，并且在充電期間從陰極向陽極移動。用于鋰離子電池的合 適陰極材料無限制地包括包含鋰的電活性過渡金屬氧化物，諸如LiC 〇02、LiNi02、LiMn204或 LiV 308〇
[0100] 包含鋰和過渡金屬的各種鋰復(fù)合氧化物可用作陰極材料。合適的例子包括復(fù)合 氧化物，其具有通式LiM02，其中M可為任何金屬元素或金屬元素的組合，例如鈷、鋁、鉻、 錳、鎳、鐵、釩、鎂、鈦、鋯、鈮、鉬、銅、鋅、銦、鍶、鑭、和銫。另外，活性材料可由具有化學(xué)式 LiMn 2_xMx04的材料制成，其中0彡x彡1，或者由具有通式LiMPO 4的材料制成，其中M可為任 何金屬元素或元素組合，例如鈷、錯、絡(luò)、猛、鎳、鐵、軌、鎂、鈦、錯、銀、鉬、銅、鋅、銦、鎖、鑭、 和銫。電池的陰極可包括任何活性材料，它們可保持在包括金屬或另一個導(dǎo)電元件的導(dǎo)電 構(gòu)件上。
[0101] 在一個實施例中，本文鋰離子電池中的陰極包括陰極活性材料，其在對Li/Li+參 比電極大于4. 6V的電勢范圍內(nèi)表現(xiàn)出大于30mAh/g的容量。此種陰極的一個例子為穩(wěn)定 的錳陰極，所述錳陰極包含具有尖晶石結(jié)構(gòu)的含鋰的錳復(fù)合氧化物作為陰極活性材料。如 本文所用，在陰極中含鋰的錳復(fù)合氧化物包含由化學(xué)式Li xNiyMzMn2_y_z0 4_d表示的氧化物，其 中x為0. 03至1. 0 ;x根據(jù)充電和放電期間鋰離子和電子的釋放和攝取而變化；y為0. 3至 〇.6;]?包含下列中一種或多種：〇沖6、(：〇、1^、41、63、恥、]\1〇、11、21'、]\%、211、￥、和(：110為 0. 01至0. 18,并且d為0至0. 3。在一個實施例中，在上式中，z為0. 38至0. 48, y為0. 03 至0. 12,并且d為0至0. 1。在一個實施例中，在上式中，M為1^、0、？6、(：〇和6&中的一種 或多種。穩(wěn)定的錳陰極也可包含尖晶石層狀復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包含含錳尖晶石組分 和富鋰層狀結(jié)構(gòu)，如美國專利7, 303, 840中所述。
[0102] 適用于本文的陰極活性材料可使用諸如由Liu等人（J. Phys. Chem.，C13 : 15073-15079,2009)所述的氫氧化物前體方法制備。在該方法中，通過添加KOH，氫氧化物 前體從包含所需量的乙酸錳、乙酸鎳和一種或多種其他所需金屬乙酸鹽的溶液中沉淀。將 所得的沉淀烘箱干燥，然后與所需量的LiOH *H20在約800至約950°C下在氧氣中焙燒3至 24小時，如在本文實例中詳細(xì)描述。作為另外一種選擇，陰極活性材料可使用如美國專利 5, 738, 957 (Amine)中所述的固相反應(yīng)方法或溶膠-凝膠方法制備。
[0103] 包含陰極活性材料的陰極可通過如下方法制備，諸如在合適的溶劑如N-甲基吡 咯烷酮中將有效量的陰極活性材料（例如約70重量％至約97重量％ )、聚合物基料諸如聚 偏二氟乙烯、和導(dǎo)電性碳混合，以產(chǎn)生糊料，然后將所述糊料涂覆到集流體諸如鋁箔上，并 干燥以形成陰極。
[0104] 本文鋰離子電池還包含陽極，其包括能夠儲存并釋放鋰離子的陽極活性材料。合 適的陽極活性材料的例子包括但不限于鋰合金，諸如鋰-鋁合金、鋰-鉛合金、鋰-硅合金、 鋰-錫合金等；碳金屬諸如石墨和中間相碳微球（MCMB);含磷材料諸如黑磷、MnPdPC〇P3; 金屬氧化物諸如Sn0 2、Sn0和Ti02;以及鈦酸鋰諸如Li 4115012和LiTi 204。在一個實施例中， 陽極活性材料為鈦酸鋰或石墨。
[0105] 陽極可通過類似于上文陰極所述的方法制得，其中例如，將基料諸如基于氟乙烯 的共聚物溶解或分散在有機(jī)溶劑或水中，然后將其與活性導(dǎo)電材料混合以獲得糊料。將所 述糊料涂覆到金屬箔，優(yōu)選鋁箔或銅箔上，以用作集流體。優(yōu)選用熱將所述糊料干燥，使得 活性材料粘結(jié)到集流體上。合適的陽極活性材料和陽極可從公司諸如Hitachi NEI Inc. (Somerset，NJ)和 Farasis Energy Inc. (Hayward，CA)商購獲得。
[0106] 本文的鋰離子電池還包含位于陽極和陰極之間的多孔隔板。多孔隔板用于防止 陽極和陰極之間的短路。多孔隔板通常由微孔聚合物的單層或多層片材構(gòu)成，所述微孔 聚合物如聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺或聚酰亞胺或它們的組合。所述多孔隔板的孔徑足夠大 能夠允許離子傳送，而又足夠小能夠防止陽極和陰極的直接聯(lián)系或避免能夠來自位于陽 極和陰極的顆粒滲透或突出。適用于本文的多孔隔板的例子公開于美國專利申請序號 12/963, 927 (提交于2010年12月09日，美國專利申請公布2012/0149852)中，出于各種目 的該申請以引用方式全文并入本文。
[0107] 本文鋰離子電池的外殼可以為任何適用于容納上述鋰離子電池組件的容器。此類 容器可制成小或大圓柱體、棱柱箱或小袋的形狀。
[0108] 本文的鋰離子電池可用于格柵儲存或用作各種電動或輔助裝置中的電源，所述電 動或輔助裝置諸如輸送裝置（"電子裝置（包括機(jī)動車輛、汽車、卡車、公共汽車或飛機(jī)）、 計算機(jī)、通信裝置、照相機(jī)、收音機(jī)或電動工具。
[0109]
[0110] 本文所公開的主題還在下文實例中限定。應(yīng)當(dāng)理解，雖然指示了本發(fā)明的一些優(yōu) 選的實施例，這些實例僅以舉例的方式給出，并且不應(yīng)理解為排除在所附權(quán)利要求書及其 等同物、在這些實例中不描述的主題的范圍外。
[0111] 所用縮寫的意義如下："g"指克，"mg"指毫克，"yg"指微克，"L"指升，"mL"指毫 升，"mol "指摩爾，"mmol "指毫摩爾，"M"指摩爾濃度，"wt % "指重量％，"mm"指毫米，"ppm" 指份每一百萬份，"h"指小時，"min"指分鐘，"Hz"指赫茲，"mS"指毫西門子，"mA"指毫安， "mAh/g"指毫安小時/g，"V"指伏特，"xC"是指在1/x小時內(nèi)能夠完全充電-放電陰極的恒 定電流，"S0C"指電荷狀態(tài)，"SEI"指在電極材料表面上形成的固體電解質(zhì)界面，"Pa"指帕 斯卡，"kPa"指千帕斯卡，"rpm"指每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，"psi"指鎊每平方英寸，"NMR"指核磁共振 光譜學(xué)，"GC/MS"指氣相色譜/質(zhì)譜，"b. p. "指沸點。
[0112]實例 1
[0113] 2,2-二氟乙酸乙酷的制各
[0114] 乙酸鉀（Aldrich，Milwaukee，WI，99% )在 100°C，0. 5-1 毫米汞柱（66. 7-133Pa) 真空下干燥4至5小時。干燥材料具有小于5ppm的水含量，這通過Karl Fischer滴定法 測定。在干箱操作手套箱中，將212g(2. 16摩爾，8摩爾％過量）干燥乙酸鉀置于包含重磁 力攪拌棒的1.0-L，3頸圓底燒瓶中。從干箱操作手套箱中移出燒瓶，轉(zhuǎn)移到通風(fēng)柜中，并且 配備有熱電偶套管、干冰冷凝器、和另外的漏斗。
[0115] 在氮氣流下將環(huán)丁諷（500mL，Aldrich，99%，600ppm 水，這通過 Karl Fischer 滴 定法測定）溶化并加入3頸圓底燒瓶成為液體。開始攪拌并且將反應(yīng)介質(zhì)的溫度升至約 100°C。將 HCF2CH2fc(290g，2 摩爾，E. I. du Pont de Nemours and Co.，99% )置于加料漏 斗中并緩慢加到反應(yīng)介質(zhì)中。加料是溫和放熱的，并且反應(yīng)介質(zhì)的溫度在開始加料后15-20 分鐘內(nèi)升至120_130°C。HCF 2CH2Br的添加維持在將內(nèi)部溫度保持為125-135°C的速率。添 加需要約2-3小時。反應(yīng)介質(zhì)在120-130°C下攪拌另外的6小時（通常在這時溴化物的轉(zhuǎn) 化率為約90-95%)。隨后，將反應(yīng)介質(zhì)冷卻至室溫并攪拌過夜。第二天清早，繼續(xù)加熱另 外8小時。
[0116] 在這個時間點，起始的溴化物通過NMR無法檢出，并且粗制的反應(yīng)介質(zhì)包含 0. 2-0. 5%的1，1-二氟乙醇。在反應(yīng)燒瓶上的干冰冷凝器被帶有Teflon?閥門的軟管接頭 置換，并且該燒瓶通過冷阱（_78°C，干冰/丙酮）連接至機(jī)械真空泵。將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到冷 阱中，該冷阱為40-50°C，在1-2毫米汞柱（133至266Pa)的真空下。轉(zhuǎn)移需要約4-5小時 并且產(chǎn)生220-240g的粗制HCF 2CH20C (0) CH3，其純度為約98-98. 5 %，受到少量HCF2CH2Br (約 0? 1-0. 2% )、HCF2CH20H(0. 2-0. 8% )、環(huán)丁砜（約 0? 3-0. 5% )和水（600-800ppm)的污染。 使用在大氣壓下的旋轉(zhuǎn)帶蒸餾進(jìn)行粗產(chǎn)物的進(jìn)一步純化。收集具有介于106. 5-106. 7°C之 間的沸點的級分并且使用GC/MS (毛細(xì)管柱HP5MS，苯基-甲基硅氧烷，Agilentl9091S-433， 30. m，250 y m，0. 25 y m ;載氣-He，流量 lmL/min ;溫度程序：40 °C，4 分鐘，溫度斜坡 30 °C / !^11，2301：，20分鐘）監(jiān)測雜質(zhì)特征。通常2408粗產(chǎn)物的蒸餾提供約1208具有99.89%純 度的10 720120(：(0)013、（25〇-30(^口1111120)和8(^具有99.91%純度的材料（包含約28(^口111 水）。通過用3A分子篩處理從蒸餾產(chǎn)物中去除水，直至水不能通過Karl Fi