專利名稱：一種二次鋰電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高能電池技術領域，特別是涉及一種適用于室溫的二次鋰電池。
由于作為鋰電池陽極的金屬鋰具有高的電化學當量，因而鋰電池一般具有很高的比能量。在本世紀中期就引起了廣泛注意，導致一次鋰電池很快商業(yè)化。可是，二次鋰電池的發(fā)展卻比較緩慢。研究表明金屬鋰陽極在充放電過程中出現枝晶生長，使電池內部短路，嚴重時導致電池燃燒甚至爆炸。盡管隨后的研究發(fā)現鋰合金能夠改善其安全性，但其循環(huán)性能一直未能取得突破性進展。如參考文獻[1]阿波拉罕姆，電化學通信，138卷，1233頁，1993年(K.M.Abraham，·Electrochimica.Acta.，Vol.138，1233(1993))中所敘述。
為獲得較高比能量，相應的陰極材料必需能夠提供較正的電極電位和較高的比容量。氟、氯、氧等物質，雖然理論比能量較高，但是毒性大，腐蝕性強，又是氣體，難于處理；硫也具有較高的理論比能量，但是在室溫下其活性太低。因此，一次鋰電池陰極材料主要是固體氟化物、氯化物、碘化物、氧化物、硫化物及二氧化硫、硫酰氯、亞硫酰氯等液體。相應的二次鋰電池陰極材料也來源于上述幾類物質。如參考文獻[2]恩奇格，電分析化學，72卷，1-31頁，1976年(G.Eich inger，J.O.Besenhard，J.Electroanal.Chem.，Vol72，1-31(1976))中所敘述。
1980年，阿曼德提出二次鋰電池可以采用“搖椅式”電池體系(后來又被稱為“鋰離子”電池)，即陰陽極活性材料均采用嵌入化合物(intercalationcompounds)，這類化合物能夠可逆的儲存和交換鋰離子，從而避免使用金屬鋰或鋰合金。初期采用LiWO2和Li6Fe2O3等嵌入化合物作為陽極活性材料，但其能量密度大大降低。經過十年的努力，在1989年3月，日本SONY公司申請了采用碳作陽極活性材料，LiCoO2作陰極活性材料的二次鋰電池的專利，并且在1992年首先將其商品化，如文獻[3]布魯諾，電化學會志，139卷，2776頁，1992年(Bruno Scrosati，J.Electrochem.Soc.，Vol.139，2776(1992))。
從此，二次鋰電池開始迅速發(fā)展。石油焦、碳纖維、熱解碳、天然石墨、人造石墨等多種形式的碳材料被廣泛選作二次鋰電池的陽極活性材料。除LiCoO2外，LiMn2O4、LiNiO2等其他含鋰的過渡金屬氧化物也有望作為商品化二次鋰電池的陰極材料。
但是陽極使用碳，陰極使用含鋰過渡金屬氧化物的二次鋰電池仍然不能滿足高性能二次電池的需求。例如功率密度不夠高，特別是不能耐大電流快速充電，比能量不夠高，低溫性能有待進一步改善等等。
同時，鋰離子電池的工作電壓為3.6V，而市場上對不同電壓系列的二次鋰電池也有著迫切的需求。
近年來，由于納米材料具有一些特殊的性質，在電池領域也引起了廣泛關注。據報道，LiMn2O4、TiS2、TiO2納米管、納米纖維或納米復合材料均表現出了較優(yōu)異的電化學性能，如更高的比功率和比容量。如文獻[4]西沢，電化學會志，144卷，1923頁，1997年(M.Nishizawa，et.al.，J.Electrochem.Soc.，Vol.144，1923(1997))。
本發(fā)明的目的在于克服上述已知技術的缺點和不足。為了提高二次鋰電池的功率密度、比能量和耐大電流快速充放電的性能；為了使二次鋰電池有較好的循環(huán)性，較高的安全性，進一步改善電池在低溫下的性能；以及擴大二次鋰電池的使用范圍，從而提供一種新型二次鋰電池。
本發(fā)明的目的是這樣實現的本發(fā)明提供的二次鋰電池，包括陽極、陰極、有機電解質溶液或固體電解質組成，各部分封入電池殼內的結構與公知技術相同。其特征在于，所述的陽極和陰極至少一方含有彌散相納米復合電極材料。彌散相納米復合電極材料包括能夠存儲、釋放鋰的電極活性物質和彌散劑兩部分，其中的電極活性物質的粒度為500nm～1nm之間，它在彌散相納米復合材料中所占的重量百分比為95％到30％，余量是彌散劑。
彌散相納米復合電極材料所包含的電極活性物質中至少有一種是(A)納米硫、納米硫化物、納米多硫化物及含鋰的納米硫化物；(B)納米溴化物及含鋰的納米溴化物；(C)納米碘、納米碘化物及含鋰的納米碘化物；(D)納米氮化物及含鋰的納米氮化物；(E)納米氧化物及含鋰的納米氧化物；(F)納米硒、納米硒化物及含鋰的納米硒化物；或(G)納米鹵素間化合物。
其中所述的電極活性物質(A)是納米硫、納米硫化物、納米多硫化物及含鋰的納米硫化物，其中納米硫化物、納米多硫化物及含鋰的納米硫化物是金屬元素Bi、Si、Sb、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Ag、Nb、Mo、Sn、W、Cd、Zr與硫形成的化合物。
其中所述的電極活性物質(B)納米溴化物及含鋰的納米溴化物是金屬元素Li、Cu、Ag、Pb與溴形成的化合物。
其中所述的電極活性物質(C)是納米碘、納米碘化物及含鋰的納米碘化物，其中納米碘化物及含鋰的納米碘化物是金屬元素Li、Cu、Ag、Pb與碘形成的化合物。
其中所述的電極活性物質(D)納米氮化物及含鋰的納米氮化物是金屬元素Mn、Fe、Co、Ni、Cu與氮形成的化合物。
其中所述的電極活性物質(E)納米氧化物及含鋰的納米氧化物是金屬元素Ti、V、Fe、Co、Cu、Pb、Bi、Cr、W、Mo、Mn、Ni與氧形成的化合物。
其中所述的電極活性物質(F)是納米硒、納米硒化物及含鋰的納米硒化物，其中納米硒化物及含鋰的納米硒化物是金屬元素Ti、V、Pb、Nb、Zr與硒形成的化合物。
其中所述的電極活性物質(G)納米鹵素互化物為IF3、ICl、IBr。
彌散劑包括兩部分，一部分為起導電及分散作用的導電添加劑，其粒度為1nm～20um，如Cu、Al、Ni、Fe、Ag粉，乙炔黑，碳黑，石墨粉，碳纖維，中間相碳小球或聚苯胺、聚吡咯等導電聚合物，其在彌散相納米復合材料中所占的重量百分比為0％到60％。
另一部分為起粘合與分散作用的粘合劑，可以是聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚丙烯腈，聚環(huán)氧乙烷，乙丙橡膠，其在彌散相納米復合材料中所占的重量百分比為2％-40％。
因為本發(fā)明的二次鋰電池所采用的彌散相納米復合材料的電極電位一般低于LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2等一些傳統(tǒng)陰極材料的電極電位，但一般高于石墨、金屬鋰、石油焦等一些傳統(tǒng)陽極材料的電極電位，所以本發(fā)明的二次鋰電池其陽極可以由彌散相納米復合材料組成，其陰極也可以由彌散相納米復合材料組成，或者陰陽兩個電極均由彌散相納米復合材料組成。當陰極是彌散相納米復合材料時，其相應的對電極的活性材料為金屬鋰、鋰硅合金、鋰鋁合金、鋰鉛合金、鋰錫合金、LiTiO2、石墨、碳等一些電位較負的物質；當陽極是彌散相納米復臺材料時，其相應對電極的活性材料為LiCoO2、LiMn2O、LiNiO2或其他含鋰的金屬氧化物等一些電位較正的物質。
本發(fā)明的二次鋰電池除陽極、陰極活性材料外，還包括有機電解質溶液、隔膜、電池殼、集流體、引線等結構與公知技術電池一樣。其中，陰極與陽極之間由浸泡了有機電解質溶液的隔膜或者聚合物電解質隔開，陰極和陽極的一端分別在集流體上焊接引線并與相互絕緣的電池殼兩端相連。
本發(fā)明中的陰極與陽極制備方法為將活性物質與導電添加劑按一定比例混合均勻，再與粘合劑在常溫常壓下均勻混合制成復合材料漿液。其中，粘臺劑包括溶液或乳濁液。例如，將聚四氟乙烯與水混合形成的乳濁液；將聚偏氟乙烯溶于環(huán)戊酮形成的溶液。將前述的復合材料漿液均勻的涂敷在作為集流體的各種導電的箔，網，多孔體，纖維體材料(如銅箔，鋁箔，鎳網，泡沫鎳，碳氈)等載體上。也可將活性物質和彌散劑混合均勻后直接添入多孔體中。所得薄膜厚度約為1～300μm，然后將薄膜或多孔體在100℃-150℃下烘干，在壓力為20Kg/cm2下壓實，繼續(xù)在100℃-150℃烘12小時，將所制備的薄膜按電池規(guī)格裁剪成各種形狀即為電極。
本發(fā)明的二次鋰電池的有機電解質溶液為鋰電池通用的電解液，可以由一種有機溶劑或幾種有機溶劑組成的混合溶劑添加一種或幾種可溶鋰鹽組成。典型的有機溶劑例如乙烯碳酸酯，丙烯碳酸酯，二乙基碳酸酯，二甲基碳酸酯，乙基甲基碳酸酯，二甲氧基乙烷等，典型的可溶鋰鹽如高氯酸鋰，四氟硼酸鋰，六氟磷酸鋰，三氟甲基磺酸鋰，雙全氟磺酸酰亞胺鋰，六氟砷酸鋰等。典型的體系如1摩爾六氟磷酸鋰溶于體積比為1∶1的乙烯碳酸酯和二乙基碳酸酯中，1摩爾六氟磷酸鋰溶于體積比為3∶7的乙烯碳酸酯和二甲基碳酸酯中等。
本發(fā)明的鋰電池的隔膜為二次鋰電池通用的隔膜，如多孔聚丙烯隔膜，多孔聚乙烯隔膜等。
本發(fā)明的優(yōu)點本發(fā)明的二次鋰電池不僅能提供一系列不同的工作電壓(選擇的電壓范圍可以在1.0V至3.7V之間)，擴大了二次鋰電池的使用范圍，而且增加了電極材料選擇上的多樣性和廣泛性。由于陰極或/和陽極中含有納米活性材料，電極活性物質具有較大的比表面積；而且，鋰離子在納米活性材料內部的擴散深度也相應的減小，有利于電極極化程度的減少；納米活性材料的高空隙率使電解質中的溶劑分子有了更多的遷移空間，增大了電極反應的真實表面積；同時，由于材料粒度達到納米量級后，產生大量晶界使離子電導率增高，有利于離子在電極內部的輸運。這些將導致新型二次鋰電池能以較高倍率充放電，有較高的安全性，提高了二次鋰電池的可逆容量。彌散相納米復合材料所包含的納米電極活性物質的粒度遠小于普通電極活性物質的粒度，在存儲、釋放鋰的過程中，納米顆粒的體積變化率小于普通電極活性物質的顆粒的體積率變化率，因而納米電極活性物質能長久的與導電添加劑、集流體等保持良好的電接觸，有利于提高電池的循環(huán)壽命。
本發(fā)明的二次鋰電池適用于多種場合，例如移動電話、筆記本電腦、便攜式錄像機、電子玩具、無繩電動工具等需要可移動電源的場合，也包括電動汽車等領域。
下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步敘述。
圖1是本發(fā)明扣式實驗電池的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例1實驗電池的充放電曲線。
圖3是本發(fā)明實施例2實驗電池的充放電曲線。
圖4是本發(fā)明實施例15實驗電池的充放電曲線。
附圖1的圖面說明如下1為不銹鋼密封螺帽；2為聚四氟乙烯螺母；3為不銹鋼彈簧片； 4為以彌散相納米復合材料為電池的工作電極5為多孔聚丙烯隔膜Celgard 2400(經電解液浸泡)；6為金屬鋰片對電極7為測量導線[實施例1]
采用如圖1所示的扣式實驗電池米實現本發(fā)明。它包括不銹鋼密封螺帽(1)，聚四氟乙烯螺母(2)，不銹鋼彈簧片(3)，彌散相納米CuS陽極(4)，經電解液浸泡的多孔聚丙烯隔膜Celgard 2400(5)，金屬鋰片對電極(6)，測量導線(7)。電解液為1摩爾六氟磷酸鋰溶于乙烯碳酸酯和二乙基碳酸酯的混合溶劑中(體積比為1∶1)。
其陽極的組成如下電極活性物質是納米CuS粉(50nm)，彌散劑中的導電添加劑使用碳黑，彌散劑中的粘合劑采用聚偏氟乙烯的環(huán)戊酮溶液。制備方法是在常溫常壓下，首先將0.40g的納米CuS粉和0.40g碳黑混合均勻，然后將0.20g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮溶液，最后將上述二者均勻混合制成復合材料漿液。將復合材料漿料均勻涂敷于作為集流體的銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。將得到的薄膜在150℃下烘干后，在20Kg/cm2下壓緊，再繼續(xù)在150℃下烘干12小時，然后將薄膜裁剪為面積為1cm2的圓形薄片作為彌散相納米CuS復合材料陽極。
將厚0.4mm，面積為1cm2的金屬鋰片作為陰極。
將圖1中的所有電池材料，除電解液外，干燥后在充氬手套箱中按圖1所示組裝成實驗電池。
實驗電池由受計算機控制的自動充放電儀進行充放電循環(huán)測試。電流密度為0.1mA/cm2，充電截止電壓為3.0V，放電截止電壓為1.0V。
圖2為本實施例中所述陽極第1周和第5周的充放電曲線。容量的計算為活性物質的電化學容量。第一周放電容量是355mAh/g，兩個放電平臺分別在2.1V和1.6V；第一周充電容量是300mAh/g，兩個充電平臺分別在1.9V和2.2V。第5周放電容量是260mAh/g。[實施例2]制備方法如實施例1，只不過是電極材料按如下配方將0.95g納米CuS粉(50nm)，0.03g碳黑與0.02g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
圖3為本實施例中所述陽極第1周和第5周的充放電曲線。第一周放電容量是110mAh/g，充電容量是70mAh/g。第5周放電容量是40mAh/g。[實施例3]將0.30g納米CuS粉(50nm)，0.60g碳黑與0.10g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是355mAh/g，充電容量是310mAh/g。第5周放電容量是270mAh/g。[實施例4]將0.60g納米CuS粉(50nm)與0.40g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是87mAh/g，充電容量是35mAh/g。第5周放電容量是25mAh/g。[實施例5]將0.40g納米CuS粉(50nm)，0.40g石墨與0.20g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是250mAh/g，充電容量是200mAh/g。第5周放電容量是160mAh/g。[實施例6]將0.30g納米CuS粉(50nm)，0.60g石墨與0.10g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是260mAh/g，充電容量是210mAh/g。第5周放電容量是180mAh/g。[實施例7]將0.50g納米CuS粉(50nm)，0.40金屬鋁粉(99％，5μm)與0.10g聚丙烯腈(PAN)溶于2ml γ-丁內酯所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。除充電電壓上限為3.0V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是95mAh/g，充電容量是60mAh/g。第5周放電容量是40mAh/g。[實施例8]將0.40g納米CuS粉(50nm)，0.50g金屬銅粉(99.9％，5μm)與0.10g聚丙烯腈(PAN)溶于2ml γ-丁內酯所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是113mAh/g，充電容量是87mAh/g。第5周放電容量是78mAh/g。[實施例9]將0.40g納米CuS粉(50nm)，0.50g金屬鋅粉(99％，38μm)與0.10g聚丙烯腈(PAN)溶于2ml γ-丁內酯所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約40μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是104mAh/g，充電容量是80mAh/g。第5周放電容量是75mAh/g。[實施例10]將0.40g納米CuS粉(50nm)，0.50g金屬鎳粉(99％，38μm)與0.10g聚丙烯腈(PAN)溶于2ml γ-丁內酯所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敖于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約40μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是108mAh/g，充電容量是88mAh/g。第5周放電容量是79mAh/g。[實施例11]將0.40g納米CuS粉(50nm)，0.50g金屬鐵粉(99％，38μm)與0.10g聚丙烯腈(PAN)溶于2ml γ-丁內酯所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約50μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是96mAh/g，充電容量是78mAh/g。第5周放電容量是56mAh/g。[實施例12]將0.40g納米CuS粉(50nm)，0.50g金屬銻粉(99％，38μm)與0.10g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是90mAh/g，充電容量是72mAh/g。第5周放電容量是43mAh/g。[實施例13]將0.40g納米CuS粉(50nm)，0.20g金屬銅粉(99％，5μm)，0.30g乙炔黑與0.10g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是310mAh/g，充電容量是255mAh/g。第5周放電容量是218mAh/g。[實施例14]將0.50g納米CuS粉(50nm)，0.20g金屬鎳粉(99％，38μm)，0.20g Ag粉(20nm)與0.10g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約40μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是335mAh/g，充電容量是290mAh/g。第5周放電容量是261mAh/g。[實施例15]按實施例1所述制得組成完全相同的陽極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法均同實施例1。電流密度增大到0.8mA/cm2，充放電截止電壓同實施例1。
圖4為本實施例中所述陽極第1周和第5周的充放電曲線。第一周放電容量是300mAh/g，充電容量是290mAh/g。第5周放電容量是261mAh/g。[實施例16]將0.40g納米CuS粉(1nm)，0.40g碳黑與0.20g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是380mAh/g，充電容量是320mAh/g。第5周放電容量是280mAh/g。[實施例17]將0.40g納米CuS粉(100nm)，0.40g碳黑與0.20g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是270mAh/g，充電容量是210mAh/g。第5周放電容量是160mAh/g。[實施例18]將0.40g納米CuS粉(500nm)，0.40g碳黑與0.20g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。其余陽極制備步驟同實施例1。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是180m/g，充電容量是90mAh/g。第5周放電容量是50mAh/g。[實施例19]按實施例1所述制得組成完全相同的陽極。相應的對電極為LiCoO2，制作方法如下將0.40gLiCoO2粉(5μm)，0.40g碳黑與0.20g聚偏氟乙烯溶于2ml環(huán)戊酮所得的溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于鋁箔襯底上，所得薄膜厚度約20μm。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法均同實施例1。
測量結果第一周充電容量是347mAh/g，放電容量是292mAh/g。第5周充電容量是263mAh/g。[實施例20]將納米Cu2S粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是309mAh/g，放電平臺在1.6V；第一周充電容量是250mAh/g，充電平臺在1.8V。第5周放電容量是195mAh/g。[實施例21]將納米FeS粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是98mAh/g，放電平臺在1.4V；第一周充電容量是90mAh/g，充電平臺分別在1.8V。第5周放電容量是60mAh/g。[實施例22]將納米Fe2S粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是300mAh/g，兩個放電平臺分別在1.6V和1.5V；第一周充電容量是225mAh/g，兩個充電平臺分別在1.75V和2.4V。第5周放電容量是180mAh/g。[實施例23]將納米Fe3S8粉(110nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是450mAh/g，放電平臺在1.5V；第一周充電容量是322mAh/g，充電平臺在2.3V。第5周放電容量是267mAh/g。[實施例24]將納米Li2FeS2粉(90nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是280mAh/g，兩個充電平臺分別在2.0V和2.5V；第一周放電容量是240mAh/g，兩個放電平臺分別在2.4V和2.0V。第5周充電容量是210mAh/g。[實施例25]將納米Sb2S3粉(95nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是175mAh/g，放電平臺在1.2V；第一周充電容量是130mAh/g，充電平臺2.0V。第5周放電容量是60mAh/g。[實施例26]將納米CoS2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是220mAh/g，放電平臺在1.7V；第一周充電容量是186mAh/g，充電平臺在2.1V。第5周放電容量是135mAh/g。[實施例27]將納米Co2S7粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是520mAh/g，放電平臺在1.9V；第一周充電容量是400mAh/g，充電平臺在2.5V。第5周放電容量是230mAh/g。[實施例28]將納米Ni2S7粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是480mAh/g，放電平臺在1.8V；第一周充電容量是390mAh/g，充電平臺在2.2V。第5周放電容量是260mAh/g。[實施例29]將納米V2S5粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是140mAh/g，放電平臺在1.93V；第一周充電容量是60mAh/g，充電平臺在2.5V。第5周放電容量是40mAh/g。[實施例30]將納米LiCrS2粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是140mAh/g，充電平臺在2.85V；第一周放電容量是120mAh/g，放電平臺分別在2.3V。第5周充電容量是60mAh/g。[實施例31]將納米ZrS2粉(150nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是80mAh/g，放電平臺在1.85V第一周充電容量是65mAh/g，充電平臺在2.15V。第5周放電容量是40mAh/g。[實施例32]將納米Cr0.5V0.5S2粉(100nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是95mAh/g，放電平臺在2.2V；第一周充電容量是80mAh/g，充電平臺在2.35V。第5周放電容量是65mAh/g。[實施例33]將納米LiCr0.5V0.5S2粉(100nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是84mAh/g，充電平臺在2.4V；第一周放電容量是72mAh/g，放電平臺分別在2.2V。第5周充電容量是58mAh/g。[實施例34]將納米CdS粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是310mAh/g，放電平臺在1.95V；第一周充電容量是230mAh/g，充電平臺在2.5V。第5周放電容量是120mAh/g。[實施例35]將納米PbS粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是205mAh/g，放電平臺在1.9、1.2V；第一周充電容量是150mAh/g，充電平臺在2.0、2.4V。第5周放電容量是82mAh/g。[實施例36]將納米SiS2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是217mAh/g，放電平臺在2.26V；第一周充電容量是168mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是95mAh/g。[實施例37]將納米MnS2粉(55nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是86mAh/g，放電平臺在1.2V；第一周充電容量是60mAh/g，充電平臺在2.3V。第5周放電容量是42mAh/g。[實施例38]將納米SnS2粉(120nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是66mAh/g，平均放電電壓1.6V；第一周充電容量是50mAh/g，平均充電電壓2.3V。第5周放電容量是27mAh/g。[實施例39]將納米Ag2S粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是205mAh/g，放電平臺在1.38V；第一周充電容量是150mAh/g，充電平臺在2.1V。第5周放電容量是80mAh/g。[實施例40]將納米ZnS粉(70nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是153mAh/g，放電平臺在1.45V；第一周充電容量是120mAh/g，充電平臺在2.05V。第5周放電容量是87mAh/g 。[實施例41]將納米NbS3粉(90nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是160mAh/g，放電平臺在1.8V；第一周充電容量是87mAh/g，充電平臺在2.4V。第5周放電容量是80mAh/g。[實施例42]將納米NbS2粉(90nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是90mAh/g，放電平臺在2.0V；第一周充電容量是60mAh/g，充電平臺在2.4V。第5周放電容量是50mAh/g。[實施例43]將納米Bi2S3粉(40nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是160mAh/g，放電平臺在1.2V；第一周充電容量是125mAh/g，充電平臺在2.15V。第5周放電容量是85mAh/g。[實施例44]將納米TiS3粉(150nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是540mAh/g，放電平臺在2.1V、1.8V；第一周充電容量是150mAh/g，充電平臺在2.4V。第5周放電容量是130mAh/g。[實施例45]將納米MoS3粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是240mAh/g，放電平臺在2.5V；第一周充電容量是196mAh/g，充電平臺在3.3V。第5周放電容量是127mAh/g。[實施例46]將納米MoS2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是122mAh/g，放電平臺在1.8V；第一周充電容量是100mAh/g，充電平臺在2.2V。第5周放電容量是70mAh/g。將納米VS2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是137mAh/g，平均放電電壓2.1V；第一周充電容量是114mAh/g，平均充電電壓2.5V。第5周放電容量是98mAh/g。[實施例48]將納米S粉(100nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是540mAh/g，放電平臺在2.0V；第一周充電容量是350mAh/g，充電平臺在2.4V。第5周放電容量是230mAh/g。將納米CuCo2S4粉(130nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是167mAh/g，放電平臺在1.5V；第一周充電容量是156mAh/g，充電平臺在2.1V。第5周放電容量是121mAh/g。[實施例50]將納米CuNi2S4粉(130nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是135mAh/g，放電平臺在1.4V；第一周充電容量是116mAh/g，充電平臺在2.1V。第5周放電容量是93mAh/g。[實施例51]將納米CuFeS4粉(140nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是110mAh/g，放電平臺在1.3V；第一周充電容量是94mAh/g，充電平臺在2.0V。第5周放電容量是80mAh/g。[實施例52]將納米LiBr粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.2V，放電電壓下限為2.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是208mAh/g，充電平臺在4.1V；第一周容量是167mAh/g，放電平臺在3.5V。第5周充電容量是127mAh/g。[實施例53]將納米CuBr2粉(85nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.2V，放電電壓下限為2.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是166mAh/g，放電平臺在3.4V；第一周充電容量是137mAh/g，充電平臺在4.15V。第5周放電容量是104mAh/g。[實施例54]將納米AgBr粉(85nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.2V，放電電壓下限為2.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是151mAh/g，放電平臺在3.35V；第一周充電容量是116mAh/g，充電平臺在4.1V。第5周放電容量是89mAh/g。[實施例55]將納米PbBr2粉(85nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.2V，放電電壓下限為2.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是126mAh/g，放電平臺在3.2V；第一周充電容量是105mAh/g，充電平臺在4.1V。第5周放電容量是81mAh/g。[實施例56]將納米Cul2粉(70nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是110mAh/g，放電平臺在1.95V；第一周充電容量是99mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是74mAh/g。[實施例57]將納米AgI粉(30nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是90mAh/g，放電平臺在2.0V；第一周充電容量是78mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是62mAh/g。[實施例58]將納米PbI粉(70nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是70mAh/g，放電平臺在1.8V；第一周充電容量是60mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是47mAh/g。[實施例59]將納米PbI2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是106mAh/g，放電平臺在1.9V；第一周充電容量是84mAh/g，充電平臺在3.0V。第5周放電容量是60mAh/g。[實施例60]將納米LiI粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是160mAh/g，充電平臺在2.8V；第一周放電容量是140mAh/g，放電平臺在2.4V。第5周充電容量是124mAh/g。[實施例61]將納米I2粉(100nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是180mAh/g，放電平臺在2.8V；第一周充電容量是160mAh/g，充電平臺在3.2V。第5周放電容量是1.50mAh/g。[實施例62]將納米Li2.5Co0.4N粉(190nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為1.5V，放電電壓下限為0.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是450mAh/g，平均放電電壓0.3V；第一周充電容量是400mAh/g，平均充電電壓1.0V。第5周放電容量是370mAh/g。[實施例63]將納米Li2.6Cu0.4N粉(190nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為1.5V，放電電壓下限為0.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是600mAh/g，平均放電電壓0.4V；第一周充電容量是500mAh/g，平均充電電壓1.1V。第5周放電容量是410mAh/g。[實施例64]將納米Li2.6Ni0.4N粉(190nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為1.5V，放電電壓下限為0.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是180mAh/g，平均放電電壓0.35V；第一周充電容量是150mAh/g，平均充電電壓1.0V。第5周放電容量是104mAh/g。[實施例65]將納米Li3FeN2粉(190nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為1.5V，放電電壓下限為0.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是120mAh/g，平均放電電壓0.5V；第一周充電容量是98mAh/g，平均充電電壓1.0V。第5周放電容量是70mAh/g。[實施例66]將納米Li7MnN4粉(200nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為1.5V，放電電壓下限為0.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是210mAh/g，平均放電電壓0.6V；第一周充電容量是175mAh/g，平均充電電壓1.1V。第5周放電容量是121mAh/g。[實施例67]將納米LiV3O8粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是200mAh/g，放電平臺在2.6V；第一周充電容量是180mAh/g，充電平臺在3.0V。第5周放電容量是159mAh/g。[實施例68]將納米V2O5粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.0V，放電電壓下限為2.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是125mAh/g，平均放電電壓3.2V；第一周充電容量是110mAh/g，充電平臺在3.5V。第5周放電容量是100mAh/g。[實施例69]將納米V6O13粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是180mAh/g，平均放電電壓2.5V；第一周充電容量是147mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是110mAh/g。[實施例70]將納米LiVO2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.0V，放電電壓下限為2.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是120mAh/g，平均充電電壓3.3V；第一周充電容量是64mAh/g，平均放電電壓在3.0V。第5周充電容量是60mAh/g。[實施例71]將納米Bi2O3粉(280nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是130mAh/g，平均放電電壓1.49V；第一周充電容量是60mAh/g，平均充電電壓2.1V。第5周放電容量是30mAh/g。[實施例72]將納米LiMnO2粉(500nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電截止電壓為4.2V，放電截止電壓為2.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是145mAh/g，充電平臺在4.0V；第一周放電容量是120mAh/g，放電平臺在2.8V。第5周充電容量是110mAh/g。[實施例73]將納米Cr3O8粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電截止電壓為4.0V，放電截止電壓為2.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是280mAh/g，放電平臺在2.8V；第一周充電容量是260mAh/g，充電平臺在3.5V。第5周放電容量是220mAh/g。[實施例74]將納米Pb3O4粉(50nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是180mAh/g，放電平臺在1.5V；第一周充電容量是156mAh/g，充電平臺在2.4V。第5周放電容量是132mAh/g。[實施例75]將納米Bi2Pb2O5粉(90nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是106mAh/g，兩個放電平臺分別在1.7V和1.5V；第一周充電容量是90mAh/g，兩個充電平臺分別在1.75V和2.4V。第5周放電容量是75mAh/g。[實施例76]將納米Fe2O3粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電截止電壓為2.5V，放電截止電壓為0.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是430mAh/g，放電平臺在1.2V；第一周充電容量是266mAh/g，充電平臺在1.8V。第5周放電容量是226mAh/g。[實施例77]將納米WO2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電截止電壓為1.0V，放電截止電壓為0.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是124mAh/g，放電平臺在0.7、0.5V；第一周充電容量是90mAh/g，充電平臺在0.7、0.9V。第5周放電容量是85mAh/g。[實施例78]將納米CuO粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是160mAh/g，放電平臺在1.35V；第一周充電容量是116mAh/g，充電平臺在2.5V。第5周放電容量是74mAh/g。[實施例79]將納米LiCuO2粉(85nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.0V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是180mAh/g，放電平臺在2.1V；第一周充電容量是170mAh/g，充電平臺在3.5V。第5周放電容量是155mAh/g。[實施例80]將納米LiNiO2粉(500nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.2V，放電電壓下限為2.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是200mAh/g，充電平臺在3.8V；第一周放電容量是176mAh/g，放電平臺在3.7V。第5周充電容量是160mAh/g。[實施例81]將納米MoO2粉(85nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是105mAh/g，放電平臺在2.95V；第一周充電容量是96mAh/g，充電平臺在3.1V。第5周放電容量是80mAh/g。[實施例82]將納米LiCoO2粉(500nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.2V，放電電壓下限為3.0V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是153mAh/g，充電平臺在4.05V；第一周放電容量是145mAh/g，放電平臺在3.9V。第5周充電容量是138mAh/g。[實施例83]將納米Li6Fe2O3粉(180nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周充電容量是84mAh/g，充電平臺在2.4V；第一周放電容量是76mAh/g，放電平臺在1.4V。第5周充電容量是65mAh/g。[實施例84]將納米FeOCl粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.0V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是130mAh/g，放電平臺在3.2V；第一周充電容量是115mAh/g，充電平臺在3.45。第5周放電容量是92mAh/g。[實施例85]將納米CrOCl粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是146mAh/g，放電平臺在2.1V；第一周充電容量是124mAh/g，充電平臺在2.7V。第5周放電容量是108mAh/g。[實施例86]將納米VOCl粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是109mAh/g，放電平臺在2.1V；第一周充電容量是98mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是80mAh/g。[實施例87]將納米CrOBr粉(60nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
測量結果第一周放電容量是93mAh/g，放電平臺在2.4V；第一周充電容量是81mAh/g，充電平臺在2.9V。第5周放電容量是72mAh/g。[實施例88]將納米Se粉(110nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為3.5V，放電電壓下限為1.5V之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是110mAh/g，放電平臺在2.1V；第一周充電容量是90mAh/g，充電平臺在2.3V。第5周放電容量是68mAh/g。[實施例89]將納米NbSe4粉(140nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是145mAh/g，放電平臺在1.8V；第一周充電容量是105mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是92mAh/g。[實施例90]將納米NbSe2粉(140nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是103mAh/g，放電平臺在1.6V；第一周充電容量是86mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是72mAh/g。[實施例91]將納米NbSe3粉(140nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是131mAh/g，放電平臺在1.6V；第一周充電容量是92mAh/g，充電平臺在2.1V。第5周放電容量是76mAh/g。[實施例92]將納米TiSe2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是115mAh/g，放電平臺在2.05、1.7V；第一周充電容量是110mAh/g，充電平臺在1.8、2.2V。第5周放電容量是95mAh/g。[實施例93]將納米VSe2粉(160nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是124mAh/g，放電平臺在1.9V；第一周充電容量是116mAh/g，充電平臺在2.5V。第5周放電容量是103mAh/g。[實施例94]將納米ZrSe2粉(90nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是123mAh/g，放電平臺在1.6V；第一周充電容量是96mAh/g，充電平臺在2.8V。第5周放電容量是62mAh/g。[實施例95]將納米LiZrSe2粉(80nm)按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周充電容量是231mAh/g，充電平臺在2.4V；第一周放電容量是186mAh/g，放電平臺在1.7V。第5周充電容量是152mAh/g。[實施例96]將納米IF3粉(210nm)碳黑與聚偏氟乙烯的環(huán)戊酮溶液在常溫常壓下混合形成漿料，均勻涂敷于作為集流體的銅箔襯底上，所得的薄膜厚度約20μm。將得到的薄膜在常溫下真空干燥后，在20Kg/cm2下壓緊，繼續(xù)在常溫下真空干燥12小時。再按實施例1所描述的陽極制備步驟做成電極。除充電電壓上限為4.2V，放電電壓下限為1.0V，充放電電流密度為1mA/cm2之外，實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例1。
第一周放電容量是180mAh/g，放電平臺在3.5V；第一充電周容量是60mAh/g，充電平臺在3.1V。第5周放電容量是42mAh/g。[實施例97]將納米ICl粉(210nm)按實施例96所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例96。
第一周放電容量是143mAh/g，放電平臺在3.3V；第一充電周容量是55mAh/g，充電平臺在3.15V。第5周放電容量是36mAh/g。[實施例98]將納米IBr粉(240nm)按實施例96所描述的陽極制備步驟做成電極。實驗電池的其它材料，結構，組裝及測試方法同實施例96。
第一周放電容量是117mAh/g，放電平臺在3.2V；第一充電周容量是58mAh/g，充電平臺在3.1V。第5周放電容量是40mAh/g。
權利要求
1. 一種二次鋰電池，包括陽極、陰極、有機電解質溶液或固體電解質，其特征在于，所述陽極和陰極的至少一方含有彌散相納米復合電極材料，彌散相納米復合電極材料包括能夠存儲、釋放鋰的電極活性物質和彌散劑兩部分；其中的電極活性物質的粒度為500nm～1nm之間，它在彌散相復合材料中所占的重量百分比為95％到30％，余量是彌散劑。
2. 按權利要求1所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質中至少有一種是(A)納米硫、納米硫化物、納米多硫化物及含鋰的納米硫化物；(B)納米溴化物及含鋰的納米溴化物；(C)納米碘、納米碘化物及含鋰的納米碘化物；(D)納米氮化物及含鋰的納米氮化物；(E)納米氧化物及含鋰的納米氧化物；(F)納米硒、納米硒化物及含鋰的納米硒化物；(G)納米鹵素間化合物。
3. 按權利要求1、2所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質(A)納米硫、納米硫化物、納米多硫化物及含鋰的納米硫化物，其納米硫化物、納米多硫化物及含鋰的納米硫化物特征是金屬元素與硫形成的化合物，金屬元素包括Bi、Si、Sb、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Ag、Nb、Mo、Sn、W、Cd、Zr。
4. 按權利要求1、2所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質(B)納米溴化物及含鋰的納米溴化物，其特征是金屬元素與溴形成的化合物，金屬元素包括Li、Cu、Ag、Pb。
5. 按權利要求1、2所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質(C)納米碘、納米碘化物及含鋰的納米碘化物，其納米碘化物及含鋰的納米碘化物特征是金屬元素與碘形成的化合物，金屬元素包括Li、Cu、Ag、Pb。
6. 按權利要求1、2所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質(D)納米氮化物及含鋰的納米氮化物，其特征是金屬元素與氮形成的化合物，金屬元素包括Mn、Fe、Co、Ni、Cu。
7. 按權利要求1、2所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質(E)納米氧化物及含鋰的納米氧化物，其特征是金屬元素與氧形成的化合物，金屬元素包括Ti、V、Fe、Co、Cu、Pb、Bi、Cr、W、Mo、Mn、Ni。
8. 按權利要求1、2所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質(F)納米硒、納米硒化物及含鋰的納米硒化物，其納米硒化物及含鋰的納米硒化物特征是金屬元素與硒形成的化合物，包括Ti、V、Pb、Nb、Zr。
9. 按權利要求1、2所述的二次鋰電池，其中所述的電極活性物質(G)納米鹵素互化物為IF3、ICl、IBr。
10. 按權利要求1所述二次鋰電池，其特征在于所述的彌散劑包括導電添加劑和粘合劑，其中導電添加劑在彌散相納米復合材料中所占的重量百分比為0％到60％，粘合劑占重量百分比為2％-30％。
11. 按權利要求1、10所述二次鋰電池，其特征在于所述的導電添加劑包括Cu、Al、Ni、Fe、Ag粉，乙炔黑，碳黑，石墨粉，碳纖維，中間相碳小球或聚苯胺，聚吡咯等導電聚合物。其粒度為1nm～20um。
12. 按權利要求1、10所述二次鋰電池，其特征在于所述的粘合劑包括聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚丙烯腈，聚環(huán)氧乙烷，乙丙橡膠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型室溫二次鋰電池。其特征在于,陰極或陽極的至少一方含有下述A、B、C、D、E、F、G中的一種電極活性物質,(A)納米硫、納米硫化物、納米多硫化物及含鋰的納米硫化物;(B)納米溴化物及含鋰的納米溴化物;(C)納米碘、納米碘化物及含鋰的納米碘化物;(D)納米氮化物及含鋰的納米氮化物;(E)納米氧化物及含鋰的納米氧化物;(F)納米硒、納米硒化物及含鋰的納米硒化物;(G)納米鹵素間化合物。這些電極活性物質的粒度在500nm～1nm之間。這種二次鋰電池具有一系列不同的工作電壓,好的循環(huán)性和高的可逆容量,可以大電流充放電。
文檔編號H01M10/40GK1262533SQ9910028
公開日2000年8月9日 申請日期1999年1月28日 優(yōu)先權日1999年1月28日
發(fā)明者李晶澤, 黃學杰, 李泓, 陳立泉 申請人:中國科學院物理研究所