CN107004840A - 电极材料、其制造和用途 - Google Patents

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Abstract

电极材料，包含(a)至少一种通式(I)LiFe(1‑y)M1 yPO4(I)的化合物，其中y为0‑0.4的数，M1为至少一种选自Co、Mn、Ni、V、Mg、Nd、Zn和Y的元素，含有至少一种其他铁‑磷化合物以及0.05‑0.25重量％硫和0.003‑0.5重量％Ti，(b)呈导电晶型的碳。LiFe(1‑y)M1 yPO4 (I)。

Description

电极材料、其制造和用途
本发明涉及一种电极材料，包含：
(a)包含如下成分的阴极活性材料：
至少一种通式(I)的化合物：
LiFe(1-y)M1 yPO4 (I)
其中
y为0-0.4的数
M1为至少一种选自Co、Mn、Ni、V、Mg、Nd、Zn和Y的元素，和至少一种具有不同于通式(I)的化合物的组成的其他铁-磷化合物，以及0.05-0.25重量％硫和0.003-0.5重量％Ti，
(b)呈导电晶型的碳。
此外，本发明涉及一种制造本发明电极材料的方法。此外，本发明涉及本发明电极材料的用途。
锂离子二次电池组是现代储能装置。已经设想了许多应用领域，从小的装置如移动电话和笔记本电脑到汽车电池组和用于电动性的其他电池组。电池组的各种组分如电解质、电极材料和隔片对电池组的性能具有决定性作用。特别关心的是阴极材料。已经提出了几种材料，如磷酸锂铁、锂钴氧化物和锂镍钴锰氧化物。尽管已经进行了广泛研究，但迄今所发现的解决方案仍有改进余地。
不同作者研究了磷酸锂铁中锂和过渡金属的化学计量的影响。D.-H.Kim等，J.Power Sources 2006，159，237已经报道了磷酸锂铁中的磷酸锂杂质，并且他们公开了具有过量铁的样品具有更大容量和更好放电效能。在US 2007/059602中公开了包含至少一种锂代过渡金属氧化物和FePO4的材料。
然而，上面所公开的材料仍有改进余地。具体而言，在许多情况下充电和放电行为并不足够好。尽管磷酸锂铁不含有环境上危险的过渡金属，但磷酸锂铁具有缺点如低电导率。对于高性能电化学电池而言，需要加入相当大量的导电碳。然而，导电碳对于体积能量密度或就能量传输而言更高的效率产生积极贡献。具体而言，导电碳对电化学电池的性能如容量、循环稳定性、能量等并无贡献。
因此，本发明的目的是要提供具有改进的充电和放电行为且尤其可以用于所谓的功率应用的电池和电池组。此外，目的是要提供一种制造具有改进的充电和放电速度的电池和电池组的方法。
因此，发现了开头所定义的材料，下文也称为本发明电极材料或根据本发明的电极材料。
本发明电极材料包含至少两种组分，即组分(a)和(b)。组分(a)也称为阴极活性材料。所述组分更详细描述如下。
组分(a)含有至少一种通式(I)所表征的阴极活性材料：
LiFe(1-y)M1 yPO4 (I)
其中
y为0-0.8，优选0-0.2，
M1为至少一种选自Co、Mn、Ni、V、Mg、Nd、Zn和Y的元素，并且在其中y≠0的实施方案中，优选M1选自Co和Mn。
组分(a)含有至少一种其他铁-磷化合物，呈在通式(I)的化合物中的固溶体形式或者呈畴。例如，该类其他铁-磷化合物可以不均匀地分布于化合物(a)内，例如分布于颗粒边界中。在其他实施方案中，所述其他铁-磷化合物以固溶体形式位于通式(I)的化合物中。所述其他铁-磷化合物具有不同于(I)的组成。
所述其他铁-磷化合物可以选自磷酸铁、亚磷酸铁和磷化铁。优选磷酸铁如FePO4和式Fe2P的磷化铁。
在优选实施方案中，所述其他铁-磷化合物选自FePO4、Li3Fe2(PO4)3、Fe3(PO4)2和Fe2P2O7，甚至更优选选自Fe3(PO4)2和Fe2P2O7。
在固溶体中不能检测到相边界，并且两种或更多种化合物均匀分散于相应材料中。
在本发明的一个实施方案中，所述其他铁-磷化合物相对于通式(I)的化合物达到0.01-10重量％，优选至多5重量％。
化合物(a)可以进一步含有杂质如Fe2O3。
畴可以具有规则或不规则形状，并且它们可以具有0.1-1μm的平均直径。
组分(a)进一步含有0.05-0.25重量％，优选0.07-0.25重量％硫和0.003-0.5％，优选0.01-0.25重量％钛。所述百分数相对于组分(a)。
优选作为硫化物或硫酸盐或硫酸盐和硫化物的组合含有硫。还可能的是作为亚硫酸盐SO3 2-含有一些硫。优选基本作为硫酸盐含有硫，例如作为硫酸盐含有至少大于66摩尔％的硫。
优选作为Ti(+IV)，优选以TiO2或磷酸钛形式含有Ti。优选大部分或者甚至基本全部Ti掺入LiFe(1-y)M1 yPO4的橄榄石结构中，尤其是掺入Fe(+II)的晶体位置中。
硫含量作为S测定且它例如可以通过元素分析测量。Ti含量例如可以通过具有感应耦合等离子体，波长：334.941nm的发射光谱法测量。
不希望受任何理论束缚，假定一些硫优选作为硫化物引入橄榄石晶格中。
在本发明的一个实施方案中，组分(a)含有50-200ppm至少一种选自Cu、Ca、Mg、Zn和Ni的金属。
在本发明的一个实施方案中，组分(a)含有50-200ppm Cu、Ca、Mg、Zn和Ni中的每一种。
组分(a)可以根据各种方法制造，例如通过固态方法或者通过沉淀方法。在一个实施方案中，组分(a)可以由水不溶性铁化合物作为铁源开始合成。在该实施方案中，将水不溶性铁(III)化合物如Fe2O3、Fe3O4、FeOOH或Fe(OH)3的含水淤浆与至少一种还原剂如肼，水合肼，硫酸肼，羟胺，碳基还原剂如伯或仲醇，还原性糖，或抗坏血酸，或还原性磷化合物如H3PO3或其铵盐混合。可以加入碳源如石墨、烟灰或活性炭。在还原剂不带任何磷原子的情况下下加入磷酸盐源，如磷酸、磷酸铵或磷酸(二)氢铵，尤其是(NH4)2HPO4或NH4H2PO4。H3PO3或其铵盐和磷酸盐源的组合也是可行的。然后使如此得到的淤浆在100-350℃的温度下在锂化合物如Li2CO3、LiOH等存在下反应，优选反应1-24小时的时间期间。该反应可以在1-100巴的压力下进行。然后除去水，然后煅烧，例如在700-900℃下煅烧，优选在氢气气氛下煅烧。
在另一实施方案中，组分(a)可以由磷酸铁—没有结晶水或者优选聚有结晶水—和锂盐，优选Li2CO3的共混物通过在650-800℃范围内的固态反应合成。
在上面实施方案中的每一个中，相对于锂化合物使用摩尔过量的铁化合物或铁和M1的总和。
在上面化合物的各式中，已经忽略了结晶水。
水溶性就合成组分(a)的原料而言涉及在20℃的蒸馏水中呈现的溶解度为10g/l或更大的化合物。水不溶性就合成组分(a)的原料而言涉及在20℃的蒸馏水中呈现的溶解度为0.1g/l或更小的化合物。
硫和钛例如可以通过将所需量的钛化合物和硫化物加入根据任一前述方法的反应混合物中而引入。然而优选选择用于制造组分(a)的所谓富硫和富钛铁源。特别优选使用水不溶性铁源如富硫和富钛FeOOH并将其用至少一种还原剂如肼，水合肼，硫酸肼，羟胺，碳基还原剂如伯或仲醇，还原性糖，或抗坏血酸，或还原性磷化合物如H3PO3或其铵盐还原，优选在磷酸盐存在下还原。磷酸盐可以作为磷酸或磷酸铵引入。
在本发明的一个实施方案中，富硫铁源相对于相应铁源含有0.1-0.5重量％，优选0.25-0.5重量％硫，优选富硫FeOOH。
在本发明的一个实施方案中，富Ti铁源相对于相应铁源含有0.02-1重量％，优选0.003-0.2重量％Ti。
本发明电极材料进一步含有呈导电晶型的碳，也简称碳(b)。碳(b)可以选自烟灰、活性炭、碳纳米管、石墨烯和石墨。碳(b)可以在本发明电极材料的制备过程中直接加入或者它可以与组分(a)一起现场制造，例如通过加入有机化合物并将组分(a)的任何前体与所述有机化合物一起煅烧。聚合有机化合物是可以用作碳源的有机化合物的优选实例。
在本发明的一个实施方案中，碳(b)的量相对于组分(a)为0.1-5重量％，优选至少0.5重量％。
在本发明的一个实施方案中，组分(a)的表面(BET)为5-35m2/g，优选7-15m2/g。
在本发明的一个实施方案中，组分(a)的初级颗粒具有的平均直径为1-2000nm，优选10-1000nm，特别优选50-500nm，甚至更优选100-270nm。平均初级粒径例如可以通过SEM或TEM或者通过XRD方法测定。该类XRD方法优选使用其中峰宽与晶粒尺寸呈反比的Scherrer方程式。
在本发明的一个实施方案中，组分(a)呈初级颗粒的附聚物形式，该类附聚物具有的平均直径(d50)为1-10μm，优选2-5μm，甚至更优选4-5μm。
在本发明的一个实施方案中，组分(a)在初级晶粒(初级颗粒)之间和/或在次级颗粒的表面上被一层碳(b)涂敷。
在本发明的实施方案中，碳(b)具有1-500nm，优选2-100nm，特别优选2-50nm，非常特别优选2-4nm或更小的平均初级粒径。
本发明材料尤其可以用作阴极材料。
本发明的另一方面涉及包含至少一种本发明电极材料的阴极。它们尤其可以用于锂离子电池组。包含至少一个本发明电极的锂离子电池组呈现良好的导电性或者甚至比具有相同碳含量的许多其他LFP基材料更好的导电性。所述良好或者甚至更好的导电性可能导致非常好的充电和放电行为，例如更快的充电持续时间和改善的放电效能。因此，本发明阴极极度适合功率应用如电动自行车电池组、电动公共汽车、小型摩托车、HEV、固定应用、储能系统(ESS)如但不限于太阳能和风力蓄能系统，此外还有备用电力系统，海洋应用，电信，12V起动器电池组，例如起停技术和微混合技术，以及电动工具如电池组驱动的钻头。
优选还改善循环稳定性和C放电效能行为，或者它们至少相同，但Li含量更低。包含至少一种本发明电极材料的阴极下文也称为本发明阴极或根据本发明的阴极。
本发明阴极可以包含其他组分。它们可以包含集电器，如但不限于铝箔。它们可以进一步包含粘合剂(c)。
合适的粘合剂(c)优选选自有机(共)聚合物。合适的(共)聚合物，即均聚物或共聚物，例如可以选自可以通过阴离子、催化或自由基(共)聚合得到的(共)聚合物，尤其是聚乙烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚苯乙烯以及至少两种选自乙烯、丙烯、苯乙烯、(甲基)丙烯腈和1,3-丁二烯的共聚单体的共聚物。聚丙烯也是合适的。聚异戊二烯和聚丙烯酸酯额外合适。特别优选聚丙烯腈。
在本发明上下文中，聚丙烯腈应理解为不仅指聚丙烯腈均聚物，而且指丙烯腈与1,3-丁二烯或苯乙烯的共聚物。优选聚丙烯腈均聚物。
在本发明上下文中，聚乙烯应理解为不仅指均聚乙烯，而且指以共聚形式包含至少50mol％共聚的乙烯和至多50mol％至少一种其他共聚单体的乙烯共聚物，其他共聚单体例如α-烯烃如丙烯、丁烯(1-丁烯)、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-戊烯以及还有异丁烯，乙烯基芳烃，例如苯乙烯，还有(甲基)丙烯酸，乙酸乙烯酯，丙酸乙烯酯，(甲基)丙烯酸的C1-C10烷基酯，尤其是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯，以及还有马来酸、马来酸酐和衣康酸酐。聚乙烯可以是HDPE或LDPE。
在本发明上下文中，聚丙烯应理解为不仅指均聚丙烯，而且指以共聚形式包含至少50mol％共聚的丙烯和至多50mol％至少一种其他共聚单体的丙烯共聚物，其他共聚单体例如乙烯和α-烯烃如丁烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯和1-戊烯。聚丙烯优选为全同立构或基本全同立构聚丙烯。
在本发明上下文中，聚苯乙烯应理解为不仅指苯乙烯均聚物，而且指与丙烯腈，1,3-丁二烯，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸的C1-C10烷基酯，二乙烯基苯，尤其是1,3-二乙烯基苯，1,2-二苯基乙烯和α-甲基苯乙烯的共聚物。
另一优选的粘合剂(c)是聚丁二烯。
其他合适的粘合剂(c)选自聚氧乙烯(PEO)、纤维素、羧甲基纤维素、聚酰亚胺和聚乙烯醇。
在本发明的一个实施方案中，粘合剂(c)选自具有的平均分子量Mw为50,000-1,000,000g/mol，优选50,000-500,000g/mol的那些(共)聚合物。
粘合剂(c)可以是交联或非交联(共)聚合物。
在本发明的特别优选实施方案中，粘合剂(c)选自卤代(共)聚合物，尤其是氟代(共)聚合物。卤代或氟代(共)聚合物应理解为指包含至少一种每分子具有至少一个卤原子或至少一个氟原子，更优选每分子至少两个卤原子或至少两个氟原子的(共)聚合(共聚)单体的那些(共)聚合物。实例是聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯(PVdF)、四氟乙烯-六氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟乙烯共聚物(PVdF-HFP)、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-一氯三氟乙烯共聚物和乙烯-氯氟乙烯共聚物。
合适的粘合剂(c)尤其为聚乙烯醇和卤代(共)聚合物，例如聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯，尤其是氟代(共)聚合物如聚氟乙烯以及尤其是聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯。
本发明阴极可以包含1-15重量％粘合剂(d)，相对于组分(a)和碳(b)的总和。在其他实施方案中，本发明阴极包含0.1重量％至小于1重量％粘合剂(d)。
本发明的另一方面是一种电池组，含有：
(A)至少一个包含组分(a)、碳(b)和粘合剂(c)的阴极，
(B)至少一个阳极，以及
(C)至少一种电解质。
阴极(A)的实施方案已经在上面详细描述。
阳极(B)可以含有至少一种阳极活性材料，如碳(石墨)、TiO2、锂钛氧化物、硅或锡。阳极(B)可以额外含有集电器，例如金属箔如铜箔。
电解质(C)可以包含至少一种非水溶剂、至少一种电解质盐和任选地，一种或多种添加剂。
用于电解质(C)的非水溶剂可以在室温下为液体或固体且优选选自聚合物、环状或无环醚、环状和无环缩醛以及环状或无环有机碳酸酯。
合适聚合物的实例尤其是聚亚烷基二醇，优选聚-C1-C4亚烷基二醇以及尤其是聚乙二醇。聚乙二醇这里可以包含至多20mol％的一种或多种C1-C4亚烷基二醇。聚亚烷基二醇优选为具有两个甲基或乙基端基的聚亚烷基二醇。
合适聚亚烷基二醇以及尤其是合适聚乙二醇的分子量Mw可以为至少400g/mol。
合适聚亚烷基二醇以及尤其是合适聚乙二醇的分子量Mw可以为至多5000000g/mol，优选至多2000000g/mol。
合适无环醚的实例例如为二异丙醚、二正丁醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷，优选1,2-二甲氧基乙烷。
合适环状醚的实例是四氢呋喃和1,4-二烷。
合适无环缩醛的实例例如为二甲氧基甲烷、二乙氧基甲烷、1,1-二甲氧基乙烷和1,1-二乙氧基乙烷。
合适环状缩醛的实例是1,3-二烷以及尤其是1,3-二氧戊环。
合适无环有机碳酸酯的实例是碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸二乙酯。
合适环状有机碳酸酯的实例是通式(III)和(IV)的化合物：
其中R1、R2和R3可以相同或不同且选自氢和C1-C4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基，其中R2和R3优选不同时为叔丁基。
在特别优选的实施方案中，R1为甲基且R2和R3各自为氢，或者R1、R2和R3各自为氢。
另一优选的环状有机碳酸酯为式(V)的碳酸亚乙烯基酯：
该一种或多种溶剂优选以无水状态使用溶剂，即水含量为1ppm-0.1重量％，这例如可以通过Karl Fischer滴定测定。
电解质(C)进一步包含至少一种电解质盐。合适的电解质盐尤其为锂盐。合适的锂盐是LiPF6，LiBF4，LiClO4，LiAsF6，LiCF3SO3，LiC(CnF2n+1SO2)3，亚氨基锂如LiN(CnF2n+1SO2)2，其中n为1-20的整数，LiN(SO2F)2，Li2SiF6，LiSbF6，LiAlCl4和通式(CnF2n+1SO2)tYLi的盐，其中t如下所定义：
当Y选自氧和硫时，t＝1，
当Y选自氮和磷时，t＝2，以及
当Y选自碳和硅时，t＝3。
优选的电解质盐选自LiC(CF3SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiPF6、LiBF4、LiClO4，特别优选LiPF6和LiN(CF3SO2)2。
在本发明的实施方案中，本发明电池组包含一个或多个借此将电极机械分隔的隔片。合适的隔片是对金属锂不呈反应性的聚合物薄膜，尤其是多孔聚合物薄膜。特别适合隔片的材料是聚烯烃，尤其是成膜性多孔聚乙烯薄膜和成膜性多孔聚丙烯薄膜。
由聚烯烃，尤其是聚乙烯或聚丙烯组成的隔片可以具有35-45％的孔隙率。合适的孔径例如为30-500nm。
在本发明的另一实施方案中，隔片可以选自填充有无机颗粒的PET非织造物。该类隔片可以具有40-55％的孔隙率。合适的孔径例如为80-750nm。
本发明电池组进一步包括可以具有任何形状，例如立方形或圆柱体片或圆柱体罐形状的外罩。在一个方案中，将构造成小袋的金属箔用作外罩。
本发明电池组显示出良好的充电和放电行为，例如更快的充电持续时间和改善的放电效能。优选还改善循环稳定性和C放电效能行为，或者它们至少相同，但Li含量更低。
本发明电池组可以包括两个或更多个相互组合的电化学电池，例如可以串联连接或并联连接。优选串联连接。在本发明电池组中至少一个电化学电池含有至少一个本发明阴极。优选在本发明电池组中大部分电化学电池含有本发明阴极。甚至更优选在本发明电池组中所有电化学电池含有本发明阴极。
本发明进一步提供了本发明电池组在装置中，尤其是在移动装置中的用途。移动装置的实例是交通工具，例如汽车、自行车、飞机，或水上交通工具如船或艇。移动装置的其他实例例如为计算机，尤其是笔记本电脑、电话机或手持电动工具，例如建筑领域的手持电动工具，尤其是钻头、电池组供电的螺丝刀或电池组供电的敲钉器。
实施例
通用说明：除非另有明确说明，％涉及重量％。
NL：在标准状态(环境温度/1巴)下的升数。
通过元素分析测定S含量：
将在1-5mg范围内的限定量的相应样品放入来自Zn的胶囊中并在氦气/氧气气流中燃烧。燃烧温度为约1030℃。将如此形成的气体催化转化为确定的物质，在P2O5上干燥并色谱法分离。相应催化剂为Al2O3上的Cu和WO3。硫通过导热率测量作为SO2检测。
Ti含量通过具有感应耦合等离子体的发射光谱法(ICP-OES)，Varian720-ES，波长：334.941nm测量。
I.合成阴极活性材料
I.1 合成化合物(I.1)
70.7g LiOH(2.95mol)(在没有水下计算)
280.8g α-FeOOH(3.16mol)，作为FeOOH计算，含有0.29重量％S和0.16重量％Ti
185.6g 重量H3PO4水溶液(1.61mol)
134.2g H3PO3(98％)
46.6g 淀粉
46.6g 乳糖
向装有混合器和加热器的6L反应器中加入4,600g H2O。将该水加热至76℃的温度。然后开始各成分的加料。首先在20分钟内加入并溶解LiOH。由于放热反应，溶液温度升至80.5℃。然后加入α-FeOOH并再搅拌20分钟。然后加入H3PO4和H3PO3。20分钟后以粉末形式加入淀粉和乳糖。如此得到的黄色淤浆的温度为87℃。然后加入500g H2O。将所得淤浆在85℃下搅拌21小时。
然后通过喷雾干燥分离固体。使用N2(25nm3/h)作为干燥气体喷雾干燥在上一步骤制备的淤浆，应用下列喷雾干燥参数：
T入295℃-298℃
T出135℃-143℃
淤浆速度：724.1g/h
在喷雾干燥之后，得到125g黄色喷雾干燥粉末。
将60g上面所得喷雾粉末在旋转石英球炉中煅烧。该旋转球炉以10rpm的速度旋转。喷雾粉末样品以11.33℃/min的加热速率由环境温度加热至700℃的温度。最后将该材料在700℃的温度下在N2气流(16NL/h)下煅烧1小时。然后将如此得到的黑色材料(化合物(I.1))冷却至室温。
将化学计量为含C的LiFePO4·0.01Fe3(PO4)2的化合物(I.1)(“CAM.1”)筛分至<50μm。它含有约3.6重量％碳。S的含量为0.08重量％且Ti的含量为0.11重量％。
全电池的生产：
为了生产阴极(A.1)，将下列成分相互共混：
93g CAM.1
3g 聚偏二氟乙烯，(c.1)(“PVdF”)，作为Kynar2801由ArkemaGroup市购，
2.5g炭黑，(b.1)，BET表面积为62m2/g，作为“Super C 65L”由Timcal市购，
1.5g石墨，(b.2)，作为KS6由Timcal市购。
在搅拌的同时加入足够量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)并将该混合物用Ultraturrax搅拌，直到得到坚硬、无团块的糊。
阴极按如下制备：在30μm厚铝箔上用15μm刮浆刀施用该糊。干燥后的负载量为2.0mAh/cm2。将负载的箔在真空烘箱中于105℃下干燥16小时。在通风橱中冷却至室温之后，由该箔冲压出片形阴极。然后将各片称重并引入氩气手套箱中，在其中再次真空干燥。然后用所制备的片组装电池。
在“TC2”纽扣型电池中进行电化学测试。所用电解质(C.1)为LiPF6在碳酸乙基·甲基酯/碳酸亚乙酯(体积比1:1)中的1M溶液。
隔片(D.1)：玻璃纤维。阳极(B.1)：石墨。电池的电势范围：2.50-4.0V。
得到本发明电化学电池(BAT.1)。
II.2 制造本发明阴极和碘化学电池以及对比阴极和碘化学电池
为了对比目的，重复上述试验，但本发明(CAM.1)被等量的C-CAM.2替代。得到对比电化学电池C-(BAT.2)。
III.电池组测试
使本发明电化学电池和对比电化学电池各自进行下列循环程序：电池的电势范围：2.50-4.0V，0.1C(第一循环)，0.2C(第二至第七循环)。1C＝160mA/g。温度：45℃，环境温度和-25℃。
本发明电化学电池显示出总体上非常好或与对比电化学电池相比更好的性能。
电导率可以按如下测定：
由(CAM.1)形成直径为0.8cm且高度在7mm(在100巴下)和1-2mm(在500巴下)之间的片形粒料。按照B.J.Ingram等，J.Electrochem.Soc.2003，150，E396测量电导率。
作为对比，直径为1.4cm且高度为6mm的片形粒料由C-(CAM.2)形成并在相同条件下测试。
在不同压力下测定电导率。结果如下，见表1。
表1：电导率测量结果
压力(巴) 电导率(CAM.1)[10-4S/cm] 电导率C-(CAM.2)[10-4S/cm]
100 8.74 0.37
200 14.0 0.56
300 18.2 0.70
400 21.5 0.81
500 23.8 0.90

Claims (12)

1.电极材料，包含：
(a)包含如下成分的阴极活性材料：
至少一种通式(I)的化合物：
LiFe(1-y)M1 yPO4 (I)
其中
y为0-0.4的数
M1为至少一种选自Co、Mn、Ni、V、Mg、Nd、Zn和Y的元素，
和至少一种具有不同于通式(I)的化合物的组成的其他铁-磷化合物，
以及0.05-0.25重量％硫和0.003-0.5重量％Ti，相对于组分(a)，
(b)呈导电晶型的碳。
2.根据权利要求1或2的电极材料，其中碳(b)与组分(a)的比例为0.5-8重量％，相对于组分(a)。
3.根据前述权利要求中任一项的电极材料，具有5-35m2/g的表面(BET)。
4.根据前述权利要求中任一项的电极材料，其中BET表面为10-15m2/g。
5.根据前述权利要求中任一项的电极材料，其中组分(a)含有0.1-2重量％至少一种选自Mo、Cr和Ni的过渡金属。
6.根据前述权利要求中任一项的电极材料，其中所述其他铁-磷化合物选自Fe3(PO4)2和Fe2P2O7。
7.根据前述权利要求中任一项的电极材料，其中所述其他铁-磷化合物选自磷化铁。
8.根据前述权利要求中任一项的电极材料，其中所述其他铁-磷化合物以固溶体形式或者以畴存在于通式(I)的化合物中。
9.根据前述权利要求中任一项的电极材料，其特征在于它含有0至小于1重量％的锂代镍-钴-锰氧化物。
10.阴极，包含至少一种根据前述权利要求中任一项的电极材料和至少一种粘合剂(c)。
11.电化学电池，含有：
(A)至少一个包含阴极活性材料(a)的阴极，所述阴极活性材料包含如下成分：
至少一种通式(I)的化合物：
LiFe(1-y)M1 yPO4 (I)
其中
y为0-0.4的数
M1为至少一种选自Co、Mn、Ni、V、Mg、Nd、Zn和Y的元素，
和至少一种具有不同于通式(I)的化合物的组成的其他铁-磷化合物，
以及0.05-0.25重量％硫和0.003-0.5重量％Ti，相对于组分(a)、碳(b)和粘合剂(c)，
(B)至少一个阳极，以及
(C)至少一种电解质。
12.根据权利要求11的电化学电池在电动自行车电池组、电动公共汽车、小型摩托车、HEV、固定应用、储能系统(ESS)、备用电力系统、海洋应用、电信和电动工具中的用途。
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