TW533617B - Positive electrode and non-aqueous electrolyte cell - Google Patents

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533617 _案號90109790 ?/年月日 修正_ 五、發明說明（1) 發明背景 發明領域 本發明係關於使用鋰化合物氧化物作為正電極活性材料 之正電極及非水性電解質電池。 相關技術之描述 近來，如攝影機或手機型立體裝置等電子裝置的性能快 速地獲得改善並且尺寸變小，因此對作為這些電子裝置之 電力的高容量二次電池產生的需求漸增。迄今曾使用鉛二 次電池、鎳-鎘二次電極及鎳氫電池作為二次電池。非水 性電解質二次電池倚靠摻/不摻鋰以壓制枝晶生長或鋰的 粉碎，因此獲得極佳循環使用壽命以及高能量密度和高容 量，其中該二次電極係分別使用含碳材料及鋰鈷氧化物 (L i C 〇 02)作為負電極活性材料及正電極活性材料。除了 L i C〇02之外，曾實際應用L i N i 02及L i Μn2 04以作為此經二極電 池之正電活性材料，其中Li Ni02具有與Li Co02相同之立體 基團R 3 m /層狀結構，而L i Μ n2 04具有一般尖晶石結構及立體 基團F d 3 m。 但是，使用上述正電極活性材料之鋰離子二次電池的成 本比慣用二次電池高，主要由於正電極活性材料所含的成 本。因為這是基於作為組成元素之過渡金屬是稀少的事實 。因此希望使用以含量更豐富且更便宜之元素，如鐵為基 質的材料。 另一方面，慣用正電極活性材料一般在操作安定性上是 有問題的。此係由南電壓並因此造成對電解溶液的反應性 高及晶質結構的不安定所引起的。因此，因此經常發生高
O:\69\69553-911015.ptc 第5頁 533617 案號 90109790 年/〇 月 日_ 五、發明說明（2) 溫循環特性、儲存特性或自身放電性能上無法表現出足夠 的安定性。 本發明者是第一個經由鐵質材料Li FeP04之合成方法的最 佳化，在鋰電池用之正電極所需控制的各種物理性質及實 現能量密度等於慣用材料，如LiCo02、LiNi02、LiMn2 04上， 以鐵化合物贏得勝利。此外，我們的熱心研究的結果 ，本發明者已發現此材料是一種理想的材料，就成本及安 定性來說，其中此材料在高溫安定性方面表現極佳，而且 其實質上無循環或儲存變差或自放電發生，即使在8 0 °C高 溫下。 但是，此電池在3. 4伏特所產生的電壓下顯示極平坦的 充電/放電特性。與慣用材料，如L i F e P 04，從4 . 0至3. 5伏 特之適中的充電/放電特性相比，此電池具有有點低的電 壓及不同的充電/放電特性，若單獨使用，不適合廣泛使 用的鋰離子二次電池。 慣用鋰離子二次電池不止承受上述成本及操作安定性上 的缺點，而且承受若過度充電，充電/放電特性變差的缺 點。換言之，若使用此電池之電子裝置陷入失序狀態時， 此電池會斷路，或若電子裝置中未設切斷電壓，以放電電 壓為0伏特，無法重新儲存斷路電壓，以致於若接著電池 進行充電或放電，電池容量有顯著降低。在曾經過度放電 至0伏特之例子中，二次電池的充電/放電特性對二次電池 之實際使用而言是重要的，因此抵抗充電/放電特性變差 的方法是不可缺少的。 如日本專利編號2 7 9 7 3 9 0中所述，過度放電時變差及使 __圓画酬 11 i___ 画 II _____ 11 ___1 O:\69\69553-911015.ptc 第6頁 533617 _案號90109790 f/年/<7月/f日 修正_ 五、發明說明（3) 用壽命短的原因是作為負電極電流收集器的銅在過度放電 之最終程序過程中因正電極的操作電壓係如3. 5伏特般高 而超過銅的沈殿解離電壓，3.45伏特，因此引發銅的解離 反應。 發明概述 本發明曾以上述想到的先前技術形態被提出。因此，本 發明目的是提供一種正電極，其可保證使用此正電極之電 池與慣用鋰離子電池之互容性，該電池的能量密度等於慣 用鋰離子電池的能量密度，特殊條件下，如高溫下的操作 安定性獲得顯著改善和抵抗過度放電的性能極佳，以及可 裝配出成本比慣用離離子電池低的鋰離子電池。本發明的 另一項目的是提供一種使用此正電極之非水性電解質電池 〇 根據本發明之至正電極包括形成於正電極電流收集器上 之正電極活性材料層，其中此正電極活性材料層包含一種 由第一種鋰化合物與第二種鋰化合物所形成之複合產物以 作為正電極活性材料，其中該第一種鋰化合物係由通式 LixMyP04K 代表，其中 0<x<2，0.8<y<1.2 而且 Μ 包含 Fe，而 第二種鋰化合物所持有的電壓大於第一種鋰化合物的電壓 0 根據本發明正電極係使用包含第一種鋰化合物及第二種 鋰化合物之複合產物以作為正電極活性材料，因此，充電 /放電過程中，反應持續在第一種及第二種鋰化合物之間 發生。若此正電極被用作電池，其可將過度充電及 充電/放電過程中所發生的間歇電壓變化壓抑至最低以確
O:\69\69553-911015.ptc 第7頁 533617 _案號 90109790 f/ 年，(7 月 ΛΓ曰___ 五、發明說明（4) 保安定的充電/放電特性。 根據本發明非水性電解質電池包括正電極、負電極及介 於正電極與負電極之間的非水性電解質，其中此正電極包 含其上具有正電極活性材料層之正電極電流收集器，此負 電極包括其上具有負電極活性材料層之負電極電流收集 器，其中正電極活性材料層包含第一種鋰化合物與第二種 鋰化合物所形成之複合產物作為正電極活性材料，其中該 第一種鋰化合物係由通式LixMyP04所代表，其中0<x<2， 0.8<y<1.2而且Μ包含Fe，而第二種鋰化合物所持有的電壓 大於第一種鋰化合物的電壓。 根據本發明非水性電解質電池使用包含第一種鋰化合物 與第二種鋰化合物之複合材料作為正電極活性材料，因此 ，充電/放電期間反應，反應持續在第一種及第二種鋰化 合物之間發生。因此，其可將過度充電及充電/放電過程 中所發生的間歇電壓變化壓抑至最低以確保安定的 充電/放電特性。 根據本發明，藉使用包含個別具有不同電壓之第一種及 第二種鋰化合物的化合物系統，可實現具有極佳 充電/放電特性及循環特性之非水性電解質電池。 圖片簡述 圖1為表示根據本發明非水性電解質電池之說明性結構 的縱向載面圖。 圖2顯示樣品1至5之電池的充電曲線。 圖3顯示樣品1至5之電池的放電曲線。 圖4顯示樣品1至5之電池的容量維持比與第一種鏗化合
O:\69\69553-911015.ptc 第 8 頁 533617 _案號90109790 7/ 年P月/Γ曰 修正_ 五、發明說明（5) 物L i F e Ρ 04比例之間的關係。 圖5顯示樣品6至1 0之電池的放電曲線。 圖6顯示樣品6至1 0之充電/放電循環與容量維持間的關 係。 圖7顯示樣品1 1至1 6之電池的放電曲線。 圖8顯示樣品11至1 6之充電/放電循環與容量維持間的關 係。 圖9顯示樣品1 7至2 2之電池的放電曲線。 圖1 0顯示樣品1 7至2 2之電池的充電/放電循環與容量維 持之間的關係。 圖11顯示如樣品23中所合成之第一種鋰化合物，第一種 經化合物L i ( FeQ. 4MnQ 6) P04的X -射線繞射式樣。 圖1 2顯示樣品2 3之電池的充電/放電曲線。 圖1 3顯示樣品2 3及2 4之電池的充電/放電曲線。 具體實例之細節描述 現在藉參考其特定較佳具體實例，解釋本發明。 圖1表示根據本發明非水性電解質電池之說明性結構的 縱向截面圖。此非水性電解質電池1中包含一個盤繞產物 ，包含長條狀正電極2、長條狀負電極3與其間的分離器4 彼此緊密接觸地捲起，並將所得盤繞產物裝在電池罐5 内。 正電極2係藉將含有正電極活性材料及黏合劑之正電極 混合物塗覆在電流收集器上並於原位乾燥所塗覆混合物而 製得。電流收集器可為，例如，金屬薄板，如鋁片。 本發明非水性電解質電池1使用第一種鋰化合物與第二
O:\69\69553-911015.ptc 第9頁 533617 修正 案號 90109790 五、發明說明（6) 種鋰化合物所形成之化合物物質作為正電極活性材料。由 通式L ixMyP04所代表之第一種鋰化合物所持有的電壓大於 3 . 4 5伏特，廣泛用於負電極電流收集器之銅的氧化電位， 其中X係使0<x<2，y係使0.8<y<1.2而且Μ包含Fe ，同時第 二種鋰化合物主要包含已知的LiCo02、LiNi02 *LiMn2 04並 且具有比3 · 4 5伏特大之電壓。只藉實例方式，第一種鋰化 合物最好是LiFeP044LiFezMn1_zP04，其中0<ζ<1 。
藉從持有電壓大於3. 4 5伏特之第一種經化合物及電壓比 3 . 4 5伏特大之第二種鋰化合物建構正電極活性材料，在3. 4伏特附近充電過程中，從第一種鋰化合物萃取出鋰，接 著在3 . 4至4. 2伏特附近從第二種鋰化合物萃取出鋰。 藉從第一種鋰化合物及電壓比3. 4 5伏特更貴重的第二種 鋰化合物建構正電極活性材料，其中第一種鋰化合物所持 有電壓大於3 . 4 5伏特，廣泛用於負電極電流收集器之銅的 氧化電位，將第一種及第二種鋰化合物中所摻入的鋰去除 得以完成負電極。因此，藉此非水性電解質電池1 ，摻入 負電極的鋰量為第一種及第二種鋰化合物的鋰含量總和。 相反地，放電期間，正電極中第二種鋰化合物利用在 4. 2至3 . 4伏特附近放電的方式摻入鋰。然後在3. 4伏特或 更低，第一種鋰化合物藉放電方式摻入鋰。
因此，不會消耗負電極的鋰含量，即使當第二種鋰化合 物實質上已完全放電時。然後第一種鋰化合物放電。因為 此時第一種鋰化合物所持有的電壓比負電極電流收集器的 氧化電位大，因此負電極電流收集器本身無法當作負電極 活性材料。因此，負電極電流收集器無法在其與正電極活
O:\69\69553-911015.ptc 第10頁 533617 _案號90109790 分/年月日 修正_^ 五、發明說明（7) 性材料之間構成電池，因此沒有負電極電流收集器解離的 危險。 在本發明非水性電解質電池1中，因為如上面所描述般 ，第一種鋰化合物在充電/放電過程中所產生的電壓係接 近第二種鋰化合物所產生的，因此充電/放電過程中所發 生的間歇電壓變化可被壓抑至最低，即使此電極是由第一 種及第二種鋰化合物所構成的複合電極，因此可獲得平滑 的充電/放電曲線。此外，充電/放電曲線在輪廓上類似單 獨利用正電極活性材料之例子中可獲得的。 因此非水性電解質電池1實質上可被操作在與單獨使用 第二種鋰化合物時相同的伏特範圍，因此達到互容性，其 中第二種鋰化合物即為正電極活性材料例行使用的鋰化合 物，如L i C 〇 02、L i N i 02或L i Μn2 04。此外，複合本質上以比慣 用鋰化合物更具化學安定性且成本更低的Li FeP04作為基質 的鋰化合物，因此可建造安定性及成本獲顯著改善之電池 系統。特別地，本發明非水性電解質電池1在充電/放電特 性及循環特性上表現優異。 而且，因為第一種鋰化合物所產生的電壓及第二種鋰化 合物所產生的電壓彼此接近於夾在其中的銅氧化電位3.45 ，另外在充電/放電過程中因使用第一種及第二種鋰化合 物所形成之複合電極所造成的間歇電壓變化可被壓抑至最 低以獲得平滑的充電/放電曲線。此外，根據本發明，因 為第一種鋰化合物Li FeP04及第二種鋰化合物的能量密度 ，其中該第二種鋰化合物基本上包含例行使用的L i Co02、 L i N i 02及L i Μ n2 04，在加總維持不變的情況下，上述各種增
O:\69\69553-911015.ptc 第11頁 533617 _案號90109790 7/年/〇月，Γ日 修正_ 五、發明說明（8) 加總值可供作高能量密度。 此外，在本非水性電解質電池1中，可混入異於上述第 一種及第二種鋰化合物之化合物以構成正電極活性材料。 可使用任何適合的已知例行上用於電池之正電極混合物 的黏合劑作為正電極活性材料之黏合劑。而且，任何適合 的添加劑，如帶電劑，可被加入正電極混合物中。 負電極3係藉將含有可摻入鋰/將鋰除去的負電極活性材 料及黏合劑之負電極混合物塗覆在負電極電流收集器上並 於原位乾燥因此所塗覆之負電極混合物而製得。可使用不 與鋰形成合金的金屬薄板作為負電極電流收集器。特別是 以銅板或鎳板為佳。而且，可使用鑛有銅或鎳的金屬板。 可使用不含經但經容量（可能的經摻入量）大的含碳材料 、合金材料作為負電極活性材料。可使用碳材料如可摻入 鋰/將鋰去除的焦碳、煤、石墨、玻璃碳纖維、燒結有機 高聚合化合物、碳纖維或活性煤作為含碳材料。煤可以瀝 青煤、針狀煤及石油煤為例。燒結有機高聚合化合物係指 在適合溫度下經碳化燒結之酚的或呋喃樹脂。 上述合金材料指化學SMXM’ yLiz所代表的化合物，其中Μ 是可與鋰形成合金之金屬元素，Μ’是元素鋰及一或多個異 於元素Μ的元素，X是大於0及y的值，而ζ是不低於0的值。 此金屬元素也涵括半導體元素，即B、Si及As。.此合金材 料實例包括金屬，如Mg、B、A1、Ga、In、Si、Sn、Pb、
Sb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Ιτ 3Λ，其合金，Li-Al、
Li-Al - Μ，其中M是一或多個2A、3B及4B族之過渡金屬元素 、A 1 Sb 及CuMgSb 〇
O:\69\69553-911015.ptc 第12頁 533617 修正 案號 90109790 五、發明說明（9) 最好使用典型3 Β族元素，較佳為S i或S η，最佳係S i作為 可與鋰形成合金之元素。更特別地，使用由MXS i或MxMn所 代表之化合物，其中Μ指一或多個金屬元素，Si或Sn除外 ，此元素之特定實例包括包括SiB4、SiB6、Mg2Si、Mg2Sn、 Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、 Cu5SiFeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2&ZnSi2 ° 此外，負電極活性材料中可包含異於4B族元素之金屬元 素，包括一或多個非金屬元素其包括碳。這些負電極活性 材料之實例包括SiC、Si3N4、Si2N20、Ge2N20、SiOx，其中 0<x ^ 2 ，SnOx ，其中 0<x$2 ，LiSiO 及 LiSnO。 雖然對負電極活性材料的製備方法無任何限制，可使用 機械燙平方法或混合起始化合物並在惰性氛圍中或低壓下 加熱所得混合物的方法。在負電極活性材料中可混合兩種 或多種上述材料。製備電池後，可以電化學方式將這些材 料摻入電池中。或者，在電池製備後或之前，鋰可由正電 極或從異於正電極之鋰來源供應。負電極活性材料也可在 合成此材料過程中被合成為含經材料，因此在電池製備時 可將鋰包含在負電極中。 可使用任何例行此類非水性電解質電池之負電極活性材 料層所用的黏合劑之適合的樹脂材料作為負電極活性材料 層中所含的黏合劑。成為負電極活性材料之金屬鋰薄板也 可被用於作為該負電極活性材料。 分離器4被安置在正電極2與負電極3之間以防止因正電 極2與負電極3間之物理接觸所產生的短路。分離器4可由 任何例行上此類非水性電解質電池中用作分離器之適合的
O:\69\69553-911015.ptc 第13頁 533617 _案號90109790 f/年月//日 修正_ 五、發明說明（10) 已知材料所形成的，例如，如聚丙稀之高分子薄膜。從經 離子導電性與能量密度來看，分離器的厚度最好儘可能薄 。例如，理想的分離器厚度是不大於5 0微米。 可使用此溶於非質子非水性溶劑中之電解質溶液作為非 水性電解質溶液。 可使用碳酸伸丙基酯、碳酸伸乙基酯、碳酸伸丁基酯、 碳酸伸乙烯基酯、T - 丁内酯、五環硫氧烷、甲基五環硫 氧烷、1,2 -二曱氧基乙烷、1,2 -二乙氧基乙烷、四氫呋 喃、2 -曱基四氫咲喃、1，3 -二噁茂烷、4 _甲基-1，3 -二噁 茂烷、丙酸甲基酯、丁酸甲基酯、碳酸二曱基酯、碳酸二 乙基酯、碳酸二丙基酯、二乙醚、乙腈、丙腈、茴香醚、 醋酸酯、乳酸酯及丙酸酯作為非水性溶劑。特別地，從電 壓安定度的觀點來看，使用環狀碳酸酯，如碳酸伸丙基酯 或碳酸伸乙稀S旨，或鏈狀碳酸自旨，如碳酸二曱基S旨、碳酸 二乙基酯或碳酸二丙基酯。此非水性溶劑可單獨使用或使 用多種溶劑之混合物。 可使用鋰鹽，如 LiCl、LiBr、LiPF6、LiC104、LiAsF6、 LiBF4、LiCH3S03、LiCF3S03、LiN(CF3S02)2 或LiB(C6H5)4 作為 溶於非水性溶劑之電結質。在這些鋰鹽中，以L i PF6及 LiBF4為最佳。 如上述般，在包含第一種及第二種鋰化合物之化合物系 統以作為正電極活性材料的本發明非水性電解質電池1中 ，充電安定地進行，同時可壓抑過度充電狀態以確保極佳 的充電/放電特性及循環特性。 使用第一種及第二種鋰化合物之化合物系統作為正電極
O:\69\69553-911015.ptc 第14頁 533617 案號 90109790 五、發明說明（11) 活性材料的非水性電解質電池1可依，例如下列方式製得 正電極2係藉將含有正電極活性材料及黏合劑之正電極 混合物塗覆在作為正電極電流收集器之金屬薄板，如鋁板 上，並於原位乾燥整個組合物以形成正電極活性材料層而 製得。可使用任何適合的已知黏合劑作為正電極混合物的 黏合劑。而且，可加入任何適合的已知添加劑至正電極混 合物中。 負電極3係藉將含有負電極活性材料及黏合劑之負電極 混合物均勻地塗覆在作為負電極電流收集器的金屬薄板， 如銅板上，並於原位乾燥此組合物以形成負電極活性材料 層而製得。可使用任何適合的已知黏合劑作為負電極混合 物的黏合劑。而且，可加入任何適合的已知添加劑至負電 極混合物中。 如上述所製得之正電極2及負電極3，與其間，如微孔聚 丙烯薄膜之分離器4彼此緊密地固定在一起，並將所得組 合物以螺旋方式捲數圈以形成盤繞物。 然後將絕緣板6插在鐵電池罐5底部，其内部表面塗有鎳 ，並將盤繞物置於其中。為了確認負電極的電流收集，如 由鎳所形成之負電極引線7的一端被擠壓裝入負電極3中， 並將其另一端焊至電池罐5上。此方式可電力連接電池罐5 至負電極3，因此此電池罐5可作為非水性電解質電池1之 外部負電極。而且，為了確信正電極的電流收集，如由鋁 形成之正電極引線8的一端被裝在正電極2，並將其另一端 穿過斷流薄板9電連接至電池蓋1 0上。此斷流薄板9對電池
O:\69\69553-911015.ptc 第15頁 533617 _案號90109790 9/年π月曰 修正_ 五、發明說明（12) 内部壓力的反應是切斷電流。此方式電力連接電池蓋1 0至 正電極2，因此此電池蓋1 0可作為非水性電解質電池1之外 部正電極。 然後將非水性電解溶液裝入電池罐5内，其中非水性電 解溶液係以溶解電解質於非水性溶劑中而製得。 然後藉由塗有瀝青的絕緣密封襯墊1 1填滿電池罐5的隙 縫以固定電池蓋1 0完成圓筒型非水性電解質電池1。 參考圖1 ，此非水性電解質電池1具有連接負電極引線7 及正電極引線8的中心栓1 2、安全閥裝置1 3以於電池内壓 力高於預定值時洩掉内部氣體及PT C元件1 4以防止電池内 的溫度升高。 雖然先文以使用非水性電解溶液之非水性電解質電池為 例完成非水性電解質電池1的描述’但根據本發明非水性 電池不限於上述結構。例如，本發明可應用於使用固體電 解質或含有泡脹溶劑之膠凝電解質作為非水性電解質的例 子中。 所使用的固體電解質可為無機固體電解質及高分子固體 電解質中任一種，其條件為電解質係由可呈現鋰離子導電 性之材料所形成的。無機固體電解質可為氮化鋰或碘化鋰 。高分子固體電解質係由電解鹽及分散電解鹽於其中之高 分子化合物所構成的。此高分子固體電解質可為醚的高分 子材料，如交聯或非交聯聚（環氧乙烷）、以聚（甲基丙烯 酸酯）酯為基質的高分子材料或以丙烯酸酯為基質的高分 子材料。高分子固體電解質可單獨使用或以共聚物或混合 物的方式使用之。
O:\69\69553-911015.ptc 第 16 頁 533617 修正 案號 90109790 五、發明說明（13) 多種高分子材料可被用於作為經膠凝之固體電解質中所 用的基質，條件為當此聚合物吸收上述非水性電解質時產 生膠凝。例如，可使用以氟為基質之高分子材料，如聚 (氟化亞乙烯）、聚（氟化亞乙烯-共-六氟丙烯），以醚為基 質之高分子材料，如交聯或非交聯聚（環氧乙烷）或聚（丙 烯腈）。特別地，以氧化還原的安定性來看，以氟為基質 之高分子材料為佳。 雖然在上述具體實例中，取二次電池為例。但是，本發 明不受其所限制，因為其也可應用於一次電極中。本發明 電池對其形狀並無限制，例如其可為圓筒型、矩形、硬幣 狀或鈕扣狀。此外，其可為任何所需尺寸，如其可為薄型 或大尺寸型。 實例 藉參考欲檢視其作用之特定標號實例，解釋本發明於下 文中。當然本發明不受這些實例所限制。 首先，利用第一種化合物Li FeP04及第二種鋰化合物 L i C〇02作為正電極活性材料以製備硬幣型非水性電解質溶 液二次電池之樣品當作樣品1至5以檢視其特性。 〈樣品1 > 首先，依下列方式製備正電極活性材料： 依下列方式合成Li FeP04以作為第一種鋰化合物：將醋酸 鐵Fe(CH3C02)2、磷酸銨ΝΗ4Η2Ρ04&碳酸鋰Li2C03充分混合成莫 耳比為2 : 2 : 1。此所得混合物直接在氮氣氛圍中3 0 0 °C下 燒結1 2小時並在氮氣氛圍中6 0 0 °C下燒2 4小時。藉X -射線 繞射分析，所製得之粉末被視同單相得L i F e P04。
O:\69\69553-911015.ptc 第17頁 533617 _案號90109790 9/年月，〆日 修正_ 五、發明說明（14) 然後，將所產生的Li FeP04及作為第二種鋰化合物之 L i C〇02以1 0 : 9 0之重量比混合在一起以獲得一混合物，然 後將其用作正電極活性材料。 如現在所解釋般，利用所製得的正電極活性材料製造正 電極，並利用依此所製得的正電極製備硬幣型非水性電解 質溶液二次電池。 利用DMF將70重量％乾燥正電極活性材料、25重量％作為 帶電劑之乙炔黑及5重量％作為黏合劑之PVDF (A 1 dr i c h # 1 3 0 0 )捏合在一起以製備糊狀正電極混合物。將 此正電極混合物塗覆在作為正電極電流收集器之鋁篩網上 ，並擠壓模製所得組合物並在1 0 0 °C下乾氬氣流中乾燥1小 時以形成正電極片。其間，各正電極片具有6 0毫克正電極 活性材料。 將正電極片收在正電極罐中，同時將鋰金屬裝入負電極 罐中。分離器被安置在負電極與正電極之間並將非水性電 解質溶液倒入負及正電極罐中。此非水性電解質溶液係藉 溶解L i PF6於溶劑混合物中所製得，其中該溶劑混合物包含 濃度為1莫耳/公升之等體積碳酸伸丙基酯及碳酸二甲基 酯° 最後，藉由絕緣密封襯墊填滿負及正電池罐的隙縫並將 其固定在一起以完成2 0 2 5硬幣型非水性電解質二次電池。 〈樣品2 > 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F eP04相對於第二種鋰化 合物L i C 〇 02之重量比例變成2 0 : 8 0之外。利用此正電極活
O:\69\69553-911015.ptc 第18頁 533617 ___案號90109790 夕/年月/广曰 修正 _ 五、發明說明（15) 性材料，製得硬幣型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品3 > 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F e P 04相對於第二種鋰化 合物L i C 〇 02之重量比例變成3 0 : 7 0之外。利用此正電極活 性材料，製得硬幣型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品4〉 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物Li FeP04相對於第二種鋰化 合物L i C〇02之重量比例變成4 0 : 6 0之外。利用此正電極活 性材料，製得硬幣型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品5 > 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F e P 04相對於第二種鋰化 合物L i C〇02之重量比例變成5 0 : 5 0之外。利用此正電極活 性材料，製得硬幣型非水性電解質溶液二次電池。 令如上述般所製得之樣品1至5的非水性電解質溶液二次 電池進行充電/放電試驗。 在固定電流下進行充電高達4. 2伏特，在進行充電時保 持在此電壓。當電流密度低於0 . 0 1毫安培/平方厘米，終 止充電。然後進行放電，當電壓掉至2.. 0伏特時，終止放 電。對於充電及放電，使用周遭溫度（2 3 °C )而且電流密度 設在0. 1 2毫安培/平方厘米。 樣品1至5之充電曲線係表示於圖2中，而且相同樣品之 放電曲線係表示於圖3中。
O:\69\69553-911015.ptc 第19頁 533617 案號 90109790 五、發明說明（16) 從圖2可見到’各充電曲線中出；見兩步驟肩角，由此可 i二t電過程中，鐘在3.8至4.2伏特附近區域先從第一種 _iFep04被萃取出來，然後在3·8至4·2伏特附近區 域先從第二種鐘化合物L i C 〇 〇2被萃取出來。 相同第從圖3可見到，各放電曲線中出現兩步驟肩角， 由此可見，放電過程中，當第二種鋰化合物LiC〇〇2在3 8至 4· 2伏特附近區域隨其摻入鋰而放電，然後第一種鋰化合 物LiFeP〇4在3.4伏特附近隨其摻入鋰而放電。 ”從，2及3也可見到’增加U FeP〇4的混合比例時，平均電 壓顯著下降，而容量則逐漸增加。 班進一 ^將樣品1至5之電池充電至4· 2伏特並使其在6〇 % i兄下靜置1 >小時。然後進行放電以找到容量維持比維持 ’即讓樣品靜置之前的容量相對於讓其靜置後之樣品容量 的比例（％ )。 圖4顯示比較正電極活性材料中第一種鋰化合物[丨F e p〇4 的比例因此所發現的結果。從圖4可見到，隨Li Fep〇4的比 例的增加’容量維持比獲得改善，因此高溫電壓儲存變差 係獲得顯著壓抑。 利用第一種鐘化合物LiFeP〇4及第二種鋰化合物 L i N i。s C 〇〇 2 〇2的混合物作為正電極活性材料，製備硬幣型非 水性電解質溶液二次電池之樣品當作樣品6至1 〇以檢視盆 特性。 ’、 〈樣品6〉 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了利用 L i N iG sCoG 2〇2取代L i Co〇2作為第二種鋰化合物，並以
O:\69\69553-911015.ptc 第20頁 533617 _案號90109790 ?/ 年"月/丫日 修正__ 五、發明說明（17) 1 0 ·· 9 0之重量比混合第一種鋰化合物L i F e P 04與第二種鋰化 合物LiMnQ 8MgQ 2 02以用作正電極活性材料。利用此正電極， 製得硬幣型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品7 > 依與樣品6相同的方式製備正電極，除了將第一種鋰化 合物L i F eP04與第二種娌化合物L i Mrio 8MgQ 2 02之重量比例變成 2 0 : 8 0之外。利用所製得之正電極活性材料，製備硬幣型 非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品8〉 依與樣品6相同的方式製備正電極，除了將第一種鋰化 合物1^?6?04與第二種鋰化合物1^以().8(：〇().2 02之重量比例變成 3 0 : 7 0之外。利用所製得之正電極活性材料，製備硬幣型 非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品9〉 依與樣品6相同的方式製備正電極，除了將第一種鋰化 合物L i F eP04與第二種經化合物L i Μη〇 8Mg〇.2〇2之重量比例變成 4 0 ·· 6 0之外。利用所製得之正電極活性材料，製備硬幣型 非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品1 0 > 依與樣品6相同的方式製備正電極，除了將第一種鋰化 合物L i F eP04與第二種經化合物L i MnQ 8Mg〇 2 02之重量比例變成 5 0 : 5 0之外。利用所製得之正電極活性材料，製備硬幣型 非水性電解質溶液二次電池。 在上述相同條件下，令上述所製得之樣品6至1 0的非水 性電解質溶液二次電池進行充電/放電試驗。圖5顯示對應
O:\69\69553-911015.ptc 第21頁 533617 ___案號90109790 〆年/0月ΛΓ日 修正_ 五、發明說明（18) 放電曲線。 從圖5可見到，在放電過程中，第二種鋰化合物 LiMnQ.8MgQ.2 02在3. 5至4. 2伏特附近區域隨其摻入鋰而放電 ，然後第一種鋰化合物L i F e P04是在3 . 4伏特附近隨其摻入 鋰而放電。因此兩化合物的操作電壓彼此相近，可獲得平 滑的放電曲線。 在4 . 2至2 . 0伏特之電壓範圍中，測量完成樣品6至1 0之 非水性電解質溶液二次電池的重複充電/放電特性。所得 結果係表示於圖6中，從此可見，隨第一種鋰化合物 L i F eP04之混合比例的增加，循環特性獲得顯著改善。 利用第一種鋰化合物LiFeP04及第二種鋰化合物LiCo02的 混合物作為正電極活性材料，製備硬幣型非水性電解質溶 液二次電池之樣品以檢視其特性。 〈樣品1 1 > 首先，依下列方式製備正電極： 將第一種鋰化合物LiFeP04及作為第二種鋰化合物LiCo02 以1 0 : 9 0之比例混合在一起以獲得正電極活性材料。 將9 1重量份數之正電極活性材料、6重量份作為帶電劑 之石墨及3重量份數作為黏合劑之聚氟化亞乙烯混合在一 起。將1 0 0重量份數作為溶劑之N -曱基吡咯烷酮混入所得 混合物中以形成泥狀混合物。 將此正電極混合物均勻地塗覆在2 0厘米厚作為正電極電 流收集器之長條狀鋁板兩面。乾燥所得產物並藉滾筒壓榨 機壓縮模製之，形成長條狀正電極。在此長條狀正電極中 ，實質上厚度相同的正電極活性材料層係形成於正電極電
O:\69\69553-911015.ptc 第22頁 533617 _案號90109790 年月（乂曰 修正___ 五、發明說明（19) 流收集器各面上。 依下列方式製備負電極： 將9 0重量份數作為負電極活性材料之碎石墨及1 0重量份 作為黏合劑之聚氟化亞乙烯混合在一起。將1 0 0重量份數 作為溶劑之N -甲基吡咯烷酮加入所得混合物中以形成泥狀 負電極混合物。 將此負電極混合物均勻地塗覆在1 0厘米厚作為負電極電 流收集器之長條狀銅板兩面。乾燥所得產物並藉滾筒壓榨 機壓縮模製之，形成長條狀負電極。在此長條狀負電極中 ’貫質上厚度相同的負電極活性材料層係形成於負電極電 流收集器各面上。 將正電極、負電極及一對分離器分層放在一起並將盤繞 數次形成盤繞產物。特別是，長條狀正電極、分離器及長 條狀正電極以此順序分層放在一起並將所得分層產物盤繞 數次以獲得中空棒形成盤繞產物。 然後將絕緣板插在鐵電池罐底部，其内部表面塗有鎳， 並將盤繞物置於其中。為了負電極的電流收集，如由鎳所 形成之負電極引線7的一端被擠壓裝入負電極3中，並將其 另一端焊至電池罐5上。為了正電極的電流收集，如由鋁 形成之正電極引線的一端被裝在正電極2上，並將其另一 端穿過用於斷流之薄板電連接至電池蓋1 0上。然後將最初 藉溶解L i PF6於溶劑混合物中而製得之非水性電解溶液裝入 電池罐5内，其中此溶劑混合物係由等體積濃度為1莫耳/ 升之碳酸伸丙基酯及1,2 -二曱氧基乙烷所形成的。 然後藉由塗有瀝青的絕緣密封襯墊填滿電池罐5的隙縫
O:\69\69553-911015.ptc 第23頁 533617 _案號90109790 年p月f日 修正_ 五、發明說明（20) 以固定電池蓋，完成外徑為20. 5釐米及高為42釐米之圓筒 型非水性電解質電池1。 〈樣品1 2 > 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F e P 04與第二種鋰化合物 L i C 〇02的重量比例變成2 0 : 8 0之外，並利用此正電極，製 得圓筒型非水性電解質電池。 〈樣品1 3 > 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F e P 04與第二種鋰化合物 L i C〇02的重量比例變成3 0 : 7 0之外，並利用此正電極，製 得圓筒型非水性電解質電池。 〈樣品1 4 > 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物Li FeP04與第二種鋰化合物 Li C〇02的重量比例改變4 0 : 6 0之外，並利用此正電極，製 得圓筒型非水性電解質電池。 〈樣品1 5〉 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F e P 04與第二種鋰化合物 L i C 〇 02的重量比例改變5 0 : 5 0之外，並利用此正電極，製 得圓筒型非水性電解質電池。 〈樣品1 6 > 依與樣品1相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，只利用第二種裡化合物L i C〇02之外，並利用
O:\69\69553-9il015.ptc 第24頁 533617 修正 案號 90109790 五、發明說明（21) 此正電極，製得圓筒型非水性電解質電池。 在2 0 0毫安培之固定電流下，將上述所製得之樣品1 1至 1 6的非水性電解質溶液二次電池充電至4. 1伏特並以7. 5 Ω 負荷放電至0伏特。圖7顯示對應放電曲線。 從圖7可見到，第一種鋰化合物L i F e P 04的添加量為1 0重 量％之樣品1 1的非水性電解質溶液二次電池具有實質上類 似於只使用第二種鋰化合物L i C 〇 02之樣品1 6之非水性電解 質溶液二次電池的放電曲線。但是，若第一種鋰化合物的 添加量超過2 0重量％，肩角容易在放電末期見到。也見到 非水性電解質溶液二次電池的電池電壓總和在約4小時内 變成近似等於零，因此指出過度充電狀態。 分解樣品1 1至1 6的非水性電解質溶液二次電池並檢視之 。發現樣品1 1至1 5的非水性電解質溶液二次電池中沒有一 個見到負電極電流收集器溶解。另一方面，在只使用 L i C 〇 02作為正電極之樣品1 6的非水性電解質溶液二次電池 中，部份銅電流收集器溶解，例如銅電流收集器中形成凹 洞。 此外，在與圖7相同的充電/放電條件下，令樣品11至1 6 的非水性電解質溶液二次電池以重複方式進行循環試驗， 其包括充電此電池、過度放電此電池至0伏特並讓此電池 靜置2 4小時。圖8顯示循環次數與相對於初容量之放容量 維持比之間的關係。 從圖8可見，在只使用Li C〇02作為正電極之樣品16的非水 性電解質溶液二次電池中，容量急遽下降，然而樣品1 1至 1 6的非水性電解質溶液二次電池維持容量不低於6 0 %，即
O:\69\69553-911015.ptc 第25頁 533617 修正 _案號 90109790 五、發明說明（22) 使循環5或更多次之後。因為只推測鮮少發生裝在實際裝 置上的電池過度放電並長時間保持在0伏特’在不太可能 產生實際上維持此容量大小狀況之不方便性。 在樣品17至22中，利用第一種鋰化合物Li FeP04及第二種 鋰化合物LiNio.sCc^jC^的混合物作為正電極活性材料，製備 圓筒型非水性電解質溶液二次電池以檢視其電池特性 〈樣品1 7 > 依與樣品1 1相同的方式製備正電極，除了利用 LiNiuCouOs取代LiCo02作為第二種鋰化合物，並以10 : 90 之重量比混合第一種鋰化合物L i F e P 04與第二種鋰化合物 LiNio.sCoojOg以形成正電極活性材料之外。利用所製得之正 電極，製備圓筒型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品1 8 > 依與樣品1 7相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F e P 04與第二種鋰化合物 L i N i 〇 8 C oQ 2 02的重量比例變成2 0 : 8 0之外，並利用此正電 極，製得圓筒型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品1 9 > 依與樣品1 7相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物L i F e P 04與第二種鋰化合物 LiNiQ.8CoQ.2 02的重量比例變成3 0 : 7 0之外，並利用此正電 極，製得圓筒型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品2 0〉 依與樣品1 7相同的方式製備正電極，徐了在製造正電極
O:\69\69553-911015.ptc 第26頁 533617 _案號 90109790 f/年P月β曰 修正___ 五、發明說明（23) 活性材料時，將第一種鋰化合物Li FeP04與第二種鋰化合物 LiNiuCouC^的重量比例變成4 0 : 6 0之外，並利用此正電 極，製得圓筒型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品2 1 > 依與樣品1 7相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，將第一種鋰化合物Li FeP04與第二種鋰化合物 L i N i 〇 8 C〇〇 2 02的重量比例變成5 0 : 5 0之外，並利用此正電 極，製得圓筒型非水性電解質溶液二次電池。 〈樣品2 2 > 依與樣品1 7相同的方式製備正電極，除了在製造正電極 活性材料時，只利用第二種鋰化合物LiNi().8Co{).2 02 之外，並 利用此正電極，製得圓筒型非水性電解質溶液二次電池 〇 在2 0 0毫安培之固定電流下，將上述所製得之樣品1 7至 2 2的非水性電解質溶液二次電池充電至4. 1伏特，接著在 7. 5 Ω的負荷下放電至0伏特。圖9顯示對應放電曲線。 從圖9可見到，第一種鋰化合物Li FeP04的添加量等於10 重量％之樣品1 7的非水性電解質溶液二次電池顯示放電曲 線類似於只使用第二種鋰化合物1^^丨{).8(：〇().2 02之樣品22的非 水性電解質溶液二次電池。但是，若第一種鋰化合物的添 加量超過2 0重量％，肩角在近放電末期處變明顯。也見到 各非水性電解質溶液二次電池的電池電壓在4小時内實質 上為零伏特，因此表示過度充電狀態。 分解樣品1 7至2 2的非水性電解質溶液二次電池並檢視之 。發現樣品1 7至2 1的非水性電解質溶液二次電池中沒有一
O:\69\69553-911015.ptc 第27頁 533617 _案號90109790 分/年/0月/夕曰 修正_ 五、發明說明（24) 個見到負電極電流收集器溶解。另一方面，在只使 用L i N i Q. 8 C oQ. 2 02作為正電極之樣品2 2的非水性電解質溶液 二次電池中，部份銅電流收集器溶解，例如銅電流收集器 中形成凹洞。 此外，在與圖9相同的充電/放電條件下，令樣品1 7至2 2 的非水性電解質溶液二次電池以重複方式進行循環試驗， 包^充電此電池、過度放電此電池至0伏特並讓此電池靜 置2 4小時。圖1 0顯示循環次數與相對於初容量之放容量維 持比之間的關係。 從圖10可見，在只使用1^^{).8(：〇{).2 02作為正電極之樣品22 的非水性電解質溶液二次電池中，容量急遽下降，然而樣 品1 1至2 1的非水性電解質溶液二次電池維持容量不低於 7 0 %，即使循環5或更多次之後。因為其只假設鮮少發生裝 在實際裝置上的電池過度放電並長時間保持在0伏特，在 維持此容量大小之狀況下可能產生實際方便性。 在樣品23至24中，利用第一種鋰化合物Li (FeuMnuKOd 及第二種鋰化合物LiNi().8CoQ.2 02 的混合物作為正電極活性材 料，製備硬幣型非水性電解質溶液二次電池以檢視其電池 特性。 〈樣品2 3 > 依下列方式合成作為第一種鋰化合物之Li (FeuMnuKC^ :醋酸鐵MgC2 04 · 2H20、碳酸锰MnC03及填酸銨NH4H2P〇4與碳 酸鋰Li2C03充分混合。所得混合物質直接在氮氣氛圍中300 °C下燃燒1 2小時並在氮氣氛圍中6 0 0 °C下燃燒2 4小時。所 製得之粉末的X -射線繞射分析顯露合成得到單相
O:\69\69553-911015.ptc 第28頁 533617 _案號90109790 ?/ 年P月，Γ日 修正_ 五、發明說明（25)
Li (Fe0 4Mn0 6)PO4。 然後，將所產生的Li (FeQ.4MnQ.6)P04與作為第二種鋰化合 物之L i N i 〇 8 C 〇〇 2 02以3 0 : 7 0之重量比混合在一起以獲得混合 物，然後將其用作正電極活性材料。 如現在所解釋般，利用所製得的正電極活性材料製造正 電極，並利用依此所製得的正電極製備硬幣型非水性電解 質溶液二次電池。 〈樣品2 4 > 依與樣品2 3相同的方式製備正電極，除了只利用第一種 經化合物L i ( F e〇 4M n〇 6) P 04作為正電極活性材料之外。利用 此正電極，製得硬幣型非水性電解質溶液二次電池。 令如上述般所製得之樣品2 3、2 4的非水性電解質溶液二 次電池進行充電/放電試驗。 在固定電流下進行充電高達4. 2伏特，然後保持在此電 壓。當電流落至0. 0 1毫安培/平方厘米或更低時，終止充 電。接著進行放電，並當電壓掉至2.0伏特時，終止放電 。充電及放電係在周遭溫度23 °C下完成。對於充電與放電 ，電流密度為0 . 1 2毫安培/平方厘米。 圖12顯示只使用1^(^6().，11().6)?04之樣品24的硬幣型非水 性電解質溶液二次電池之充電/放電特性。從圖1 2可確定 不止所見到的容量係如L i F e P 04中所見，在3 . 4伏特區，而 且此容量係在4伏特附近。 圖1 3顯示樣品2 3、2 4之硬幣型非水性電解質溶液二次電 池的放電特性。從圖13見到，LiNiQ.8CoQ.2 02係操作在3. 5至 4.2伏特附近區域内，然而1^(?6().4^111().6)?04係操作在3.4至
O:\69\69553-911015.ptc 第29頁 533617 案號 90109790 f/年/〇月日 修正 五、發明說明（26) 4. 0伏特附近區域内。因為兩樣品的操作電壓彼此接近， 可獲得平滑的充電/放電特性。而且，因為Li (Fe^Mr^dPC^ 中具有4伏特電壓，與1^^^().8(：〇{).2 02固有的充電/放電特性的 差值被壓抑至較小值。 此外，樣品2 3、2 4之硬幣型非水性電解質溶液二次電池 在類似於圖1 2的充電/放電條件下充電並過度放電至0伏特 。讓電池在在此狀態下靜置2 4小時。此操作循環重複進行 。從此循環試驗可見到，藉利用含有Li (FeQ.4MnQ.6)P04之化 合物電極，循環特性獲得顯著的改善。也確定只使用 Li (FeG.4MnQ.6)P04作為正電極之實例24的非水性電解質二次 電池經歷容量急遽變差，然而，在使用含有 L i ( F e〇 4Mn〇 6) P 〇4之化合物電極之實例2 3的非水性電解質二 次電池中，循環特性獲得顯著的改善。
O:\69\69553-911015.ptc 第30頁 533617 案號 90109790 修正 圖式簡單說明 O:\69\69553-911015.ptc 第31頁

Claims (1)

  1. 533617 _案號 90109790_f/ 年 ~ 月 ΛΓ"曰__ 六、申請專利範圍 1 . 一種正電極，其中正電極活性材料層係形成於正電極 電流收集器上；及其中 該正電極活性材料層包含由第一種鋰化合物與第二種 鋰化合物所形成的複合產物以作為正電極活性材料，其中 該第一種鋰化合物係由通式LixMyP04所代表，其中0<x<2， 0.8<y<1.2而且Μ包含Fe，而該第二種鋰化合物所持有的電 壓大於該第一種鋰化合物的電壓。 2 .根據申請專利範圍第1項之正電極，其中該第一種鋰 化合物是L i F eP04。 3. 根據申請專利範圍第1項之正電極，其中該第一種鋰 化合物是 L i F ezM rih P 04，其中 0 < z < 1 。 4. 一種非水性電解質電池，包含： 包含正電極電流收集器之正電極，其中該正電極電流 收集器上具有正電極活性材料層； 包含負電極電流收集器之負電極，其中該負電極電流 收集器上具有負電極活性材料層；及 介於該正電極與負電極之間的非水性電解質； 該正電極活性材料層包含第一種鋰化合物與第二種鋰 化合物所形成之複合產物以作為正電極活性材料，其中該 第一種链化合物係由通式L i x My P 04所代表，其中0 < X < 2， 0 . 8<y<l. 2而且Μ包含Fe，而該第二種鋰化合物所持有的電壓 大於該第一種鋰化合物的電壓。 5 .根據申請專利範圍第4項之非水性電解質電池，其中 該第一種鋰化合物是L i F e P 04。
    O:\69\69553-911015.ptc 第32頁 533617 _案號90109790 γ/年，β月/J^日 修正_ 六、申請專利範圍 6 .根據申請專利範圍第4項之非水性電解質電池，其中該 第一種經化合物是L i FezMrihPC^，其中0 < ζ< 1。 7.根據申請專利範圍第4項之非水性電解質電池，其中 可使用含碳材料或合金材料。 8 .根據申請專利範圍第7項之非水性電解質電池，其中 該含碳材料包括一或多種選自由焦碳、煤、石墨、玻璃碳 纖維、燒結有機高聚合化合物、碳纖維及活性煤所組成之 群。 9 .根據申請專利範圍第8項之非水性電解質電池，其中 該煤是一或多種選自由瀝青煤、針狀煤及石油煤所組成之 群。 1 0.根據申請專利範圍第8項之非水性電解質電池，其中 該燒結有機高分子化合物是一或多種選自在適當溫度下經 燒結及碳化之盼的樹脂及呋喃樹脂。 1 1。根據申請專利範圍第8項之非水性電解質電池，其中 該合金材料是通式MXM’ yLiz所代表的化合物，其中Μ’是元素 Li及一或多種異於元素Μ之金屬元素，X是大於0的數 ，而y及ζ是不低於0的數。 1 2.根據申請專利範圍第1 1項之非水性電解質電池，其 中包含一或多種選自B、Si及As之半導體元素以作為該金 屬元素。 1 3.根據申請專利範圍第7項之非水性電解質電池，其中 包含一或多種選自Mg、B、A1、Ga、In、Si、Sn、Pb、 Sb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr及Y作為該合金材料。
    O:\69\69553-911015.ptc 第33頁 533617 修正 _案號 901Q9790 六、申請專利範圍 1 4.根據申請專利範圍第1 1項之非水性電解質電池，其中 包含一或多種選自 Mg、B、A1、Ga、In、Si、Sn、Pb 、Sb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Z r及Y以作為該合金材料。 1 5 .根據申請專利範圍第7項之非水性電解質電池，其中 一或多種選自Li-Al、Li -A1-M，其中Μ是一或多個2A、3B 及4B族之過渡金屬元素、AlSb及CuMgSb。 1 6.根據申請專利範圍第1 1項之非水性電解質電池，其 中使用典型3B族元素作為可與鋰形成合金之元素。 1 7.根據申請專利範圍第1 1項之非水性電解質電池，其 中可與經形成合金之元素係呈MxSi及ΜχΜη所代表之化合物 形態，其中Μ指一或多種金屬元素，Si或Sn除外。 1 8.根據申請專利範圍第1 1項之非水性電解質電池，其 中可與鋰形成合金之元素包括一或多種選自由Si B4、 Si Be、Mg2Si、Mg2Sn、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、 N i S i2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、 TaSi2、VSi2、WSi2 及 ZnSi2 所組成之群。 1 9 .根據申請專利範圍第1 1項之非水性電解質電池，其 中可與經形成合金之元素包括一或多種金屬元素及4B族金 屬除碳外之元素。 2 0.根據申請專利範圍第1 1項之非水性電解質電池，其 中可與鋰形成合金之元素包括一或多種選自由SiC、 Si3N4、Si2N20、Ge2N20、SiOx 所組成之群，其中 0<x S 2， SnOx，其中0<xS2，LiSiO 及 LiSnO。 2 1.根據申請專利範圍第4項之非水性電解質電池，其中
    O:\69\69553-911015.ptc 第34頁 533617 案號 90109790 年月&曰 修正 六、申請專利範圍 藉溶解電解質於非質子非水性溶劑所獲得之溶液被用作非 水性電解質。 2 2.根據申請專利範圍第2 1項之非水性電解質電池，其 中包含一或多種選自由碳酸伸丙基S旨、碳酸伸乙基S旨、碳 酸伸丁基酯、碳酸伸乙烯基酯、τ-丁内酯、五環硫氧 烷、甲基五環硫氧烷、1,2 -二甲氧基乙烷、1,2 -二乙氧基 乙烷、四氫呋喃、2 -曱基四氫呋喃、1，3 -二噁茂烷、4 -甲 基- 1，3 -二噁茂烷、丙酸曱基酯、丁酸甲基酯、碳酸二甲 基酯、碳酸二乙基酯、碳酸二丙基酯、二乙醚、乙腈、丙 腈、茴香醚、醋酸酯、乳酸酯及丙酸酯所組成之群以作為 該非水性溶劑。 其 2 3.根據申請專利範圍第2 1項之非水性電解質電池 中包含一或多種選自由LiCl、LiBr、LiPF6、LiC104、 LiAsF6、LiBF4、LiCH3S03、LiCF3S03、LiN(CF3S02)2 或 L i B (C6 H5 )4以作為溶於該非水性溶劑之電結質。 其中 2 4.根據申請專利範圍第4項之非水性電解質電池， 該分離器被安置在正電極與負電極之間。 其 2 5.根據申請專利範圍第2 4項之非水性電解質電池 中聚丙烯被用作該分離器。 其 2 6.根據申請專利範圍第2 4項之非水性電解質電池 中該分離器的厚度不低於5 0微米。
    O:\69\69553-911015.ptc 第35頁
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