[发明专利]正极组合物

说明书

本申请涉及一种NVPF基组合物及其在电池领域中作为电化学活性材料的用途。本发明还涉及一种包含所述组合物的导电组合物以及一种用于获得所述组合物的方法。

本申请要求于2018年7月30日提交的法国专利申请号1857116的优先权，将该申请的内容通过援引全部并入。在将影响术语或表述的清晰度的本申请的文本与该法国专利申请的文本之间的不一致的情况下，应该仅参考本申请。

本申请涉及一种NVPF基组合物，并且涉及其在电池领域中作为电化学活性材料的用途。本申请还涉及包含所述组合物的导电组合物，并且涉及使得能够获得所述组合物的方法。

[背景技术]

近年来，随着锂离子电池在各种电子设备(如便携式电话和电动汽车)中的应用，对锂离子电池的需求已增加。事实上，锂基化合物相对昂贵，并且天然锂源在地球上分布不均，且由于这些天然锂源局限于少数国家而不易获得。因此，已寻求这种元素的替代物。为此，已开发钠离子电池。这是因为钠非常丰富且分布均匀，并且有利地是无毒的且在经济上更有利。

然而，对于三倍摩尔质量，Na⁺/Na对的还原电势是(与SHE相比的-2.71V)，并且因此大于Li⁺/Li对(与SHE相比的-3.05V)的还原电势。这些特殊性使得难以选择主体材料。最近，材料Na₃V₂(PO₄)₂F₃(或NVPF)因其电化学性能品质已被证明是特别有利的电化学活性材料。

FR 3 042 313和WO 2017/064189描述了NVPF颗粒，其可以展示出小于25μm、优选小于10μm的平均尺寸，这一尺寸通过激光粒度分析进行确定。此文件没有说明本发明的组合物的改进的Dv10、Dv50和Dv90的特征。

CN 103594716描述了NVPF基组合物而没有关于Dv10、Dv50和Dv90特征的信息。

CN 105655565描述了展示出可以超过1g/cm³的堆积密度的NVPF基组合物。这些组合物包含具有式Na₃V₂(PO₄)₃的磷酸钒钠以及导电聚合物，例如聚苯胺(PANI)型。没有提及粒度分布。

[技术问题]

电极的体积能量密度表示电极每单位体积可以储存的能量的量。必须将其最大化以限制电池的体积。这完全是更真实的，因为某些应用需要电池的减少的体积，例如当电池是呈纽扣电池的形式时。为了保证提取和重新插入电化学活性材料的钠离子，电极由包含电化学活性材料以及适当比例的电化学非活性材料(如粘合剂或导电添加剂)的导电组合物形成，并且该导电组合物以一定孔隙度为特征。该导电添加剂保证电子渗漏通过电极。该粘合剂保证与集电体的粘附以及复合电极的机械强度。对于电解质与活性材料之间的离子渗滤来说，孔隙率就其本身而言是必要的。为了使体积容量(在本专利申请中以Ah/l表示)最大化，尝试限制电化学非活性材料的量以及复合材料中的孔隙率，但不折损活性材料钠离子的提取和重新插入。

还寻求能够容易地与电化学非活性材料一起配制的电化学活性材料，以及能够容易地涂覆且不导致缺陷(例如像“条纹”膜)的导电组合物。

作为电化学活性材料，本发明的组合物以解决此折损的为目标。

附图说明

图1示出了实例1的组合物(虚线)和对比实例1的组合物(实线)的尺寸分布。

图2示出了实例1的组合物的SEM图像。应注意，在此图像中仅检测NVPF颗粒，并且不可能观察到碳基颗粒。

图3表示关于实例1的组合物(虚线)和对比实例1的组合物(实线)的容量的电势恒电流曲线。

[发明内容]