LiBr、Li 1、LiSCN, LiSbF6, LiAsF6' LiTfa、LiDFOB、LiBOB、LiTFS1、LiCF3SO3' LiC4F9SO3'LiN (CF3SO2) 2、LiN (C2F5SO2) 2、LiC (CF3SO2) 3、LiC (C2F5SO2) 3。
9.根据前述权利要求中任一项所述的被包覆的电极材料，其特征在于，所述杂化聚合物涂层是纳米结构的杂化聚合物涂层和/或所述杂化聚合物涂层具有在10_7S/cm至lS/cm范围内的锂离子传导率，优选为10_6S/cm至5X 10_3S/cm、特别为10_4S/cm至10_3S/cm的锂离子传导率。
10.根据前述权利要求中任一项所述的被包覆的电极材料，其特征在于，所述杂化聚合物涂层是有弹性的并且优选地具有1kPa至10MPa的弹性模量，特别优选为1kPa至IMPajP /或在于只有温度超过300°C时所述杂化聚合物才热降解。
11.根据前述权利要求中任一项所述的被包覆的电极材料，其特征在于，所述的包覆有所述杂化聚合物的电极材料相对于Li/Li+在多5V的电势处是电化学稳定的、和/或具有100至100000次循环周期的使用寿命。
12.根据前述权利要求中任一项所述的被包覆的电极材料，其特征在于，所述结晶状的、微粒的无机材料是电子传导的和/或所述无机-有机杂化聚合物是离子传导的。
13.根据前述权利要求中任一项所述的被包覆的电极材料，其特征在于，所述被包覆的电极材料适合于制备能量存储装置，所述能量存储装置具有1000W/kg至15000W/kg的功率密度和/或150Wh/kg至1000Wh/kg的能量密度。
14.根据前述权利要求中任一项所述的被包覆的电极材料，其特征在于，所述电极材料选自碳，S1、L1、Ge、Sn、Al、Sb 的合金，Li4Ti5O12, Li4-yAyTi5_xMx012 (A = Mg、Ca、Al ；M = Ge、Fe、Co、N1、Mn、Cr、Zr、Mo、V、Ta 或其组合)，Li (Ni, Co,Mn) O2, Li1+X(Μ, N) ^xO2 (Μ = Mn、Co、Ni 或其组合；N = Al、T1、Fe、Cr、Zr、Mo、V、Ta、Mg、Zn、Ga、B、Ca、Ce、Y、Nb、Sr、Ba、Cd 或其组合)，(Li, A)X(M, N) z0v_wXw(A =碱金属、碱土金属、镧系元素或其组合；M = Mn、Co、Ni或其组合；N = Al、T1、Fe、Cr、Zr、Mo、V、Ta、Mg、Zn、Ga、B、Ca、Ce、Y、Nb、Sr、Ba、Cd 或其组合；X = F、Si)，LiFePO4, (Li, A) (M, B) PO4 (A或B =碱金属、碱土金属、镧系元素或其组合；M =Fe、Co、Mn、N1、T1、Cu、Zn、Cr 或其组合)，LiVPO4F, (Li, A)2(M, B)PO4F(A 或 B =碱金属、碱土金属、镧系元素或其组合；M = Fe、Co、Mn、N1、T1、Cu 或其组合)，Li3V2PO4, Li (Mn，Ni)204，Li1+X(M, N)2_x04(M = Mn ；N = Co、N1、Fe、Al、T1、Cr、Zr、Mo、V、Ta 或其组合)、及其混合物或其组合。
15.一种使用微粒的、纳米结构的涂层包覆微粒电极材料的方法，其中 a)金属化合物或类金属化合物的至少一种前体或金属化合物或类金属化合物被溶解或分散在溶剂中； b)加入至少一种可聚合的有机物质； c)所述溶剂与至少一种微粒电极材料相接触，具有纳米结构涂层的电极材料被制备；并且 d)所述被包覆的电极材料被隔尚和回火。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，在步骤a)中的所述溶剂选自无机溶剂和有机溶剂，特别地为水和/或醇。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，在步骤a)之前或在步骤a)之后，金属化合物或类金属化合物的至少一种前体或金属化合物或类金属化合物与无机酸或有机酸接触，优选硝酸。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中的所述可聚合的有机物质包含酸或由酸组成，优选地，该酸选自有机酸或无机酸，优选为具有多于一个酸官能团的有机羧酸，特别为柠檬酸。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤b)中的所述可聚合的有机物包含醇或由醇组成，优选地，该醇选自具有多于一个醇官能团的醇，优选为具有多于一个醇官能团的聚合醇，特别为乙二醇和/或丙二醇。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法，其特征在于，所述回火包含: a)在80°C至120°C的温度下，干燥所述微粒；和/或 b)在500°C至700°C的温度下，使所述颗粒热解和/或结晶。
21.—种使用杂化聚合物涂层包覆微粒电极材料的方法，其中 i)提供由有机改性的、包含聚硅氧烷的材料制成的溶胶，将所述溶胶与选自锂嵌入物质和锂脱嵌物质的电极材料混合，可能地与至少一种有机溶剂混合；和 ?)所述有机溶剂被分离，具有纳米结构的杂化聚合物涂层的电极材料被制备；和 iii)所述的具有纳米结构的杂化聚合物涂层的电极材料被分离、干燥和硬化。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，在步骤i)中，还加入至少一种锂盐和/或至少一种硬化剂。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂选自溶解所述有机改性的、包含聚硅氧烷的材料的有机溶剂。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其特征在于， a)在30°C至50°C的温度下，进行干燥20分钟至40分钟；和/或 b)在70°C至150°C的温度下，进行硬化0.5小时至5小时。
25.使用包含结晶状的无机材料和无机-有机杂化聚合物的纳米结构涂层包覆微粒电极材料的方法，所述方法包含如下步骤: a)实施第一方法，所述第一方法为根据权利要求15至20中任一项所述的方法；和 b)只要来自于所述第一方法的步骤d)的被包覆的电极材料被用作第二方法的步骤i)中的电极材料，则实施第二方法，所述第二方法为根据权利要求21至24中任一项所述的方法。
26.下述物质用于微粒电极材料或催化材料的涂层、优选地微粒涂层和/或结晶状涂层的用途: a)无机材料，所述无机材料选自元素Zn、Al、In、Sn、T1、S1、L1、Zr、Hf、V、Nb、Cr、Mo、W、Mn、Co、N1、Fe、Ca、Ta、Cd、Ce、Be、B1、Sc、Rh、Pd、Ag、Cd、Ru、La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Mg、Cu、Y、Fe、Ga、Ge、Hg、S、Se、Sb、Te、B、C和I的硫属化合物、卤化物、硅化物、硼化物、氮化物、磷化物、砷化物、锑化物、碳化物、亚碳酸化物、碳氮化物和氮氧化物，以及所述纯元素和其混合物或其组合；和/或 b)杂化聚合物，所述杂化聚合物包含由带有可水解的官能团的有机取代硅烷制得的溶胶-凝胶材料，并且可选地包含锂盐。
27.根据权利要求1至14中任一项所述的被包覆的电极材料在能量存储装置、优选地锂电池和/或双层电容器中的用途或作为催化材料的用途。
【专利摘要】本发明涉及一种被包覆的微粒电极材料，包含选自锂嵌入物质和锂脱嵌物质的微粒电极材料(1)，所述材料至少部分地具有a)纳米结构涂层(2)，所述纳米结构涂层包含至少一种结晶状的、微粒的无机材料或由至少一种结晶状的、微粒的无机材料组成；和/或b)杂化聚合物涂层(3)，所述杂化聚合物涂层包含至少一种无机-有机杂化聚合物或由至少一种无机-有机杂化聚合物组成。所述要求保护的电极材料具有高的能量密度、高的安全性和长的寿命(相对于降解和材料疲劳的稳定性)。所述电极材料还以高的电导率和高的离子传导率为特征，从而实现非常低的电阻值。此外，本发明还提供了一种包覆微粒电极材料的方法，通过所述方法，可以制备根据本发明的电极材料。本发明还涉及要求保护的电极材料的用途。
【IPC分类】B01J35-00, H01M4-04, H01M4-02, H01M4-131, H01M4-62, H01M4-1391, H01M4-36, H01G11-30, H01M4-525
【公开号】CN104812485
【申请号】CN201380060385
【发明人】安德里亚斯·比特内尔, 乌维·古恩托, 比尔克-伊丽莎白·奥尔索斯基, 约亨·舒尔茨, 曼弗雷德·罗默尔, 莫里茨·米尔德, 维里加·安菲姆威特
【申请人】弗劳恩霍弗应用技术研究院
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月19日
【公告号】WO2014076304A2, WO2014076304A3