[發明專利]用于電池的材料，電池和制備用于電池的材料的方法

有效

• 申請號: 201610878547.0
• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN106887592B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 虞有為;李英順
• 申請（專利權）人: 香港城市大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/052;H01M10/054;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

一種用于電池的材料，包括活性材料和涂層材料，所述活性材料在電池的充電和/或放電過程中進行化學反應；所述涂層材料涂覆于所述活性材料上；其中，所述涂層材料用以防止所述活性材料在電池的充電和/或放電過程中分裂。

技術領域

本發明涉及一種用于電池的材料，雖然不特定地，涉及應用于電池中具有彈性的聚合物涂層在其上的負極材料。

背景技術

電池可以用于例如手表、手機、電動工具以及甚至車輛的各種便攜式或無線裝置或設備，用于提供能量以推動這些裝置或設備。根據用于建造電池的類型和材料的量，這些材料可以具有不同的容量以供不同的應用。

通常，電池可以由負極電極和正極電極組成。當電極材料發生化學反應時，可以產生用于驅動外部的裝置中的電氣/電子組件的電流。在可充電電池中，電極材料能夠通過可逆化學反應的形式重復地儲藏和釋放存儲的能量，而且，電極可以被設計為在可充電電池的生命周期中可重復地充電和放電。當電極材料不再能夠被充電和/或放電時，電池的壽命結束。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種用于電池的材料，包括：活性材料，該活性材料在電池的充電和/或放電過程中進行化學反應；和涂層材料，該涂層材料涂覆于所述活性材料上；其中，所述涂層材料用以防止所述活性材料在電池的充電和/或放電過程中分裂。

在所述第一方面的實施方式中，所述涂層材料用以防止所述活性材料在電池的充電和/或放電過程中由于體積變化而分裂。

在所述第一方面的實施方式中，所述體積變化包括所述活性材料的體積膨脹和/或收縮。

在所述第一方面的實施方式中，所述膨脹是由堿金屬嵌入至所述活性材料中導致的，以及所述收縮是由所述堿金屬從所述活性材料中取出而導致的。

在所述第一方面的實施方式中，所述堿金屬包括鋰和/或鈉。

在所述第一方面的實施方式中，所述涂層材料涂覆于多個所述活性材料的表面。

在所述第一方面的實施方式中，所述活性材料包括粒子群(cluster)。

在所述第一方面的實施方式中，所述涂層材料進一步在電池的充電和/或放電過程中，保持多個活性材料之間的連接。

在所述第一方面的實施方式中，所述涂層材料為有彈性的。

在所述第一方面的實施方式中，所述涂層材料由聚合物組成。

在所述第一方面的實施方式中，所述聚合物包括聚酰亞胺、聚酰胺和聚酰亞胺-酰胺中的至少一種。

在所述第一方面的實施方式中，所述活性材料包括元素、金屬氧化物和金屬硫化物中的至少一種。

在所述第一方面的實施方式中，所述元素包括Sn、Si、Ge、Al、Pb、P、Sb、Ga、Bi、In和Zn中的至少一種。

在所述第一方面的實施方式中，所述金屬氧化物包括SnO、SnO₂、Sb₂O₃、MnO、Co₃O₄、Fe₂O₃、NiO和ZnO中的至少一種。

在所述第一方面的實施方式中，所述金屬硫化物包括SnS、SnS₂、Sb₂S₃、CoS、FeS和NiS中的至少一種。

在所述第一方面的實施方式中，所述活性材料和所述涂層材料的組合由2-60重量％的涂層材料組成。

在所述第一方面的實施方式中，所述活性材料為電池中的負極材料。

根據本發明的第二方面，提供了一種含有根據所述第一方面的材料的電池。