鋰二次電池復(fù)合電極材料與鋰二次電池的制作方法【專利摘要】一種鋰二次電池復(fù)合電極材料與鋰二次電池，其中的鋰二次電池復(fù)合電極材料至少包括：電極活物粉體以及披覆于電極活物粉體的表面的納米披覆層。其中納米披覆層是由介穩(wěn)態(tài)聚合物、化合物A、化合物B或其組合形成的，所述化合物A為具有反應(yīng)型末端官能基的高分子單體，所述化合物B為雜環(huán)胺基芳香衍生物的起始劑，且納米披覆層對所述鋰二次電池復(fù)合電極材料的重量比例為0.005％～10％?！緦＠f明】鋰二次電池復(fù)合電極材料與鋰二次電池【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種鋰二次電池(lithiumsecondarybattery)技術(shù),且特別是有關(guān)于一種鋰二次電池復(fù)合電極材料與鋰二次電池?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]鋰二次電池因具有高能量密度、高操作電壓、自放電率低及儲存壽命長的優(yōu)點(diǎn)，故成為近年來備受矚目的電池系統(tǒng)，廣泛地用在手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、數(shù)字相機(jī)等可攜式(portable)電子應(yīng)用產(chǎn)品。早期的鋰電池負(fù)極采用鋰金屬，正極為過渡金屬(transitionmetal)氧化物的層間化合物(intercalationcompound)(例如:LixCo02、LixMnO2),而電解質(zhì)則為含鋰離子的非水性(non-aqueous)有機(jī)電解液，經(jīng)過數(shù)次放電后，此種電池在負(fù)極上易產(chǎn)生樹枝狀(dendritic)結(jié)晶物，分開正負(fù)極材料用的隔離膜容易被刺穿而造成短路，電池會加速變熱，引發(fā)電解液與正極材料的分解反應(yīng)，造成起火燃燒及爆炸等危險(xiǎn)。[0003]因此，鋰二次電池的電極表面必須有一層保護(hù)層以避免直接接觸電解液，抑制電極去鋰化(delithiation)與電解液所產(chǎn)生的副反應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)的正極表面的保護(hù)層的種類為金屬(例如Ag)、金屬氧化物(例如Al2O3'ZrO2)、金屬氟化物(例如AlF3'ZrF2)、與一些碳復(fù)合物(例如石墨烯graphene)等。皆是于正極表面披覆(coating)無機(jī)材料,工藝復(fù)雜而且成本高。由此可見，所訴求的鋰二次電池的電極表面的保護(hù)層除了促進(jìn)電化學(xué)性和熱穩(wěn)定性以外，至少需要能提升電池在高溫下的循環(huán)壽命(cyclelife)，而且工藝必須簡化以降低成本?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0004]本發(fā)明提供一種鋰二次電池復(fù)合電極材料與一種鋰二次電池，含有介穩(wěn)態(tài)聚合物所構(gòu)成的復(fù)合電極，能有效提升電池在高溫下的循環(huán)壽命，顯著提高能量密度。[0005]本發(fā)明提出一種鋰二次電池復(fù)合電極材料，包括:電極活物粉體以及披覆于電極活物粉體的表面的納米披覆層。其中納米披覆層是由介穩(wěn)態(tài)聚合物、化合物A、化合物B或其組合形成的，所述化合物A為具有反應(yīng)型末端官能基的高分子單體，所述化合物B為雜環(huán)胺基芳香衍生物的起始劑，且納米披覆層對所述鋰二次電池復(fù)合電極材料的重量比例為0.005%~10%。[0006]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述介穩(wěn)態(tài)聚合物例如是由上述化合物A及上述化合物B反應(yīng)生成，其中所述化合物A與所述化合物B的摩爾比為10:1至1:10。[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述化合物B由式(I)至式(9)其中之一表示:[0008]【權(quán)利要求】1.一種鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，包括:電極活物粉體；以及納米披覆層，披覆于該電極活物粉體的表面，其中該納米披覆層是由介穩(wěn)態(tài)聚合物、化合物A、化合物B或其組合形成的，所述化合物A為具有反應(yīng)型末端官能基的高分子單體，所述化合物B為雜環(huán)胺基芳香衍生物的起始劑，且該納米披覆層對所述鋰二次電池復(fù)合電極材料的重量比例為0.005%~10%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該介穩(wěn)態(tài)聚合物是由所述化合物A及所述化合物B反應(yīng)生成，其中所述化合物A與所述化合物B的摩爾比為10:1至1:10。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，所述化合物B由式⑴至式(9)其中之一表不:4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，所述化合物B是選自由咪唑、咪唑衍生物、吡咯、吡咯衍生物、吡唆、4-叔丁基吡唆、3-丁基吡啶、4-二甲氨基吡啶、2，4，6-三氨基-1，3，5，-三嗪、2，4-二甲基-2-咪唑咻、噠嗪、嘧啶與吡嗪所組成的族群。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，所述化合物A由式(10)至式(13)其中之一或其組合表不:6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該電極活物粉體包括正極材料。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該納米披覆層的厚度為Inm~30nm之間。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該正極材料是選自由釩、鈦、鉻、銅、鑰、鈮、鐵、鎳、鈷及錳的鋰化氧化物、鋰化硫化物、鋰化硒化物、鋰化碲化物及其混合物所組成的族群。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該正極材料包括LiMn2O4'LiNixCoyO2'LiCoO2'LiFePO4'LiNixCoyMnzO2或LiNixMny02。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該電極活物粉體包括負(fù)極材料。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該納米披覆層的厚度為Inm~30nm之間。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該負(fù)極材料是選自由介穩(wěn)相球狀碳、氣相成長碳纖維、納米碳管、焦炭、碳黑、天然石墨、人造石墨、乙炔黑、碳纖維、玻璃質(zhì)碳、鋰合金及其混合物所組成的族群。13.—種鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，包括:電極板，由電極活物粉體所構(gòu)成；以及第一納米披覆層，披覆于該電極板的表面，其中該第一納米披覆層是由第一介穩(wěn)態(tài)聚合物、化合物A、化合物B或其組合形成的，所述化合物A為具有反應(yīng)型末端官能基的高分子單體，所述化合物B為雜環(huán)胺基芳香衍生物的起始劑，且該第一納米披覆層對所述鋰二次電池復(fù)合電極材料的重量比例為0.005%~10%。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，更包括第二納米披覆層，位于該電極活物粉體的表面，該第二納米披覆層是由第二介穩(wěn)態(tài)聚合物、所述化合物A、所述化合物B或其組合形成的，且該第二納米披覆層對所述鋰二次電池復(fù)合電極材料的重量比例為0.005%~10%。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該第一介穩(wěn)態(tài)聚合物與該第二介穩(wěn)態(tài)聚合物是各自獨(dú)立由所述化合物A及所述化合物B反應(yīng)生成，其中所述化合物A與所述化合物B的摩爾比為10:1至1:10。16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，所述化合物B由式(I)至式(9)其中之一表示:17.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，所述化合物B是選自由咪唑、咪唑衍生物、吡咯、吡咯衍生物、吡啶、4-叔丁基吡啶、3-丁基吡啶、4-二甲氨基吡啶、2，4，6-三氨基-1，3，5，-三嗪、2，4-二甲基-2-咪唑咻、噠嗪、嘧啶與吡嗪所組成的族群。18.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，所述化合物A由式(10)至式(13)其中之一或其組合表示:19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該電極活物粉體包括正極材料。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該納米披覆層的厚度為Inm~30nm之間。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該正極材料是選自由釩、鈦、鉻、銅、鑰、鈮、鐵、鎳、鈷及錳的鋰化氧化物、鋰化硫化物、鋰化硒化物、鋰化碲化物及其混合物所組成的族群。22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該正極材料包括LiMn2O4'LiNixCoyO2'LiCoO2'LiFePO4'LiNixCoyMnzO2或LiNixMnyO2023.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該電極活物粉體包括負(fù)極材料。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該納米披覆層的厚度為Inm~30nm之間。25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料，其特征在于，該負(fù)極材料是選自由介穩(wěn)相球狀碳、氣相成長碳纖維、納米碳管、焦炭、碳黑、天然石墨、人造石墨、乙炔黑、碳纖維、玻璃質(zhì)碳、鋰合金及其混合物所組成的族群。26.—種鋰二次電池，其特征在于，至少包括:至少一電極材料，所述電極材料權(quán)利要求1~25中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池復(fù)合電極材料；非水性電解液，與所述電極材料接觸，其中該非水性電解液包括非水性溶劑與鋰鹽；以及隔離膜，位于該非水性電解液中?！疚臋n編號】H01M4/13GK103904295SQ201210585343【公開日】2014年7月2日申請日期:2012年12月28日優(yōu)先權(quán)日:2012年12月25日【發(fā)明者】蔡麗端,林月微,方家振,吳偉新,謝登存申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院