【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)是有關(guān)于(1) 一種活性(active)陰極材料，其包括一混合物一鈷酸鋰 (lithium cobaltate)與一鎳酸鋰(lithium nickelate)的至少一者；及一錳酸尖晶石 Onanganate spinel)與一橄欖石化合物(olivinecompound)的至少一者，(2) 一種鋰離 子電池，其具有該種活性陰極材料，( 一種形成該種鋰離子電池的方法，(4) 一種電池組 (pack)，其包含一或多個電池，各個電池包括該種活性陰極材料，以及( 一種系統(tǒng)，其包 括該種電池組或鋰離子電池與一可攜式電子裝置。
技術(shù)介紹
諸如鋰離子充電式(rechargeable)電池的充電式電池是廣泛運用作為用于電池 供電的可攜式電子裝置的電力，可攜式電子裝置是諸如手機、可攜式電腦、攝錄影機、數(shù)位 相機、個人數(shù)位助理(PDA)與類似者。用于這些可攜式電子裝置的一種典型的鋰離子電池 組運用其配置為并聯(lián)或串聯(lián)的多個電池。舉例而言，一鋰離子電池組可包括其為串聯(lián)連接 的數(shù)個區(qū)塊(block)，其中，各個區(qū)塊包括其為并聯(lián)連接的一或多個電池。各個區(qū)塊是典型 為具有一電子控制器，其是監(jiān)視該區(qū)塊的電壓位準(zhǔn)。于一種理想的配置，納入于電池組的 各個電池相同。然而，當(dāng)電池老化及循環(huán)使用，電池傾向于偏離自初始的理想條件，而造成 一種不平衡的電池組(例如不相同的容量、阻抗、放電與充電率)。于電池之間的此種不 平衡可能引起于充電式電池的正常操作期間的過度充電或過度放電，且繼而將加諸安全顧 慮，諸如爆炸(即快速氣體釋放與針對于火災(zāi)的可能性)。傳統(tǒng)而言，習(xí)用的鋰離子充電式電池已經(jīng)...
【技術(shù)保護點】
一種活性陰極材料，其包含一混合物，該混合物包括：ａ）由實驗式Ｌｉ↓［ｘ４］Ａ＊↓［ｘ５］Ｎｉ↓［（１－ｙ４－ｚ４）］Ｃｏ↓［ｙ４］Ｑ↓［ｚ４］Ｏ↓［ａ］所代表的鎳酸鋰，其中ｘ４等于或大于０．１且小于１．３，ｘ５等于或大于０．０且等于或小于０．２，ｙ４等于或大于０．０且等于或小于０．２，ｚ４等于或大于０．０且等于或小于約０．２，Ａ＊為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員，Ｑ為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且ａ大于約１．５且小于２．１；及ｂ）下列中的至少其中之一，（ｉ）鈷酸鋰，其視需要包含鋰與鈷原子至少其中之一的改性劑，其中該鋰改性劑為鎂和鈉的至少其中之一，且該鈷改性劑為鎂、鈉、鋁、錳、硼、鈦及鎳的至少其中之一，以及錳酸尖晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，及（ｉｉ）由實驗式Ｌｉ↓［ｘ３］Ｎｉ↓［（１－ｚ３）］Ｍ’↓［ｚ３］Ｏ↓［２］所代表的鎳酸鋰，其中０．０５＜ｘ３＜１．２，０＜ｚ３＜０．５，且Ｍ’是一或多種選自于鈷、錳、鋁、硼、鈦、鎂、鈣與鍶所組成群組的元素。
【技術(shù)特征摘要】
US 2004-12-28 60/639,275;US 2005-5-12 60/680,271;U1.一種活性陰極材料，其包含一混合物，該混合物包括a)由實驗式Lix4A^i5Nidfz4)Coy4Qz4Oa所代表的鎳酸鋰，其中 x4等于或大于0.1且小于1.3，x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2， A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員， Q為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且 a大于約1. 5且小于2. 1 ；及b)下列中的至少其中之一，(i)鈷酸鋰，其視需要包含鋰與鈷原子至少其中之一的改性劑，其中該鋰改性劑為鎂和 鈉的至少其中之一，且該鈷改性劑為鎂、鈉、鋁、錳、硼、鈦及鎳的至少其中之一，以及錳酸尖 晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，及(ii)由實驗式Lix3Ni(1_z3)M，J2 所代表的鎳酸鋰，其中 0. 05 < x3 < 1. 2，0 < z3 < 0. 5， 且Μ’是一或多種選自于鈷、錳、鋁、硼、鈦、鎂、鈣與鍶所組成群組的元素。2.根據(jù)權(quán)利要求1的活性陰極材料，其中x5等于零。3.根據(jù)權(quán)利要求2的活性陰極材料，其中該鈷酸鋰具有LiCoA的實驗式。4.根據(jù)權(quán)利要求2的活性陰極材料，其中該活性陰極材料的鎳酸鋰為 Li (Nil73Col73Mnl73) O2。5.根據(jù)權(quán)利要求4的活性陰極材料，其進一步包括具有下式的錳酸尖晶石 Li(1+Xl) (Mn1^ylA'yi) 2-xl〇zl， 其中 Xl等于或大于0. 01且等于或小于0. 3 ； yl大于0.0且等于或小于0.3; zl等于或大于3. 9且等于或小于4. 1 ；且 A’為由鎂、鋁、鈷、鎳與鉻所組成群組中的至少一個成員。6.根據(jù)權(quán)利要求5的活性陰極材料，其中該活性陰極材料包括鈷酸鋰，且其中 Li (Nil73Col73Mnl73)O2 Li(1+Xl) (Mn1^ylA' yl)2_xl0zl 鈷酸鋰的比值為約 0. 05 與約 0. 8 之 間0. 3與約0. 7之間約0. 05與約0. 8之間。7.根據(jù)權(quán)利要求2的活性陰極材料，其中該陰極材料包括鈷酸鋰，以及錳酸尖晶石和 橄欖石化合物的至少其中之一。8.根據(jù)權(quán)利要求2的活性陰極材料，其包括具有式Li(1+x7)Mn(2_y7)0z7的錳酸尖晶石，其 中x7與y7各獨立地等于或大于0. 0且等于或小于1. 0，而z7等于或大于3. 9且等于或小 于 4. 2。9.一種鋰離子電池，其包括一種包含一混合物的活性陰極材料，該混合物包括 a)由實驗式Lix4A^i5Nidfz4) Coy4Qz4Oa所代表的鎳酸鋰，其中x4等于或大于0.1且小于1.3， x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2，A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員， Q為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且 a大于約1. 5且小于2. 1 ；及 b)下列中的至少其中之一，(i)鈷酸鋰，其視需要包含鋰與鈷原子至少其中之一的改性劑，其中該鋰改性劑為鎂和 鈉的至少其中之一，且該鈷改性劑為鎂、鈉、鋁、錳、硼、鈦及鎳的至少其中之一，以及錳酸尖 晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，及(ii)由實驗式Lix3Ni(1_z3)M，J2 所代表的鎳酸鋰，其中 0. 05 < x3 < 1. 2，0 < z3 < 0. 5， 且Μ’是一或多種選自于鈷、錳、鋁、硼、鈦、鎂、鈣與鍶所組成群組的元素。10.一種電池組，其包含多個電池，其中各個電池包括一種包含一陰極混合物的活性陰 極材料，該陰極混合物包括a)由實驗式Lix4A^i5Nidfz4)Coy4Qz4Oa所代表的鎳酸鋰，其中 x4等于或大于0.1且小于1.3，x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2， A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員， Q為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且 a大于約1. 5且小于2. 1 ；及b)下列中的至少其中之一，(i)鈷酸鋰，其視需要包含鋰與鈷原子至少其中之一的改性劑，其中該鋰改性劑為鎂和 鈉的至少其中之一，且該鈷改性劑為鎂、鈉、鋁、錳、硼、鈦及鎳的至少其中之一，以及錳酸尖 晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，及(ii)由實驗式Lix3Ni(1_z3)M，J2 所代表的鎳酸鋰，其中 0. 05 < x3 < 1. 2，0 < z3 < 0. 5， 且Μ’是一或多種選自于鈷、錳、鋁、硼、鈦、鎂、鈣與鍶所組成群組的元素。11.根據(jù)權(quán)利要求10的電池組，其中該電池為串聯(lián)而且無電池為并聯(lián)連接。12.一種活性陰極材料，其包含一混合物，該混合物包括a)由實驗式Lix3Ni(1_z3)M，zA 所代表的鎳酸鋰，其中 0. 05 < x3 < 1. 2,0 < z3 < 0. 5， 且Μ’是一或多種選自于鈷、錳、鋁、硼、鈦、鎂、鈣與鍶所組成群組的元素；及b)下列中的至少其中之一，(i)鈷酸鋰，其視需要包含鋰與鈷原子至少其中之一的改性劑，其中該鋰改性劑為鎂和 鈉的至少其中之一，且該鈷改性劑為鎂、鈉、鋁、錳硼、鈦及鎳的至少其中之一，以及錳酸尖 晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，及( )由實驗式Lix4A^i5Nia_y4_z4)COy4Qz40aK代表的鎳酸鋰，其中x4等于或大于0.1且小于1.3，x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2，y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2，z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2，A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組的至少一個成員，Q為由鋁、錳與硼所組成群組的至少一個成員，且 a大于約1.5且小于2. 1。13.一種鋰離子電池，其包括一種包含一混合物之活性陰極材料，該混合物包括a)由實驗式Lix3Ni(1_z3)M，zA 所代表的鎳酸鋰，其中 0. 05 < x3 < 1. 2,0 < z3 < 0. 5， 且Μ’是一或多種選自于鈷、錳、鋁、硼、鈦、鎂、鈣與鍶所組成群組的元素；及b)下列中的至少其中之一，(i)鈷酸鋰，其視需要包含鋰與鈷原子至少其中之一的改性劑，其中該鋰改性劑為鎂和 鈉的至少其中之一，且該鈷改性劑為鎂、鈉、鋁、錳、硼、鈦及鎳的至少其中之一，以及錳酸尖 晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，及( )由實驗式Lix4A^i5Nidfz4) Coy4Qz4Oa所代表的鎳酸鋰，其中 x4等于或大于0.1且小于1.3， x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2， A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員， Q為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且 a大于約1.5且小于2. 1。14.一種電池組，其包含多個電池，其中各個電池包括一種包含一陰極混合物的活性陰 極材料，該陰極混合物包括a)由實驗式1^3附(113^\302所代表的鎳酸鋰，其中0.05<13<1.2，0<23 < 0. 5， 且M’是一或多種選自于鈷、錳、鋁、硼、鈦、鎂、鈣與鍶所組成群組的元素；及b)下列中的至少其中之一，(i)鈷酸鋰，其視需要包含鋰與鈷原子至少其中之一的改性劑，其中該鋰改性劑為鎂和 鈉的至少其中之一，且該鈷改性劑為鎂、鈉、鋁、錳、硼、鈦及鎳的至少其中之一，以及錳酸尖 晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，及( )由實驗式Lix4A^i5Nia_y4_z4)COy4Qz40aK代表的鎳酸鋰，其中 x4等于或大于0.1且小于1.3， x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2， z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2， A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員， Q為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且 a大于約1.5且小于2. 1。15.根據(jù)權(quán)利要求14的電池組，其中該電池為串聯(lián)而且無電池為并聯(lián)連接。16.根據(jù)權(quán)利要求10或14的電池組，其中各電池是個別控制和監(jiān)視。17.一種活性陰極材料，其包含一混合物，該混合物包括(i)a)鈷酸鋰和鎳酸鋰的至少其中之一，其中該鈷酸鋰為具有鈷酸鋰的鋰改性劑的改 性鈷酸鋰，且其中該鋰改性劑為選自由鎂(Mg)和鈉(Na)所組成群組的至少一個成員，且其 中該鎳酸鋰是由實驗式Lix4A*x5Ni (1_ 4_ζ4) Coy4Qz4Oa所代表，其中x4等于或大于0.1且小于1.3，x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2，y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2，z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2，A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員，Q為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且a大于約1. 5且小于2. 1 ；及b)錳酸尖晶石和橄欖石化合物的至少其中之一，其中，該錳酸尖晶石系由實驗式 Li(1+Xl) (MrvylA’ yl)2_xl0zl 所代表，其中Xl等于或大于0. 01且等于或小于0. 3 ；yl大于0.0且等于或小于0.3;zl等于或大于3. 9且等于或小于4. 1 ；且A’為由鎂、鋁、鈷、鎳與鉻所組成群組中的至少一個成員，且其中該橄欖石化合物是由實驗式Li(1_x2)A”x2MP04所代表，其中x2等于或大于0. 0且等于或小于0. 2 ；且M為由鐵、錳、鈷與鎂所組成群組中的至少一個成員；且A”為由鈉、鎂、鈣、鉀、鎳與鈮所組成的群組中的至少一個成員；或(ii)a)由實驗式Lix4A^i5Nia_y4_z4)Coy4Qz40am代表的鎳酸鋰，其中x4等于或大于0.1且小于1.3，x5等于或大于0. 0且等于或小于0. 2，y4等于或大于0. 0且等于或小于0. 2，z4等于或大于0. 0且等于或小于約0. 2，A*為由鋇、鎂與鈣所組成的群組中的至少一個成員，Q為由鋁、錳與硼所組成群組中的至少一個成員，且a大于約1. 5且小于約2. 1 ；及(b)由實驗式Li(1+x7)Mn(2_y7)0z7所代表的錳酸尖晶石，其中x7與y7各獨立地等于或大 于0. 0且等于或小于1. 0，而z7等于或大于3. 9且等于或小于4. 2。...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克莉絲蒂娜M蘭普歐妮露德，
申請(專利權(quán))人：波士頓電力公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[]
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