[发明专利]过渡金属‑偏磷酸盐负极活性物质及其制备方法、包含它的锂二次电池或混合电容器

权利要求书

1.一种用于锂二次电池或混合电容器的负极活性物质，包含以下化学式1的过渡金属-偏磷酸盐，

化学式1：

M(PO₃)₂，

在所述化学式1中，M为选自由Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Pd及Ag组成的组中的一种或它们中的两种以上的混合元素，

其中所述负极活性物质还包括在所述过渡金属-偏磷酸盐上的碳涂层。

2.根据权利要求1所述的负极活性物质，其特征在于，所述过渡金属-偏磷酸盐为选自Mn(PO₃)₂、Ni(PO₃)₂、Fe(PO₃)₂中的一种或它们中的两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的负极活性物质，其特征在于，所述过渡金属-偏磷酸盐为晶质或半晶质。

4.根据权利要求3所述的负极活性物质，其特征在于，在进行X-射线衍射时，在2θ＝20度至40度的衍射角范围内观测到的所述晶质或半晶质的强度最高的衍射峰值的半高宽为0.01至0.6度。

5.根据权利要求1所述的负极活性物质，其特征在于，所述过渡金属-偏磷酸盐在进行第一次充放电后转化为非晶质。

6.根据权利要求1所述的负极活性物质，其特征在于，所述过渡金属-偏磷酸盐的平均粒径D₅₀为10nm至1μm。

7.根据权利要求1所述的负极活性物质，其特征在于，所述碳涂层的厚度为5nm至100nm。

8.根据权利要求1所述的负极活性物质，其特征在于，所述过渡金属-偏磷酸盐为包含碳的复合物。

9.一种由以下化学式1表示的用于锂二次电池或混合电容器的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，包括：

步骤(ⅰ)，取得包含含过渡金属化合物及磷酸盐的前体；以及

步骤(ⅱ)，对在所述步骤(ⅰ)中取得的前体进行热处理，

化学式1：

M(PO₃)₂，

在上述化学式中，M为选自由Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ru、Pd及Ag组成的组中的一种或它们中的两种以上的混合元素，

还包括将所述过渡金属-偏磷酸盐与碳前体进行混合之后进行热处理，来对过渡金属-偏磷酸盐进行碳涂敷的步骤。

10.根据权利要求9所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，在300℃至1300℃的温度下进行所述热处理。

11.根据权利要求10所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，在500℃至900℃的温度下进行所述热处理。

12.根据权利要求9所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述碳前体为包含选自由葡萄糖、果糖、半乳糖、蔗糖、麦芽糖及乳糖组成的组中的一种或它们中的两种以上的混合物的溶液。

13.根据权利要求9所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，以过渡金属-偏磷酸盐总量为基准，使用30重量百分比至80重量百分比的所述碳前体。

14.根据权利要求13所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，以过渡金属-偏磷酸盐总量为基准，使用50重量百分比至80重量百分比的所述碳前体。

15.根据权利要求9所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，在160℃至300℃的温度范围内进行所述热处理。

16.根据权利要求9所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述含过渡金属化合物为选自由含锰化合物、含铁化合物及含镍化合物组成的组中的一种或它们中的两种以上的混合物。

17.根据权利要求16所述的过渡金属-偏磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述含锰化合物为选自由MnO₂、MnCO₃、Mn₃O₄及Mn₂O₃组成的组中的一种或它们中的两种以上的混合物。