本发明专利技术涉及一种由以下构成的颗粒混合物：基于至少一种具有平均尺寸Ｔ↓［１］和比表面积Ｓ↓［１］的活性材料Ｍ↓［１］的载体，通过物理和／或化学键合粘附到其上的至少一种具有平均尺寸Ｔ↓［２］和比表面积Ｓ↓［２］的导电材料Ｍ↓［２］的颗粒。该混合物的特征在于：平均尺寸比例Ｔ↓［１］／Ｔ↓［２］在５和１００００之间；比表面积比例Ｓ↓［１］／Ｓ↓［２］在１／３００和１／２之间；ｂｑ在该混合物中存在的活性材料的量优选占该导电材料量的８０％以上。将所述混合物结合到构成电化学系统的元件中实质上改善了电化学系统的性能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】活性材料和导电材料的共粉碎混合物、其制备方法及用途 专利
本专利技术涉及到一种颗粒混合物，它由作为载体的一种活性材料的颗粒构 成，并且一种导电材料的颗粒粘附于其上。对该活性材料的颗粒(就像那些 导电材料)进行选择的方式为使之具有特定范围内的比表面积，并且进行选 择的方式为使比例(导电材料的比表面积/活性材料的比表面积)本身也在一 个特定范围值内。本专利技术还涉及到在对应于本专利技术的颗粒混合物在一种聚合物基质中的溶 解的聚合物混合物。本专利技术还涉及到用于制备本专利技术的颗粒的混合物的方法，特别是通过共 研磨一种活性材料的颗粒和一种导电材料的颗粒，并且还涉及到那些用于制 备本专利技术的聚合物混合物的方法。本专利技术还涉及到本专利技术的颗粒的混合物和聚合物混合物的用途，特别是 在电化学系统中。本专利技术也涉及到结合了至少一种本专利技术的混合物作为构成的单元的电化 学系统，更特别是具有高能量含量的那些。
技术介绍
导电添加剂普遍用于制备锂聚合物和锂离子电池的正极以补偿填充材料的低的导电率，如LiCo02 、 LiMn204 、 LiNi02 、 LiV308 、 LiV6013 、 Li4Ti5012、 LiFeP04、 LiNi1/3Co1/3Mn1/302,这是为了使这些材料有更好的性能 水平。基于一种导电材料的添加剂有助于提高容量和可循环性且还可以减少 电池的内阻。在1995年1月18日授权的Hydro-Qu6bec专利CA-A-2,140,456中描述了液体 共研磨混合物的制备。其中的液体共研磨混合物从含有高比例的颗粒(氧化 物加具有高比表面积和高吸油性的导电添加剂)的溶液的预共研磨材料在钢 球存在下通过球磨机或罐磨机混合在一种溶剂或一种溶剂混合物中而制备。 该共研磨混合物在空气中于95。C蒸发及干燥48小时。这样获得的预共研磨材 料由团聚颗粒的干粉构成。然后这些干燥的粉分散在一种含有盐化或非盐化 的聚合物的溶液中。所获得的混合物形成用于涂覆的共研磨混合物。这种方 法昂贵而且不是环境友好的，并且此外，所制备的正极含有来自钢球的杂 质。对该先有技术方法的复制产显示，特别是在聚合物电极的制备中，在共 研磨的混合物的制备过程中用作导电材料的炭黑中存在的团聚仅有一小部分 被分散。因此，这就存在对于一种方法的需求，该方法用于制备导电材料的颗粒 和活性材料的颗粒的混合物、它没有已知方法的弊端、特别是它导致具有一 个非常低的残留团聚含量的颗粒混合物的生产。这也存在对于新电极的一种需要，这些电极在相等的厚度下具有增大的 容量。
技术实现思路
本专利技术的第一个主题包括颗粒混合物，优选颗粒具有的粒径分布d50在 0.1和50|Lim之间，甚至更优选d50在1和20pm之间，所述颗粒由以下构 成基于至少具有平均尺寸^和比表面积Si的一种活性材料M,的一种载 体，通过物理和/或化学键合粘附到其上的至少一种具有平均尺寸丁2和比表面 积S2的导电材料M2的颗粒。每种混合物的特征在于- 平均尺寸比例T/T2在5和10000之间，更优选在10到1000之间；- 比表面积的比例S!/S2在l/300和l/2之间，更优选在1/150和1/10之间；- 在混合物中存在的活性材料的量优选为导电材料量的80%以上，甚至更优 选在90%和97%之间。根据本专利技术的 一个有利的实施方案，本专利技术的颗粒的混合物可以通过共 研磨而得到。根据本专利技术的另一个有利的实施方案，活性材料M!的颗粒在它们表面的 1%至50%,优选5%至20%上可以涂覆导电材料M2。有利的是，该导电材料，它优选是一种碳，可以具有以下特征中的至少 一个- 一个小于200m々g的比表面积；- 一个非常低的纳米孔率，根据TEM (透射电子显微术)方法测量；- 一种吸油性，根据碘吸收法测量，它低于200mg/g,优选在100mg/g和 20mg/g之间；以及- 一个小于0.2Q.cm的电阻率。优选地，所使用的导电材料具有如下性质中的至少 一种- 一个在0.03和0.2 Q.cm之间的电阻率；- 该导电材料有一种在20和100m"g之间的比表面积；- 一种流动性程度，根据静止角(angle of repose)和可压缩性(粉末试验仪， Hosokawa)的测量方法来测量，它是高于65，所述材料优选通过用碳，优 先选自由乙炔黑类(acetylene black)构成的组的碳对这些颗粒(Mj的表 面进行粉末涂覆(powder-coating )而获得，其中该导电材料的特征为 一种 低的油吸附性，它是根据方法ASTM D-2414来测量，优选低于400mg/g， 甚至更优选在10到100 mg/g之间；以及-所存在的导电材料的颗粒构成了一种均质的混合物，其特征为一种单分散 性分布，其峰值是在l nm和100nm之间，优选该单分布峰值在20和80 nm 之间。有利地是，该导电材料可以是Denka Black型炭黑。根据本专利技术的另一个有利的实施方案，该活性材料可以具有大于0.1m2/g 的比表面积；优选比表面积是在1和10mVg之间。优选地，在混合物中存在的活性材料是选自由如下成分构成的组a) 过渡金属氧化物类，优选那些选自ALiV308、 LiV6013、 V6013、 LiV205、 V205、锂化的￥205、 LiMri204和LiCo02构成的组的氧化物；b )过渡磷酸盐类，优选那些选自由LiFeP04和LiMnxFe(Lx)P04 (x S 1)构成 的组的磷酸盐；c) 过渡金属硅酸盐类，优选硅酸铁类，并且更优先选自由Li2FeSi04和 Li2GeSiCMA成的组中的那些；以及d) 由上述a)到c)所限定的至少两种化学物质构成的一种混合物。本专利技术的一种优选的混合物的亚科可以包括多于一种的导电材料，优选 这些导电材料的至少一种选自由炭黑类、石墨类和碳纤维类构成的组，以及其中至少两种的混合物。本专利技术的第二个主题包括制备本专利技术的第一个主题所限定的一种混合物的方法，优选通过以质量比例l ^M2/M! S 15%来共研磨- 一种活性材料(M。，它具有一个比表面积S,;以及- 一种导电材料(M2)，具有一个比表面积S2， 1SS2/S^200;该混合物是均质的，有一个非常低数量的团聚，这些团聚的质量优选占 小于混合物总质量的20%,并且颗粒尺寸的比例TVT^的范围在1和0.001之 间。根据本专利技术的另一个有利的实施方案，共研磨在干态下进行。优选地，共研磨是在0和60。C之间的温度进行，能量输入优选每公斤粉末 在O.l kWh和1.5 kWh之间。有利地是，共研磨是一种气体存在下进行的，优先选自惰性气体的组， 特别是由氩气和氮气构成的组，及其混合物。优选地，共研磨进行的时间范围是从5至180分钟，甚至更有利地15到90 分钟之间的时间。根据一个优选的变体，该共研磨材料是在两步骤中进行制备，其中一个 步骤是活性材料的解团聚和均质化， 一个步骤是导电材料的加入和共研磨混 合物的均质化。本申请的第三个主题包括通过实施本专利技术的第二个主题所限定的 一种方 法而获得的颗粒混合物。本专利技术的第四个主题包括如本专利技术的第一主题所限定的、或通过本专利技术 的第二个主题所限定的方法而获得的颗粒的混合物的用途，它是用于制备电池的电极，特别是用于液体正极电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种颗粒混合物，该颗粒混合物优选具有在０．１和５０μｍ之间的一个粒径分布ｄ５０，甚至更优选在１和２０μｍ之间的一个ｄ５０，所述颗粒的构成如下：基于至少一种具有平均尺寸Ｔ↓［１］和比表面积Ｓ↓［１］的活性材料Ｍ↓［１］的一种载体，通过物理和／或化学键在其上粘附了至少一种具有平均尺寸Ｔ↓［２］和比表面积Ｓ↓［２］的导电材料Ｍ↓［２］的颗粒，所述混合物的特征在于： －平均尺寸比例Ｔ↓［１］／Ｔ↓［２］是在５和１００００之间，优选在１０到１０００之间； －比表面积比例Ｓ↓［１］／Ｓ↓［２］是在１／３００和１／２之间，更优选在１／１５０和１／１０之间；以及 －在该混合物中存在的活性材料的量优选占该导电材料量的８０％以上，甚至更优选在９０％和９７％之间。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡里姆扎吉伯，米歇尔帕蒂可莱克，帕特里克查尔斯特，阿卜杜勒巴斯特克尔飞，马丁东特尼，
申请(专利权)人：加拿大魁北克电力公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]
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