[发明专利]稳定化的锂复合颗粒

说明书

相关申请交叉参考

本申请根据35U.S.C.§120，要求2012年11月9日提交的美国申请系列第13/673,019号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

技术领域

本发明一般地涉及锂材料，更具体地，涉及稳定化的锂复合颗粒，其可用于电化学储能装置。

技术背景

锂金属被用于宽范围的各种应用，包括有机金属和聚合物合成，以及电化学装置，例如可充电锂电池、超级电容器和锂离子电池。此类电化学装置可用于许多场合，包括移动电子器件，例如电话、平板和笔记本电脑，以及车辆，例如电动汽车和混合动力汽车。但是，锂金属在许多形式下是不稳定材料，其会在含氧环境(包括空气)中，或者暴露于水或水蒸气之后发生点燃和燃烧。此外，锂火焰难以熄灭并且可能需要干粉灭火器。因此，锂金属可能具有短的储存寿命并且储存是危险的。

如上所述，会希望开发稳定的锂颗粒，其可用于电化学装置。

发明内容

本发明的内容一般地可适用于固体稳定化的锂复合颗粒，其可用于电化学装置。根据本发明的一个实施方式，稳定化的锂颗粒包括芯和涂层，所述芯包含锂金属，所述涂层围绕并包覆了所述芯。涂层包含络合锂盐。复合颗粒的粒度约为小于或等于500微米。

用于生产稳定化的锂颗粒的方法包括：使得含锂颗粒与涂料溶液接触，所述涂料溶液包含溶于溶剂中的络合锂金属盐，以及去除溶剂以形成颗粒，所述颗粒包括含锂芯和锂金属盐涂层，所述锂金属盐涂层围绕并包覆了所述芯。

在以下的详细描述中提出了本发明的主题的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对于本领域的技术人员而言根据所作描述即容易理解，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本发明的主题而被认识。

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述给出了本发明的主题的实施方式，用来提供理解要求保护的本发明的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明内容的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本发明的内容各种实施方式，并与描述一起用来解释本发明内容的原理和操作。此外，附图和说明仅仅是示例性的，并不试图以任意方式限制权利要求的范围。

附图说明

当结合以下附图阅读下面对本发明的具体实施方式的详细描述时，可对其形成最好的理解，附图中相同的结构用相同的附图标记表示，其中：

图1是根据各个实施方式的稳定化的锂复合颗粒的截面示意图；

图2A和2B是根据一个实施方式的LiPF₆涂覆的锂金属颗粒的SEM显微图；以及

图3是根据另一个实施方式的iPF₆涂覆的锂金属颗粒的SEM显微图。

具体实施方式

下面更详细参考本发明主题的各种实施方式，这些实施方式中的一部分在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。

本文所述的稳定化的锂颗粒一般地包括芯和包覆芯的涂层。所述芯包含锂金属或者锂金属合金。包含锂盐的所述涂层围绕并包覆所述芯。所述涂层可以是密封的，因而防止或基本抑制了水或空气(包括氧气)与所述芯接触和反应。因此，在一些实施方式中，复合颗粒相对于环境暴露是稳定的。

如图1示意性所示是单个的稳定化的锂复合颗粒100的截面示意图。颗粒100包括芯110和涂层120，所述涂层120完全地围绕和包覆所述芯。芯110可包括限定了外表面112的整体型主体。涂层120沿着所述涂层120的内表面124与芯110的外表面112直接物理接触。涂层是无机的，并且不含有机物质(例如矿物油)。

在一些实施方式中，芯110包含元素锂金属。在其他实施方式中，芯可包含锂的合金。此类合金的例子包括锂与Al、Si、Ge、Sn、Pb和Bi的一种或多种。