[发明专利]复合正极活性材料、含其的正极和锂电池、及其制备方法

权利要求书

1.复合正极活性材料，包括：

具有橄榄石结构的化合物；和

无机材料，其中所述无机材料包括来自元素周期表第2族和第13～15族的至少一种元素的氮化物或碳化物。

2.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料排除过渡金属的氮化物。

3.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述具有橄榄石结构的化合物由下式1表示：

式1

Li_xMe_yM_zPO_4-dX_d

其中，在式1中，0.6≤x≤1.1，0<y≤1.1，0≤z≤1，1.6≤x+y+z≤2.2，和0≤d≤0.2；

Me为选自铁(Fe)、锰(Mn)、镍(Ni)和钴(Co)的至少一种；

M为选自镁(Mg)、钙(Ca)、铜(Cu)、钕(Nd)、锶(Sr)、钡(Ba)、钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、钨(W)、锌(Zn)、铝(Al)和硅(Si)的至少一种；和

X为选自硫(S)和氟(F)的至少一种。

4.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述具有橄榄石结构的化合物由下式2表示：

式2

Li_xMn_1-zM'_zPO_4-dX_d

其中，在式2中，0.6≤x≤1.1，0≤z≤0.2，和0≤d≤0.2；

M'为选自Fe、Ni、Co、Mg、Ca、Cu、Nd、Sr、Ba、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Zn、Al、和Si的至少一种；和

X为选自S和F的至少一种。

5.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述具有橄榄石结构的化合物为选自LiFePO₄、LiFe_1-aMn_aPO₄(0<a<1)、和LiMnPO₄的至少一种。

6.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料包括类金属元素的氮化物或碳化物。

7.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料为选自如下的至少一种：氮化硼(BN)、碳化硼(B₄C)、氮化硅(Si₃N₄)、碳化硅(SiC)、氮化硼-碳化硼复合物、氮化硼-氮化硅(Si₃N₄)复合物、和氮化硼-碳化硅(SiC)复合物。

8.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料包括硼。

9.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料包括选自如下的至少一种：无定形氮化硼、具有立方晶体结构的氮化硼、具有六方晶体结构的氮化硼、和具有纤锌矿晶体结构的氮化硼。

10.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料为选自如下的至少一种的形式：纳米颗粒、纳米纤维、纳米网、和纳米管。

11.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料具有大于所述具有橄榄石结构的化合物的莫氏硬度。

12.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料具有1或更大的莫氏硬度。

13.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料具有低于无定形碳的电导率。

14.权利要求1的复合正极活性材料，其中所述无机材料具有约10^-1S/cm或更低的电导率。