[发明专利]复合电极材料、由所述材料组成的电池电极、及包含这种电极的锂电池

权利要求书

1.电极复合材料，包含：活性成分，即，表现出电化学活性的成分；导电添加剂；以及粘结剂，特征在于，所述导电添加剂为含有至少碳纳米纤维(CNF)和至少碳纳米管(CNT)的导电添加剂混合物。

2.权利要求1的电极复合材料，特征在于，所述混合物包含选自石墨、炭黑如乙炔黑、及sp-碳的一种或多种其它导电添加剂。

3.权利要求1的电极复合材料，特征在于，所述碳纳米纤维具有可为50～200nm的直径且具有可为10～1000的长径比，和其中所述碳纳米管具有0.4～20nm的直径和20～1000的长径比。

4.前述权利要求中任一项的电极复合材料，特征在于，所述活性成分选自对于含所述活性成分的电极基于嵌入(Li⁺)、转化、置换和溶解-重结晶的原理运行的成分。

5.权利要求4的电极复合材料，特征在于，所述活性成分为金属M或M_aM_bM_c...型金属合金，其能够与锂形成Li_xM_aM_bM_c型可逆合金。

6.权利要求5的电极复合材料，特征在于，所述金属选自Sn、Sb和Si。

7.前述权利要求中任一项的电极复合材料，特征在于，所述粘结剂为选自多糖、改性多糖、胶乳、聚电解质、聚醚、聚酯和聚丙烯酸类聚合物的聚合物P1。

8.权利要求1、6和7的电极复合材料，特征在于，所述碳纳米纤维(CNF)和碳纳米管(CNT)的含量大于12份/100份活性材料。

9.权利要求8的电极复合材料，特征在于，其包含平均4重量％的碳纳米纤维和平均8重量％的原料碳纳米管。

10.权利要求9的电极复合材料，特征在于，其包含80重量％的Si颗粒和8重量％的粘结剂、以及4重量％的碳纳米纤维和8重量％的碳纳米管。

11.电极，其包含根据前述权利要求中任一项的复合材料。

12.权利要求10的负极，用于锂电池型电化学器件。

13.权利要求11的负极，用于非水电解质二次电池。

14.二次(Li离子)电池，包括含权利要求1-10中任一项的复合材料的负极。

15.权利要求14的二次(Li离子)电池，特征在于，在其运行期间，充电和放电运行包括每一硅原子嵌入的0～1.1个锂原子的锂嵌入。

16.前述权利要求中任一项的电极复合材料的制造方法，特征在于，该方法包括：

-制备含有粘结剂P1、赋予电子传导性的至少碳纳米纤维CNF、赋予电子传导性的至少碳纳米管CNT、能够与锂可逆地形成合金的活性电极成分M1、以及挥发性溶剂S1的悬浮液；和

-由所获得的悬浮液制造膜。

17.权利要求16的电极复合材料的制造方法，特征在于，通过施加0.1～10吨的压力使所述膜致密化。

18.权利要求16的电极复合材料的制造方法，特征在于，所述制备包含第三导电添加剂C1。

19.权利要求16的复合材料的制造方法，特征在于，所述活性成分M1选自在Li离子电池的再充电期间与锂反应的化合物，其中有金属M或与锂形成Li_xM_aM_bM_c型合金的金属合金M_aM_bM_c...，优选Sn、Sb或Si。

20.权利要求16的复合材料的制造方法，特征在于，在所述悬浮液的制备期间，将所述由聚合物P1形成的粘结剂以纯态或以溶液形式引入到挥发性溶剂S1中，和所述CNF/CNT混合物以纯态或以悬浮液形式引入到挥发性溶剂中。

21.权利要求20的复合材料的制造方法，特征在于，所述聚合物P1可选自多糖、改性多糖、胶乳、聚电解质、聚醚、聚酯和聚丙烯酸类聚合物。