具有改進的安全性的蓄電池的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種陰極，包括兩種或兩種以上的含鋰金屬復合氧化物，所述金屬復合氧化物具有相對于鋰(Li/Li+)不同的電勢和不同的阻抗，所述陰極包括：(a)第一含鋰金屬復合氧化物，和(b)第二含鋰金屬復合氧化物；所述第二含鋰金屬復合氧化物與所述第一含鋰金屬復合氧化物相比，具有的阻抗更高，而相對于鋰(Li/Li+)的電勢更低。在本發明中，使用兩種或兩種以上的含鋰金屬復合氧化物的組合作為電池中的陰極組分，由此可將電池中發生短路時所產生的大量瞬間電流減至最小，同時可減少電池中的熱量累積，從而保證了電池的安全性。
【專利說明】具有改進的安全性的蓄電池
[0001] 本申請是2008年1月16日提交的名稱為"具有改進的安全性的蓄電池"的 200880001438. 4發明專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002] 本發明設及一種蓄電池，當發生短路時，其中產生的大量瞬間電流和裡離子流可 被抑制，由此保證了電池具有優越的安全性。
【背景技術】
[0003] 近年來，已經開發出結構輕巧緊湊的電子設備，并且便攜式電子設備的應用已逐 漸普及。因此，已經積極研究具有高能量密度的蓄電池。裡蓄電池包括陰極和陽極，所述陰 極和陽極由能夠嵌入和脫嵌裡離子的材料制成，所述蓄電池通過在陰極和陽極之間注入有 機電解質或聚合物電解質而制備，并通過氧化和還原反應提供電能，當在陽極和陰極上發 生裡離子的嵌入和脫嵌時就發生所述氧化和還原反應。
[0004] 目前，為了實現具有高容量和高輸出量的電池，在裡蓄電池中主要使用相對于裡 (Li/Li+)具有較高電勢的含裡金屬復合氧化物（例如LiCo化）作為陰極活性材料，并主要 使用碳材料作為陽極活性材料。然而，在單獨使用上述相對于裡具有較高電勢的陰極活性 材料時，一旦由于內部或外部條件而在電池中發生短路，電子和裡離子就會快速地從陽極 遷移至陰極，從而產生大量的瞬間電流，將導致在電池中迅速產生熱，由此造成例如電池起 火或爆炸的問題。
【發明內容】
[000引技術問題
[0006] 本發明人發現，如果電池的陰極包括兩種或兩種W上具有相對于裡的（Li/L〇不 同電勢和不同阻抗的陰極活性材料，也就是說，如果所述陰極包括一種相對于裡具有高電 勢的第一陰極活性材料和一種第二陰極活性材料一一所述第二陰極活性材料與所述第一 陰極活性材料相比，相對于裡的電勢更低而阻抗更高，那么，當電池中發生短路時，由陽極 向陰極遷移的大量裡離子和電子的遷移率可被減少。該樣可W抑制由瞬間過電流的產生而 導致的熱量產生，由此改進電池的安全性。
[0007] 因此，本發明的一個目的是提供一種陰極，包括兩種或兩種W上具有相對于裡 (Li/Li+)的不同電勢和不同阻抗的陰極活性材料；本發明的目的還包括提供包括所述陰極 的具有改進的安全性的蓄電池。
[000引技術方案
[0009] 為實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種陰極，包括兩種或兩種W上 的含裡金屬復合氧化物，所述金屬復合氧化物具有相對于裡（Li/L〇不同的電勢和不同的 阻抗，所述陰極包括；(a)第一含裡金屬復合氧化物，和化）第二含裡金屬復合氧化物；所述 第二含裡金屬復合氧化物與所述第一含裡金屬復合氧化物相比，具有的阻抗更高，而相對 于裡（Li/L〇的電勢更低。另外，本發明提供了包括所述陰極的蓄電池，優選地為裡蓄電 池。
[0010] 根據本發明的另一方面，提供了一種制備裡蓄電池的方法，所述裡蓄電池包括一 種陰極，所述陰極包括；(a)第一含裡金屬復合氧化物，和化）第二含裡金屬復合氧化物；所 述第二含裡金屬復合氧化物與所述第一含裡金屬復合氧化物相比，具有的阻抗更高，而相 對于裡（Li/L〇的電勢更低；由此當電池中發生短路時，由陽極向陰極快速遷移的大量裡 離子和電子的遷移率可被減少。
[0011] 下文將對本發明進行更詳細的描述。
[0012] 本發明的特征在于；使用兩種或兩種W上含裡金屬復合氧化物的組合作為陰極組 分，所述含裡金屬復合氧化物具有相對于裡（Li/Li+)不同的電勢和不同的阻抗。
[0013] 在現有技術中，有時也結合使用多種具有相對于裡（Li/L〇的不同電勢的陰極活 性材料作為裡蓄電池的陰極組分。在該種情況下，主要的目的是為了將陰極的放電電勢控 制在一個特定的范圍內。該樣的話，當含有該種陰極的電池由于內部或外部條件發生短路 時，并不能抑制從陽極流向陰極的大量瞬間電流，因為并未合適地考慮被組合使用的陰極 活性材料之間的電導率（即阻抗差異）。所W，可能發生電池的快速起火或爆炸。
[0014] 與上述現有技術相比，本發明的特征在于使用具有相對于裡不同的電勢和不同阻 抗的含裡金屬復合氧化物的組合作為陰極組分，也就是；(a)第一含裡金屬復合氧化物，和 化）第二含裡金屬復合氧化物；所述第二含裡金屬復合氧化物與所述第一含裡金屬復合氧 化物相比，具有的阻抗更高，而相對于裡（Li/L〇的電勢更低。
[0015] 當使用本發明的該種陰極時，顯著地減少了在電池中發生短路時產生的從陽極流 向陰極的大量裡離子和電子的瞬間遷移。因此，本發明的陰極可W顯著減少由于高電流導 致的電池中的熱積累，由此防止電池的快速起火和爆炸。
[0016] 此外，由于陰極活性材料為能夠吸收和釋放裡的第一含裡金屬復合氧化物和第二 含裡金屬復合氧化物，所述氧化物基本上不會像使用常規的電極添加物那樣產生化學不可 逆的電池性能下降的問題，例如電池容量和循環壽命特性的降低。
[0017] <正電極〉
[001引本發明的陰極可包括兩種或兩種W上的相對于裡（Li/Li+)具有不同電勢及不同 阻抗的陰極活性材料。
[0019] 在一個更具體的實施方案中，所述陰極可包括；(a)第一含裡金屬復合氧化物，和 化）第二含裡金屬復合氧化物；所述第二含裡金屬復合氧化物與所述第一含裡金屬復合氧 化物相比，具有的阻抗更高，而相對于裡（Li/L〇的電勢更低。
[0020] 在所述陰極中，所述具有相對更高電勢的第一含裡金屬復合氧化物作為主要的陰 極活性材料，造成電池的充電和放電的電化學反應主要發生在其中。與此相比，所述第二含 裡金屬復合氧化物的作用是增加電池在不良條件下的阻抗，W防止發生電池短路時大量電 流由陽極流向陰極。
[0021] 對于所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金屬復合氧化物之間相對于裡的 電勢的差異的范圍并沒有特別的限制。所述第一含裡金屬復合氧化物相對于裡（Li/Li+)的 電勢優選地高于3. 7V，該樣使得所述第一含裡金屬復合氧化物的氧化還原反應可W在相對 高的電勢下發生。另一方面，所述第二含裡金屬復合氧化物相對于裡化i/Li+)的電勢優選 地低于3.7V，也就是比所述第一含裡金屬復合氧化物相對于裡（Li/Li+)的電勢要低。本發 明中，相對于裡（Li/Ln的電勢的差異（A巧的優選范圍為0. 3V< AP<5V，但是本發明的 范圍并不局限于此。
[0022] 此外，所述第一含裡金屬復合氧化物與第二含裡金屬復合氧化物的阻抗的比值即 為兩種氧化物之間的電導率比值，可被定義為"所述第二含裡金屬復合氧化物的電導率（S/ cm)/所述第一含裡金屬復合氧化物的電導率（S/cm)"。在本發明中，阻抗比值的范圍可為 10 4至10人考慮到電池的性能因素，所述第一含裡金屬復合氧化物與第二含裡金屬復合氧 化物的阻抗差異的優選范圍為1(T 2至1(T3。
[0023] 同時，當所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金屬復合氧化物之間的阻抗差 異很大時，可W在所述第二含裡金屬復合氧化物的表面覆蓋高電導率的材料（例如碳材 料），W達到上述的阻抗比值。
[0024] 可用于本發明的所述第一含裡金屬氧化物的非限制性實例包括；LiM〇2(M = Co、 Mn、Ni、Nii/3C〇i/3Mni/3、Cr 或 V)，LiM〇4(M = CoMn、NiV、CoV、CoP、MnP、NiP 或 Mrg W及它們 的混合物。可用于本發明的所述第二含裡金屬氧化物的非限制性實例包括；LiM〇4(M = V2 或化巧，LiM〇2 (M = Mn、Mo或W)，LiVe〇i3, LiTiSs，LiW〇2, W及它們的混合物。此外，具有上 述電勢差和阻抗差從而能夠提高電池安全性的可逆化合物（能夠吸收和釋放裡的化合物） 也在本發明的范圍之內。
[0025] 本發明的陰極優選地具有下述結構：所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金 屬復合氧化物在所述電極中彼此均勻地混合，并且所述第二含裡金屬復合氧化物顆粒覆蓋 在所述第一含裡金屬復合氧化物的表面（見圖1和圖3)。
[0026] 為了構建上述的陰極結構，需要控制所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金 屬復合氧化物的比表面積、尺寸和所使用的量等因素。為此目的，在本發明中，將所述第二 含裡金屬復合氧化物的比表面積、尺寸和所使用的量等等合適地控制在本領域已知的范圍 內，從而構建陰極。
[0027] 例如，要覆蓋顆粒尺寸約為20 ym的第一含裡金屬復合氧化物顆粒的表面，所需 要的所述第二含裡金屬復合氧化物（假定其顆粒尺寸約為Sum)的量約為所述第一含裡金 屬復合氧化物的20wt%。本發明中，如果所述第二含裡金屬復合氧化物的顆粒尺寸減小為 2. 5 ym，那么即使其加入量為7. 5wt %也足W覆蓋所述第一含裡金屬復合氧化物。
[002引所述第一含裡金屬復合氧化物和所述第二含裡金屬復合氧化物的用量比（重量 比）的優選范圍為70-95:5-30,但是本發明的范圍并不局限于此。如果其重量比低于上述 范圍的下限，陰極的電化學性能可能會有所降低；如果所述重量比高于上述范圍的上限，所 述氧化物可能不足W作為電阻，就難W實現改進電池安全性的效果。
[0029] 然而，當所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金屬復合氧化物的比表面積的 差異增加時，即使它們之間的重量比較低也仍能實現相同的效果。
[0030] 為了能夠用所述第二含裡金屬復合氧化物覆蓋所述第一含裡金屬復合氧化物的 表面，所述第一含裡金屬復合氧化物顆粒的顆粒尺寸優選的范圍為5-20 y m，所述第二含裡 金屬復合氧化物顆粒的顆粒尺寸優選地小于10 y m。更優選地，所述第二含裡金屬復合氧化 物顆粒的顆粒尺寸的范圍為50nm至10 ym。然而，所述第一含裡金屬復合氧化物顆粒的顆 粒尺寸應當大于所述第二含裡金屬復合氧化物顆粒的顆粒尺寸，W便構建具有上述結構的 陰極。
[0031] 此外，所述第一含裡金屬復合氧化物顆粒的比表面積小于0. 2mVg，優選地為 0. 01-0. 2mVg。另外，所述第二含裡金屬復合氧化物顆粒的比表面積優選地為0. 5-30mVg。 然而，本發明的范圍并不限于上述范圍。
[0032] 例如，當使用LiCo化作為第一含裡金屬復合氧化物時，其顆粒尺寸可為10-20 ym， 電導率可為約l(T2S/cm，比表面積可為約0. 2mVg。與之相應的第二含裡金屬復合氧化 物可 W使用 LiMn〇4、Li(Nii/3Mni/3C〇i/3)〇2、LiFeP〇4等等。此時，Li(Ni i/3Mni/3C〇i/3)〇2的顆 粒尺寸可為約lOym，電導率可為1(T3至l(r4S/cm，比表面積可為約0.5-1.2mVg。該種 Li (Nii/3Mni/3C〇i/3) 〇2材料在則月極活性材料為lOOwt %計添加量為50wt % W上時，可W實 現改進安全性并且不降低電池性能的效果。
[0033] 另外，當LiFeP〇4被用作所述第二含裡金屬復合氧化物時，依賴于碳涂層，其電導 率可為約1(T 4至1(T9,顆粒尺寸可為0. 5-5 y m，比表面積可為約13mVg。本發明中，當用作 第二含裡金屬復合氧化物的LiFeP〇4的全部或部分表面被碳材料覆蓋時，其電導率可W提 高到1〇- 2-1〇-3的范圍內。
[0034] 對于如上述構建的陰極而言，當電池由于短路而W高電流水平（例如5C或更大） 放電時，從陽極向陰極遷移的裡離子和/或電子將傾向于進入具有相對更高電勢和更低阻 抗的所述第一含裡金屬復合氧化物。然而，由于所述第一含裡金屬復合氧化物與所述第二 含裡金屬復合氧化物混合或優選地被所述第二含裡金屬復合氧化物覆蓋一一所述第二含 裡金屬復合氧化物具有相對于裡（Li/L〇的更低電勢和更高阻抗，此時裡離子和電子的遷 移就會被干擾（也就是阻抗將會上升），界面電阻也會上升（見圖11)。該樣一來，大量裡 離子和電子從陽極向陰極的遷移就會顯著降低，由此改進了電池的安全性
[0035] 值得注意的是，當電池正常放電時，即使所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含 裡金屬復合氧化物之間的阻抗有差異，相對于裡具有高電勢的所述第一含裡金屬復合氧化 物也會被首先還原為金屬；但是當電池發生短路使電流迅速增大時，所述第一含裡金屬復 合氧化物和第二含裡金屬復合氧化物之間的阻抗差異就會成為電池中電化學反應的主要 因素。
[0036] 也就是說，在包括具有低阻抗的陰極活性材料（第一含裡金屬復合氧化物）和具 有高阻抗的陰極活性材料（第二含裡金屬復合氧化物）的混合物的陰極中，當由于電池內 部短路而使得電子和裡離子不經過外部電路而直接從陽極遷移至陰極時，遷移率將被具有 高阻抗的陰極活性材料顯著地降低。實際上，通過本發明的測試實施例可W看出，在正常工 作條件下，所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金屬復合氧化物并不會顯示出它們阻 抗的差異，但是當電流迅速增大時，它們之間阻抗的差異會顯著地增加（見圖4至圖8)。因 此，可W預期的是，由于所述第一和第二含裡金屬復合氧化物之間的阻抗差異使得大量電 子和裡離子從陽極到陰極的遷移率下降，從而防止了由于產生瞬間過電流而導致的熱的產 生，由此改善了電池的安全性。
[0037] 其中所述第一和第二含裡金屬復合氧化物之間的阻抗差異明顯增加的電流范圍 并沒有特別的限制，但是可W為例如5C或更大。
[003引同時，在如上述構建的本發明陰極中，在電池的正常放電過程中，所述具有相對于 裡的高電勢和低阻抗的第一含裡金屬復合氧化物首先被激活，然后在低于3. 7V的條件下 所述第二含裡金屬復合氧化物發生放電。該樣，在給定電流或更低電流的條件下，本發明的 陰極與使用單種活性材料的陰極并沒有太大區別。特別地，在正常工作條件下，本發明的陰 極與僅使用所述具有相對于裡的高電勢和低阻抗的第一含裡金屬復合氧化物的陰極相比， 在阻抗方面沒有差異或差異很小（見圖4和圖8)。
[0039] 另外，雖然本發明的陰極與含有單種陰極活性材料的陰極相比，在單位體積的容 量方面有所降低，但是由于所述第二含裡金屬復合氧化物的顆粒尺寸比所述第一含裡金 屬復合氧化物的顆粒尺寸小，因此可W提高所述第一和第二含裡金屬復合氧化物的堆積密 度。該樣一來，由于同時使用所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金屬復合氧化物所 導致的電池性能的下降可被減至最小。
[0040] 制造本發明的陰極的方法并沒有特別的限制，可W使用任何本領域已知的常規方 法進行。在一個實施方案中，本發明的陰極通過下述過程制備；在一個集電器上涂敷含有所 述第一和第二含裡金屬復合氧化物的陰極漿液，然后干燥所涂敷的漿液。在該種情況下，可 W加入少量的導電劑和/或粘合劑。
[0041] 本發明提供了一種蓄電池，包括陰極、陽極、電解質和隔板，所述陰極包括兩種或 兩種W上具有相對于裡的不同電勢和不同阻抗的含裡金屬復合氧化物。
[0042] 在本發明提供的蓄電池中，在電池發生短路時快速地從陽極遷移至陰極的裡離子 和電子的遷移率可被降低，從而抑制了電池中的快速熱生成，由此防止了電池的起火和爆 炸。
[0043] 所述蓄電池優選地為裡蓄電池，其非限制性實例包括；裡金屬蓄電池、裡離子蓄電 池、裡聚合物蓄電池和裡離子聚合物蓄電池。
[0044] 本發明的蓄電池的制備可通過本領域中已知的常規方法通過在陰極和陽極之間 插入一個多孔隔板然后將電解質置于所得的結構中實現。
[0045] 與本發明的陰極一起使用的陽極、隔板和電解質沒有特別的限制，可W使用現有 的電化學設備中常規使用的所述陽極、隔板和電解質。
[0046] 另外，雖然根據上述方法制備的蓄電池的外形并不限于任何特定的形狀，但是它 可為圓柱形、多邊形、袋形或紐扣形。
[0047] 在另一方面，本發明提供了一種制備裡蓄電池的方法，所述裡蓄電池中在電池發 生短路時快速地從陽極遷移至陰極的大量裡離子和電子的遷移率被降低，所述電池包括陰 極，所述陰極包括；(a)第一含裡金屬復合氧化物，和化）第二含裡金屬復合氧化物；所述第 二含裡金屬復合氧化物與所述第一含裡金屬復合氧化物相比，具有的阻抗更高，而相對于 裡（Li/L〇的電勢更低。
[0048] 此處所述的裡蓄電池發生短路時大量裡離子和電子的遷移率被降低的技術效果， W及由此而來的防止電池中的熱生成的技術效果均與前文所述相同，因此不再寶述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0049] 圖1為結構示意圖，示出了根據本發明的陰極的一個實施方案。
[0化0] 圖2為裡鉆氧化物（LiCo化）顆粒的電子顯微鏡照片（平均顆粒尺寸；20 ym)。
[0化1] 圖3為一個電極的電子顯微鏡照片，所述電極包括LiCo〇2(平均顆粒尺寸： 5-20ym)作為第一含裡金屬復合氧化物，并包括LWeP〇4(平均顆粒尺寸；50-500nm)作為 第二含裡金屬復合氧化物。
[005引圖4的圖表顯示了在1C條件下充電后，實施例2和比較實施例1的電池在不同的 放電電流下各自的DC阻抗的變化。
[005引圖5的圖表顯示了在5C條件下充電后，實施例2和比較實施例1的電池在不同的 放電電流下各自的DC阻抗的變化。
[0054] 圖6的圖表顯示了在10C條件下充電后，實施例2和比較實施例1的電池在不同 的放電電流下各自的DC阻抗的變化。
[0055] 圖7的圖表顯示了在20C條件下充電后，實施例2和比較實施例1的電池在不同 的放電電流下各自的DC阻抗的變化。
[0056] 圖8的圖表顯示了在30C條件下充電后，實施例2和比較實施例1的電池在不同 的放電電流下各自的DC阻抗的變化。
[0057] 圖9的圖表顯示了幾種電池的放電電壓，所述幾種電池使用的陰極活性材料分別 為；LiCo〇2 (LCO)、LiFeP〇4 (L評）和 LCO 與 LFP 的混合物。
[005引圖10的圖表顯示了對實施例4的含有本發明的陰極的電池進行釘穿刺試驗 (60°C，4. 3V 和 0. 3m/min)的結果。
[0化9] 圖11的圖表顯示了電池在不同的施加電壓下的界面反應電阻巧IS)的變化。
【具體實施方式】
[0060] 下文參照實施例和比較實施例對本發明進行了更詳細的描述。然而應當理解，該 些實施例僅是出于說明的目的，本發明的范圍并不局限于此。
[00川 連施例1
[0062] 使用 LiCo〇2(電導率；l〇-2s/cm ;比表面積；0. 2m2/g 化。=5-20 ym ;相對于 Li/Li + 的電勢=3. 8-4. 2V)作為第一含裡金屬復合氧化物，使用LiFeP〇4 (電導率；1〇-2至10-4S/ cm (對于涂覆有碳的LFP而言）；比表面積；13mVg ;〇5。=0. 5-5 ym ;相對于Li/Li+的電勢= 3. 4-3. 5V ;A P = 0. 3-0. 8V)作為第二含裡金屬復合氧化物，將兩種氧化物W重量比80:20 的比例彼此混合。將所得的氧化物混合物、導電劑和粘合劑加入至NMP(N-甲基-2-化咯燒 酬）中制備成陰極漿液。然后將所述漿液涂敷在侶（A1)集電器上制得陰極。
[0063] 將作為陽極活性材料的石墨材料和粘合劑一起加入至NMP中制備成陽極漿液。然 后將所述陽極漿液涂敷在銅（化）集電器上制得陽極。
[0064] 使用1M Li化的EC/EMC(l:2v/v)溶液作為電解質。在所制備的陽極和陰極之間 插入一個基于聚締姪材料的隔板，然后將電解質注入所得的組件中，由此制成電池。
[00化]檢測所制備的陰極的表面，結果可W看到LiFeP〇4顆粒圍繞著LiCo〇2顆粒排列 (見圖3)。
[00W 連施例2
[0067] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別僅在于所使用的LiCo化和 11尸6口〇4的重量比不是80:20，而是85:15。
[0068] 連施例3
[0069] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別僅在于所使用的LiCo〇2和 11尸6口〇4的重量比不是80:20，而是90:10。
[0070] 連施例4
[0071] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別僅在于所使用的LiCo〇2和 11尸6口〇4的重量比不是80:20，而是92.5:7.5。
[00。] 連施例5
[0073] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別僅在于所使用的LiCo化和 11尸6口〇4的重量比不是80:20，而是95:5。
[0074] 連施例6
[0075] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別在于所使用的第一陰極活性 材料為Li (Nii/3Mni/3C〇i/3)〇2(電導率；1〇-3;比表面積；〇. 25m2/g ;顆粒尺寸；10 ym ;相對于 Li/Li+的電勢=3. 8-4. 2V);所使用的第二陰極活性材料為Li化P〇4(電導率；1〇-2至l〇-4S/ cm(對于涂覆有碳的LFP而言）；比表面積；13m 2/g ;〇5。= 0. 5-5 ym ;相對于Li/Li +的電勢 =3. 4-3. 5V ；AP = 0. 3-0. 8V) 〇
[007d 比較連施巧I 1
[0077] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別在于僅使用LiCo〇2作為陰極 活性材料。所制備的陰極的表面結構示于圖2。
[007引 比較連施巧I 2
[0079] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別在于所使用的第一陰極活性 材料和第二陰極活性材料分別為LiCo〇2和LiNi。.并〇。. 1〇2 (相對于Li/Li+的電勢與LC0的差 異=-0. 2-0. 5V ;電導率；1〇-2;比表面積；0. 4m Vg ;顆粒尺寸；10 y m)。陰極活性材料之間 的電勢差異和阻抗差異示于下表1。
[0080] 當使用比較實施例2中制備的蓄電池時，由于陰極活性材料之間的阻抗沒有差 異，電池的安全性沒有得到改善。
[00川 比較連施巧I 3
[0082] 按照與實施例1所述相同的方法制備電池，其中區別在于所使用的第一陰極活性 材料和第二陰極活性材料分別為LiCo〇2和Li (Ni i/3Mni/3C〇i/3) 〇2 (與LC0的電勢差；很小；電 導率；1(T3;比表面積；〇. 25m Vg ;顆粒尺寸；10 ym)。陰極活性材料之間的電勢差和阻抗差 異示于下表1。
[008引只有當作為第二陰極活性材料加入的Li (Nii/3Mni/3C0i/3) 02的量超過陰極活性材料 總重量的50wt%時，按照比較實施例2制備的蓄電池的安全性能夠有所改善。
[0084] [表 1]
[0085]
【權利要求】
1. 一種陰極，包括兩種或兩種w上的含裡金屬復合氧化物，所述金屬復合氧化物具有 相對于裡（Li/L〇不同的電勢和不同的阻抗，所述陰極包括： (a)第一含裡金屬復合氧化物，和 化）第二含裡金屬復合氧化物；所述第二含裡金屬復合氧化物與所述第一含裡金屬復 合氧化物相比，具有的阻抗更高，而相對于裡（Li/Li+)的電勢更低。
2. 根據權利要求1的陰極，其中所述第一含裡金屬復合氧化物相對于裡（Li/Li+)的電 勢高于3. 7V，所述第二含裡金屬復合氧化物相對于裡（Li/L〇的電勢低于3. 7V。
3. 根據權利要求1的陰極，其中所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金屬復合氧 化物相對于裡（Li/LO的電勢的差異（A巧的范圍為0. 3V< A P<5V。
4. 根據權利要求1的陰極，其中所述第一含裡金屬復合氧化物和第二含裡金屬復合氧 化物的電導率比值范圍為10^1至1(T7.
5. 根據權利要求1的陰極，其中所述第二含裡金屬復合氧化物的全部或部分表面覆蓋 有導電材料。
6. 根據權利要求5的陰極，其中所述導電材料為碳材料。
7. 根據權利要求1的陰極，所述陰極具有如下結構；其中所述第一含裡金屬復合氧化 物和第二含裡金屬復合氧化物彼此均勻地混合，并且所述第二含裡金屬復合氧化物顆粒覆 蓋在所述第一含裡金屬復合氧化物的表面。
8. 根據權利要求1的陰極，其中所述第一含裡金屬復合氧化物與第二含裡金屬復合氧 化物的重量比范圍為70-95:5-30。
9. 根據權利要求1的陰極，其中所述第一含裡金屬復合氧化物顆粒的顆粒尺寸范圍為 5-20 y m，所述第二含裡金屬復合氧化物顆粒的顆粒尺寸范圍為50nm至10 y m。
10. 根據權利要求1的陰極，其中所述第一含裡金屬復合氧化物顆粒的比表面積范圍 為0. 01-0. 2mVg，所述第二含裡金屬復合氧化物的比表面積范圍為0. 5-30mVg。
11. 根據權利要求1的陰極，其中所述第一含裡金屬復合氧化物為選自LiM〇2(M = Co、 Mn、Ni、Nii/3C〇i/3Mni/3、Cr 或 V)和 LiM〇4(M = CoMn、NiV、CoV、CoP、MnP、NiP 或 Mrg 的一種 或多種，所述第二含裡金屬復合氧化物為選自LiM〇4 (M = V2或化巧，LiMO 2 (M = Mn、Mo或 W)，LiVe〇i3, LiTiSa和 LiWO2的一種或多種。
12. -種蓄電池，包括陰極、陽極、電解質和隔板，其中所述陰極為根據權利要求1至11 任一項的陰極。
13. 根據權利要求12的蓄電池，其中當所述電池W 5C或更大的電流放電時，從陽極向 陰極快速遷移的大量裡離子和電子的遷移率被降低，由此防止電池起火。
14. 根據權利要求12的蓄電池，為一種裡蓄電池.
15.-種制備裡蓄電池的方法，所述裡蓄電池包括一個陰極，所述陰極包括；a)第一含 裡金屬復合氧化物；和化）第二含裡金屬復合氧化物，所述第二含裡金屬復合氧化物與所 述第一含裡金屬復合氧化物相比，具有的阻抗更高，而相對于裡（Li/Li+)的電勢更低， 由此當所述電池中發生短路時，從陽極向陰極快速遷移的大量裡離子和電子的遷移率 被降低。
【文檔編號】H01M4/02GK104466084SQ201410643893
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2008年1月16日 優先權日:2007年1月24日
【發明者】樸必圭, 樸永善, 吳丙薰, 金寄泰, 李明訓, 李宰源 申請人:株式會社Lg化學