[發明專利]用于金屬離子電池的電極

有效

• 申請號: 201780040918.0
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN109417163B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 畠沢剛信;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: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M4/36;H01M4/48;H01M10/05;H01M10/052;H01M4/38;H01M4/134;H01M4/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李博;柳春琦

1.一種用于金屬離子電池的電極，所述電極包括與集流體電接觸的活性層，其中所述活性層包含：

(i)多個多孔粒子，所述多孔粒子包含其中分散含電活性材料的初級粒子的碳基體，其中所述電活性材料選自硅、其中0x≤1.5的式SiO_x的硅氧化物、鍺、錫、鋁及其混合物，其中所述多孔粒子包含不大于80重量％的所述電活性材料，其中所述多孔粒子具有在0.5至20μm的范圍內的D₅₀粒徑，不大于40μm的D₉₀粒徑，以及小于30％的粒內孔隙率；和

(ii)多個碳粒子，所述碳粒子選自石墨、軟碳和硬碳中的一種或多種并且具有在1至100μm的范圍內的D₅₀粒徑，

其中所述活性層包含至少50重量％的所述碳粒子(ii)，其中所述碳粒子(ii)的D₅₀粒徑與所述多孔粒子(i)的D₅₀粒徑的比率在1.5至30的范圍內，并且其中所述活性層在干燥、不帶電狀態下具有在0.6至1.8g/cm³的范圍內的密度。

2.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)包含至少60重量％的所述電活性材料。

3.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)包含至少40重量％的所述電活性材料。

4.根據任一項前述權利要求所述的電極，其中所述多孔粒子(i)包含至少0.01重量％的鋁和/或鍺。

5.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)包含少量的一種或多種額外元素，所述額外元素選自：銻、銅、鎂、鋅、錳、鉻、鈷、鉬、鎳、鈹、鋯、鐵、鈉、鍶、磷、錫、釕、金、銀及其氧化物。

6.根據權利要求5所述的電極，其中所述多孔粒子(i)包含少量的鎳、銀或銅中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)的D₅₀粒徑是至少0.8μm。

8.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)的D₅₀粒徑不大于15μm。

9.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)具有5以下的粒度分布跨度。

10.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)的平均長寬比小于3:1。

11.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)是具有至少0.70的平均球度S_av的類球形粒子。

12.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)的粒內孔隙率在5％至25％的范圍內。

13.根據權利要求12所述的電極，其中所述多孔粒子(i)的粒內孔隙率在5％至20％的范圍內。

14.根據權利要求13所述的電極，其中所述多孔粒子(i)具有至少5％的粒內孔隙率。

15.根據權利要求1所述的電極，其中所述多孔粒子(i)具有不大于29％的粒內孔隙率。

16.根據權利要求1所述的電極，其中，通過壓汞法測定，所述多孔粒子(i)的孔徑分布在小于500nm的孔尺寸具有至少一個峰。

17.根據權利要求1所述的電極，其中，通過壓汞法測定，所述多孔粒子(i)的孔徑分布在大于3nm的孔尺寸具有至少一個峰。