CN101454927A - 电极组合物、其制备方法、以及包括电极组合物的锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于锂离子电池的电极组合物包含粘结剂、电化学活性粒子、金属导电性稀释粒子、以及非金属导电性稀释粒子。所述电化学活性粒子和所述金属导电性稀释粒子不共享共同的相界，并且以小于或者等于3的摩尔比存在。还公开了制备所述电极组合物的方法和使用所述电极组合物的锂离子电池。

Description

电极组合物、其制备方法、以及包括电极组合物的锂离子电池
背景技术
锂离子电池一般具有负极(阳极)、反电极(阴极)、以及将阳极和阴极分开的电解质。
用于锂离子电池的基于电化学活性主族金属(如Sn、Si、Al、Bi、Ge或Pb)的阳极目前在全世界引起相当大的兴趣。基于金属和合金的阳极提供超过传统石墨电极的优点，例如能量密度增加。
一般来讲，基于电化学活性金属的阳极表现出当金属及其合金存储锂时它们经历的大体积改变。当电极经历充电和放电时，活性金属或含有活性金属的合金的体积可以改变200％之多。在该领域的大量活动集中于包含例如锡和硅的非晶体或者非晶态合金的合成。制造这样的合金的合成方法通常涉及复杂和/或冗长的工艺。
对于在锂离子电池中的使用，负极通常在例如铜箔的集电器上加工。在制备负极时，活性材料通常与高比表面积炭和作为粘结剂以保持混合物在一起的有机聚合材料相结合。负电极通常通过在集电器上涂覆活性材料、炭和来自溶剂的粘结剂，然后干燥涂层以移除溶剂来形成。
发明内容
在一个方面，本发明提供用于锂离子电池的电极组合物，该电极组合物包含：
包含聚酰亚胺和使以下物质分散于其中的粘结剂：
电化学活性粒子；
非电化学活性的金属导电性稀释粒子，其中，电化学活性粒子和导电性稀释粒子不共享共同的相界；以及
非金属导电性稀释粒子，
其中，电化学活性粒子和金属导电性稀释粒子以大于0且小于或者等于3的范围的摩尔比存在。
根据本发明的电极组合物在例如锂离子电池的制造中是有用的。从而，在另一方面，本发明提供锂离子电池，该锂离子电池包括：
阳极，包括根据权利要求1所述的电极组合物；
阴极；和
将阳极和阴极分开的电解质。
在另一方面，本发明提供制备电极组合物的方法，该方法包括：
a)提供组分，该组分包含：
电化学活性粒子；
非电化学活性的金属导电性稀释粒子，其中电化学活性粒子和导电性稀释粒子不共享共同的相界；以及
非金属导电性稀释粒子；
其中电化学活性粒子和金属导电性稀释粒子以大于0且小于或者等于3的范围的摩尔比存在；和
b)将上述组分分散于包含聚酰亚胺的粘结剂中。
在一些实施例中，电化学活性粒子包含硅。在一些实施例中，电化学活性粒子基本上由硅组成。在一些实施例中，电化学活性粒子具有0.5至1.5微米的范围的平均粒度。在一些实施例中，金属导电性稀释粒子具有0.5至1.5微米的范围的平均粒度。在一些实施例中，金属导电性稀释粒子选自由下列组成的组：硅化钨粒子、硅化钛粒子、硅化钼粒子、铜粒子、以及它们的组合。在一些实施例中，非金属导电性粒子包含高比表面积炭。在一些实施例中，电化学活性粒子和金属导电性稀释粒子以0.5至1.5的摩尔比存在。在一些实施例中，聚酰亚胺包含芳族聚酰亚胺。
根据本发明的电极组合物通常制造起来容易而且相对成本低，作为锂离子电池的阳极通常运行良好。
如本文所用：
术语“阳极”是指放电过程期间发生电化学氧化的电极(即，放电期间，阳极进行脱锂，并且在充电期间，锂原子添加到该电极上)。
术语“阴极”是指放电过程期间发生电化学还原的电极(即，放电期间，阴极进行锂化，并且在充电期间，锂原子从该电极上去除)。
术语“充电”是指为电化学电池提供电能的工艺。
术语“导电性”是指在20℃下具有小于1微欧姆-厘米(μΩ-cm)的体积电阻率。
术语“放电”是指从电化学电池中去除电能的过程(即放电是使用电化学电池作有用功的过程)。
使用术语“电活性”的金属或金属合金是指可将锂掺入到它们的原子晶格结构中的金属或金属合金。
术语“锂化”是指将锂插入到电化学电池的活性电极材料中的工艺。锂化工艺期间，电极进行电化学还原；术语“脱锂”是指从电化学电池的活性电极材料中去除锂的工艺。脱锂工艺期间，电极进行电化学氧化。
术语“金属的”是指具有包含至少一种类型的金属原子或离子的组合物。
在术语“金属的”涵义内元素硅被认为是金属。
术语“非导电性”是指在20℃下具有大于或者等于1微欧姆-厘米的体积电阻率。
术语“非金属的”是指具有不包含至少一种类型的金属原子或离子的组合物。
附图说明
图1为根据本发明的示例性锂离子电池的分解透视图；
图2为示出实例1的电极组合物的比容量的坐标图；
图3为示出实例1的电极组合物的容量保持率的坐标图；
图4为示出实例2的电极组合物的比容量的坐标图；
图5为示出实例3的电极组合物的比容量的坐标图；
图6为示出实例4的电极组合物的比容量的坐标图；以及
图7为示出实例5的电极组合物的比容量的坐标图。
具体实施方式
例如可用作锂离子电池中阳极的根据本发明的电极组合物包含粘结剂，该粘结剂使电化学活性粒子、金属导电性稀释粒子以及非金属导电性粒子分散于其中。
电化学活性粒子包括能够将锂原子渗入到电化学活性金属或者金属合金的原子晶格结构内的电化学活性金属或金属合金。电化学活性金属的实例包括：硅、锡、锑、镁、锌、镉、铟、铝、铋、锗、铅、其合金、以及上述的组合。电化学活性金属合金的实例包括：包含硅、锡、过渡金属和可选的碳的合金；包含硅、过渡金属和铝的合金；包含硅、铜和银的合金；以及包含锡、硅或铝、钇和镧系元素或锕系元素或它们的组合的合金。在一些尤其有用的实施例中，电化学活性粒子可以包含硅(例如硅粉末)或甚至基本上由硅(例如硅粉末)组成。
通常，电化学活性粒子具有0.5至50微米范围内的平均粒度；例如在0.5至20微米范围内或者在0.5至5微米范围内、或者甚至在0.5至1.5微米范围内。然而，也可以使用该范围外的平均粒度。
在一些实施例中，电化学活性粒子具有大于0.15、0.2、或者甚至大于0.5微米的平均晶畴尺寸(average crystalline domain size)。在一些有用的实施例中，平均晶畴尺寸在0.15至0.2微米范围内。
在一些的实施例中，电化学活性粒子为各向同性的和/或均匀的，但对此没有要求。
在没有溶剂的情况下，按电极组合物的总重量计，根据本发明的电极组合物通常包含至少10重量％的电化学活性粒子，但也可以使用更少的量。例如，在硅粒子的情况下，硅粒子的量通常在10重量％至30重量％的范围内，相应较高的重量百分比通常用于较高密度的电化学活性粒子。
金属导电性稀释粒子不是电化学活性的。示例性的金属导电性稀释粒子包括包含铁、镍、钛、碳化钛、碳化锆、碳化铪、氮化钛、氮化锆、氮化铪、硼化钛、硼化锆、硼化铪、碳化铬、碳化钼、碳化钨、硼化铬、硼化钼、硼化钨、硅化钨粒子、硅化钛粒子、硅化钼粒子、铜粒子或硅化钒、以及它们的组合中的至少一种的粒子。
一般来讲，金属导电性稀释粒子具有0.5至20微米范围内的平均粒度，例如在0.5至10微米范围内或者在0.5至1.5微米范围内，但也可以使用该范围外的平均粒度。电化学活性粒子和导电性稀释粒子是离散的粒子，并且不形成共享共同相界的整体粒子。
电化学活性粒子和金属导电性稀释粒子通常以大于0至小于或者等于3范围的摩尔比存在；也就是说，电化学活性粒子的摩尔数除以金属导电性稀释粒子的摩尔数在大于0并小于或者等于3的范围内。
例如，电化学活性粒子和金属导电性稀释粒子的摩尔比可以在0.5至1.5的范围内，通常在0.5至1.0的范围内，并且更通常在1.0至1.5的范围内。
电极组合物可以可选地包含促进硅粒子或者导电性稀释剂附着到聚合物粘结剂的附着促进剂。附着促进剂与聚酰亚胺粘结剂的组合可帮助粘结剂更好地适应重复锂化/脱锂循环中可发生在粉末材料中的体积变化。
如果使用的话，可选的附着促进剂可以加入到导电性稀释剂，和/或可以形成粘结剂的部分(例如以官能团的形式)，和/或可以以施加到硅粒子表面的涂层的形式。附着促进剂的实例在美国公开专利申请2004/0058240 A1(Christensen)中有所描述。
非金属(即不包含金属原子)导电性稀释粒子通常具有0.05至0.1微米范围的平均粒度，但也可以使用该范围外的粒度。非金属(即不包含金属原子)导电性稀释粒子的量通常为电极组合物的2重量％至40重量％范围内，但也可以使用其他量。示例性的非金属导电性稀释剂例如包括炭黑(例如以“SUPER P”和“SUPER S”从比利时布鲁塞尔的特密高公司(Timcal，Brussels，Belgium)得到的、以“SHAWANIGAN BLACK”从德克萨斯州休斯顿的雪佛龙化学公司(Chevron Chemical Co.，Houston，Texas)得到的那些)、乙炔黑、炉黑、灯黑、石墨、碳纤维以及它们的组合。
粘结剂包含聚酰亚胺。电化学活性粒子和导电性稀释粒子、可选的附着促进剂、以及可选的非金属导电性稀释粒子通常分散于包含聚酰亚胺的粘结剂中。
通常，聚酰亚胺可以通过粘结剂前体(例如芳族二酐)和在非质子极性溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中的二胺之间的缩合反应制备。该反应导致芳族聚酰胺酸的形成，而后续的化学或热环化导致聚酰亚胺。多种其他适合的聚酰亚胺在提交于2005年9月1日的共同转让的共同未决的美国专利申请11/218,448、题目为“Polyimide ElectrodeBinders(聚酰亚胺电极粘结剂)”(Krause等人)中有所描述，它包含具有下面化学式的重复单元的一类脂族或脂环族聚酰亚胺粘结剂：
其中：
R1为脂族或脂环族以及
R2为芳族、脂族或脂环族。
在化学式I中的R1和R2部分可以进一步由不干扰聚酰亚胺粘结剂在锂离子电池中使用的基团取代。例如，当取代基出现在R1上时，取代基通常为供电子基团而非吸电子基团。也可以用于本发明的聚酰亚胺在以下出版物中有所描述：D.F.Loncrini和J.M.Witzel，Polyaryleneimides of meso-and d，1-1，2，3，4-Butanetetracarboxylic AcidDianhydrides，Journal of Polymer Science，Part A-1，Vol.7，2185-2193(1969)(高分子科学，部分A-1，第7卷，第2185-2193页，1969年，“内消旋和外消旋1，2，3，4-丁烷四甲酸二酐的聚芳撑酰亚胺”)；Jong-Young Jeon和Tae-Moon Tak，Synthesis of Aliphatic-AromaticPolyimides by Two-Step Polymerization of Aliphatic Dianhydride andAromatic Diamine，Journal of Applied Polymer Science，Vol.60，1921-1926(1995)(应用聚合物科学杂志，第60卷，第1921-1926页，1995年，“通过脂族二酐和芳族二胺的两步聚合合成脂族-芳族聚酰亚胺”)；Hiroshi Seino等人，Synthesis of Aliphatic Polyimides ContainingAdamantyl Units，Journal of Polymer Science：Part A：PolymerChemistry，Vol.37，3584-3590(1999)(高分子科学：高分子化学，第37卷，第3584-3590页，1999年，“包含金刚烷基单元的脂族聚酰亚胺的合成”)；Hiroshi Seino等人，High Performance Polymers，Vol.11，255-262(1999)(“高性能聚合物”，第11卷，第255-262页，1999年)；T.Matsumoto，High Performance Polymers，Vol.13(2001)(“高性能聚合物”，第13卷，2001年)；E.Schab-Balcerzak等人，Synthesis and characterization of organosoluble aliphatic-aromaticcopolyimides based on cycloaliphatic dianhydride，European PolymerJournal，Vol.38，423-430(2002)(欧洲聚合物杂志，第38卷，第423-430页，2002年，“基于脂环族二酐的有机溶解性脂族-芳族共聚酰亚胺的合成和表征”)；Amy E.Eichstadt等人，Structure-PropertyRelationships for a Series of Amorphous Partially Aliphatic Polyimides，Journal of Polymer Science：Part B：Polymer Physics Vol.40，1503-1512(2002)(高分子科学期刊：高分子物理)，第40卷，第1503-1512页，2002年，“一系列局部非晶态脂族聚酰亚胺的结构-特性关系”)；以及Xingzhong Fang等人，Synthesis and properties of polyimides derivedfrom cis-and trans-1，2，3，4-cyclohexanetetracarboxylic dianhydrides，Polymer，Vol.45，2539-2549(2004)(聚合物，第45卷，第2539-2549页，2004年，“衍生自顺式和反式1，2，3，4-环己四羧二酐的聚酰亚胺的合成和特性”)。聚酰亚胺在进行评价时能够进行电化学电荷输送，例如L.J.Krause等人在“Electronic Conduction in Polyimides”(“聚酸亚胺中的电子传导”)，J.E.Electrochem.Soc.，Vol.136，No.5，May1989(第136卷，第5期，1989年5月)中所描述的。一种可用的聚酰亚胺可以从聚酰亚胺前体得到，该聚酰亚胺前体以“PYRALIN PI2555”从加利福尼亚州圣塔克拉拉的HD微系统公司(HDMicrosystems，Santa Clara，California)”市售得到，并且将该聚酰亚胺前体通过分阶段地加热至300℃并在该温度下保持60分钟而活化(即，以形成聚酰亚胺)。
例如，电极组合物可通过在高剪切力和高冲击下研磨电化学活性材料、硅、金属和碳源(例如石墨)适合的一段时间来制备。研磨可以例如使用行星式磨机实现。电极组合物可通过任何适合的方法形成电极，所述方法例如包括形成在溶剂中的电化学活性粒子、金属非电化学活性导电性粒子、以及非金属导电性粒子以及聚酰亚胺粘结剂前体(例如可以以商品名“PYRALIN PI2555”得到)的分散体，浇铸该分散体，移除溶剂，以及加热聚酰亚胺前体以形成聚酰亚胺。
一个示例性的电极组合物具有约0.3g的硅、0.88g的二硅化钛、0.17g的聚酰亚胺、以及0.25g的高比表面积的炭。
电极组合物可以形成电极(例如通过压制)或者更通常地通过从液体载体沉积到集电器(例如箔、带、或片)上以形成电极。用于集电器的合适材料的实例包含诸如铜、铬、镍、以及它们的组合的金属。通常，加入少量的分散溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮(NMP))以制成浆液。然后，浆液通常在高速磨机中混合，随后涂覆到集电器上，然后在约75℃下干燥约1小时，随后在较高的温度下处理，例如在200℃处理约另外1小时。在较高的温度下处理的目的是当使用前体时从粘结剂前体(例如聚酰亚胺)形成粘结剂，并且促使粘结剂附着到集电器上。
电极可用作例如电池中的阳极或阴极。该电极组合物特别适合用于锂离子电池的阳极。
根据本发明的电极组合物通常用作锂离子电池的阳极。为制备锂离子电池，阳极通常在壳体中与电解质和阴极结合；例如如在美国专利申请No.2006/0041644(Obrovac)中所描述的。根据本发明的电极组合物可用作锂离子电池的阳极。
任何包含锂的材料或合金可用作根据本发明的电池中的阴极材料。用于包含液体电解质的电池的合适阴极组合物的实例包括LiCoO2、LiCo0.2Ni0.8O2、和Li1.07Mn1.93O4。用于包含固体电解质的电池的合适阴极组合物的实例包括LiV3O8、LiV2O5、LiV3O13、和LiMnO2。可用于根据本发明的阴极组合物的其他实例可见于美国公布专利申请2003/0027048A1(Lu等人)；2005/0170249A1(Lu等人)；2004/0121234A1(Lu)；2003/0108793A1(Dahn等人)；2005/0112054A1(Eberman等人)；2004/0179993A1(Dahn等人)；以及美国专利6,680,145B1(Obrovac等人)和5,900,385A1(Dahn等人)中。
电解质可以是液体或固体。可用电解质通常包含一种或多种锂盐以及固体、液体或凝胶形式的带电介质。示例性的锂盐在电池电极可在其内工作的电化学窗口和温度范围(例如从约-30℃至约70℃)内是稳定的，可溶解于选择的带电介质中，并且在所选的锂离子电池中运行良好。示例性锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiClO4、双草酸硼酸锂、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiAsF6、LiC(CF3SO2)3、它们的组合、以及本领域内的技术人员熟悉的其他锂盐。
示例性带电介质在电池电极可在其内操作的电化学窗口和温度范围内稳定而无凝固或沸腾，能够溶解足够量的锂盐，以使得适量电荷由正极传送至负极，并且在所选的锂离子电池中运行良好。
可用的固体带电介质包括聚合物介质，例如聚环氧乙烷。
示例性的液体带电介质包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯、氟化碳酸乙烯酯、氟化碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯、二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚(即二(2-甲氧基乙基)醚)、四氢呋喃、二氧戊环和它们的组合，以及本领域的技术人员熟悉的其他介质。示例性带电介质凝胶包括描述于美国专利6,387,570(Nakamura等人)和6,780,544(Noh)中的那些。
带电介质增溶能力可通过加入适合的助溶剂来改善。示例助溶剂包括与包含所选电解质的Li离子电池相容的芳族材料。代表性的助溶剂包括甲苯、环丁砜、二甲氧基乙烷和它们的组合，以及本领域内的技术人员熟悉的其他助溶剂。
电解质可包括本领域内的技术人员熟悉的其他添加剂。例如，电解质可包含氧化还原化学对，例如在美国专利No.5,709,968(Shimizu)、5,763,119(Adachi)、5,536,599(Alamgir等人)、5,858,573(Abraham等人)、5,882,812(Visco等人)、6,004,698(Richardson等人)、6,045,952(Kerr等人)、和6,387,571B1(Lain等人)；在于2005年3月31日提交的美国专利申请系列11/094,927、题目为“Redox Shuttle forRechargeable Lithium-ionCell(可充电锂离子电池的氧化还原对)”和PCT公开专利申请No.WO01/29920A1(Richardson等人920)中所描述的那些。
电池可以是具有卷起来的阳极和阴极薄膜的罐形式、硬币电池形式或其他构造。通常，电极的测试在硬币型测试电池中进行。通常，隔离薄膜例如微孔材料(例如以商品名“CELGARD 2500”从德克萨斯州达拉斯的塞拉尼斯公司(Celanese Corp.，Dallas，Texas)得到的那些)，或任何其他多孔聚合物薄膜可用于使阳极薄膜与阴极薄膜分开，防止短路。
示例性的硬币型测试电池可在2325硬币电池硬件电路中制成，如由A.M.Wilson和J.R.Dahn在J.Electrochem.Soc.(电化学学会杂志)，142卷，第326-332页(1995年)中所描述的。示例性的2325硬币电池10的分解透视示意图在图1中示出。不锈钢帽24和氧化耐碱壳体26包含在电池中，并且分别作为负端子和正端子。例如如上所述，电极组合物12(即阴极)涂覆在箔集电器16上。同样地，如上所述，根据本发明的正极14(即阳极)涂覆到箔集电器18上。定位使用电解质弄湿的隔板20以阻止阳极和阴极之间的直接接触。垫圈27提供密封并分隔两端。硬币电池通常以大致“平衡的”构造通过卷曲来装配，大致“平衡的”构造也就是说负极容量等于正电极容量。
通过以下非限制性实施例进一步说明了本发明的目的和优点，但是不应用这些实施例中叙述的特定材料及其用量、以及其他条件和细节对本发明进行不当限定。
实例
除非另外指明，在实例和说明书的其余部分中的所有份数、百分数、比率等按重量计，并且实例使用的所有试剂可从一般的化学供应商(例如密苏里州圣路易斯的西格玛-奥德里奇公司(Sigma-AldrichCompany，SaintLouis，Missouri)、或马萨诸塞州麻省的阿法埃莎公司(Alfa Aesar，WardHill，Massachusetts))或另外指定的厂商获得或得到。
实例1
硅粉末(0.3克(g)，阿法埃莎，粒度＝1-20微米)和1.4g MoSi2(威斯康星州密尔沃基Cerac股份有限公司(Cerac Incorporated，Milwaukee，Wisconsin)，粒度＝-325目)置于30毫升(mL)的行星式微型磨机内，行星式微型磨机以商品名“PLANETARY MICRO MILLPULVERISETTE 7”从德国伊达尔-奥博斯坦的福里茨公司(Fritsch，Idar-Oberstein，Germany)得到，它配备有碳化钨容器和51g的5mm碳化钨研磨介质，在庚烷下以速度设置6研磨1小时。向该混合物中加入0.255g的高比表面积炭，高比表面积炭以商品名“SUPER P”从比利时布鲁塞尔的特密高公司(Timcal，Brussels，Belgium)得到。然后，向固体混合物中加入聚酰亚胺前体溶液(0.85g，在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中20重量％固体)，然后加入另外的3g NMP，聚酰亚胺前体溶液以商品名“PYRALIN PI 2555”从特拉华州维明顿的HD微系统公司(HD Microsystems，Wilmington，Delaware)得到。然后，磨机在速度设置为3下工作1小时。然后，所得的分散体使用5密耳(0.1mm)切口棒涂覆到镍箔集电器上，在75℃下干燥30分钟，然后在200℃下热处理1小时，最终在250℃下热处理1小时，以得到电极组合物，按重量计，该电极组合物为14.1％的Si、65.9％的MoSi2、12％的高比表面积炭、以及8％的聚酰亚胺。X射线分析表明在电极组合物中的Si和MoSi2粒子没有共享相界。
然后，使用金属锂作为反电极装配硬币电池(2325型)。电解质是体积比为1:2的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。LiPF6在1摩尔(M)浓度下用作导电盐。基于电池中元素硅的量，相对于在718毫安每克(mA/g)下的Li/Li+，硬币电池在5毫伏(mV)至0.9伏(V)之间循环。
实例1的电极组合物的比容量在图2中作为循环次数的函数示出。图3示出实例1的电极组合物的容量保持率。
实例2
硅粉末(0.3g，阿法埃莎，粒度＝1-20微米)和2.08g WSi2(阿法埃莎，粒度＝-325目)置于30毫升(mL)的行星式微型磨机内，行星式微型磨机以商品名“PLANETARY MICRO MILL PULVERISETTE7”从福里茨公司得到，它配备有碳化钨容器和51g的5mm碳化钨研磨介质。粉末在庚烷下以速度10研磨2小时。向该混合物中加入5.2g的在NMP中4.9重量％的高比表面积炭的分散体、以及0.85g聚酰亚胺前体溶液(在NMP中20重量％固体)，高比表面积炭以商品名“SUPER P”从特密高(Timcal)公司得到，聚酰亚胺前体溶液以商品名“PYRALINPI2555”从HD微系统公司得到。浆液在微型研磨机中以速度3进一步混合另外1小时。所得的浆液使用5密耳(0.1mm)切口棒涂覆到镍箔上。涂覆的电极在70℃下干燥30分钟，然后在200℃下在空气中固化1小时，以得到电极组合物，按重量计，该电极组合物为10.7％的Si、74.3％的WSi2、8.9％的高比表面积炭、以及6.1％的聚酰亚胺。X射线分析表明在电极组合物中的Si和WSi2粒子没有共享相界。
然后，使用金属锂作为反电极装配硬币电池(2325型)。电解质是体积比为1:2的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。LiPF6在1摩尔(M)浓度下用作导电盐。基于电池中元素硅的量，相对于在718(mA/g)下的Li/Li+，硬币电池在5mV和0.9V之间循环。实例2的电极组合物的比容量在图4中作为循环次数的函数示出。
实例3
硅粉末(0.3g，阿法埃莎，粒度＝1-20微米)和2.08g TSi2(阿法埃莎，粒度＝-325目)置于30mL的行星式微型磨机内，行星式微型磨机以商品名“PLANETARY MICRO MILL PULVERISETTE7”从福里茨公司得到，它配备有碳化钨容器和51g的5mm碳化钨研磨介质。粉末在庚烷下以速度10研磨2小时。向该混合物中加入5.2g的在NMP中4.9重量％的高比表面积炭的分散体、以及0.85g聚酰亚胺前体溶液(在NMP中20重量％的固体)，高比表面积炭以商品名“SUPER P”从特密高公司得到，聚酰亚胺前体溶液以商品名“PYRALIN PI 2555”从HD微系统公司得到。浆液在微型研磨机中以速度3进一步混合另外1小时。所得的浆液使用5密耳(0.1mm)切口棒涂覆到镍箔上。涂覆的电极在70℃下干燥30分钟，然后在200℃下在空气中固化1小时，以得到电极组合物，按重量计，该电极组合物为18.8％的Si、55.0％的WSi2、15.6％的高比表面积炭、以及10.6％的聚酰亚胺。X射线分析表明在电极组合物中的Si和WSi2粒子没有共享相界。
然后，使用金属锂作为反电极装配硬币电池(2325型)。电解质是体积比为1:2的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。LiPF6在1摩尔(M)浓度下用作导电盐。基于电池中元素硅的量，相对于在718mA/g下的Li/Li+，硬币电池在5mV和0.9V之间循环。实例3的电极组合物的比容量在图5中作为循环次数的函数示出。
实例4
硅粉末(3.0g，阿法埃莎，粒度＝1-20微米)和5.3g Tin(阿法埃莎，粒度＝<3微米)置于30毫升(mL)的行星式微型磨机内，行星式微型磨机以商品名“PLANETARY MICRO MILL PULVERISETTE7”从福里茨公司得到，它配备有碳化钨容器和47g的0.65mmZrO2研磨介质。粉末在庚烷下以速度10研磨2小时。庚烷在75℃下通过干燥移除。向2.0g的干燥混合物中加入0.21g的在NMP中4.9重量％的高比表面积炭的分散体、以及0.71g聚酰亚胺前体溶液(在NMP中20重量％的固体)，高比表面积炭以商品名“SUPER P”从特密高公司得到，聚酰亚胺前体溶液以商品名“PYRALIN PI2555”从HD微系统公司得到。还加入另外4.1g的NMP。浆液在微型研磨机中以速度3使用2-15mm的WC滚珠进一步混合另外1小时。所得的浆液使用5密耳(0.1mm)切口棒涂覆到镍箔上。涂覆的电极在70℃下干燥30分钟，然后在200℃下在空气中固化1小时，以得到电极组合物，按重量计，该电极组合物为30.6％的Si、54.4％的TiN、8.9％的高比表面积炭、以及6.0％的聚酰亚胺。X射线分析表明在电极组合物中的Si和TiN粒子没有共享相界。
然后，使用金属锂作为反电极装配硬币电池(2325型)。电解质是体积比为1:2的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。LiPF6在1摩尔(M)浓度下用作导电盐。基于电池中元素硅的量，相对于在718mA/g下的Li/Li+，硬币电池在5mV和0.9V之间循环。实例4的电极组合物的比容量在图6中作为循环次数的函数示出。
实例5
硅粉末(1.5g，阿法埃莎，粒度＝1-20微米)和3.35g Cu粉末(奥德里奇(Aldrich)，分类号203122)置于30毫升(mL)的行星式微型磨机内，行星式微型磨机以商品名“PLANETARY MICRO MILLPULVERISETTE7”从福里茨公司得到，它配备有碳化钨容器和20g的0.65mmZrO2研磨介质。粉末在庚烷下以速度10研磨2小时。庚烷在75℃下通过干燥移除。向1.0g的干燥混合物中加入0.12g的在NMP中4.9重量％的高比表面积炭的分散体、以及0.3g聚酰亚胺前体溶液(在NMP中20重量％的固体)，高比表面积炭以商品名“SUPER P”从特密高公司得到，聚酰亚胺前体溶液以商品名“PYRALIN PI2555”从HD微系统公司得到。还加入另外4.0g的NMP。浆液在微型研磨机中以速度3使用2-15mm的WC滚珠进一步混合另外1小时。所得的浆体使用5密耳(0.1mm)切口棒涂覆到镍箔上。涂覆的电极在70℃下干燥30分钟，然后在200℃下在空气中固化1小时，以得到电极组合物，按重量计，该电极组合物为26％的Si、59％的Cu、10％的高比表面积炭、以及5％的聚酰亚胺。X射线分析表明在电极组合物中的Si和Cu粒子没有共享相界。
然后，使用金属锂作为反电极装配硬币电池(2325型)。电解质是体积比为1:2的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。LiPF6在1摩尔(M)浓度下用作导电盐。基于电池中元素硅的量，相对于在718mA/g下的Li/Li+，硬币电池在5mV和0.9V之间循环。实例5的电极组合物的比容量在图7中作为循环次数的函数示出。
在不背离本发明的范围和精神的条件下，本领域的技术人员可对本发明作各种修改和更改，并且应该理解，本发明不得不当地受限于本文描述的示例性实施例。

Claims (19)

1.一种用于锂离子电池的电极组合物，包含：
包含聚酰亚胺和使以下物质分散于其中的粘结剂：
电化学活性粒子；
非电化学活性的金属导电性稀释粒子，其中所述电化学活性粒子和所述导电性稀释粒子不共享共同的相界；以及
非金属导电性稀释粒子，
其中所述电化学活性粒子和所述金属导电性稀释粒子以大于0且小于或者等于3的范围的摩尔比存在。
2.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述电化学活性粒子包含硅。
3.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述电化学活性粒子基本上由硅组成。
4.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述电化学活性粒子具有0.5至1.5微米的范围的平均粒度。
5.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述金属导电性稀释粒子具有0.5至1.5微米的范围的平均粒度。
6.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述金属导电性稀释粒子选自由下列物质组成的组：硅化钨粒子、硅化钛粒子、硅化钼粒子、铜粒子、以及它们的组合。
7.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述非金属导电性稀释粒子包含高比表面积的炭。
8.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述电化学活性粒子和所述金属导电性稀释粒子以0.5至1.5的摩尔比存在。
9.根据权利要求1所述的电极组合物，其中所述聚酰亚胺包含芳族聚酰亚胺。
10.一种锂离子电池，包括：
阳极，该阳极包含根据权利要求1所述的电极组合物；
阴极；和
将所述阳极和所述阴极分开的电解质。
11.一种制备电极组合物的方法，所述方法包括：
a)提供组分，该组分包含：
电化学活性粒子；
非电化学活性的金属导电性稀释粒子，其中所述电化学活性粒子和所述导电性稀释粒子不共享共同的相界；以及
非金属导电性稀释粒子；
其中所述电化学活性粒子和所述金属导电性稀释粒子以大于0且小于或者等于3的范围的摩尔比存在；和
b)将所述组分分散于包含聚酰亚胺的粘结剂中。
12.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述电化学活性粒子包含硅。
13.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述电化学活性粒子基本上由硅组成。
14.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述电化学活性粒子具有0.5至1.5微米的范围的平均粒度。
15.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述金属导电性稀释粒子具有0.5至1.5微米的范围的平均粒度。
16.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述导电性稀释粒子选自由下列物质组成的组：硅化钨粒子、硅化钛粒子、硅化钼粒子、铜粒子、以及它们的组合。
17.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述非金属导电性稀释粒子包含高比表面积的炭。
18.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述电化学活性粒子和所述金属导电性稀释粒子以0.5至1.5的摩尔比存在。
19.根据权利要求11所述的制备电极组合物的方法，其中所述聚酰亚胺包含芳族聚酰亚胺。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105359315A (zh) * 2013-06-27 2016-02-24 丰田自动车株式会社 用于无水二次电池的电极
WO2016173387A1 (zh) * 2015-04-27 2016-11-03 江苏华东锂电技术研究院有限公司 电极粘结剂、正极材料以及锂离子电池
CN106159274A (zh) * 2015-04-27 2016-11-23 江苏华东锂电技术研究院有限公司 负极材料以及应用该负极材料的锂离子电池
CN110268554A (zh) * 2017-02-09 2019-09-20 瓦克化学股份公司 基于硅颗粒和聚合物的可再分散颗粒
CN113243056A (zh) * 2018-12-26 2021-08-10 宇部兴产株式会社 全固态二次电池用电极、全固态二次电池以及全固态二次电池的制造方法

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2395059B (en) 2002-11-05 2005-03-16 Imp College Innovations Ltd Structured silicon anode
GB0601319D0 (en) 2006-01-23 2006-03-01 Imp Innovations Ltd A method of fabricating pillars composed of silicon-based material
GB0601318D0 (en) 2006-01-23 2006-03-01 Imp Innovations Ltd Method of etching a silicon-based material
US7875388B2 (en) 2007-02-06 2011-01-25 3M Innovative Properties Company Electrodes including polyacrylate binders and methods of making and using the same
GB0709165D0 (en) 2007-05-11 2007-06-20 Nexeon Ltd A silicon anode for a rechargeable battery
GB0713896D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Method
GB0713898D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silcon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB0713895D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Production
US20100028784A1 (en) * 2008-07-29 2010-02-04 3M Innovative Properties Company Electrolyte composition, lithium-containing electrochemical cell, battery pack, and device including the same
GB2464158B (en) 2008-10-10 2011-04-20 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB2464157B (en) 2008-10-10 2010-09-01 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material
GB2470056B (en) 2009-05-07 2013-09-11 Nexeon Ltd A method of making silicon anode material for rechargeable cells
US9853292B2 (en) 2009-05-11 2017-12-26 Nexeon Limited Electrode composition for a secondary battery cell
GB2470190B (en) 2009-05-11 2011-07-13 Nexeon Ltd A binder for lithium ion rechargeable battery cells
WO2010144320A2 (en) * 2009-06-09 2010-12-16 3M Innovative Properties Company Thin film alloy electrodes
US8137841B2 (en) * 2009-08-31 2012-03-20 3M Innovative Properties Company Cathode compositions for lithium-ion electrochemical cells
GB201005979D0 (en) 2010-04-09 2010-05-26 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB201009519D0 (en) 2010-06-07 2010-07-21 Nexeon Ltd An additive for lithium ion rechargeable battery cells
GB201014707D0 (en) 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Electroactive material
GB201014706D0 (en) 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Porous electroactive material
KR20140046082A (ko) * 2011-02-15 2014-04-17 제이에스알 가부시끼가이샤 축전 디바이스용 전극, 전극용 슬러리, 전극용 바인더 조성물 및 축전 디바이스
JP2012226963A (ja) * 2011-04-19 2012-11-15 Toyota Central R&D Labs Inc リチウム二次電池
JP5675485B2 (ja) * 2011-05-09 2015-02-25 信越化学工業株式会社 負極ペースト、負極電極及びその製造方法、並びに非水電解質二次電池
SI2668683T1 (sl) * 2011-05-11 2016-05-31 Gridtential Energy, Inc. Izboljšan akumulator in metoda za sestavo
US10090515B2 (en) 2011-05-11 2018-10-02 Gridtential Energy, Inc. Bipolar hybrid energy storage device
US10008713B2 (en) 2011-05-11 2018-06-26 Gridtential Energy, Inc. Current collector for lead acid battery
WO2012170240A1 (en) 2011-06-07 2012-12-13 3M Innovative Properties Company Lithium- ion electrochemical cells including fluorocarbon electrolyte additives
JP6139117B2 (ja) * 2012-12-06 2017-05-31 ユニチカ株式会社 シリコン系粒子分散塗液およびその製造方法
US9627722B1 (en) 2013-09-16 2017-04-18 American Lithium Energy Corporation Positive temperature coefficient film, positive temperature coefficient electrode, positive temperature coefficient separator, and battery comprising the same
HUE049590T2 (hu) 2014-11-25 2020-09-28 American Lithium Energy Corp Újratölthetõ akkumulátor belsõ áramhatárolóval és árammegszakítóval
US10020487B2 (en) 2014-11-25 2018-07-10 American Lithium Energy Corporation Rechargeable battery with voltage activated current interrupter
US10396341B2 (en) 2014-11-25 2019-08-27 American Lithium Energy Corporation Rechargeable battery with internal current limiter and interrupter
US10020545B2 (en) 2014-11-25 2018-07-10 American Lithium Energy Corporation Rechargeable battery with resistive layer for enhanced safety
JP6432371B2 (ja) * 2015-02-02 2018-12-05 株式会社豊田自動織機 蓄電装置用の負極電極
JP2016186881A (ja) * 2015-03-27 2016-10-27 国立研究開発法人産業技術総合研究所 リチウムイオン電池負極及びリチウムイオン電池
US10483523B2 (en) 2016-02-19 2019-11-19 American Lithium Energy Corporation Dual function current collector
EP3619761B1 (en) 2017-05-01 2021-03-03 American Lithium Energy Corporation Negative thermal expansion current interrupter
WO2019023683A1 (en) 2017-07-28 2019-01-31 American Lithium Energy Corporation ANTI-CORROSION COATING FOR BATTERY CURRENT COLLECTOR

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5536599A (en) * 1994-05-16 1996-07-16 Eic Laboratories Inc. Solid polymer electrolyte batteries containing metallocenes
JP3493873B2 (ja) * 1995-04-28 2004-02-03 ソニー株式会社 非水電解液二次電池
JP3669024B2 (ja) * 1995-05-26 2005-07-06 ソニー株式会社 非水電解液二次電池
US5858573A (en) * 1996-08-23 1999-01-12 Eic Laboratories, Inc. Chemical overcharge protection of lithium and lithium-ion secondary batteries
US5882812A (en) * 1997-01-14 1999-03-16 Polyplus Battery Company, Inc. Overcharge protection systems for rechargeable batteries
GB9717220D0 (en) * 1997-08-15 1997-10-22 Aea Technology Plc Eklectrolyte for a rechargeable cell
US6004698A (en) * 1997-08-21 1999-12-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Solid polymer electrolyte electrochemical storage cell containing a redox shuttle additive for overcharge protection
JPH1167274A (ja) * 1997-08-22 1999-03-09 Daikin Ind Ltd リチウム二次電池及び高分子ゲル電解質並びにリチウム二次電池用結着剤
US5900385A (en) * 1997-10-15 1999-05-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Nickel--containing compounds useful as electrodes and method for preparing same
US6045952A (en) * 1998-03-23 2000-04-04 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electrochemical storage cell containing a substituted anisole or di-anisole redox shuttle additive for overcharge protection and suitable for use in liquid organic and solid polymer electrolytes
US6203944B1 (en) * 1998-03-26 2001-03-20 3M Innovative Properties Company Electrode for a lithium battery
US6235427B1 (en) * 1998-05-13 2001-05-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Nonaqueous secondary battery containing silicic material
US6255017B1 (en) * 1998-07-10 2001-07-03 3M Innovative Properties Co. Electrode material and compositions including same
EP1028476A4 (en) * 1998-09-08 2007-11-28 Sumitomo Metal Ind NEGATIVE ELECTRODE MATERIAL FOR NONAQUEOUS ELECTRODE SECONDARY ACCUMULATOR AND PROCESS FOR PRODUCTION THEREOF
EP1052712B1 (en) * 1998-12-02 2010-02-24 Panasonic Corporation Non-aqueous electrolyte secondary cell
JP4457429B2 (ja) * 1999-03-31 2010-04-28 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池とその負極
JP2001185150A (ja) * 1999-12-28 2001-07-06 Toshiba Corp 非水電解質二次電池
KR100358805B1 (ko) * 2000-03-07 2002-10-25 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법
KR100337889B1 (ko) * 2000-06-22 2002-05-24 김순택 리튬 2차전지
US6964828B2 (en) * 2001-04-27 2005-11-15 3M Innovative Properties Company Cathode compositions for lithium-ion batteries
WO2003015198A2 (en) * 2001-08-07 2003-02-20 3M Innovative Properties Company Cathode compositions for lithium ion batteries
US6680145B2 (en) * 2001-08-07 2004-01-20 3M Innovative Properties Company Lithium-ion batteries
KR100435180B1 (ko) * 2001-09-28 2004-06-11 가부시끼가이샤 도시바 비수전해질 전지용 음극 재료, 음극, 비수전해질 전지 및비수전해질 전지용 음극 재료의 제조 방법
JP4225727B2 (ja) * 2001-12-28 2009-02-18 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池
JP4344121B2 (ja) * 2002-09-06 2009-10-14 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池用負極材料と非水電解質二次電池
US7341804B2 (en) * 2002-09-20 2008-03-11 3M Innovative Properties Company Anode compositions having an elastomeric binder and an adhesion promoter
JP2004127535A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池
US20040121234A1 (en) * 2002-12-23 2004-06-24 3M Innovative Properties Company Cathode composition for rechargeable lithium battery
US7556655B2 (en) * 2003-03-14 2009-07-07 3M Innovative Properties Company Method of producing lithium ion cathode materials
EP2302720B1 (en) * 2003-03-26 2012-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for lithium secondary battery and electrode structure including the same
AU2003289402A1 (en) * 2003-04-23 2004-11-19 Mitsui Mining And Smelting Co., Ltd. Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing same and nonaqueous electrolyte secondary battery
US7211237B2 (en) * 2003-11-26 2007-05-01 3M Innovative Properties Company Solid state synthesis of lithium ion battery cathode material
US7811710B2 (en) * 2004-04-01 2010-10-12 3M Innovative Properties Company Redox shuttle for rechargeable lithium-ion cell
US20060046144A1 (en) * 2004-09-01 2006-03-02 3M Innovative Properties Company Anode composition for lithium ion battery
WO2006052313A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-18 3M Innovative Properties Company Polyimide electrode binders

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105359315A (zh) * 2013-06-27 2016-02-24 丰田自动车株式会社 用于无水二次电池的电极
US9819025B2 (en) 2013-06-27 2017-11-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode for non-aqueous secondary battery
CN105359315B (zh) * 2013-06-27 2018-04-20 丰田自动车株式会社 用于无水二次电池的电极
WO2016173387A1 (zh) * 2015-04-27 2016-11-03 江苏华东锂电技术研究院有限公司 电极粘结剂、正极材料以及锂离子电池
CN106159274A (zh) * 2015-04-27 2016-11-23 江苏华东锂电技术研究院有限公司 负极材料以及应用该负极材料的锂离子电池
CN106159274B (zh) * 2015-04-27 2019-10-25 江苏华东锂电技术研究院有限公司 负极材料以及应用该负极材料的锂离子电池
CN110268554A (zh) * 2017-02-09 2019-09-20 瓦克化学股份公司 基于硅颗粒和聚合物的可再分散颗粒
CN113243056A (zh) * 2018-12-26 2021-08-10 宇部兴产株式会社 全固态二次电池用电极、全固态二次电池以及全固态二次电池的制造方法

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