[发明专利]借助从主链接枝法聚合具有合成SEI层的阳极活性材料颗粒

说明书

本发明涉及借助从主链接枝法聚合具有合成SEI层的阳极活性材料颗粒。具体地，本发明涉及锂电池和/或锂电池组，尤其锂离子电池和/或锂离子电池组的阳极活性材料和/或阳极的制备方法，和/或这种锂电池和/或锂电池组的制备方法。为了改善锂电池和/或锂电池组的循环稳定性，在所述方法中使具有至少一种可聚合官能团和/或聚合引发官能团和/或聚合控制官能团的至少一种硅烷化合物（2*）固定在阳极活性材料颗粒（1）的表面上，特别是硅颗粒的表面上，并且加入至少一种可聚合单体（2）。此外，本发明涉及阳极活性材料、阳极以及锂电池和/或锂电池组。

技术领域

本发明涉及锂电池和/或锂电池组，尤其锂离子电池和/或锂离子电池组的阳极活性材料和/或阳极的制备方法，和/或这种锂电池和/或锂电池组的制备方法以及阳极活性材料和阳极以及这种锂电池和/或锂电池组。

背景技术

目前用于锂离子电池和-电池组的阳极活性材料主要是石墨。但是，石墨只有很小的存储容量。

硅作为锂离子电池和-电池组的阳极活性材料，可以提供显著更高的存储容量。然而，硅在循环时发生剧烈的体积变化，这导致在硅表面上由电解质分解产物形成的SEI层（SEI，英文：Solid Electrolyte Interphase；固体电解质界面）可能在硅体积增大时撕裂和在硅体积减小时剥落，从而随着每次循环使得电解质与硅表面重新接触并且SEI形成和电解质分解不断进行，这导致锂（和电解质）的不可逆损失并且因此显著降低循环稳定性和容量。

文献US 2014/0248543 A1涉及用于锂离子电池组的纳米结构硅活性材料。

文献US 2014/0248543 A1涉及具有阳极和电解质的锂离子电池组，其中该阳极具有至少一种活性材料，和该电解质包含至少一种液体聚合物溶剂和至少一种聚合物添加剂。

文献US 2015/0072246 A1涉及用于电池组的非水性液体电解液，其可以包含可聚合单体作为添加剂。

文献US 2010/0273066 A1描述了一种锂-空气-电池组，其具有基于有机溶剂的非水性电解质，该电解质包含锂盐和具有亚烷基的添加剂。

文献US 2012/0007028 A1涉及一种制备聚合物-硅-复合材料颗粒的方法，其中将用于形成聚合物基质的单体和硅颗粒混合并且使该混合物聚合。

文献CN 104 362 300涉及一种制备锂离子电池组的硅-碳-复合阳极材料的方法。

文献US 2014/0342222 A1涉及具有硅芯和嵌段-共聚物壳的颗粒，其中一个嵌段具有对硅相对高的亲和性和一个嵌段具有对硅相对低的亲和性。

H. Zhao等在J. Power Sources, 263, 2014, 288-295页中描述了聚合的碳酸亚乙烯酯作为阳极粘合剂在锂离子电池组中的用途。

J.-H. Min等在Bull. Korean. Chem. Soc., 2013, 34卷, 编号4., 1296-1299页中描述了在硅颗粒上形成合成的SEI。

文献WO 2015/107581涉及具有非水性电解质的电池组阳极材料。

发明内容

本发明的主题是锂电池和/或锂电池组，尤其锂离子电池和/或锂离子电池组的阳极活性材料和/或阳极的制备方法，和/或锂电池和/或锂电池组的制备方法，特别是锂离子电池和/或锂离子电池组的制备方法。

在所述方法中，特别是使具有至少一种可聚合官能团和/或聚合引发官能团和/或聚合控制官能团的至少一种硅烷化合物固定在阳极活性材料颗粒，特别是硅颗粒的表面上，特别是然后，加入至少一种可聚合单体并且特别是进行聚合（从主链接枝法聚合（graft-from-Polymerisation））。