[发明专利]电极复合物的制备方法

权利要求书

1.用于制备负电极组合物的方法，其包括将电极活性材料、粘合剂和产生电子传导性的试剂悬浮在含水介质中的步骤，其特征在于：

-电极活性材料是包含选自Si、Sn、Ge的元素M的颗粒的形式；所述颗粒具有小于1μm的平均尺寸；

-粘合剂是带有能够在酸性介质中与羟基反应的反应性基团的聚合物；

-含水介质是pH为1的非缓冲的酸性介质，或者pH小于或等于4的缓冲的酸性介质，其是通过添加强碱和有机酸获得的；

-引入酸性含水介质中的成分“活性材料、粘合剂、电子传导性试剂”的总量为组合物总量的10至80重量％，所述成分在含水介质中的比例如下：

-30至90重量％的活性材料颗粒；

-5至40重量％的粘合剂；

-5至30重量％的电子传导性试剂；

-有机酸的量使其对应于大于0.5×10^-4摩尔每克元素M的含量，并且保持以下重量比小于或等于20％

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述活性材料颗粒的平均尺寸小于200nm。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述活性材料颗粒是仅由元素M、或者由M与Li的合金或者由包含元素M或M-Li合金和导电材料Q的复合材料形成的。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，所述导电材料Q是由碳或者由不与锂反应的金属形成的。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述聚合物粘合剂是在相对于Li⁰/Li⁺ 0至5V的电势窗内电化学稳定的聚合物，其不可溶于可用作液体电解质溶剂的液体介质并且带有能够在酸性介质中与OH基反应的官能团。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述聚合物选自丙烯酸共聚物、丙烯酰胺共聚物、苯乙烯磺酸共聚物、马来酸共聚物、衣康酸共聚物、木质素磺酸共聚物、烯丙胺共聚物、乙基丙烯酸共聚物、聚硅氧烷、环氧胺聚合物、聚氨酯和羧甲基纤维素。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述产生电子传导性的试剂选自炭黑、SP碳、乙炔黑、碳纳米纤维和碳纳米管。

8.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，所述有机酸的量使其对应于大于5×10^-4摩尔每克元素M的含量，并且保持以下重量比小于或等于10％

9.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，引入酸性含水介质中的成分“活性材料、粘合剂和电子传导性试剂”的总量为相对于所述组合物的总重量的20至60重量％。

10.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述强碱是碱金属氢氧化物，而所述有机酸选自甘氨酸、天门冬氨酸、溴乙酸、溴苯甲酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乳酸、马来酸、丙二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苦味酸、水杨酸、甲酸、乙酸、草酸、苹果酸、富马酸和柠檬酸。

11.由根据权利要求1的方法获得的负电极组合物，其特征在于其包含：

-电极活性材料，其是包含选自Si、Sn、Ge的元素M的颗粒的形式；所述颗粒具有小于1μm的平均尺寸；

-带有能够在酸性介质中与羟基反应的反应性基团的聚合物粘合剂；

-提供电子传导性的试剂；

-pH为1的非缓冲的酸性含水介质，或者缓冲的pH小于或等于4的酸性介质，其是通过添加强碱和有机酸获得的；

其特征还在于：

-引入酸性含水介质中的成分“活性材料、粘合剂、电子传导性试剂”的总量为组合物总量的10至80重量％，所述成分在含水介质中的比例如下：

-30至90重量％的活性材料颗粒；

-5至40重量％的粘合剂；

-5至30重量％的电子传导性试剂，

-有机酸的量使其对应于大于0.5×10^-4摩尔每克元素M的含量，并且保持以下重量比小于或等于20％

12.根据权利要求11的负电极组合物，其特征在于，所述活性材料颗粒的平均尺寸小于200nm。

13.在导电基材上由根据权利要求11或12的负电极组合物形成的负电极。

14.根据权利要求13的电极，其特征在于，所述活性材料颗粒是硅颗粒。

15.电池，其包含至少一个负电极和至少一个正电极，在它们之间设置有固体电解质或浸有液体电解质的隔板，其特征在于，所述负电极是根据权利要求13或14的电极。