[發明專利]用于鋰電池陰極的涂覆顆粒

有效

• 申請號: 201380000999.3
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103534843B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: M·辛;哈尼·埃陶尼;拉塞爾·普拉特;斯科特·穆林;曉-亮·王
• 申請（專利權）人: 西奧公司
• 主分類號: H01M4/137
• 分類號: H01M4/137;H01M4/525;H01M10/052
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 白云,王漪

1.一種用于正電極的材料，包含：

包含正電極活性材料的顆粒；

涂覆該顆粒的聚合物層；

其中該聚合物層包含離子導電的第一聚合物和電子導電的第二聚合物。

2.根據權利要求1所述的材料，其中所述正電極活性材料選自分層的Li₂MO₃-LiMO₂(M=Mn、Co或Ni)、具有濃度梯度的LiMO₂(M=Mn、Co或Ni)、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂及尖晶石-LiNi_0.5Mn_1.5O₄、LiNiPO₄、LiMn_xFe_1-xPO₄、LiCoPO₄、尖晶石-LiMn₂O₄、LiNi_xCo_yMn_zO₂(x+y+z=1)、LiCoO₂、LiNiO₂以及LiMnO₂。

3.根據權利要求1所述的材料，其中該材料進一步包含一個或多個位于正電極顆粒與聚合物層之間的間插層。

4.根據權利要求3所述的材料，其中所述間插層包含選自石墨、碳納米管、無定形碳、鋰單離子導體、LiPON、LiSICON、LiCoO₂、磷酸鐵鋰、鋁、銅、二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、氟化鋁和磷酸鋰的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的材料，其中所述聚合物層進一步包含鋰鹽和/或摻雜劑。

6.根據權利要求1所述的材料，其中所述第一聚合物包含選自多磷酸鹽、高電壓穩定的聚合物、離子導電的高電壓穩定的聚合物、聚丙烯腈（PAN）、多磷酸酯和PAN衍生物的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的材料，其中所述第二聚合物包含選自聚噻吩（PT）、PT衍生物、聚(3-己基噻吩)（P3HT）、聚芴和多磷酸鹽/酯的一種或多種。

8.根據權利要求1所述的材料，其中所述聚合物層包含嵌段共聚物。

9.根據權利要求8所述的材料，其中所述聚合物層包含二嵌段或三嵌段共聚物，該嵌段共聚物的第一嵌段為第一聚合物且包含選自聚丙烯腈（PAN）、多磷酸鹽/酯和PAN衍生物的一種或多種。

10.根據權利要求9所述的材料，其中所述聚合物層包含二嵌段或三嵌段共聚物，該嵌段共聚物的第二嵌段為第二聚合物且為選自聚噻吩（PT）、PT衍生物、聚(3-己基噻吩)（P3HT）、聚芴和多磷酸鹽/酯的一種或多種。

11.根據權利要求10所述的材料，其中所述聚合物層包含三嵌段共聚物，該三嵌段共聚物的第三嵌段選自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基環己烷、聚酰亞胺、聚酰胺、聚丙烯、聚烯烴、聚(叔丁基乙烯醚)、聚(甲基丙烯酸環己酯)、聚(環己基乙烯醚)、聚(叔丁基乙烯醚)、聚乙烯、碳氟化合物、聚偏二氟乙烯以及含有苯乙烯、甲基丙烯酸酯和/或乙烯基吡啶的共聚物。

12.根據權利要求1所述的材料，其中所述聚合物層對與Li+/Li相比超過+3.8伏特的電壓穩定。

13.根據權利要求1所述的材料，其中所述聚合物層在與Li+/Li相比超過+3.8伏特的電壓下反應形成穩定的分解產物。

14.根據權利要求1所述的材料，其中所述聚合物層涂覆所述顆粒的至少95%。

15.一種將聚合物涂層應用于顆粒的方法，包括：

提供包含正電極活性材料的顆粒；和

引發第一聚合物和第二聚合物從顆粒表面上的活性位點的生長，該第一聚合物是離子導電的且該第二聚合物是電子導電的。

16.根據權利要求15所述的方法，其中所述正電極顆粒進一步包含其組成不同于所述顆粒的組成的表面層。