[發明專利]電極復合物的制備方法

無效

• 申請號: 201080009929.0
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN102341938A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: B·萊斯特里斯;D·居約馬爾;D·馬祖齊;L·魯埃
• 申請（專利權）人: 國立科學研究中心
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

1.用于制備負電極組合物的方法，其包括將電極活性材料、粘合劑和產生電子傳導性的試劑懸浮在含水介質中的步驟，其特征在于：

-電極活性材料是包含選自Si、Sn、Ge的元素M的顆粒的形式；所述顆粒具有小于1μm的平均尺寸；

-粘合劑是帶有能夠在酸性介質中與羥基反應的反應性基團的聚合物；

-含水介質是pH為1的非緩沖的酸性介質，或者pH小于或等于4的緩沖的酸性介質，其是通過添加強堿和有機酸獲得的；

-引入酸性含水介質中的成分“活性材料、粘合劑、電子傳導性試劑”的總量為組合物總量的10至80重量％，所述成分在含水介質中的比例如下：

-30至90重量％的活性材料顆粒；

-5至40重量％的粘合劑；

-5至30重量％的電子傳導性試劑；

-有機酸的量使其對應于大于0.5×10^-4摩爾每克元素M的含量，并且保持以下重量比小于或等于20％

2.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述活性材料顆粒的平均尺寸小于200nm。

3.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述活性材料顆粒是僅由元素M、或者由M與Li的合金或者由包含元素M或M-Li合金和導電材料Q的復合材料形成的。

4.根據權利要求3的方法，其特征在于，所述導電材料Q是由碳或者由不與鋰反應的金屬形成的。

5.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述聚合物粘合劑是在相對于Li⁰/Li⁺?0至5V的電勢窗內電化學穩定的聚合物，其不可溶于可用作液體電解質溶劑的液體介質并且帶有能夠在酸性介質中與OH基反應的官能團。

6.根據權利要求5的方法，其特征在于，所述聚合物選自丙烯酸共聚物、丙烯酰胺共聚物、苯乙烯磺酸共聚物、馬來酸共聚物、衣康酸共聚物、木質素磺酸共聚物、烯丙胺共聚物、乙基丙烯酸共聚物、聚硅氧烷、環氧胺聚合物、聚氨酯和羧甲基纖維素。

7.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述產生電子傳導性的試劑選自炭黑、SP碳、乙炔黑、碳納米纖維和碳納米管。

8.根據前述權利要求之一的方法，其特征在于，所述有機酸的量使其對應于大于5×10^-4摩爾每克元素M的含量，并且保持以下重量比小于或等于10％

9.根據前述權利要求之一的方法，其特征在于，引入酸性含水介質中的成分“活性材料、粘合劑和電子傳導性試劑”的總量為相對于所述組合物的總重量的20至60重量％。

10.根據權利要求1的方法，其特征在于，所述強堿是堿金屬氫氧化物，而所述有機酸選自甘氨酸、天門冬氨酸、溴乙酸、溴苯甲酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乳酸、馬來酸、丙二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、苦味酸、水楊酸、甲酸、乙酸、草酸、蘋果酸、富馬酸和檸檬酸。

11.由根據權利要求1的方法獲得的負電極組合物，其特征在于其包含：

-電極活性材料，其是包含選自Si、Sn、Ge的元素M的顆粒的形式；所述顆粒具有小于1μm的平均尺寸；

-帶有能夠在酸性介質中與羥基反應的反應性基團的聚合物粘合劑；

-提供電子傳導性的試劑；

-pH為1的非緩沖的酸性含水介質，或者緩沖的pH小于或等于4的酸性介質，其是通過添加強堿和有機酸獲得的；

其特征還在于：

-引入酸性含水介質中的成分“活性材料、粘合劑、電子傳導性試劑”的總量為組合物總量的10至80重量％，所述成分在含水介質中的比例如下：

-30至90重量％的活性材料顆粒；

-5至40重量％的粘合劑；

-5至30重量％的電子傳導性試劑，

-有機酸的量使其對應于大于0.5×10^-4摩爾每克元素M的含量，并且保持以下重量比小于或等于20％

12.根據權利要求11的負電極組合物，其特征在于，所述活性材料顆粒的平均尺寸小于200nm。

13.在導電基材上由根據權利要求11或12的負電極組合物形成的負電極。

14.根據權利要求13的電極，其特征在于，所述活性材料顆粒是硅顆粒。

15.電池，其包含至少一個負電極和至少一個正電極，在它們之間設置有固體電解質或浸有液體電解質的隔板，其特征在于，所述負電極是根據權利要求13或14的電極。