[發明專利]結構化粒子

在審

• 申請號: 201480052678.2
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN105765769A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·邁克爾·弗蘭德
• 申請（專利權）人: 奈克松有限公司
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 牛海軍

1.一種用于用作金屬離子電池組的活性組分的包含穿通粒子的粉末，所述穿通粒子每個包含粒子主體和至少一個延伸通過所述粒子主體的通道，其中所述穿通粒子具有至少3∶1的平均長徑比、不大于3μm的平均厚度，并且所述通道具有至少30nm的平均寬度。

2.根據權利要求1的粉末，其中所述通道在所述穿通粒子的相反表面之間延伸。

3.根據權利要求1或權利要求2的粉末，其中所述穿通粒子具有不大于500nm、任選不大于300nm的平均厚度。

4.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子具有至少50nm的平均厚度。

5.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述通道具有至少100nm、任選至少250nm、任選至少500nm的平均寬度。

6.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子由這樣的材料形成，所述材料在作為金屬離子電池組的陽極的活性組分的用途中在所述金屬離子電池組的金屬離子向所述材料的完全插入時經歷至少10％的體積膨脹。

7.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子包含硅和/或錫。

8.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子具有薄片狀形式。

9.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子具有小于40μm的平均最大尺寸。

10.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子具有小于1μm的平均最小尺寸。

11.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述通道占所述穿通粒子的體積的不大于50％，任選不大于25％。

12.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子的BET值小于100m²/g，任選小于30m²/g，任選小于15m²/g。

13.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子的BET值為至少0.1m²/g，任選至少1m²/g。

14.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述通道分開至少1微米。

15.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述粒子是基本上彼此離散的。

16.根據任一在前權利要求的粉末，其中所述穿通粒子是通過將原材料粉末的粒子穿通而制備的，其中所述原材料粉末的總體積的至少50％是由通過激光衍射方法所測得的粒子大小小于50微米的原材料粒子組成的，在所述激光衍射方法中，假定被測的粒子是球形的，并且在所述激光衍射方法中，粒子大小表示為球形等價體積直徑。

17.一種組合物，所述組合物包含根據任一在前權利要求的粉末和至少一種另外的組分。

18.根據權利要求17的組合物，其中所述至少一種另外的組分包含至少一種另外的活性組分，任選活性炭，任選石墨。

19.根據權利要求17或18的組合物，其中所述至少一種另外的組分包含至少一種導電的非活性組分，任選導電的非活性碳。

20.根據權利要求17至19中任一項的組合物，其中所述至少一種另外的組分包含粘合劑。

21.一種漿料，所述漿料包含溶劑和根據權利要求1-16中任一項所述的粉末或根據權利要求17-20中任一項所述的組合物。

22.一種電極，所述電極包含根據權利要求17-20中任一項所述的組合物。

23.根據權利要求22的電極，其中所述穿通粒子是硅粒子且其中所述電極具有至少700mAh/cc的充電狀態下的體積容量。

24.一種金屬離子電池組，所述金屬離子電池組包含陽極、陰極和在所述陽極與陰極之間的電解質，其中所述陽極包含根據權利要求1至16中任一項所述的粉末或根據權利要求17至21中任一項所述的組合物。

25.根據權利要求24的金屬離子電池組，其中所述金屬離子電池組是鋰離子電池組。