[发明专利]电化学电池

权利要求书

1.一种电化学电池，其包括：

(A)至少一个阴极，其包含至少一种含锂过渡金属化合物；

(B)至少一个阳极；

(C)至少一个层，其包含：

(a)至少一种含锂和氧的电化学活性过渡金属化合物；和

(b)任选至少一种粘合剂；和

(D)至少一个位于阴极(A)和层(C)之间的非导电多孔离子渗透性层，和至少一个位于阳极(B)和层(C)之间的非导电多孔离子渗透性层。

2.根据权利要求1的电化学电池，其中含锂过渡金属化合物选自含锰尖晶石和具有层结构的含锰过渡金属氧化物。

3.根据权利要求1或2的电化学电池，其中阳极(B)选自由碳构成的阳极和包含Sn或Si的阳极。

4.根据权利要求1-3中任一项的电化学电池，其中层(C)的含锂和氧的电化学活性过渡金属化合物为颗粒状材料。

5.根据权利要求1-4中任一项的电化学电池，其中层(C)的含锂和氧的电化学活性过渡金属化合物为选自如下组的化合物：式Li_4+xTi₅O₁₂的钛酸锂，其中x为>0至3的数值，磷酸锂铁、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂锰氧化物及其混合物。

6.根据权利要求1-5中任一项的电化学电池，其中层(C)的含锂和氧的电化学活性过渡金属化合物为在电化学电池中具有相对于Li/Li⁺为1-5V的电势差的化合物。

7.根据权利要求1-6中任一项的电化学电池，其中层(C)的含锂和氧的电化学活性过渡金属化合物为式Li_4+xTi₅O₁₂的钛酸锂，其中x为>0至3的数值。

8.根据权利要求1-7中任一项的电化学电池，其中层(C)包含选自聚合物的粘合剂(b)，所述聚合物选自苯乙烯-丁二烯橡胶和氟化(共)聚合物。

9.根据权利要求1-8中任一项的电化学电池，其中层(C)的平均厚度为1-50μm。

10.根据权利要求1-9中任一项的电化学电池在锂离子电池组中的用途。

11.一种锂离子电池组，其包括至少一个根据权利要求1-9中任一项的电化学电池。

12.根据权利要求1-9中任一项的电化学电池在汽车、由电动马达驱动的自行车、飞机、船舶或固定能量存储中的用途。

13.一种制备根据权利要求7-9中任一项的电化学电池的方法，所述电化学电池包括：

(A)至少一个阴极，其包含至少一种含锂过渡金属化合物；

(B)至少一个阳极；

(C)至少一个层，其包含：

(a)至少一种式Li_4+xTi₅O₁₂的钛酸锂，其中x为>0至3的数值；和

(b)任选至少一种粘合剂；和

(D)至少一个位于阴极(A)和层(C)之间的非导电多孔离子渗透性层和至少一个位于阳极(B)和层(C)之间的非导电多孔离子渗透性层；

所述方法包括通过至少一个选自如下工艺步骤的工艺步骤锂化Li₄Ti₅O₁₂作为一个工艺步骤：

(i)相对于锂阳极电化学还原Li₄Ti₅O₁₂；

(ii)使Li₄Ti₅O₁₂与元素锂反应；和

(iii)使Li₄Ti₅O₁₂与烷基锂或芳基锂反应。

14.一种用于将电化学电池中的阴极和阳极隔离的层状结构的扁平隔膜，其包括：

(C)至少一个层，其包含：

(a)至少一种含锂和氧的电化学活性过渡金属化合物；和

(b)任选至少一种粘合剂；和

(D)两个彼此平行排列且非导电的多孔离子渗透性的层，其中层(C)位于两个层(D)之间。