[发明专利]具有复合阳极的可再充电锂电池

权利要求书

1.一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池具有：复合阳极，在所述复合阳极中包含以下通式(I)和/或通式(II)的金属氮化合物作为电化学活性组分：

Li_xM²_z(NH)_0.5x+z (I)

Li_mM²_n(NH₂)_1+n (II)，其中

(I)和(II)以任何混合比存在，并且

M²＝选自由Mg、Ca、Sr、Ba或其任何混合物组成的组的碱土元素，其中

x＝0-4；z＝0-2；

m＝1或0；n＝1或0，其中(m+n)＝1，

其中这些对应于所述含氮化合物的完全放电的最贫锂的电荷状态；

通过隔膜与所述复合阳极隔开的阴极，所述阴极包含选自金属氧化物、锂金属氧化物、锂氧化物和氢氧化锂的能够插入锂的化合物，并且包含非质子性锂电解质，其特征在于，所述复合阳极的所述电化学活性金属氮化合物嵌埋在含过渡金属的电子传导性或混合传导性网状结构中，所述网状结构由精细分布的过渡金属和/或电子传导性或混合传导性间隙过渡金属化合物组成，并且形成所述网状结构的所述组分与所述含氮化合物I和/或II之间的重量比在1:100至1:2的范围内。

2.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述含过渡金属的电子传导性或混合传导性网状结构包含相对于Li/Li⁺的电化学势2.5V的精细分布的纳米颗粒过渡金属粉末M或间隙过渡金属化合物。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池，其特征在于，所述复合阳极包含元素周期表第3族至第12族的元素作为过渡金属粉末M。

4.根据权利要求1或2所述的锂电池，其特征在于，所述复合阳极包含电子传导性或混合传导性间隙化合物，其选自元素周期表第3族至第12族中的至少一种元素的过渡金属氮化物和/或过渡金属碳化物，以及/或者元素周期表第3族至第10族中的至少一种元素的过渡金属氢化物。

5.根据权利要求1至4所述的锂电池，其特征在于，所述过渡金属粉末和/或混合传导性间隙过渡金属化合物以及所述电化学活性金属氮化合物以精细分布的无定形或纳米颗粒形式均匀混合而存在，其中粒度在0.1-100nm、优选1-30nm的范围内。

6.根据权利要求1至5所述的锂电池，其特征在于，在所述复合阳极中所述精细分布的过渡金属和/或所述电子传导性或混合传导性间隙过渡金属化合物与所述含氮活性材料之间的重量比在1:50至1:5的范围内。

7.根据权利要求3所述的锂电池，其特征在于，所述复合阳极包含以下物质作为含电子传导性或混合传导性过渡金属的网状结构：精细分布的过渡金属粉末M，其中M＝Sc、Ti、Zr、Hf、V、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Zn以及稀土金属La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu或所述过渡金属的任何混合物。