本发明专利技术涉及包括一个内核以及一个至少部分覆盖了内核表面的涂层的颗粒。该内核包含大于５０％的一种酸性金属氧化物并且内核涂层是基于一种聚合物，优选基于具有一个高电化学稳定性的一种污染的聚合物。该颗粒在固定的时间内具有向电解质迁移的该金属氧化物一个溶解度速率（ｔｓ），该溶解度速率为每１００００中小于５。该颗粒是以添加溶剂的干方法通过混合该聚合物以及一种金属氧化物而获得。由一种电极基体构成的电极，该电极基体至少部分地覆盖了一种混合物，该混合物由至少４０％的这些颗粒构成，这些电极具有出色的电化学性能，特别是关于结合了这些电极的电池的寿命方面。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含基于一种酸性金属氧化物的内核的颗粒，该内核表面至少部分地用覆盖了具有大于3.7伏特的电化学稳定性的一种聚合物。本专利技术还涉及用于制备这些颗粒的混合物的方法，尤其是结合了对这些颗 粒的多个组分进行混合的步骤。这些颗粒具有的优点是，在内核中存在的金属氧化物有一个低的溶解 度，即使在已经承受到大数量的电化学循环之后。在本专利技术的颗粒混合物的众多可能的应用中，可以提及的是覆盖电极栽 体。由此所获得的电极在运行中是特别稳定的，并且因此可能有利地用在高性 能的电化学体系中。由此获得的电极和发生器也是本专利技术的一个主题，用于制备本专利技术的这 些电极和发生器的方法也同样是。
技术介绍
因此由Yasuko Terada在Journal of Power Sources (能源杂志)97-98 (2001 ),420-422页发表的文件"Study of Mn dissolution from LiMn204 spinel electrodes using in situ total reflection X-ray fluorescence analysis and fluorescence XAFS technique"(使用原位全反射X射线荧光分析和荧光XAFS技术进行地 从LiMn204尖晶石电极的Mn的溶解的研究)，证实了 LiMn204氧化物在蓄电池中的溶解现象以及由此导致的能力损失。由Izumi Nakai等在Journal of Power Sources (能源杂志)97-98 (2001 ),412-414页发表的文件"In situ XAFS study of the electrochemical deintercalation of Li from Li卜xMn2.yCr04，， ( 乂人Li"xMn2.yCr04关于Li的电4匕学脱 嵌入的原位XAFS研究)也描述了金属氧化物的溶解现象并且提出了通过用 Cr、 Co或Ni部分取代Mn来部分地克服结构的不稳定性。因为对于掺杂剂需 要一种新型的合成和调整才能使结构是电化学稳定的事实，这项技术证明是复 杂的并且有缺陷。由Chung-Hsin Lu等在Journal of Power Sources (能源杂志)97-98 (2001), 458-469页发表的文寸牛"Influence of the particle size on the electrochemical properties of lithium manganese oxide"(粒度对于锂锰氧化物的电化学特性的影 响)证实了锂锰氧化物的颗粒大小对锂锰金属氧化物颗粒的比容量值以及库仑 效力的影响。近年来，对金属氧化物如LiV308， V20s和LiMn204作为电化学体系的成 份和功能组分的商业兴趣已非常有限。这种限制尤其产生于在充放电循环的背 景下的金属氧化物的低稳定性以及由此产生的性能上的实质性损失。因此存在一种需要来改进被视为不稳定的此类金属氧化物，尤其是有良好 的电化学性能的那些，如LiMn204的和LiV308,并且具有适度的生产成本， 尤其考虑到它们具体的天然丰富性。
技术实现思路
本专利技术的第一个主题在于含有一个内核和在所述内核的表面上覆盖涂层的 颗粒，该涂层至少部分地，优选至少80%,甚至更优选至少90%并且最有利 地是100%地覆盖所述内核，所述颗粒的特征在于- 所述内核优选包括按重量计至少90%并且更优选至少94%的一种酸性金属 氧化物，该金属氧化物具有一个优选小于6.5的pH，并且甚至更优选具有 一个在3和6之间的pH;-该内核的涂层是基于一种聚合物的，优选基于一种成盐的聚合物，它的电 化学稳定性大于或等于3.7伏特；- 该涂层的平均厚度是优选在500纳米和2微米之间并且该涂敷的内核具有 优选在500纳米和4(M效米之间的一个平均大小d5G，并且甚至更优选该大 小在2和20微米之间；以及-对于一个给定的时间，每循环向电解质迁移的金属氧化物的溶解度(ds) 程度是每10000小于5,并且该程度优选每10000在2和4.5之间。根据本专利技术的一个有利的实施方案，用于制备该涂层的聚合物优选是化学 稳定的，或非常稳定的，或甚至极其稳定的。优选地，用于该涂层的聚合物的电化学稳定性是在3.75和5伏特之间。本专利技术的颗粒的一个优选的亚科由这样的颗粒构成，它们的金属氧化物选 自由LiMn204、 V205、 LiMn(2-x)Vx04 (x的范围从0到1,包括限度值)、 V6013以及LiV308构成的组，并且该金属氧化物更优选是LiV308。根据一个有利的变体，该颗粒的内核包括按重量计从1%到12%以及优选 从6%到10%的 一 种碳，该 >碳优先选自构成如下的组乙烯黑(ethylene black)、天然石墨、人造石墨、Shawinigan碳、Ketjen碳、以及它们中至少两 种的混合物。本专利技术的颗粒的另 一个有利的亚科可以由这样的颗粒构成，它们的内核是 基于一种或多种成盐的聚合物，优选与至少一种盐成盐的至少一种聚合物，该 盐选自由以下类型的盐类构成的组LiFSI、 LiTFSI、 LiBETI、 LiDCTA、LiBF4和LiPF6;以及最大10%的填充剂，该填充剂优先选自构成如下的组 Si02、 Zr02和Al203，以及它们中至少两种的混合物。有利地，构成该涂层的聚合物可以是导电的，并且可以优选基于一种聚 合物，该聚合物选自由聚苯胺类构成的组，优选由具有平均分子量大于1000 并且优选在2500和50 000之间的聚苯胺类构成的组。构成该涂层的聚合物可以是不导电的，并且可以有利地选自由多支链类型 的不导电的聚合物类构成的组。优选地，该不导电的聚合物包括至少3个支链，并且甚至更优选4支链型 的，如在Hydro-Quebec的名下申请的于2003年7月31日披露的国际专利申 请WO 03/063 287中所描述(并且更具体地在5、 8以及9页中)，以及还有 在美国专利申请US-A-6 190 804 (Ishiko等人)的1和2栏中并且它们具有丙 烯酸酯(优选曱基丙烯酸酯)和烷氧基(优选含有从1到8个碳原子的烷氧 基，甚至更优选曱氧基或乙氧基)，或乙烯基杂合的端位基团类。有利地，该金属氧化物可以是LiV308和V205的(50:50)的一种混合物。本专利技术的颗粒的另 一个有利的亚科可以由包含一种LiV308金属氧化物内 核的颗粒构成，该内核大小为5微米，其表面80%以上用4支链类型的聚合物 构成的一种涂层覆盖，该涂层平均厚度在IO纳米和5微米之间并且优选在15 纳米和2微米之间，其特征在于ds小于5% 。本专利技术的这些颗粒的另 一个有利的亚科可以由包括一个V205金属氧化物 的内核的颗粒构成，该内核大小为5微米，其表面80%以上用4支链的聚合物 构成的一种涂层覆盖，该涂层平均厚度在IO纳米和5微米之间并且优选在15 纳米和2微米之间，其特征在于ds小于4% 。本专利技术的第二个主题包括用于制备根据本专利技术的第 一个主题的颗粒的一种 均相混合物的方法。制备可以有利地通过混合该聚合物和一种金属氧化物而进行，通过未添 加任何溶剂的干路线，对于该混合物中每一种组分优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种颗粒，包括一个内核和一个涂层，该涂层至少部分地，优选至少８０％，甚至更优选至少９０％并且最有利地是１００％地覆盖所述内核的表面，所述颗粒的特征在于： －所述内核优选包括按重量计至少９０％并且更优选至少９４％的一种酸性金属氧化物，该金属氧化物具有一个优选小于６．５的ｐＨ，并且甚至更优选具有一个在３和６之间的ｐＨ； －该内核的涂层是基于一种聚合物的，优选基于一种成盐的聚合物，其电化学稳定性大于或等于３．７伏特； －该涂层的平均厚度优选是在５００纳米和２微米之间并且该涂敷的内核具有优选在５００纳米和４０微米之间的一个平均大小ｄ５０，并且甚至更优选该大小是在２和２０微米之间；以及 －对于一个给定的时间，每循环向电解质迁移的该金属氧化物的溶解度（ｄｓ）程度是每１００００中小于５，并且该程度优选是每１００００中在２和４．５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：帕特里克查尔斯特，米歇尔佩里尔，马丁东特尼，米歇尔帕蒂可莱克，阿卜杜勒巴斯特克尔飞，卡里姆扎吉伯，
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]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。