Negative electrode material for li-ion batteries

Details Negative electrode material for li-ion batteries Negative electrode material for li-ion batteries

H - Electricity

01

M

H01M 4/131 (2010.01) H01M 4/1391 (2010.01) H01M 10/0525 (2010.01) C01G 23/00 (2006.01) H01M 4/48 (2010.01)

Patent

CA 2708708

The invention relates to lithium cells, accumulators or batteries and more particularly to an active material for the negative electrode of rechargeable batteries. The invention more particularly relates to a material that comprises a phase of the general formula Li2 -v-4c C c Ti3-w Fe x M y M'zO7-.alpha., in which M and M' are metal ions of groups 2 to 15 with an ionic radius of between 0.5 and 0.8 .ANG. in an oxygen octahedral environment, v, w, x, y, z and .alpha. being bonded by the relations 2.alpha. = -v-4w-3x-ny-n'z guaranteeing the electrical neutrality and n and n' being the respective formal oxidation degrees of M and M'; -0.5 <=v<=-0.5; y-z > 0; x÷y÷z = w and 0 <= 0.3; characterised in that at least a portion of the lithium is substituted by carbon according to the relation 0 < c <=(2-v)/4. The material has enhanced mass and volumetric capacities that can reach 190 Ah/kg while preserving the previously acquired advantages, including: a low capacity loss at the first cycle from 2 to 10 Ah/kg; excellent cyclability; and a low polarisation of 30 to 70 mV in C/15 mode.

La présente invention concerne les piles, accumulateurs ou batteries au lithium, et plus particulièrement un matériau actif pour l'électrode négative de batterie rechargeables. Il s'agit plus particulièrement d'un matériau comprenant une phase ayant comme formule générale Li2 +v-4cCcTi3-wFexMyM'zO7-a, dans laquelle M et M' sont des ions métalliques des groupes 2 à 15 ayant un rayon ionique entre 0.5 et 0.8 Å en environnement octaédrique d'oxygène, v, w, x, y, z et a étant liés par les relations: 2a = -v+4w-3x-ny-n'z, garantissant l'électroneutralité, avec n et n' les degrés d'oxydation formels respectifs de M et M'; -0,5 = v = +0,5; y+z > 0; x+y+z = w et 0 < w = 0,3; caractérisé en ce que au moins une partie du lithium est substituée par du carbone selon la relation 0 < c = (2+v)/4. Le matériau de présente des capacités massiques et volumiques améliorées, pouvant atteindre 190 Ah/kg, tout en conservant les avantages précédemment acquis, notamment: - une faible perte en capacité au premier cycle, de 2 à 10 Ah/kg; - une excellente cyclabilité; - une faible polarisation de 30 à 70 mV en régime C/15.

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