[發明專利]涂覆有導電聚合物的金屬氧化物、包含它的用于電化學裝置的電極和金屬氧化物的制備方法

有效

• 申請號: 201880047350.X
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN110915034B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 盧鐘旻;尹錫炫;柳炳國
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/054;H01G11/46;H01G11/48
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 李靜;張云志

本發明涉及一種涂覆有導電聚合物的金屬氧化物，包含：金屬氧化物；和在所述金屬氧化物的表面上形成并且包含導電聚合物的涂層，其中，所述導電聚合物是質子化的單體的聚合物。

技術領域

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年11月20日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2017-0154710的申請日的權益，該申請的全部內容通過引用并入本說明書中。

本發明涉及一種涂覆有導電聚合物的金屬氧化物、包含該金屬氧化物的用于電化學裝置的電極和涂覆有導電聚合物的金屬氧化物的制備方法。

背景技術

隨著全球對能量的需求急劇增加，對具有大能量存儲容量和高輸出的能量存儲設備的需求正在獲得關注。因此，已經以各種方式對具有與電池一樣高的能量密度，同時能夠像現有的電容器那樣瞬間釋放高輸出能量的超級電容器進行了研究。其中，與碳材料類超級電容器相比，已知使用金屬氧化物作為電極材料通過金屬離子的氧化/還原反應來存儲能量的超級電容器具有優異的比電容。同時，在有機電解液類鋰離子電池的情況下，由于沖擊和熱存在爆炸風險，因此，對使用水類電解液的水類鋰離子電池也已經積極地進行了研究。

為了制備具有高輸出、高容量和優異循環穩定性的電極材料，增加用作電極材料的金屬氧化物的導電性有利于在充電和放電過程中使電荷順利轉移。這是因為當導電性高時，促進電解液和電極之間的電荷轉移，從而氧化/還原反應迅速發生而沒有電荷損失。然而，由于金屬氧化物除了特定結構以外不具有高導電性，因此通過將它與碳類導電材料簡單混合來制備電極，但是僅使用該方法，難以實現高容量。因此，通過在電極表面上涂覆具有高導電性的物質來提高金屬氧化物的低導電性，并且通過額外地防止析出電極材料來改善循環穩定性的方法已經獲得關注。

發明內容

技術問題

本發明的一個目的是提供一種涂覆有導電聚合物的金屬氧化物以及包含所述金屬氧化物的用于電化學裝置的電極，當導電聚合物均勻涂覆在金屬氧化物的表面上并且因此包含在電極中時，所述金屬氧化物能夠通過增加電容來提供具有高輸出、高容量和優異循環穩定性的電極。

本發明的另一目的旨在提供一種能夠將導電聚合物涂覆在金屬氧化物的表面上并且防止在金屬氧化物的表面之外進行導電聚合物聚合的涂覆有導電聚合物的金屬氧化物的制備方法。

技術方案

根據本發明的一個實施方案，可以提供一種涂覆有導電聚合物的金屬氧化物，包含：由下面化學式(1)表示的金屬氧化物；和在所述金屬氧化物的表面上形成并且包含導電聚合物的涂層，其中，所述導電聚合物是質子化的單體的聚合物：

Li_xMn_yO_4-zA_z (1)

其中，0.7≤x≤1.3，1.7y2.3，0≤z0.2，

A是化合價為-1或-2的一種或多種離子。

根據本發明的另一實施方案，可以提供一種包含上述涂覆有導電聚合物的金屬氧化物的用于電化學裝置的電極。

根據本發明的又一實施方案，可以提供一種涂覆有導電聚合物的金屬氧化物的制備方法，包括：使單體質子化的質子化步驟；粘附步驟，攪拌質子化的單體和由化學式(1)表示的金屬氧化物以使所述質子化的單體通過靜電吸引粘附到所述金屬氧化物的表面上；和聚合步驟，使所述單體聚合以在所述金屬氧化物的表面上形成包含導電聚合物的涂層。

下文中，將更詳細地描述根據本發明的具體實施方案的涂覆有導電聚合物的金屬氧化物的制備方法。