[发明专利]用于锂离子电池的具有减少短程有序的阳离子无序岩盐型高熵阴极

权利要求书

1.一种锂金属氧化物或氟氧化物化合物，其具有以下通式：Li_1+xTM[n]_1-xO_2-yF_y，其中TM[n]表示多种过渡金属物种，包括由氧化还原活性物种或d⁰氧化还原非活性电荷补偿器区分的物种，其中[n]为所述过渡金属物种中的至少四种，并且其中所述锂金属氧化物或氟氧化物具有阳离子无序岩盐(DRX)结构。

2.根据权利要求1所述的化合物，其中TM[n]包含至少Mn³⁺及Ti⁴⁺。

3.根据权利要求1所述的化合物，其中[n]是至少6。

4.根据权利要求3所述的化合物，其中[n]是6至10。

5.根据权利要求1所述的化合物，其中TM[n]表示选自Mn³⁺、Ti⁴⁺、Mn²⁺、Nb⁵⁺、Co²⁺和Cr³⁺的组的四种或更多种TM物种。

6.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物为Li_1.3Mn²⁺_0.2Mn³⁺_0.2Ti_0.1Nb_0.2O_1.7F_0.3。

7.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物为Li_1.3Mn^2-_0.1Co²⁺_0.1Cr³⁺_0.1Mn³⁺_0.1Ti_0.1Nb_0.2O_1.7F_0.3。

8.根据权利要求1所述的化合物，当在阴极中提供时，以20mA/g的速率在1.5和4.7V之间循环时，所述化合物提供至少307mAH/g(955Wh/kg)的容量。

9.根据权利要求8所述的化合物，当在阴极中提供时，其在2A/g的循环速率下保持至少170mA/g的容量。

10.根据权利要求1所述的化合物，其中所述阳离子有序反映了减缓的短程有序(SRO)，其特征在于，在TEM电子衍射图中，SRO漫散射图强度大于背景强度等于或小于约0.31a.u.，并且优选大于背景强度等于或小于约0.19a.u.。

11.根据权利要求1所述的化合物，其具有下式：Li_1+xTM[1]_aTM[2]_bTM[3]_cTM[4]_{d＝(1-x-a-b-c)}O_2-yF_y，其中，0.05≤x≤0.35、0.1≤a≤0.3、0.1≤b≤0.3、0.1≤c≤0.3、0.1≤d≤0.3且0≤y≤0.5。

12.一种电极材料，包括：

根据权利要求1-11中任一项所述的化合物。

13.一种锂离子电池，包括：

电解质；以及

根据权利要求12所述的电极材料。

14.根据权利要求13所述的锂离子电池，其中所述电极材料形成阴极。