CN113809333B - 一种有机包覆层及含有该包覆层的电极材料和锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种有机包覆层及含有该包覆层的电极材料和锂离子电池，所述电极包覆层为聚合物包覆层，所述聚合物由包括以下组分的组合物聚合而得：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐、二异氰酸酯、添加剂、扩链剂和金属氯化物。本发明的包覆层中存在可将无定形的聚合物嵌段交联的交联位点，其中还包括氢键、配位键等动态作用力，因而可以显著提高聚合物材料的抗撕裂能力，也显著提高弹性体材料的强度、延展性和韧性，并具有自修复功能，因而能够很好的抑制界面副反应的发生和电极膨胀，以提升电池地循环性能。同时本发明的包覆层中的聚合物还可以与锂盐形成协同作用，使本发明的电极具有优异的离子电导率，进而提升了界面处的锂离子传导能力。

Description

一种有机包覆层及含有该包覆层的电极材料和锂离子电池
技术领域
本发明涉及电化学储能电池技术领域，具体涉及一种有机包覆层及含有该包覆层的电极材料、含有该电极材料的极片和锂离子电池。
背景技术
锂电池是目前发展最快的电池之一。然而随着锂电池市场需求量的增大，锂电池安全性日益凸显。许多手机和汽车的自燃事故都是由于电池内部发生短路产生大量热，导致内部电解液分解而引起的。同时随着人们对锂离子电池的能量密度要求越来越高，对现有的锂离子电池体系也是一种极大的挑战。
从正极角度来说，传统的磷酸铁锂正极已不能满足日常需求，而三元正极材料的镍含量也在不断提高。然而，随着三元材料镍含量的提高，材料的循环稳定性、高温稳定性都在降低。正极材料在循环过程中的相变导致晶胞急剧收缩，随之带来颗粒碎裂、材料粉化的问题，不仅影响材料的容量和循环稳定性，还会带来大量的产气问题。此外，正极材料在低嵌锂状态下，层状结构容易坍塌，同时释放出氧气，随之带来更严重的安全问题。从负极角度来说，无论是商业化的石墨负极还是未来具有广阔前景的硅基负极材料，都存在着在循环过程中负极易发生体积膨胀，尤其是使用硅负极材料时，硅的膨胀会导致SEI膜破裂失效、颗粒破碎粉化、并且在循环过程中产生的体积变化会造成极大的应变界面破坏，且不断粉化破裂的硅颗粒会不断的消耗电解液，因而使SEI膜在电极和电解质界面处不断生长变厚，并造成电池的膨胀，进而严重影响电池能量的稳定输出和循环寿命提升，并极大的造成电池的安全隐患。因此，对电极材料进行包覆是一种必要且有效的手段。但目前商业化的包覆手段较为单一，且常用的无机包覆的导锂能力较差，因而不能满足下一代锂离子电池的需求。
因此，亟需开发一种具有优异导锂能力且可以进行自修复功能的有机包覆层，以在电池循环过程中电极发生形变时，其包覆效果能在不影响Li+扩散的同时减少电极材料与电解液的直接接触，以减少副反应的发生，且不会发生断裂，即使断裂也能在简易条件下自愈合。这样不仅可以减少电池短路机率，提高安全性的同时延长使用寿命，也可有效提升固态电池地循环性能。
发明内容
为了改善上述技术问题，本发明提供一种正负极材料包覆层，以同时兼具高机械强度和韧性、优异导锂能力且可以进行自修复功能的有机包覆层，从而能够很好的抑制界面副反应的发生和电极膨胀。该有机包覆层中存在可将无定形的聚合物嵌段交联的交联位点，其中还包括氢键、配位键等动态作用力，可以显著提高聚合物材料的抗撕裂能力，也显著提高弹性体材料的强度、延展性和韧性。另外，该有机包覆层中的聚合物还可以与锂盐形成协同作用，使本发明的电极具有优异的离子电导率，进而提升了界面处的锂离子传导能力。
本发明的又一目的是提供一种正负极材料包覆层的制备方法，由其制得的包覆层在室温和加热条件下均可以快速自修复，电池性能提升效果显著，且制备方法简单，适合产业化应用。
本发明的再一目的在于提供一种包含上述具有有机包覆层的正负极材料的锂离子电池，在电池循环过程中，所述具有有机包覆层的电极即使在出现微小缺陷后也可迅速自愈合，因而不仅可以解决固态电解质与电极之间的界面副反应，还可以抑制电池在循环过程中电极膨胀引起的电极形变问题，以提升电池地循环性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种有机包覆层，所述有机包覆层包括聚合物，所述聚合物由包括以下组分的组合物聚合而得：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐和二异氰酸酯。
根据本发明，所述组合物中，包括50wt％～80wt％的聚酯多元醇。
根据本发明，所述聚酯多元醇为聚酯二醇。
根据本发明，所述组合物中，包括10wt％～30wt％的聚硅氧烷。
根据本发明，所述聚硅氧烷为羟基聚硅氧烷。
根据本发明，所述组合物中，包括1wt％～10wt％的二异氰酸酯。
根据本发明，所述二异氰酸酯包括但不限于甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)和二甲苯烷二异氰酸酯(MPI)中的至少一种。
根据本发明，所述组合物中，包括1wt％～20wt％的电解质盐。
根据本发明，所述电解质盐包括锂盐、钠盐、镁盐或铝盐。
根据本发明，所述组合物中，还包括添加剂。优选地，包括0.1wt％～5wt％的添加剂。
根据本发明，所述添加剂为联吡啶类化合物。
根据本发明，所述联吡啶类化合物为2,2'-联吡啶、2,3'-联吡啶、4,4'-联吡啶、2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醇和2,6'-联吡啶二甲醇中的至少一种。
根据本发明，其特征在于，所述组合物中，还包括扩链剂。优选地，包括0.1wt％～5wt％的扩链剂。
根据本发明，所述扩链剂选自多元醇类化合物或醇胺类化合物。
根据本发明，所述组合物中，还包括金属氯化物。优选地，包括0.1wt％～10wt％的金属氯化物。
根据本发明，所述金属氯化物可以为氯化镁、氯化钙、氯化铝、氯化铁、氯化锌和氯化铜中的至少一种。
根据本发明，所述组合物中还任选地含有快离子导体。
根据本发明，所述组合物中，包括0～5wt％的快离子导体。
根据本发明，所述快离子导体为钙钛矿型电解质、反钙钛矿型电解质、Garnet型电解质、石榴石型电解质、NASICON型电解质、LISICON型电解质、硫化物电解质中的至少一种。
根据本发明，所述电极材料含有上述的有机包覆层。
根据本发明，所述有机包覆层的厚度为1～100nm。
根据本发明，所述电极材料中还含有活性物质。
根据本发明，所述活性物质为正极活性物质或负极活性物质。
根据本发明，所述电极材料中，活性物质与有机包覆层的质量比为100:(0.2～2)。
一种电极，所述电极含有上述的电极材料。
一种电池，所述电池中包括上述的电极材料和/或上述的电极。
本发明的有益效果：
(1)本发明的有机包覆层作为锂离子导体，充放电过程中有利于Li+传输，其包覆效果能在不影响Li+扩散的同时减少电极材料与电解液的直接接触，进而减少副反应的发生。且包覆在正极材料表面可以有效缓解正极材料受腐蚀而被破坏、坍塌或聚集，以提高正极材料的结构稳定性。
(2)本发明的有机包覆层具有优异的链段运动能力，且具有一定的刚性及弹性，因而能够在循环过程中受到较大应力时也不会发生断裂，从而可以有效抑制硅基负极在循环过程中地电极膨胀问题，以进一步提升电池地安全性能。
(3)本发明的有机包覆层可以通过调整各组分的种类和/或配比，以适用于锂、钠、镁、铝、锌等各类离子二次电池、全固态电池、准固态电池或凝胶电池等多类型，且界面性能良好，循环性能优异。
附图说明
图1为有机包覆层包覆电极结构示意图；图中：1、正极活性物质或负极活性物质；2、有机包覆层。
图2为实施例1有机包覆层包覆正极材料的TEM图像。
图3为实施例2中锂离子电池的25℃&50％SOC状态的EIS图。
图4为实施例中锂离子电池的在25℃条件下1C/1C循环循环性能图。
具体实施方式
[聚合物、该聚合物用组合物及其制备方法]
如前所述，本发明提供一种聚合物，所述聚合物为聚酯多元醇-聚硅氧烷-二异氰酸酯的多元共聚物，其中还包括电解质盐。
根据本发明，所述聚合物中，聚酯多元醇的占比为50wt％～80wt％。示例性为50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
优选地，所述聚酯多元醇可以为聚酯二醇。示例性为聚己内酯二醇和聚碳酸酯二醇中的至少一种。
优选地，所述聚酯多元醇的数均分子量为1000～8000，示例性为1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述聚合物中，聚硅氧烷的占比为10wt％～30wt％。示例性为10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
优选地，所述聚硅氧烷可以为羟基聚硅氧烷。示例性为端羟基聚二甲基硅氧烷、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷和端羟基聚三甲基硅氧烷中的至少一种。
优选地，所述聚硅氧烷的数均分子量为300～50000，示例性为300、500、800、1000、5000、10000、20000、30000、40000、50000或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述聚合物中，二异氰酸酯的占比为1wt％～10wt％。示例性为1wt％、2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
优选地，所述二异氰酸酯包括但不限于为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)和二甲苯烷二异氰酸酯(MPI)等中的至少一种。
根据本发明，所述聚合物中，电解质盐的占比为1wt％～20wt％。示例性为1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
优选地，所述电解质盐包括锂盐、钠盐、镁盐或铝盐；优选为锂盐。
示例性地，所述锂盐为高氯酸锂(LiClO4)、六氟磷酸锂(LiPF6)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、草酸二氟硼酸锂(LiDFOB)、双二氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双丙二酸硼酸(LiBMB)、丙二酸草酸硼酸锂(LiMOB)、六氟锑酸锂(LiSbF6)、二氟磷酸锂(LiPF2O2)、4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂(LiDTI)、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(SO2CF3)2)、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3和LiN(SO2F)2中的至少一种。
根据本发明，所述聚合物中，还可以任选地含有添加剂。优选地，添加剂的占比为0.1wt％～5wt％。示例性为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
优选地，所述添加剂为联吡啶类化合物。示例性地，所述联吡啶类化合物为2,2'-联吡啶、2,3'-联吡啶、4,4'-联吡啶、2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醇和2,6'-联吡啶二甲醇等中的至少一种。
根据本发明，所述聚酯多元醇-聚硅氧烷-二异氰酸酯的多元共聚物中，还可以任选地含有扩链剂形成的链段。优选地，扩链剂的占比为0.1wt％～5wt％。示例性为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述扩链剂选自多元醇类化合物或醇胺类化合物，示例性地，所述扩链剂包括但不限于为1,4-丁二醇(BDO)、1,6-己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇(DEG)、三甘醇、新戊二醇(NPG)、山梨醇和二乙氨基乙醇(DEAE)中的至少一种。
根据本发明，所述聚合物中，还可以任选地含有金属氯化物。优选地，金属氯化物的占比为0.1wt％～10wt％。示例性为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
优选地，所述金属氯化物可以为氯化镁、氯化钙、氯化铝、氯化铁、氯化锌和氯化铜中的至少一种。优选为氯化锌。
根据本发明，所述聚合物中，还可以任选地含有快离子导体。优选地，快离子导体的占比为0wt％～5wt％。示例性为0wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述快离子导体为钙钛矿型电解质、反钙钛矿型电解质、Garnet型电解质、石榴石型电解质、NASICON型电解质、LISICON型电解质、硫化物电解质中的至少一种。优选为石榴石型电解质或NASICON型电解质。
示例性地，所述石榴石型电解质可以为锂镧锆氧电解质及其Al、Ga、Fe、Ge、Ca、Ba、Sr、Y、Nb、Ta、W、Sb元素掺杂衍生物。例如为Li7-nLa3Zr2-nTanO12、Li7-nLa3Zr2-nNbnO12或Li6.4- xLa3Zr2-xTaxAl0.2O12；其中：0≤n≤0.6；x为0.2～0.5。
示例性地，所述NASICON型电解质可以为Li1+xTi2-xMx(PO4)3(M＝Al、Cr、Ga、Fe、Sc、In、Lu、Y、La)，优选为Li1+xAlxTi2-x(PO4)3(LATP)(其中：0.2≤x≤0.5)或Li1+xAlxGe2-x(PO4)3(LAGP)(其中：0.4≤x≤0.5)。
本发明中还提供一种用于制备上述聚合物的组合物，该组合物包括以下组分：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐和二异氰酸酯。
根据本发明，所述组合物中，包括50wt％～80wt％的聚酯多元醇。示例性地，所述聚酯多元醇的含量可以为50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，包括10wt％～30wt％的聚硅氧烷。示例性地，所述聚硅氧烷的含量可以为10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，包括1wt％～20wt％的电解质盐。示例性地，所述电解质盐的含量可以为1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，包括1wt％～10wt％的二异氰酸酯。示例性地，所述二异氰酸酯的含量为1wt％、2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，还包括添加剂。优选地，包括0.1wt％～5wt％的添加剂。示例性地，所述添加剂的含量为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，还包括扩链剂。优选地，包括0.1wt％～5wt％的扩链剂。示例性地，所述扩链剂的含量为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，还包括金属氯化物。优选地，包括0.1wt％～10wt％的金属氯化物。示例性地，所述金属氯化物的含量为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中还可以任选地含有快离子导体。
根据本发明，所述组合物中，包括0～5wt％的快离子导体。示例性地，所述快离子导体的含量为0wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐、二异氰酸酯、添加剂、扩链剂、金属氯化物和快离子导体具有如上文所述的定义和选择。
根据本发明，所述聚合物是上述组合物的聚合产物。
本发明还提供上述聚合物的制备方法，其包括以下步骤：将包括以下组分的组合物经聚合得到所述聚合物：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐和二异氰酸酯。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括添加剂。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括扩链剂。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括金属氯化物。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括快离子导体。
根据本发明，所述组合物中各组分的定义和含量如前所述。
根据本发明，所述聚合在溶剂中进行。示例性地，所述溶剂包括但不限于乙腈(简称ACN)、二甲基亚砜(简称DMSO)、四氢呋喃(简称THF)、二甲基甲酰胺(简称DMF)、二甲基乙酰胺(简称DMAC)、乙醇和丙酮等有机溶剂中的至少一种。
在本发明的一个实施方式中，所述聚合物的制备方法包括以下步骤：
1)将聚酯多元醇、聚硅氧烷溶解在溶剂中得到溶液，在一定温度和气氛下反应得到前驱液A；
2)向上述前驱液A中加入二异氰酸酯和添加剂，在一定温度和气氛下反应得到前驱液B；
3)将扩链剂和电解质盐加入上述前驱液B中，得前驱液C；
4)将金属氯化物溶于溶剂中得到溶液，加入上述前驱液C中；得到所述聚合物。
根据本发明，步骤1)中，所述前驱体A的浓度为0.1～2mol/L；示例性为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L。
根据本发明，步骤1)中，反应的温度可以为25-80℃；示例性为25℃、40℃、60℃、80℃。
根据本发明，步骤1)中的反应在惰性气氛保护下进行。例如，所述惰性气体可以为氮气或氩气。
根据本发明，步骤2)中，所述前驱体B的浓度为0.1～2mol/L；示例性为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L。
根据本发明，步骤2)中，反应的温度可以为25-80℃；示例性为25℃、40℃、60℃、80℃。
根据本发明，步骤2)中的反应在惰性气氛保护下进行。例如，所述惰性气体可以为氮气或氩气。根据本发明，步骤4)中，还可以在所述前驱液C中加入快离子导体。
本发明还提供上述聚合物和/或组合物在固态电解质中的应用。
[有机包覆层用组合物、有机包覆层及其制备方法和用途]
本发明提供一种有机包覆层用组合物，该组合物包括以下组分：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐和二异氰酸酯。
根据本发明，所述组合物中，包括50wt％～80wt％的聚酯多元醇。示例性地，所述聚酯多元醇的含量可以为50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，包括10wt％～30wt％的聚硅氧烷。示例性地，所述聚硅氧烷的含量可以为10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，包括1wt％～20wt％的电解质盐。示例性地，所述电解质盐的含量可以为1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，包括1wt％～10wt％的二异氰酸酯。示例性地，所述二异氰酸酯的含量为1wt％、2wt％、4wt％、6wt％、8wt％、10wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，还包括添加剂。优选地，包括0.1wt％～5wt％的添加剂。示例性地，所述添加剂的含量为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，还包括扩链剂。优选地，包括0.1wt％～5wt％的扩链剂。示例性地，所述扩链剂的含量为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中，还包括金属氯化物。优选地，包括0.1wt％～10wt％的金属氯化物。示例性地，所述金属氯化物的含量为0.1wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述组合物中还可以任选地含有快离子导体。
根据本发明，所述组合物中，包括0～5wt％的快离子导体。示例性地，所述快离子导体的含量为0wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐、二异氰酸酯、添加剂、扩链剂、金属氯化物和快离子导体具有如上文所述的定义和选择。
如前所述，本发明提供一种有机包覆层，所述有机包覆层包括聚合物，所述聚合物由上述有机包覆层用组合物聚合而得。
根据本发明，所述聚合物为上述的聚合物。
本发明还提供上述有机包覆层的制备方法，其包括以下步骤：将包括以下组分的组合物经聚合得到所述聚合物：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐和二异氰酸酯。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括添加剂。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括扩链剂。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括金属氯化物。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括快离子导体。
根据本发明，所述组合物中各组分的定义和含量如前所述。
根据本发明，所述聚合在溶剂中进行。示例性地，所述溶剂包括但不限于乙腈(简称ACN)、二甲基亚砜(简称DMSO)、四氢呋喃(简称THF)、二甲基甲酰胺(简称DMF)、二甲基乙酰胺(简称DMAC)、乙醇和丙酮等有机溶剂中的至少一种。
在本发明的一个实施方式中，所述有机包覆层的制备方法包括以下步骤：
1)将聚酯多元醇、聚硅氧烷溶解在溶剂中得到溶液，在一定温度和气氛下反应得到前驱液A；
2)向上述前驱液A中加入二异氰酸酯和添加剂，在一定温度和气氛下反应得到前驱液B；
3)将扩链剂和电解质盐加入上述前驱液B中，得前驱液C；
4)将金属氯化物溶于溶剂中得到溶液，加入上述前驱液C中，得到所述有机包覆层。
根据本发明，步骤1)中，所述前驱体A的浓度为0.1～2mol/L；示例性为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L。
根据本发明，步骤1)中，反应的温度可以为25-80℃；示例性为25℃、40℃、60℃、80℃。
根据本发明，步骤1)中的反应在惰性气氛保护下进行。例如，所述惰性气体可以为氮气或氩气。
根据本发明，步骤2)中，所述前驱体B的浓度为0.1～2mol/L；示例性为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L。
根据本发明，步骤2)中，反应的温度可以为25-80℃；示例性为25℃、40℃、60℃、80℃。
根据本发明，步骤2)中的反应在惰性气氛保护下进行。例如，所述惰性气体可以为氮气或氩气。
根据本发明，步骤4)中，还可以在所述前驱液C中加入快离子导体。
本发明还提供上述聚合物和/或组合物在电极材料中的应用。
[电极材料及其制备和用途]
本发明还提供一种电极材料，所述电极材料含有上述有机包覆层。
根据本发明，所述有机包覆层的厚度可以为1～100nm，优选为1～30nm，示例性为1μm、5μm、8μm、10μm、20μm、30μm、50μm、100μm或者是前述两两数值组成的范围内的任一点值。
根据本发明，所述电极材料中还含有活性物质。例如，所述活性物质可以为正极活性物质或负极活性物质。
根据本发明，所述电极材料中，正极活性物质或负极活性物质与有机包覆层的质量比为100:0.2～2，示例性为100:0.2、100:0.5、100:0.8、100:1、100:1.5、100:2。
优选地，所述正极活性物质选自磷酸铁锂(LiFePO4)、钴酸锂(LiCoO2)、镍钴锰酸锂(LizNixCoyMn1-x-yO2，其中：0.95≤z≤1.05，x>0，y>0，x+y<1)、锰酸锂(LiMnO2)、镍钴铝酸锂(LizNixCoyAl1-x-yO2，其中：0.95≤z≤1.05，x>0，y>0，0.8≤x+y<1)、镍钴锰铝酸锂(LizNixCoyMnwAl1-x-y-wO2,其中：0.95≤z≤1.05，x>0，y>0，w>0，0.8≤x+y+w<1)、镍钴铝钨材料、富锂锰基固溶体正极材料、镍钴酸锂(LiNixCoyO2，其中：x>0，y>0，x+y＝1)、镍钛镁酸锂(LiNixTiyMgzO2，其中：x>0，y>0，z>0，x+y+z＝1)、镍酸锂(Li2NiO2)、尖晶石锰酸锂(LiMn2O4)和镍钴钨材料中的至少一种。
优选地，所述负极活性物质选自碳材料、金属铋、金属锂、金属铜、金属铟、氮化物、锂基合金、镁基合金、铟基合金、硼基材料、硅基材料、锡基材料、锑基合金、镓基合金、锗基合金、铝基合金、铅基合金、锌基合金、钛的氧化物、铁的氧化物、铬的氧化物、钼的氧化物和磷化物等中的至少一种。优选地，所述负极活性物质包括但不限于金属锂、锂合金LixM(M＝In、B、Al、Ga、Sn、Si、Ge、Pb、As、Bi、Sb、Cu、Ag、Zn)、碳材料(石墨、无定形碳、中间相碳微球)、硅基材料(硅碳材料、纳米硅)、锡基材料和钛酸锂(Li4Ti5O12)中的至少一种。
本发明还提供上述电极材料的制备方法，所述方法包括：将包括以下组分的组合物经聚合得到所述电极材料：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐、二异氰酸酯、添加剂、扩链剂、金属氯化物和活性物质。
根据本发明，所述组合物中进一步还包括快离子导体。
根据本发明，所述组合物中各组分的定义和含量如前所述。
根据本发明，所述聚合在溶剂中进行。示例性地，所述溶剂包括但不限于乙腈(简称ACN)、二甲基亚砜(简称DMSO)、四氢呋喃(简称THF)、二甲基甲酰胺(简称DMF)、二甲基乙酰胺(简称DMAC)、乙醇和丙酮等有机溶剂中的至少一种。
根据本发明，所述电极材料的制备方法例如包括：先将聚酯多元醇、聚硅氧烷溶解在溶剂中反应，然后加入二异氰酸酯、添加剂继续反应，再加入扩链剂和电解质盐继续反应，最后加入金属氯化物和活性物质，制备得到所述电极材料。
在本发明的一个实施方式中，所述电极材料的制备方法包括以下步骤：
a)将聚酯多元醇、聚硅氧烷溶解在溶剂中得到溶液，在一定温度和气氛下反应得到前驱液A；
b)向上述前驱液A中加入二异氰酸酯和添加剂，在一定温度和气氛下反应得到前驱液B；
c)将扩链剂和电解质盐加入上述前驱液B中，得到前驱液C；
d)将金属氯化物溶于溶剂中得到溶液，加入上述前驱液C中；
e)将活性物质加入上述前驱液C中，混合，并去除溶剂后得到所述电极材料。
根据本发明，步骤c)中，还可以在所述前驱液C中加入快离子导体。
根据本发明，步骤a)中，所述前驱体A的浓度为0.1～2mol/L；示例性为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L。
根据本发明，步骤a)中，反应的温度可以为25-80℃；示例性为25℃、40℃、60℃、80℃。
根据本发明，步骤a)中，所述搅拌的速度为200～1000rpm。
根据本发明，步骤a)中的反应在惰性气氛保护下进行。例如，所述惰性气体可以为氮气或氩气。
根据本发明，步骤b)中，所述前驱体B的浓度为0.1～2mol/L；示例性为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、2mol/L。
根据本发明，步骤b)中，反应的温度可以为25-80℃；示例性为25℃、40℃、60℃、80℃。
根据本发明，步骤b)中，所述搅拌的速度为200～1000rpm。
根据本发明，步骤b)中的反应在惰性气氛保护下进行。例如，所述惰性气体可以为氮气或氩气。
根据本发明，步骤c)中，所述搅拌的速度为200～1000rpm。
根据本发明，步骤e)中，采用干燥方式去除溶剂。例如，所述干燥的温度为25～100℃，示例性为25℃、40℃、60℃、80℃、100℃。进一步地，所述干燥地时间为1～48h，示例性为1h、4h、8h、12h、24h、48h。
在本发明的一个实施方式中，所述电极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将聚酯多元醇、聚硅氧烷溶解在溶剂中得到溶液，在氩气条件下加热搅拌反应，得到前驱液A；
S2：向上述前驱液A中加入二异氰酸酯和添加剂，继续在氩气环境中加热搅拌反应，得到前驱液B；
S3：将扩链剂、电解质盐以及可选择加入地快离子导体加入上述前驱液B中，搅拌，得到前驱液C；
S4：将金属氯化物溶于溶剂中得到溶液，并加入上述前驱液C中，混合搅拌；
S5：将活性物质(正极活性物质或负极活性物质)加入上述混合溶液中，搅拌，烘干溶剂，得到有机包覆层包覆的电极材料。
[电极、含有该电极的电池及其制备]
本发明还提供一种电极，所述电极含有上述电极材料。
根据本发明，所述电极可以为正极或负极。
根据本发明，所述电极中还任选地含有导电剂和/或粘接剂。
优选地，所述电极中电极材料与粘接剂、导电剂的质量比为(60～99)：(0.1～20)：(0.1～20)，示例性为60:20:20、70:20:10、80:10:10、90:5:5、92:3:5、94:2:4、95:3:2、99:0.5:0.5、99:0.1:0.9、99:0.9:0.1。
例如，所述粘接剂可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素钠(CMC)、和丁苯橡胶(SBR)中的一种、两种或更多种；优选为聚偏氟乙烯。
例如，所述导电剂可以为导电碳黑(Super-P)和导电石墨(KS-6)中的至少一种。
本发明还提供上述电极材料和/或电极在电池中的应用。
根据本发明，所述电池为二次电池、固态电池或凝胶电池。
例如，所述二次电池可以为锂、钠、镁、铝、锌等各类离子二次电池。
例如，所述固态电池可以为全固态电池、准固态电池。示例性为纽扣电池、铝壳电池、软包电池和固态锂离子电池中的至少一种。
本发明还提供一种电池，所述电池中含有上述电极材料和/或电极。
根据本发明，所述电池还包括电解质和/或电解液。
根据本发明一个示例性地实施方案，所述电池包含上述有机包覆层的正极、负极，所述正极与所述负极之间含有电解质和/或电解液；
根据本发明一个示例性地实施方案，所述电池包含正极、上述有机包覆层的负极，所述正极与所述负极之间含有电解质和/或电解液；
根据本发明一个示例性地实施方案，所述电池包含上述有机包覆层的正极、上述有机包覆层的负极，所述正极与所述负极之间含有电解质和/或电解液；
本发明还提供上述电池的制备方法，包括依次将正极、电解质和/或电解液、负极层叠在一起，经真空封装后即可得到所述电池。下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
测试方法：
电池EIS测试：电池在25℃的环境中，50％SOC状态，通过EIS交流阻抗测试方法得到，振幅：5Mv；测试频率：1MHZ～0.1HZ。
电池循环次数测试：电池组装完之后，使用LAND蓝电电池测试系统，25℃条件下以1C/1C充放电电流大小下进行循环性能测试。
实施例1
制备有机包覆层包覆电极活性物质：
(1)将26.8g聚己内酯二醇和11.2g端羟基聚三甲基硅氧烷溶解在ACN中配成固含为5％的溶液，在氩气条件下45℃充分搅拌3h成前驱液A；
(2)向上述前驱液A中加入4.4g的二苯基甲烷二异氰酸酯和1.2g的4,4'-联吡啶，继续氩气环境中45℃加热搅拌1h成前驱液B；
(3)将0.5g的1，4-丁二醇(BDO)、6.7g的LiTFSI加入上述前驱液B中，继续充分搅拌6h均匀成前驱液C；
(4)将3g氯化锌溶于ACN并充分搅拌成浓度为3％均质溶液，加入上述前驱液C中，室温条件下500rpm充分混合搅拌4h均匀；
(5)将500g正极活性物质LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2粉末加入上述混合溶液中，充分搅拌5h至均匀，过滤后再用ACN进行洗涤，然后60℃加热挥发溶剂，再放入100℃真空烘箱中干燥12h除去残留溶剂，即可得到有机包覆层包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极活性物质(结构如图1所示)。
图2为本实施例制得的有机包覆层包覆的正极材料的TEM图像。从包覆后的正极材料的TEM微观形貌中可以观察到：经过有机包覆层包覆处理的正极活性物质在其表面区域形成了明显的约4nm厚度的涂层，从而使正极活性物质颗粒被包覆层均匀的包覆。
制备正极极片：以导电碳黑为导电剂，PVDF为粘结剂，NMP为溶剂，搅拌均匀后加入上述有机包覆层包覆的正极活性物质LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2。混合物中，固体成分包含90wt.％有机包覆层包覆的正极活性物质LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、5wt.％的粘结剂PVDF和5wt.％的导电炭黑。集流体为10μm的Al箔。.
制备负极极片：以人工石墨(SP)为导电剂，CMC和SBR为粘结剂，搅拌均匀后加入负极活性材料人工石墨。混合物中，固体成分包含95wt.％石墨、2wt.％的导电剂SP、1.5wt.％的CMC和1.5wt.％的SBR。6μm的铜箔为集流体。
制备锂离子电池：以人工石墨为负极(集流体上的涂膏面密度为8mg/cm2)，以及上述的正极极片(集流体上的涂膏面密度为14mg/cm2)和LiPF6体系的商用电解液，通过卷绕组装成软包锂离子电池，辅助常用的极耳和铝塑膜密封。
测试条件：以1C/1C充放电电流大小下进行循环性能测试，电压测试区间2.8-4.3V，测试结果如表1所示。
对比例1
与实施例1不同的地方在于，正极活性物质为未经过包覆层处理过的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，其他方面和条件均一致。
实施例2
制备有机包覆层包覆电极活性物质：
(1)将14.3g聚碳酸酯二醇和5.4g端羟基聚二甲基硅氧烷溶解在DMAC中配成固含为6％的溶液，在氩气条件下50℃充分搅拌4h成前驱液A；
(2)向上述前驱液A中加入2.1g的二环己基甲烷二异氰酸酯和0.7g的2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醇，继续氩气环境中50℃加热搅拌3h成前驱液B；
(3)将0.21g的二甘醇、3.9g的LiODFB、1gLi6.6La3Zr1.6Ta0.4O12加入上述前驱液B中，继续充分搅拌5h均匀成前驱液C；
(4)将1.3g氯化锌溶于乙醇并充分搅拌成浓度为4％均质溶液，加入上述前驱液C中，室温条件下600rpm充分混合搅拌4h均匀；
(5)将400g正极活性物质LiCoO2粉末加入上述混合溶液中，充分搅拌5h至均匀，过滤后再用DMAC进行洗涤一次，然后45℃加热挥发溶剂，再放入80℃真空烘箱中干燥12h除去残留溶剂，即可得到有机包覆层包覆的LiCoO2正极活性物质。
制备正极极片：以导电碳黑为导电剂，PVDF为粘结剂，NMP为溶剂，搅拌均匀后加入上述有机包覆层包覆的LiCoO2。混合物中，固体成分包含94wt.％有机包覆层包覆的LiCoO2、2wt.％的粘结剂PVDF和4wt.％的导电炭黑。铝箔为集流体13μm。
制备负极极片：以碳纳米管为导电剂，SBR为粘结剂，搅拌均匀后加入负极活性材料氧化亚硅。混合物中，固体成分包含94wt.％SiOX、2wt.％的粘结剂SBR和4wt.％的碳纳米管。6μm的铜箔为集流体。
制备锂离子电池：以氧化亚硅材料负极(集流体上的涂膏面密度为5mg/cm2)，以及上述的正极极片(23mg/cm2)和LiPF6体系的商用电解液，通过卷绕组装成软包锂离子电池，辅助常用的极耳和方形铝壳密封，测试条件：以1C/1C充放电电流大小下进行循环性能测试，电压测试区间2.5-4.45V，测试方法同实施例1，测试结果如表1所示。
对比例2
与实施例2不同的地方在于，正极活性物质为未经过包覆层处理过的LiCoO2，其他方面和条件均一致。
图3为2实施例、对比例2中锂离子电池的25℃&50％SOC状态的EIS图。从图中可以看出，实施例2制得的电池在25℃&50％SOC状态下的EIS仅为56mohm，而对比例2制得的电池在25℃&50％SOC状态下的EIS为65mohm。由此表明：本发明通过对对正极和/或负极活性物质进行包覆处理后，能够提升电芯的导锂能力并降低电池内阻。
实施例3
制备有机包覆层包覆电极活性物质：
(1)将15.7g聚己内酯二醇和5.2g端羟基含氟聚酯聚硅氧烷溶解在THF中配成固含为5％的溶液，在氩气条件下45℃充分搅拌2h成前驱液A；
(2)向上述前驱液A中加入2.9g的二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)和0.9g的2,2'-联吡啶，继续氩气环境中55℃加热搅拌3h成前驱液B；
(3)将0.33g的1，4一丁二醇(BDO)、5g的LiTFSI加入上述前驱液B中，继续充分搅拌5h均匀成前驱液C；
(4)将2.2g氯化镁溶于THF并充分搅拌成浓度为3％均质溶液，加入上述前驱液C中，室温条件下500rpm充分混合搅拌4h均匀；
(5)将400g正极活性物质LiFePO4粉末加入上述混合溶液中，充分搅拌2h至均匀，过滤后再用THF进行洗涤一次，然后45℃加热挥发溶剂，再放入60℃真空烘箱中干燥8h除去残留溶剂，即可得到有机包覆层包覆的LiFePO4正极活性物质。
制备正极极片：碳黑为导电剂，PVDF-HFP为粘结剂，搅拌均匀后加入上述有机包覆层包覆的LiFePO4。混合物中，固体成分包含95wt.％有机包覆层包覆的LiFePO4、2wt.％的粘结剂PVDF、1.5wt.％的碳纳米管和1.5wt.％的Super-P。集流体为9μm的Al箔。
制备固态电解质：以聚己内酯、LiTFSI、丁二腈为原料，按照8:3:2的比例溶解在THF中，然后在基底上涂布成膜，烘干后聚合物固态电解质的厚度为30μm。
制备锂离子电池：以金属锂箔作为负极(20μm厚)，以及上述的正极极片(集流体上的涂膏面密度为13mg/cm2)和上述聚合物固态电解质(30μm)组装全固态锂电池，正极、固态电解质、负极依次叠加，辅助常用的极耳和铝塑膜密封材料。
测试条件：以1C/1C充放电电流大小下进行循环性能测试，电压测试区间2.0-3.65V，测试结果如表1所示。
对比例3
与实施例3不同的地方在于，正极活性物质为未经过包覆层处理过的LiFePO4，其他方面和条件均一致。
实施例4
制备有机包覆层包覆电极活性物质：
(1)将19.2g聚己内酯二醇和8.4g端羟基含氟聚酯聚硅氧烷溶解在NMP中配成固含为2％的溶液，在氩气条件下45℃充分搅拌2h成前驱液A；
(2)向上述前驱液A中加入2.7g的甲苯二异氰酸酯和0.81g的2,6'-吡啶二甲醇，继续氩气环境中50℃加热搅拌6h成前驱液B；
(3)将0.4g的1，4-丁二醇(BDO)、4.9g的LiBOB加入上述前驱液B中，继续充分搅拌6h均匀成前驱液C；
(4)将2.4g氯化锌溶于丙酮并充分搅拌成浓度为4％均质溶液，加入上述前驱液C中，室温条件下400rpm充分混合搅拌7h均匀；
(5)将500g负极活性物质氧化亚硅SiOX粉末加入上述混合溶液中，充分搅拌4h至均匀，过滤后再用NMP进行洗涤一次，然后80℃加热挥发溶剂，再放入100℃真空烘箱中干燥10h除去残留溶剂，即可得到有机包覆层包覆的SiOX负极活性物质。
制备正极极片：碳黑为导电剂，PVDF为粘结剂，搅拌均匀后加入正极活性物质镍钴铝酸锂。混合物中，固体成分包含90wt.％LiNi0.6Co0.2Al0.2O2、5wt.％的粘结剂PVDF和5wt.％的导电炭黑。集流体为10μm的Al箔。
制备负极极片：将80％石墨和20％上述有机包覆层包覆的SiOX混合均匀后作为负极活性物质(92％)，以碳纳米管和SP作为导电剂(5％)，PVDF作为粘结剂(3％)；集流体为6μm的Cu箔。
制备锂离子电池：以硅碳复合材料(20％上述有机包覆层包覆的SiOX+80％石墨)为负极(集流体上的涂膏面密度为6mg/cm2)，以及上述的正极极片(集流体上的涂膏面密度为15mg/cm2)和商业化LiPF6电解液组装电池，通过叠片组装成软包锂离子电池，辅助常用的极耳和铝塑膜密封材料。
测试条件：以1C/1C充放电电流大小下进行循环性能测试，电压测试区间3.0-4.2V，测试结果如表1所示。
对比例4
与实施例4不同的地方在于，负极活性物质为未经过包覆层处理的氧化亚硅SiOX+80％石墨，其他方面和条件均一致。
实施例5
制备有机包覆层包覆电极活性物质：
(1)将6.8g聚碳酸酯二醇和2.6g端羟基聚三甲基硅氧烷溶解在ACN中配成固含为4％的溶液，在氩气条件下45℃充分搅拌3h成前驱液A；
(2)向上述前驱液A中加入1.4g的二苯基甲烷二异氰酸酯和0.35g的4,4'-联吡啶，继续氩气环境中45℃加热搅拌1h成前驱液B；
(3)将0.12g的1，4一丁二醇(BDO)、1.9g的LiTFSI加入上述前驱液B中，继续充分搅拌6h均匀成前驱液C；
(4)将0.8g氯化锌溶于ACN并充分搅拌成浓度为3％均质溶液，加入上述前驱液C中，室温条件下500rpm充分混合搅拌4h均匀；
(5)将300g负极活性物质氧化亚硅SiOX粉末加入上述混合溶液中，充分搅拌4h至均匀，过滤后再用ACN进行洗涤一次，然后50℃加热挥发溶剂，再放入60℃真空烘箱中干燥15h除去残留溶剂，即可得到有机包覆层包覆的氧化亚硅SiOX负极活性物质。
制备正极极片：乙炔黑为导电剂，PVDF-HFP为粘结剂，搅拌均匀后加入正极活性物质镍钴锰酸锂(LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2)。混合物中，固体成分包含95wt.％的LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2、2wt.％的粘结剂PVDF-HFP和3wt.％的乙炔黑。集流体为9μm的Al箔。
制备负极极片：将上述有机包覆层包覆的氧化亚硅SiOx作为负极活性物质(85％)，以单壁碳纳米管(3％)和SP作为导电剂(4％)，PVDF作为粘结剂(8％)；集流体为6μm的Cu箔。
制备锂离子电池：以氧化亚硅SiOx材料为负极(集流体上的涂膏面密度为6mg/cm2)，以及上述的正极极片(集流体上的涂膏面密度为21mg/cm2)和商业化LiPF6电解液组装电池，通过叠片组装成软包锂离子电池，辅助常用的极耳和铝塑膜密封材料。
测试条件：以1C/1C充放电电流大小下进行循环性能测试，电压测试区间2.7-4.35V，测试结果如表1所示。
对比例5
与实施例5不同的地方在于，负极活性物质为未经过包覆层处理过的氧化亚硅SiOX，其他方面和条件均一致。
图4为实施例1～5及对比例1～5中锂离子电池在25℃条件下1C/1C下的循环循环性能图。从图4中可以看出：本发明实施例1-5制得的电池均具有优异的循环性能，且较对比例1-5制得的电池循环寿命均提升。由此表明：本发明通过对正极和/或负极活性物质进行包覆处理后，显著提升了电池的循环性能。
表1电池的性能测试数据列表
Figure BDA0003268127280000231
Figure BDA0003268127280000241
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种电极材料，其特征在于，所述电极材料含有有机包覆层；
所述有机包覆层包括聚合物，所述聚合物由包括以下组分的组合物聚合而得：聚酯多元醇、聚硅氧烷、电解质盐和二异氰酸酯；
所述组合物中，包括50wt%~80wt%的聚酯多元醇，10wt%~30wt%的聚硅氧烷，1wt%~10wt%的二异氰酸酯；1wt%~20wt%的电解质盐。
2.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述聚酯多元醇为聚酯二醇。
3.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述聚硅氧烷为羟基聚硅氧烷。
4.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯和二甲苯烷二异氰酸酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述电解质盐包括锂盐、钠盐、镁盐或铝盐。
6.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中，还包括添加剂。
7.如权利要求6所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中还包括0.1wt%~5wt%的添加剂。
8.如权利要求6所述的电极材料，其特征在于，所述添加剂为联吡啶类化合物；
所述联吡啶类化合物为2,2'-联吡啶、2,3'-联吡啶、4,4'-联吡啶、2,2'-联吡啶-4,4'-二甲醇和2, 6'-联吡啶二甲醇中的至少一种。
9.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中，还包括扩链剂。
10.如权利要求9所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中还包括0.1wt%~5wt%的扩链剂。
11.如权利要求9所述的电极材料，其特征在于，所述扩链剂选自多元醇类化合物或醇胺类化合物。
12.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中，还包括金属氯化物。
13.如权利要求12所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中还包括0.1wt%~10wt%的金属氯化物。
14.如权利要求12所述的电极材料，其特征在于，所述金属氯化物为氯化镁、氯化钙、氯化铝、氯化铁、氯化锌和氯化铜中的至少一种。
15.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中还含有快离子导体。
16.如权利要求15所述的电极材料，其特征在于，所述组合物中，包括0~5wt%的快离子导体。
17.如权利要求15所述的电极材料，其特征在于，所述快离子导体为钙钛矿型电解质、反钙钛矿型电解质、石榴石型电解质、NASICON型电解质、LISICON型电解质、硫化物电解质中的至少一种。
18.如权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述有机包覆层的厚度为1~100 nm；
和/或，所述电极材料中还含有活性物质。
19.如权利要求18所述的电极材料，其特征在于，所述活性物质为正极活性物质或负极活性物质。
20.如权利要求18所述的电极材料，其特征在于，所述电极材料中，活性物质与有机包覆层的质量比为100: (0.2~2)。
21.一种电极，其特征在于，所述电极含有权利要求1-20任一项所述的电极材料。
22.一种电池，其特征在于，所述电池中包括权利要求1-20任一项所述的电极材料和/或权利要求21所述的电极。
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