合物，其中所述Ru离子部分取代所述至少一种过渡金属M的离子。

13.根据权利要求9所述的物质组合物，其中所述Ru离子部分取代Li离子并且部分取代所述至少一种过渡金属的离子。

14.根据权利要求9所述的物质组合物，所述物质组合物的一般晶格结构具有与未掺杂的锂金属磷酸盐相同的晶格位点数目。

15.根据权利要求14所述的物质组合物，其中所述一般晶格结构在Ru掺杂后保持不变。

16.根据权利要求14所述的物质组合物，其中所述一般晶格结构包括橄榄石结构。

17.根据权利要求9所述的物质组合物，其中所述Ru离子在所述材料体系中产生晶格缺陷和电子缺陷。

18.一种合成锂金属磷酸盐物质组合物的方法，包括：

混合至少一种锂化合物、至少一种过渡金属化合物、至少一种磷化合物和至少一种Ru化合物以形成混合物；和

预煅烧和烧制所述混合物以形成由式LiMPO₄限定的所述物质组合物，其中M为至少一种过渡金属，并且其中所述物质组合物具有一般晶格结构，其中Ru离子取代所述一般晶格结构中的Li和M中的至少其一。