[发明专利]用于电化学电池的生物矿化阴极材料和生物矿化阳极材料

说明书

描述了一种用于电化学电池的生物矿化复合物。该生物矿化符合物包括一种材料，该材料的化学通式为y[Li_1±xM_aPO_c).(1‑y)[M_b(PO_c)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[Li_1±xM_aO_c].(1‑y)[M_b(PO_c)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[Li_1±xM_aO_c].(1‑y)[M_b(PO_c)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[Li_1±xM_aO_c].(1‑y)[M_b(PO_c)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[M_a].(1‑y)[M_b(POc)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[Li_1±xM_aSi_aO_c].(1‑y)[M_b(POc)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[Li_1±xM_aO_c].w[Li_2±xM_aO_c].(1‑y‑w)[M_b(POc)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[Li_1±xM_aBO_c].(1‑y)[M_b(PO_c)_3±d(Ap)_1±e].C_z或y[M_aO_x].(1‑y)[M_b(PO_c)_3±d(Ap)_1±e].C_z；其中，M表示至少一种元素；Ap表示一组元素混合物；C为碳或碳的同素异形体；P表示元素磷；Si表示硅；Li表示锂；B表示硼；O表示氧；x、y、z、w、a、b、c、d和e表示数字。

相关专利申请的交叉引用

本发明要求于2013年6月10日申请的申请号为61833099的美国临时专利的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及用于电化学应用领域的改进材料。特别地，本发明涉及用于电化学应用领域的生物矿化材料，该电化学应用领域包括诸如锂离子电池、锂硫电池、钠离子电池、镁离子电池、锂空气电池等的可充电电化学电池或原电池。进一步地，本发明可用于诸如燃料电池、电容器等其他种类的能源设备。

背景技术

由于锂电池具有高储能密度，锂电池广泛应用于消费电子产业。目前使用的大多数商用电池包括负极材料石墨，以及大范围的正极材料中的一种；其中，该正极材料为钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、镍酸锂(LiNiO₂)、锂镍钴氧(LiNiCoO₂)、锂镍钴锰氧(LiNiMnCoO₂)、锂金属磷酸盐(LiMPO₄)、锂镍钴铝氧(LiNiCoAlO₂)等中的一种。最近，电池生产商已经开始将诸如NMC和LMNO的高电压材料应用于负极侧，将高容量硅锡基合金或复合材料应用于正极侧。