交联复合物粒子和包含其的二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种交联复合物（compound)粒子和包含其的二次电池。
【背景技术】
[0002] 随着移动装置技术的持续发展和对其需求的日益增加，对作为能源的二次电池的 需求急剧增加。在这些二次电池中，展示高能量密度和高运行电位、长循环寿命和低自放电 率的锂二次电池可商购获得并被广泛使用。
[0003] 另外，随着近来对环境问题关注的日益增加，正在对电动车辆（EV)、混合电动车辆 (HEV)等进行积极研究，所述电动车辆和混合电动车辆等能够代替使用化石燃料的车辆如 汽油车辆、柴油车辆等，所述使用化石燃料的车辆是空气污染的一个主要原因。作为EV、HEV 等的电源，主要使用镍金属-氢化物二次电池。然而，正在对具有高能量密度、高放电电压 和输出稳定性的锂二次电池进行积极研究，且一些锂二次电池可商购获得。
[0004] 通常，根据电解质类型，可以将锂二次电池分为本身包含液体电解质的锂离子电 池、包含凝胶形式的液体电解质的锂离子聚合物电池以及包含固体电解质的锂聚合物电 池。特别地，锂离子聚合物电池（或凝胶聚合物电池）具有多种优势例如：与液体电解质电 池相比，由于流体泄露的可能性更低而安全性高；可行的超薄且紧凑的电池形状；以及电 池重量的大大下降，由此导致其需求增加。
[0005] 通过将包含置于正极与负极之间的多孔隔膜的电极组件浸渍在包含锂盐的液体 电解液中，制备锂离子电池，所述正极和负极各自在电极集电器上涂布有活性材料。
[0006] 同时，根据电解质浸渍用基体材料的类型，将制造锂离子聚合物电池的方法大致 分为制造非交联聚合物电池的方法和制造直接交联聚合物电池的方法。作为聚合物基体材 料，主要使用具有优异的自由基聚合反应性的丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类材料以及具有 优异的导电性的醚类材料。特别地，通过如下制造后一种直接交联聚合物电池：将由电极板 和多孔隔膜构成的卷绕型（jelly-rolltype)或堆叠型电极组件放置在袋中，向其中注入 热可聚合的聚环氧乙烷（PEO)类单体或低聚物交联剂和电解质组合物，并将注入的材料热 固化。在制造工艺方面所述电池的优势在于，能够在不进行特别改性或改变的条件下直接 使用常规锂离子电池的板和隔膜。然而，已知这种方法遭受的劣势在于，当交联剂未固化并 由此残留在电解质中时，因粘度增大而难以实现均匀浸渍，由此明显降低电池的特性。
[0007] 因此，迫切需要通过解决所述问题来确保电池的稳定性并同时保持总体电池性能 的技术。
【发明内容】
[0008] 技术问题
[0009] 因此，为了解决上述问题和尚未解决的其他技术问题而完成了本发明。
[0010] 本发明旨在提供一种交联复合物粒子和包含其的二次电池，所述交联复合物粒子 具有优异的电解液浸渍且不展示劣化的电池特性。
[0011] 技术方案
[0012] 根据本发明的一个方面，提供一种复合物粒子，所述复合物粒子包含：作为核的单 体和聚合引发剂；以及作为壳的膜，所述膜包含在预定温度下消失的材料。
[0013] 所述单体可以是选自如下物质中的至少一种：环氧乙烷、丙烯酸、丙烯腈、甲基丙 烯酸、偏二氟乙烯、甲基丙烯酸甲酯、氟化物、硅氧烷、膦腈、酰亚胺、硫化物、乙酸酯、琥珀酸 酯等，或可以是选自其共聚物中的至少一种。
[0014] 所述聚合引发剂可以是光引发剂、热引发剂、氧化-还原反应引发剂、辐射引发剂 或其混合物。
[0015] 所述光引发剂可以是选自如下物质中的至少一种：a-羟基酮类化合物、苯甲酰 甲酸酯类（phenylglyoxylate-based)化合物、苄基二甲基缩酮类化合物、a-氨基酮类化 合物、单酰基膦类化合物、双酰基膦类化合物、氧化膦类化合物、金属茂-类化合物和碘Il 盐。
[0016] 所述热引发剂可以是选自如下物质中的至少一种：偶氮类化合物、过氧类化合物、 过氧乙酸叔丁酯、过氧乙酸和过硫酸钾。
[0017] 作为通过与Fe2+的反应而形成自由基的材料的氧化-还原反应引发剂可以是过硫 酸盐化合物或氢过氧化物。
[0018] 所述辐射可以是X射线、a粒子y射线或高能电子射线。
[0019] 所述膜可以包含热塑性树脂。
[0020] 所述热塑性树脂可以是选自如下中的至少一种：聚乙烯（PE)、聚氯乙烯（PVC)、聚 丙烯（PP)、聚苯乙烯（PS)、聚丙烯腈（PAN)、苯乙烯-丙烯腈（SAN)、丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯（ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚四氟乙烯（PTFE)和聚三氟氯乙烯（PCTFE)。
[0021] 所述膜可以包含钒化合物。
[0022] 所述钒化合物可以是选自如下中的至少一种：氯化钒（II)、氯化钒（III)、四氯化 钒、溴化钒（II)、溴化钒（III)、四溴化钒、碘化钒（II)和碘化钒（III)。
[0023] 所述膜可以是热塑性树脂和钒化合物的高聚物。
[0024] 所述核可以还包含发泡剂。
[0025] 所述发泡剂可以是选自如下中的至少一种：偶氮二甲酰胺（ADCA)、偶氮二异丁 腈（AZDN)、N，N' -二甲基-N，N' -二亚硝基-对苯二甲酸酯（NTA)、4, 4' -氧代双（苯磺酰 餅）（01331{)、3,3'-横酰双（苯横酰餅）（3,3'-8111；1^0111318〇361126116-8111；1^01171117(1抑21(16)、 1，1 _偶氮二甲酰胺（ABFA)-(偶氮二甲酰胺）（1，l-azobisformamide(ABFA)-(azodicarbon amide))、对甲苯磺酰氨基脲和偶氮二羧酸钡（BaAC)。
[0026] 所述膜的厚度可以为Iym~10ym。
[0027] 所述膜的厚度可以为2ym~5ym。
[0028] 所述温度可以为60°C~300°C。
[0029] 所述温度可以为70°C~270°C。
[0030] 所述复合物粒子可以包含在电解质、电极和隔膜中的至少一种中。
[0031 ] 所述复合物粒子可以与电极活性材料混合。
[0032] 所述复合物粒子可以包含在形成于电极表面上的涂层中。
[0033] 根据本发明的另一个方面，提供一种包含所述复合物粒子的电池。
[0034] 所述电池可以具有如下结构：其中将包含正极、负极和置于所述正极与所述负极 之间的聚合物层的电极组件容纳在电池壳中并密封，并可以包含含锂盐的非水电解质。
[0035] 通常，通过在将正极活性材料、导电材料和粘合剂的混合物作为电极混合物涂布 在正极集电器上之后进行干燥来制备正极。在这种情况下，根据需要，所述混合物可以还包 含填料。
[0036] 所述正极活性材料的实例可以包括：层状化合物如锂钴氧化物（LiCoO2)和 锂镍氧化物（LiNiO2)、或被一种或多种过渡金属置换的化合物；由式Li1+xMn2x04 (其中 0彡X彡0. 33)表示的锂锰氧化物如LiMn03、LiMn2O3以及LiMnO2;锂铜氧化物（Li2Cu02); 钒氧化物如LiV30s、LiV304、V20jPCu2V207;具有式LiNi1火02的Ni位点型锂镍氧化物，其中 皿=0)、]\111、41、〇1、？6、]\%、8或63，且0.01彡叉彡0.3 ;具有式1^]\1112具02的锂锰复合氧化 物，其中M=Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，且0? 01彡X彡0? 1，或具有式Li2Mn3MO8的锂锰复合 氧化物，其中M=Fe、Co、Ni、Cu或Zn;由LiNixMn2x04表示的尖晶石结构的锂猛复合氧化 物；其中一些Li原子被用碱土金属离子置换的LiMn2O4;二硫化物化合物；Fe2(M〇04)3等，但 不能将本发明的实施方案限制于此。
[0037] 通常将正极集电器制成3~500ym的厚度。正极集电器没有特别限制，只要其在 制造的锂二次电池中不会造成化学变化并具有高电导率即可。例如，正极集电器可以由如 下物质制成：不锈钢；铝；镍；钛；烧结碳；经碳、镍、钛或银表面处理过的铝或不锈