活性材料和导电材料的共粉碎混合物、其制备方法及用途的制作方法

专利名称：活性材料和导电材料的共粉碎混合物、其制备方法及用途的制作方法
活性材料和导电材料的共粉碎混合物、其制备方法及用途 发明领域
本发明涉及到一种颗粒混合物，它由作为载体的一种活性材料的颗粒构 成，并且一种导电材料的颗粒粘附于其上。对该活性材料的颗粒(就像那些 导电材料)进行选择的方式为使之具有特定范围内的比表面积，并且进行选 择的方式为使比例(导电材料的比表面积/活性材料的比表面积)本身也在一 个特定范围值内。
本发明还涉及到在对应于本发明的颗粒混合物在一种聚合物基质中的溶 解的聚合物混合物。
本发明还涉及到用于制备本发明的颗粒的混合物的方法，特别是通过共 研磨一种活性材料的颗粒和一种导电材料的颗粒，并且还涉及到那些用于制 备本发明的聚合物混合物的方法。
本发明还涉及到本发明的颗粒的混合物和聚合物混合物的用途，特别是 在电化学系统中。
本发明也涉及到结合了至少一种本发明的混合物作为构成的单元的电化 学系统，更特别是具有高能量含量的那些。
背景技术：
导电添加剂普遍用于制备锂聚合物和锂离子电池的正极以补偿填充材料
的低的导电率，如LiCo02 、 LiMn204 、 LiNi02 、 LiV308 、 LiV6013 、 Li4Ti5012、 LiFeP04、 LiNi1/3Co1/3Mn1/302,这是为了使这些材料有更好的性能 水平。基于一种导电材料的添加剂有助于提高容量和可循环性且还可以减少 电池的内阻。
在1995年1月18日授权的Hydro-Qu6bec专利CA-A-2,140,456中描述了液体 共研磨混合物的制备。其中的液体共研磨混合物从含有高比例的颗粒(氧化 物加具有高比表面积和高吸油性的导电添加剂)的溶液的预共研磨材料在钢 球存在下通过球磨机或罐磨机混合在一种溶剂或一种溶剂混合物中而制备。 该共研磨混合物在空气中于95。C蒸发及干燥48小时。这样获得的预共研磨材 料由团聚颗粒的干粉构成。然后这些干燥的粉分散在一种含有盐化或非盐化 的聚合物的溶液中。所获得的混合物形成用于涂覆的共研磨混合物。这种方 法昂贵而且不是环境友好的，并且此外，所制备的正极含有来自钢球的杂 质。
对该先有技术方法的复制产显示，特别是在聚合物电极的制备中，在共 研磨的混合物的制备过程中用作导电材料的炭黑中存在的团聚仅有一小部分 被分散。
因此，这就存在对于一种方法的需求，该方法用于制备导电材料的颗粒 和活性材料的颗粒的混合物、它没有已知方法的弊端、特别是它导致具有一 个非常低的残留团聚含量的颗粒混合物的生产。
这也存在对于新电极的一种需要，这些电极在相等的厚度下具有增大的 容量。

发明内容
本发明的第一个主题包括颗粒混合物，优选颗粒具有的粒径分布d50在 0.1和50|Lim之间，甚至更优选d50在1和20pm之间，所述颗粒由以下构 成基于至少具有平均尺寸^和比表面积Si的一种活性材料M,的一种载 体，通过物理和/或化学键合粘附到其上的至少一种具有平均尺寸丁2和比表面 积S2的导电材料M2的颗粒。
每种混合物的特征在于
- 平均尺寸比例T/T2在5和10000之间，更优选在10到1000之间；
- 比表面积的比例S!/S2在l/300和l/2之间，更优选在1/150和1/10之间；
- 在混合物中存在的活性材料的量优选为导电材料量的80%以上，甚至更优 选在90%和97%之间。
根据本发明的 一个有利的实施方案，本发明的颗粒的混合物可以通过共 研磨而得到。
根据本发明的另一个有利的实施方案，活性材料M!的颗粒在它们表面的 1%至50%,优选5%至20%上可以涂覆导电材料M2。
有利的是，该导电材料，它优选是一种碳，可以具有以下特征中的至少 一个
- 一个小于200m々g的比表面积；
- 一个非常低的纳米孔率，根据TEM (透射电子显微术)方法测量；
- 一种吸油性，根据碘吸收法测量，它低于200mg/g,优选在100mg/g和 20mg/g之间；以及
- 一个小于0.2Q.cm的电阻率。
优选地，所使用的导电材料具有如下性质中的至少 一种
- 一个在0.03和0.2 Q.cm之间的电阻率；
- 该导电材料有一种在20和100m"g之间的比表面积；
- 一种流动性程度，根据静止角(angle of repose)和可压缩性(粉末试验仪， Hosokawa)的测量方法来测量，它是高于65，所述材料优选通过用碳，优 先选自由乙炔黑类(acetylene black)构成的组的碳对这些颗粒(Mj的表 面进行粉末涂覆(powder-coating )而获得，其中该导电材料的特征为 一种 低的油吸附性，它是根据方法ASTM D-2414来测量，优选低于400mg/g， 甚至更优选在10到100 mg/g之间；以及
-所存在的导电材料的颗粒构成了一种均质的混合物，其特征为一种单分散 性分布，其峰值是在l nm和100nm之间，优选该单分布峰值在20和80 nm 之间。
有利地是，该导电材料可以是Denka Black型炭黑。
根据本发明的另一个有利的实施方案，该活性材料可以具有大于0.1m2/g 的比表面积；优选比表面积是在1和10mVg之间。
优选地，在混合物中存在的活性材料是选自由如下成分构成的组
a) 过渡金属氧化物类，优选那些选自ALiV308、 LiV6013、 V6013、 LiV205、 V205、锂化的￥205、 LiMri204和LiCo02构成的组的氧化物；
b )过渡磷酸盐类，优选那些选自由LiFeP04和LiMnxFe(Lx)P04 (x S 1)构成 的组的磷酸盐；
c) 过渡金属硅酸盐类，优选硅酸铁类，并且更优先选自由Li2FeSi04和 Li2GeSiCMA成的组中的那些；以及
d) 由上述a)到c)所限定的至少两种化学物质构成的一种混合物。
本发明的一种优选的混合物的亚科可以包括多于一种的导电材料，优选 这些导电材料的至少一种选自由炭黑类、石墨类和碳纤维类构成的组，以及
其中至少两种的混合物。
本发明的第二个主题包括制备本发明的第一个主题所限定的一种混合物
的方法，优选通过以质量比例l ^M2/M! S 15%来共研磨
- 一种活性材料(M。，它具有一个比表面积S,;以及
- 一种导电材料(M2)，具有一个比表面积S2， 1SS2/S^200;
该混合物是均质的，有一个非常低数量的团聚，这些团聚的质量优选占 小于混合物总质量的20%,并且颗粒尺寸的比例TVT^的范围在1和0.001之 间。
根据本发明的另一个有利的实施方案，共研磨在干态下进行。
优选地，共研磨是在0和60。C之间的温度进行，能量输入优选每公斤粉末 在O.l kWh和1.5 kWh之间。
有利地是，共研磨是一种气体存在下进行的，优先选自惰性气体的组， 特别是由氩气和氮气构成的组，及其混合物。
优选地，共研磨进行的时间范围是从5至180分钟，甚至更有利地15到90 分钟之间的时间。
根据一个优选的变体，该共研磨材料是在两步骤中进行制备，其中一个 步骤是活性材料的解团聚和均质化， 一个步骤是导电材料的加入和共研磨混 合物的均质化。
本申请的第三个主题包括通过实施本发明的第二个主题所限定的 一种方 法而获得的颗粒混合物。
本发明的第四个主题包括如本发明的第一主题所限定的、或通过本发明 的第二个主题所限定的方法而获得的颗粒的混合物的用途，它是用于制备电
池的电极，特别是用于液体正极电池，或用于涂料，或作为用于磁带的涂 层。
本发明的第五个主题包括由至少 一种颗粒混合物构成的聚合物混合物， 该颗粒混合物由本发明的第 一个主题所限定、或通过实施本发明的第二个主 题所限定的方法而获得的，所述颗粒混合物被分散在至少一种聚合物(聚合 物基质)中，优选以一种聚合物溶液的形式。用于制备分散体的聚合物的量 优选占初始混合物中存在的一种或多种导电材料和一种或多种活性物质总量
的50%和10%之间，甚至更优选在40%到15%之间。
本发明聚合物混合物的一个优选的亚科可以选自3-支化聚合物构成的 组，更特别是选自聚合物p70型的组，由日本DKS公司出售的Elexcel⑧型4-支化聚合物，甚至更优选地是选自由EG型聚合物构成的组的那些和/或其共 混物，也可以选自相应盐化聚合物的组。
本发明的第五个主题包括制备本发明的第四个主题中所限定的一种聚合 物混合物的方法，通过
- 混合，优选通过共研磨而获得的以下物质，
一种具有比表面积S,的填充材料(M,);以及
一种具有比表面积S2的导电材料(M2)，其中l SS2/S, S 200,颗粒 尺寸(粒径)的比例M2/M,的范围在1到1000之间；
所述混合物是均质的，并有极少数团聚，团聚的质量百分比优选占小于 聚合物混合物总质量的15%,更优选小于10。/。，或甚至没有团聚；并且
- 通过将该分散的共研磨材料分散到聚合物溶液中，所述聚合物溶液包括 一种或多种聚合物，优选为溶剂的5%到35%,也可以是65%到95%，更 优选70°/。到95°/。，溶剂选自多种有机溶剂及至少两种有机溶剂的混合物构
成的组，特别是选自脂肪族或环脂肪族类型的非极性溶剂构成的组中的 那些，甚至更优选乙腈和甲苯、及其混合物；
-或者，另外通过将分散的共研磨材料分散在聚合物溶液中，该聚合物溶
液包括大约50%的一种或多种聚合物以及还有大约50%的一种溶剂，该溶 剂选自多种有机溶剂及至少两种有机溶剂的混合物构成的组，特别是选 自由脂肪族或环脂肪族的非极性溶剂构成的组中的那些，甚至更优选乙 腈和曱苯，及其混合物。
根据一个有利的变体，该共研磨混合物与一种聚合物溶液进行混合从而 产生具有粘度在0.3到3.5 Pa/sec之间的一种涂布涂层的混合物。
本发明的第七个主题包括通过实施本发明的第五个主题所限定的方法而 获得聚合物混合物。
本发明的第八个主题包括本发明的第五个主题所限定的、或通过第六个 主题所限定的方法获得的聚合物混合物的用途。
优选地，该聚合物混合物可被用于一种液体电池和/或一种聚合物电 池，或凝胶或任何聚合物，优选作为一种电极涂层的构成材料(优选至少 15%)，或用于涂料中或作为用于磁带的涂层。
本发明的第九个主题包括电化学系统，特别是电池，它在其至少一个构 成元件中结合了如本发明的第一个主题所限定的、或通过本发明的第二个主 题所限定的 一种方法而获得的 一种颗粒混合物。
优选地，该电化学系统是液体电池类型。
本发明的第十个主题包括电化学系统，特别是燃料电池，它在其至少一 个构成元件中结合了如本发明的第四个主题所限定的、或通过本发明的第五 个主题所限定的 一种方法而获得的 一种聚合物混合物。
优选地，该电化学系统是聚合物电池类型或用于一种干的聚合物混合物
的ACEP型。
本发明的第十一个主题包括电极，优选正极，该电极包括至少一种如本 发明的第 一个主题所限定的混合物和/或至少 一种如本发明的第四个主题所限
定的聚合物混合物，并至少一个以下特征
-特别是相对于基于先有技术的Ketjen黑，减少每平方厘米团聚的数量，优 选至少减少25%，更优选至少减少50%;
曙 一种在l mAh/cm2和10 mAh/cn^之间的可变容量；
- 一种少于20%的孔隙率；以及
- 一种在5和50 ohm/cm2之间的欧姆电阻。 附图简要说明


图1A和1B分别示意性地示出了活性材料(MO和导电材料(M2)有团 聚和无团聚的共研磨混合物。
图2A和2B分别示意性示出了用于活性材料(MO和导电材料(M2)的 共研磨混合物的一种方案，该混合物有团聚和无团聚地分散在一种聚合物溶 液中。
图3A和3B是用于实例2-6中的导电材料(M。 Denka碳的扫描电子显 微镜(SEM)视图。
图4A和4B是有颗粒尺寸测定的导电材料(M。颗粒的扫描电子显微镜 (SEM )视图。
图5A和5B是由透射电子显微术(TEM)获得的导电材料的颗粒的表面 的视图。
图6是100 %压制的Denka碳的粒度分布图。
图7是根据实施例2通过机械融合(mechanofusion)干燥地获得的一种 LiV308和Denka碳的干共研磨材料的混合物的一个扫描电子显微镜视图。
具体实施例方式
在本公开的上下文中，"均匀混合物，，的概念用于描述活性材料和/或导电 材料的一种颗粒混合物，通过由扫描电子显微术获得的光谱表征，其中的电 子物种(electron species)分布，相对于该活性材料的颗粒，是均匀地产生 的。这样一种混合物包括一个或另 一物种的最小的团聚含量。
对于构成它的活性材料的颗粒，因此本发明的颗粒混合物的均匀性的特 征为在0.10和20pm之间，优选在0.5和l(Him之间的一个单峰分布。
就其本身而言，分散在一种粘结剂中的混合物的电阻的测量反映了该混 合物均勻性(阻抗谱学法)。在一种Mw为70000 (P70)的聚醚聚合物类型 的粘结剂的情况下，在25°C测量的电阻率的阈值是在大约在5和50 ohm/cm2 之间，在此之上混合物被认为是均匀的。
在本公开的上下文中，在电池中是电化学活性的、特别是在电极中是电 化学活性的一种材料被认为是一种"活性材料"。
这些材料优选地选自构成如下的组
a)过渡金属氧化物类，特别是那些选自ALiV308、 LiV6013、 V6013、 LiV205、 V205、锂化的￥205、 LiMri204和LiCo02构成的组，以及它们至 少两个的混合物；
b )过渡磷酸盐类，特别是那些选自由LiFeP04和LiMnxFe(^)P04 (x S 1)构 成的组以及它们至少两个的混合物；
C)过渡金属硅酸盐类，更优先那些选自由硅酸铁盐类构成的组、以及至
少两种不同的硅酸铁盐的混合物，例如Li2FeSi04和Li2GeSi04;以及
d)由a) ， b)和/或c)所限定的至少两种化学物种的混合物。
在本公开的上下文中，该有利地使用的活性材料具有一个比表面积，根 据BET法测量，它在0.5和10m々g之间，更优选它们的比表面积在l和3 m"g之 间。
在本公开的上下文中，对于"导电材料"，使用了以下的用于导电性和/或 非导电性的标准。
一种物质的导电性，也称为一个表面传导电流的能力，被定义为电阻系 数的倒数cr=l/p。由于材料中电场的强度表示为关系式E二V/L,欧姆定律 可以通过公式J二(jE被写成电流密度的方式。对于(J> 105 (am)"的金属被认 为是导电金属。对应于关系式10-6<0<105(^111)"的材料被认为是半导电材 料。对应于关系式cj <10-6 (Q.m)"的材料被认为是绝缘材料。
在本公开的上下文中，具有电导率大于10'5 (Q.m)"的材料，特别是聚合 物，被分类为导电材料，特别是作为导电聚合物，具有电导率小于或等于l(T6 (am)—1的材料(特别是聚合物)被分类为非导电材料(特别是作为非导电聚 合物)。
在本公开的上下文中，用于测量被称为"比表面积"的物理参数的不同基 准方法是通过低温下物理吸附一种气体来进行。这些方法是基于Brunauer、 Emmett和Teller的研究，更普遍地被称为缩写BET,可追溯到1938年。比表 面积的计算是基于实验所确定的吸附等温线的分析处理。因此，它有可能确 定的气体吸附在一个完整的单层的数量，然后计算该层的面积，从而得到的 粉末或固体比表面积。
一种气体物理吸附在固体上的方程 一 被称为BET方程一使之能够确定
单层中的吸附的体积Vm。 一旦这个体积是已知的，样品的比表面积可通过 方程S二n.Sm而获得，其中S代表样本的总面积而n是吸附在单层中的气 体的分子数。Sm对应一气体分子的表面积。
S = [(6xl()23.Vm/22214)Sm]/样品的质量=比表面积(m2/g)
对于一种给定分子的比表面积值是已知的。氮分子被表征的比表面积是 16.2A,氪的比表面积是20.2A和氩气的是16.6 A，所提及的只是最常见的。 这些值是在温度77K下得到的。
在本公开的上下文中，"吸油性"是根据ASTM D-2414的方法来测量的。 它是导电材料的颗粒融合在一起形成团聚的程度。
用于本公开的上下文中，表述"3-支化聚合物"涉及含有在形状上为3-支化 梳状的三个支链的聚合物，如在文献Relationship between Structural Factor of Gel Electrolyte and Characteristics of Electrolyt and Lithium-ion Polymer Battery Performances ，， by Hiroe Nakagawa et al., The 44th Symposium in Japan, Nov 4-6， 2003, abstract 3D26 ("凝胶电解质的结构性因素和电解质的特征和锂离子聚合 物电池的性能之间的关系"中所说明的，由Hiroe Nakagawa等，2003年11月 4曰-6日，日本第44次专题讨论会，摘要3D26 )中所说明的。这些聚合物的 3个基本上是平行的分支是优选地连附在一个小的骨架的中心以及两个末端 上，优选在链中包含3个原子，优选有3个碳原子。
对于一个3-碳原子的链，这些原子各自连接一个支链。
在这些3-支化聚合物中，并在本发明的背景中，给予优选的实例是平均 分子量(MW)的范围从1000到1000000的那些，更优选平均分子量范围从 5000至100000的那些。
作为在本公开的上下文中所使用的，表述"四-支化聚合物，，涉及国际申请
的WO 03/063287 (Hydro-Qu6bec)，它通过引用的方式被纳入本申请中，并且 它描述了 一族优选的四-支化聚合物。
此类聚合物具有4-支化梳的形状。这些聚合物的4个基本上是平行的支 链分别连附两个末端(优选对称的连附在链上)和在一个小链的两端，优选 由包括4个原子的链构成，优选有4个碳原子。
对于一个4-碳原子的链的情况，每个原子被连接到一个支链上。
这些聚合物优选有杂化的末端，甚至更优选丙烯酸酯(优选曱基丙烯酸 酯)和烷氧基(优选有1至8个碳原子的烷氧基，甚至更优选曱氧基或乙氧 基)，或者可替代地乙烯基，杂化的末端，所述四-支化聚合物的至少一个支 链(优选至少有两个支链)能产生交联。
优选地，该四-支化聚合物是美国专利US-A-6， 190,804 (DKS)中的第1和 2栏中所限定的那些中的一种，该专利通过引用的方式纳入本申请。
这种聚合物优选是具有至少四个支链的聚醚型的星型聚合物，这些支链 的末端包括如下功能团丙烯酸酯或曱基丙烯酸酯和烷氧基、烯丙氧基和/或 乙烯基氧基，其中至少有一个，优选其中至少两个，这些功能团有允许的交 联的活性。
分子量大于或等于30000的其他的聚醚的族被有利地用于本发明的背景中。
根据本发明的另一个优选的实施方案，该4-支化聚合物是一种四官能化 的、优选高分子量的、对应于通式(I)的聚合物<formula>formula see original document page 21</formula>
其中W和W各自代表一个氢原子或低级烷基(优选从1到7个碳原子)； 113代表一个氢原子或甲基；m和n各自代表一个大于或等于0整数；在每个 高分子量的链中，m+n>35;并且R1、 R2和R3的每个基团和每个参数m和n 在4个高分子量链中可以相同或不同。
在这些四-支化聚合物中，具有平均分子量在1000和1000000之间的那 些，甚至更优选平均分子量范围从5000到100000的那些，是特别有利的。
根据另一个优选的实施方案，选择了至少有四个杂化末端(丙烯酸酯或 曱基丙烯酸酯和烷氧基、烯丙氧基、乙烯基氧基)的支链的星型聚醚。它的 稳定电压是远远大于4。
此外，EG型乙烯类聚合物，和更特别的是专利申请EP-A-1249461 (DKS) 中所描述的那些(该申请也通过引用的方式纳入本申请)作为保护材料是特 别有利的。在这些聚合物中，其中平均分子量范围从600至2500的那些是特 别有利的。
通过环氧乙烷和l-丙醇-2，3-环氧(l-pr叩anol-2,3-epoxy )与起始原料的反 应，或l-丙醇-2，3-环氧与乙二醇作为起始原料的反应可以方便得获得的这一 族的聚合物，从而产生一种高分子化合物。这一步骤后跟随的是在产生的高 分子化合物中在主链和侧链的每个末端引入可聚合的和/或非可聚合的功能 团。
具有一个或多个活性氢残基和醇化物的化合物也可能被用来作为起始原料。
用于具有一个或多个活性氢残基的化合物的活性氢残基的例子包括羟基 类，优选有从1至5个活性氢的残基。具有一个或多个活性氢残基的化合物 的具体的例子包括三甘醇单曱醚、乙二醇、甘油、 一缩二甘油和季戊四醇， 和它们的衍生物。
醇化物的具体的例子还包括CH3ONa和t-BuOK,和它们的衍生物。
本发明的聚醚聚合物化合物具有由以下通式(1)所代表的结构单元，也 有由通式(2)所代表的结构单元和/或由通式(3)所代表的结构单元。在一 个分子中由通式(1 )所代表的结构单元的数目是从1到22800 ,更有利是从 5到11400，甚至更加有利是从10到5700 。通式(2)或(3)的结构单元的 数目(但是当两者都包括在内时，这是总数)是从l到13600,更有利是从5 到6800，甚至更加有利是从10至3400。
<formula>formula see original document page 22</formula>
引入到每个分子末端的可聚合功能团的例子包括(甲基)丙烯酸酯残 基、烯丙基和乙烯基，不可聚合功能团的例子包括烷基或含硼原子的功能团。
如上述的烷基，含有从1至6个碳原子的烷基是有利的，含有从1至4个 碳原子的那些是更加有利的，而曱基是尤其有利的。
含有硼原子的功能团的例子包括如下通式(4)或(5)所代表的那些: (4) (5)
<formula>formula see original document page 23</formula>
通式(4)中的RH和1112和通式(5)中的R21、 R"和R"可以是相同的或不 同的，并且各自代表一个氢、卤素、烷基、烷氧基、芳香基、烯基、炔基、 芳烷基、环烷基、氰基、羟基、甲酰、芳氧基、烷硫基、芳硫基、酰氧基、 磺酰氧基、氨基、烷氨基、芳氨基、碳氨基(carbonamino)、氧基磺酰基氨 基(oxysulfonylamino)、磺酰胺、氧基羰基氨基、酰脲、酰基、氧基羰基、 氨曱酰、磺酰、亚磺酰基、氧基磺酰基、氨磺酰基(sulfamoyl)、羧酸盐 (酯)、磺酸盐(酯)、膦酸盐(酉旨)、杂环基、-B(Ra) (Rb)、 -OB(Ra) (Rb)
或OSi(Ra)(Rb)(Re)。 (Ra)、 (Rb)和(Re)各自代表一个氢、卤素、烷基、烷氧 基、芳基、烯基、炔基、芳烷基、环烷基、氰基、羟基、曱酰、芳氧基、烷 硫基、芳硫基、酰氧基、磺酰氧基、氨基、烷氨基、芳氨基、碳氨基、氧磺 酰氨基、磺酰胺、氧基羰基氨基、酰脲、酰基、氧基羰基、氨曱酰、磺酰、 亚磺酰基、氧基磺酰基、氨磺酰基、羧酸盐(酯)、磺酸盐(酯)、膦酸盐 (酯)、杂环基、或它们的衍生物。通式(4)中的R"和1112和通式(5)中 的R21、 R"和R"可以被联在一起从而形成一个环，且该环可能有取代基。每 一个基团也可能被可取代基团所。此外，通式(5)中的X+代表一种碱金属 离子，有利的是锂离子。
聚醚聚合物的分子链的末端可全部是可聚合的功能团，或非可聚合的功 能团，或可能两者都包括。
这种类型的聚醚高分子化合物的平均分子量(MW)不是特别有限制， 但它通常是大约500至2百万，且有利的是大约1000到1.5百万。
此外，这些优选种类的聚合物有利地选自能被紫外线、红外线、热处理 和/或电子束("EBeam")交联的聚合物。
当团聚特别是炭黑被溶解并且导电材料与活性材料均匀分散时，共研磨 方法的目的即实现了 ，并且由此获得紧密的混合物。
在介质是液体的情况下，当大部分团块被分离和湿润，分散是被视为是 完全的或事实上完全的。
将碳黑均匀分散到 一种第二材料地基质中似乎是困难的，由于该材料的 轻盈和它的粉状(粉末)的形式。
与先有技术所传授的相反，出人意料地发现， 一个高的吸油性和比表面 积使之很难分散该混合物的颗粒，特别是当炭黑与密度高的和/或非常粘的材 料进行混合时。
还发现，当炭黑在正极中不均匀地分散时，不仅是降低了电池的性能水 平，另外也损害了生产速度(电极的制造)。
此外，在这种类型的混合物中，活性材料和炭黑的负载量必须很高，这 使得刷涂(spread coating)均匀电极的任务甚至更费劲。
这些炭黑颗粒在用于涂布涂层的混合物中良好的分散使之有可能具有正 极电导率的良好的容量。
本发明特别涉及到新的颗粒混合物和新的聚合混合物，它们实质上提高
了将它们结合到其中的电化学系统的性能。
本发明更具体地涉及到均质的颗粒混合物。事实上已发现在活性和导电 颗粒的混合物中，特别有利的是使活性材料要尽可能地接近导电物种，以便
令电子采取的路径包含最大量的正极的填料颗粒(图1A、 1B和2A、 2B)。
本发明还具体涉及用于制备干共研磨颗粒(dry-co-ground particle)的混 合物的一种方法，该混合物用于生产电极薄膜，这种电极薄膜可用于ACEP聚 合物电解质蓄电池。从制备电极的经济角度来看，这种方法是特别有利的。
根据本发明的 一个有利的实施方案，该共研磨材料是从氧化物与 一种具
的性处
已发现这种类型的碳具有用于制备能用于涂覆的聚合物溶液的非常有利 能。
本发明还使之有可能解决将炭黑和氧化物的颗粒在聚合物溶液中进行分 散的过程中遇到的问题，确保了电极的良好的导电性，低孔隙度和良好的电 化学性能。
本发明的一个特征在于提供了用于在一种特定导电添加剂存在下制备一 种共研磨混合物的方法，这证明了利于在液体或干燥介质分散，其特点是
- 一个j氐吸油性；
- 一个低的比表面积；并且
- 一个给定的单分散的颗粒尺寸(图6)。
出人意料地发现，将这种类型的导电添加剂使用在聚合物溶液中的共研 磨材料(图2A、 2B)的制备中产生一种具有适当的流变性能的混合物。混 合物的粘度是更加可控的，并另外减少了用于制备共研磨材料的混合物所用200780003428.X
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溶剂的量并大大改善了共研磨材料的颗粒的润湿性。此外，增加了活性材料/ 聚合物的质量比例。
本发明的一个方面在于，根据一种有利的实施方案，在一个干法制备用 于涂层的共研磨材料方法中，基于一种固体颗粒混合物，优选一种氧化物和 至少 一种导电添加剂。干法共研磨使之有可能缩短制备用于涂覆的溶液的时 间，减少所用溶剂的量，并降低生产成本。所获得的结果表明，在溶剂存在 下制备共研磨材料增大了氧化物溶解度的问题。这个问题也引起损失电池能 力、并限制其时间寿命的问题。
该氧化物优选以85/15和97/3之间的质量比例范围与炭黑通过机械融合 (mechanofusion ) (Hosokawa)来混合。研磨时间范围在15分钟和3小时之 间。旋转功率取决于被混合材料的重量。该方法在恒定能量下进行是有利 的。功率应该根据共研磨材料的重量调节。在这个功率值，前体(氧化物和 炭黑)被均匀混合并打破了团聚，而没有减少颗粒的尺寸。混合室的温度控 制在20到30。C之间。在第二步，获得的共研磨材料混入一种盐化或非盐化 的聚合物溶液中。这种溶液通过刮刀法(Doctor Blade method )被用来涂覆支 持物上的正极/负极薄膜。
在干燥的条件下，通过机械融合，有利地进行干法将用导电添加剂涂覆 氧化物的颗粒。氧化物的颗粒和添加剂的颗粒将通过这种技术解团聚 Ueagglomerate)。然后，轻的"导电添加剂，，颗粒通过磨擦被附着在氧化物颗 粒的表面；在颗粒-颗粒以及颗粒-室壁的组件中的离心和摩擦力两者的结合使 之有可能获得紧密的固溶体。
根据本发明的一个有利的实施方案，在干或液体条件下使用共研磨材料而采 用的导电添加剂是基于一种来自DENKA公司(Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha， Jap肌)的Denka黑型碳。这种碳可能处于压制0%、 50%、 75%或100%
的不同程度的非压制或压制的形式。
根据另 一个有利的实施方案，导电添加剂可以是一种Denka黑碳和石墨 或碳纤维或其他导电材料的混合物。
这种方法在制备用于ACEP电池(聚合物电解质电池)的薄膜正电极是特 别有利的。
已经确定，干或液体方法的效果在于以下事实，即它允许的精细的碳颗 粒变为包覆在粗颗粒的表面，使共研磨材料更可湿润和电极的电子传导性更 均匀。
出人意料的是，在本发明的上下文中，还已经发现优选应避免完全覆盖 载体颗粒；在对于该现象的知识的目前阶段中可以提出的解释是
i) 一旦在活性材料的颗粒的表面建立了一个电子路径，任何被加入的导电材 料的量都是过剩的；事实上，氧化物颗粒表面的覆盖程度不超过50%是有利 的；
ii) 有必要确保用聚合物(粘结剂)使活性材料的颗粒有足够的润湿性，该聚 合物可以包含或不包含盐，以便确保其离子传导。
面的炭黑不含纳米孔，如在图5A和5B中可见，同时考虑到用TEM (透射电子 显微镜)测量的尺寸。这使得它易于分散在聚合物基质中并降低其溶剂的吸 收能力。具体地说，当使用本发明的共研磨混合物颗粒制备电极并且这种高 比表面积和低孔隙率类型的碳也被引入时，有必要进一步调整聚合物/溶剂的 浓度。这通过减少溶剂的量来完成的。
根据本发明的另 一个有利的实施方案，这种碳的良好分散性使之有可能 获得具有非常低孔隙率(1-5%)的电极，它在锂聚合物技术中代表一个基本
参数，与锂离子技术相反，那里的孔隙率应保持在30。/。左右以便使液体电解 质有通过活性材料的颗粒的通道。这种碳在聚合物溶液中良好的分散性使之 有可能通过增加氧化物/聚合物的比例而得到有更大容量的电极。基于共研磨
LiV3(V炭黑(Denka)和聚合物P70的正极具有比由与Ketjen黑共研磨的颗粒 混合物得到的容量高12%到20%的容量，并未观察一种特殊的比表面积的比 例，它被发现对于获得低孔隙率、更多的容量的电极是不利的。
此外，根据先有技术(CA-A-2,140,456)用Ketjen黑制备的可比正极表现 出低的机械强度和非常多孔。
根据另一个有利的实施方案，通过使用4-支化聚合物(优选Elexcel 型)替代P70可以提高技术壁垒的限制以获取更多容量的正极。然后该共研 磨LiV3CV炭黑(Denka)混合物被分散在4-支化聚合物的溶液中。4-支化聚 合物的高可润湿性，炭黑(Denka)良好的分散性和低的溶剂吸收使之有可能 获得更高容量的电极。
应该回想，为了制备本发明的聚合物混合物，有利地使用了具有至少3 个支链的非导电聚合物，甚至更优选以Hydro-Qu6bec名义提交的4支化型，如 在国际申请WO 03/063287 (更特别的是在第5、 8和9页)所说明的那些，并且 还在美国专利US-A-6， 190，804的第1及第2栏所描述的，并且它们具有丙烯酸酯 (优选曱基丙烯酸酯)和烷氧基(优选是含有1到8个碳原子的烷氧基，更优 选是曱氧基或乙氧基)，或其他的乙烯基杂化末端。
根据另一个有利的实施方案，在制备电极中使用低溶剂吸收的炭黑，已 经取得了钒的减少的溶解量， 一方面这是通过干法制备共研磨混合物，并在 另 一方面通过减少溶剂的量。
实例
仅通过举例的方式给出以下的实例，并不能视为表示本发明的任何限制。
实例1 Ketjen碳的共研磨材料和平均分子量70000 ( P70 )的聚醚聚合物
7.2克的具有平均粒径2pm的LiV30s颗粒和0.38克的具有平均粒径为30 nm Ketjen碳颗粒通过机械融合干混合45分钟。由此获得的共研磨LiV308^l 与3.25克的聚合物P70和0.71克的LiTFSI颗粒混合在一起，其中加入 29.4ml乙腈；这种混合物被引入到一个金属容器，其体积的1/3由该溶液占 据，1/3是直径为6.34mm的钢球而体积的1/3是空的。分散体是在25°C下通 过HEBM作用30分钟获得的。
该溶液利用刮刀法被涂布到一个铝的集流体上。该电极被真空干燥24小 时。获得的该电极的厚度为45微米。正极在其表面包含小球，这是一个非均 勾正极的标志。该正极孔隙率是30%。该正极有一个5.5 mAh/cm2的容量。
实例2 Denka碳的共研磨材料和聚合物P70
7.2克的具有平均粒径2nm的LiV308颗粒和0.38克的具有平均粒径为35 nm Denka碳颗粒通过机械融合干态混合45分钟。从而获得的共研磨LiV308-碳与3.25克的聚合物P70和0.71克的LiTFSI混合在一起，其中加入29.4毫 升乙腈；这种混合物被引入到一个金属容器，其体积的1/3由该溶液占据， 1/3是直径为6.34mm的钢球而其体积的1/3是空的。分散体是在25°C下通过 HEBM作用30分钟获得的。
该溶液利用刮刀法被涂布到一个铝的集流体上。该电极被真空干燥24 小时。获得的该电极的厚度为44.5微米。该正极表面是平滑的没有缺陷，然 而它是低容量的，其容量是在2.6 mAh/cm2。
这可以通过以下事实来解释，即共研磨材料-聚合物溶液混合物的浓度太 稀和使用的这种碳有一种低溶剂吸收。因此该正极混合物是稀的。需要浓度 的调整。
实例3 Denka碳和石墨的共研磨材料
14.15克的具有平均粒径2|nm的LiV30s颗粒，0.47克的具有平均粒径为 35 nm Denka碳颗粒和0.47克天然石墨通过机械融合干态混合45分钟。由此 获得的共研磨LiV30r碳-石墨与5.0克的聚合物P70和1.0克的LiTFSI混合在 一起，其中加入19.4毫升乙腈；这种混合物被引入到一个金属容器，其体积 的1/3由该溶液占据，其体积1/3是直径为6.34mm的钢球而其体积的1/3是 空的。分散体是在25。C下通过HEBM作用30分钟获得的。
该溶液利用刮刀法被涂布到一个铝的集流体上。该电极被真空干燥24小 时。获得的该电极的厚度为44微米。该正极表面是平滑的没有缺陷。它还表 现出一种非常好的容量5.2mAh/cm2。这些结果表明在优异的均匀薄膜的生产 中得到的技术优势，而同时减少所需溶剂的量。正极的孔隙率与实例1中使 用有Ketjen石友的共研磨混合物相比减少了 87% 。
实例4 一Denka碳的共研磨材料和聚合物4B —增加了正极的容量
59.2克的具有平均粒径2pm的LiV30g颗粒和3.1克的具有平均粒径为35 nm Denka碳颗粒通过机械融合干态混合45分钟。由此获得的共研磨LiV308-碳与5.0克的聚合物4B和1.0克的LiTFSI颗粒混合在一起，其中加入19.4毫 升乙腈；这种混合物被引入到一个金属容器，其体积的1/3由该溶液占据， 1/3是直径为6.34mm的钢球而其体积的1/3是空的。分散体是在25°C下通过 HEBM作用30分钟获得的。
该溶液利用刮刀法被涂布到一个铝集流体上。该电极被真空干燥24小 时。获得的电极的厚度为52微米。该正极表面是平滑，它没有缺陷，且有一 种非常好的容量，为5.6mAh/cm2。正极的孔隙率被评价为8%。这证实了生 产优异的、均匀薄膜的更高容量的正极所得到的技术优势，而同时减少溶剂 的量。通过Denka碳的极好的分散性以及聚合物4B ( Elexcel TA 210 )优良
的润湿性，正极中氧化物的百分比增加了 18%。
实例5 —Denka碳的共研磨材料和EG2500
7.3克的具有平均粒径2pm的LiV30s颗粒和0.375克的具有平均粒径为 35纳米Denka碳颗粒通过机械融合干态混合45分钟。由此获得的共研磨 LiV30r碳与3.23克的聚合物EG2500和0.7克的LiTFSI颗粒混合，其中加入 29.4毫升乙腈；这种混合物被引入到一个金属容器，其体积的l/3由该溶液占 据，1/3是直径为6.34mm的钢球而其体积的1/3是空的。分散体是在25°C下 通过HEBM作用30分钟获得的。
该溶液利用刮刀法被涂布到一个铝集流体上。该电极被真空干燥24小 时。这样获得的该电极的厚度为47.5微米。该正极表面是平滑的，不含缺 陷，虽然如此仍然表现出一种非常好的容量5.35mAh/cm2。正极的孔隙率为 3%。
实例6—Denka碳与LiFeP04的共研磨和聚合物
78克的具有平均粒径2pm的LiFeP04颗粒和0.45克的具有平均粒径为 35 nm Denka碳颗粒通过机械融合干态混合45分钟。该共研磨LiFeP04-碳与 3.25克的聚合物4B (Elexcel TA210)和0.9克的LiTFSI颗粒混合在一起, 其中加入45毫升乙腈；这种混合物被引入到一个金属容器，其体积的1/3填 充该溶液，1/3是直径为6.34mm的钢球，而其体积的1/3仍然是空的。分散 体是在25°C下通过HEBM作用30分钟获得的。
该溶液利用刮刀法被涂布到一个铝集流体上。该LiFeP04-4B电极被真空 干燥24小时。该电极具有的厚度为45微米，具有的容量为4.57mAh/cm2。 正^f及的孔隙率为7%。
图3A和图3B是实例2-6中使用的导电材料(MJ和Denka碳的扫描电
子显微镜(SEM)视图。
图4A和4B是有粒度测定的导电材料(M,)的颗粒的扫描电子显微镜 (SEM )视图。
图7是根据实例2,通过机械融合在干燥条件下获得的LiV30s和Denka碳的 干共研磨混合物的一个扫描电子显微镜视图。
得出的结论是，由本发明的颗粒混合物制备的电极提供了可观的经济和 环境利益。因此，通过举例的方式，在使用压制程度50-100。/。的Denka黑 (Denka black)型碳的情况下(这种碳选自乙炔黑(acetylene black)产品范 围)，与来自(Akzo Nobel)公司的一个Ketjen型标准的导电碳相比，制备膏 体涂覆溶液所需的溶剂的量减少一个15%的因数。此外，回收所用溶剂的成 本也应被考虑在内。
在另一方面，当从共研磨混合物来制备电极并使用可接受电子传导的 Shawinigan黑时，这是需要增加后者在本发明混合物中并且相对于活性材料的 量，这要到至少是Denka碳的两倍的一个值。
另一个经济方面在于在电极的组成中将活性材料的百分比增加到高达 20%,这增加了该聚合物电池的能量含量。
通过对具有特定的孔隙率和比表面积特性的一种导电材料即炭黑的选 择，并且还通过对特定类型的聚合物即4-支化聚合物的选择，涂布涂层可以 用较高含量的活性材料来进行。因此能量含量可以增加高达25-30%。
燃料电池的电极需要较厚电极。在燃料电池中使用这些颗粒混合物，特 性地提高了这些电化学系统性能并降低了成本。
虽然通过具体实施方式
对本发明进行了描述，应该了解在这些实施方式 中可以加入若干变化和修改，并且本发明的目的是包括在一般情况根据本发 明的原理对本发明的这些修改、使用或适配，并包括在本发明的活动领域是 已知或常规的、并能应用到如上所述的基本要素的本公布的任何变化。
权利要求
1.一种颗粒混合物，该颗粒混合物优选具有在0.1和50μm之间的一个粒径分布d50，甚至更优选在1和20μm之间的一个d50，所述颗粒的构成如下:基于至少一种具有平均尺寸T1和比表面积S1的活性材料M1的一种载体，通过物理和/或化学键在其上粘附了至少一种具有平均尺寸T2和比表面积S2的导电材料M2的颗粒，所述混合物的特征在于:-平均尺寸比例T1/T2是在5和10000之间，优选在10到1000之间；-比表面积比例S1/S2是在1/300和1/2之间，更优选在1/150和1/10之间；以及-在该混合物中存在的活性材料的量优选占该导电材料量的80％以上，甚至更优选在90％和97％之间。
2. 如权利要求1所述的共研磨混合物，其中该活性材料M,的颗粒在它 们表面的1%至50%、优选在5%至20%上涂覆了该导电材料M2。
3. 如权利要求2所述的混合物，其中该导电材料优选是一种碳，它具有 以下特征中的至少 一种- 一个小于200m2/g的比表面积； - 一个非常低的纳米孔率，根据TEM (透射电子显微术)方法来测量；- 一种吸油性，根据》典吸收法来测量，它低于200mg/g,优选在100mg/g和 20mg/g之间；以及- 一个小于0.2acm的电阻率。
4. 如权利要求3所述的混合物，其中该导电材料具有在0.03和0.2 acm 之间的一个电阻率。
5. 如权利要求1到4中任一项所述的混合物，其中该导电材料具有在20 和100 m"g之间的一个比表面积。
6. 如权利要求1到5中任一项所述的混合物，其中该导电材料的特制为 一种流动性程度，该流动性程度是根据用于测量静止角和可压缩性(粉末试 验仪，Hosokawa)的方法来测量，它高于65,所述材料优选通过用碳、优选 用选自由乙炔黑类构成的组的碳来对这些颗粒(Mi)的表面进行粉末涂覆而 获得。
7. 如权利要求1到6中任一项所述的混合物，其中该导电材料特征为一 个低的油吸附性，该油吸附性是4艮据方法ASTM D-2414来测量，优选低于 400 mg/g ，并且甚至更优选在10到100 mg/g之间。
8. 如权利要求1到7中任一项所述的混合物，它是均质的并且其中存在 的导电材料的颗粒构成了 一种均质的混合物，其特征为 一种单分散性的分 布，其峰在1 nm和100 nm之间，该峰优选在20和80 nm之间。
9. 如权利要求1到8中任一项所述的混合物，其中该活性材料具有高于 0.1 m2/g的一个比表面积。
10. 如权利要求9所述的混合物，其中该活性材料具有在1到10nWg之 间的一个比表面积。
11. 如权利要求1到10中任一项所述的混合物，其中该导电材料是Denka Black型炭黑。
12. 如权利要求l到11中任一项所述的混合物，其特征在于在该混合物 中存在的活性材料是选自由如下物质构成的组a)过渡金属氧化物类，优先选自由LiV30s、 LiV6013、 V6013、 LiV205、 V205 、锂化的V205 、 LiMn204和LiCo02构成的组中的那些；b ) 过渡磷酸盐类，优先选自由LiFeP04和LiMnxFe(Lx)P04 (x S 1)构成的组中 的那些；c) 过渡金属硅酸盐类，优选硅酸铁类，更优先选自由Li2FeSi04和Li2GeSi04 构成的组中的那些；以及d) 由上述a)到c)中所限定的至少两种化学物质的 一种混合物。
13. 如权利要求1到12中任一项所述的混合物，包括多于一种的导电材 料，优选这些导电材料中的至少一种是选自由炭黑类、石墨类和碳纤维类、 及它们的至少两种的混合物构成的组。
14. 一种制备如权利要求1到13中任一项所述的混合物的方法，通过以一 个质量比l SM2/1V^ S 15% 了共研磨- 一种活性材料(Mi)，具有一个比表面积Sr，以及國 一种导电材料(M2),具有一个比表面积S2，而l SS2/S! ^200;所述混合物是均质的，有一个非常低数量的团聚，该团聚的质量优选占该混 合物总质量的小于20%，且颗粒尺寸比T/Ti的范围在1和0.001之间。
15. 如权利要求14中所述的制备方法，其特征在于该共研磨在干态下进行。
16. 如权利要求14或15所述的方法，其中该共研磨是在0和60。C之间的温 度下进行，能量输入优选为每公斤粉末在O.l kWh和1.5 kWh之间。
17. 如权利要求14到16中任一项所述的方法，其中该共研磨是在一种气 体存在下进行的，该气体优先选自惰性气体的组，特别是由氩气和氮气、及 其混合物构成的组。
18. 如权利要求14到17中任一项所述的方法，其中该共研磨进行的时间 范围为从5至180分钟，优选15到90分钟之间。
19. 如权利要求16中所述的方法，其特征在于该共研磨材料是在两个步 骤中制备的，其中一个步骤是该活性材料的解团聚和均质化，并且一个步骤 是该导电材料的加入和该共研磨混合物的均质化。
20. 通过实施权利要求14到19任一项所限定的方法之一而获得的一种颗 粒混合物。
21. 权利要求1到13和20中任一项所限定的一种颗粒混合物在制备电池中 的、特别是用于液体正极电池中的电极，或在涂坤+，或作为磁带涂层中的用 途。
22. —种聚合物混合物，由如权利要求1到12中的任一项所限定的或通过 实施如权利要求14到19中的任一项的方法所获得的至少一种颗粒混合物构 成，所述颗粒混合物被分散在至少一种聚合物(聚合物基质)中，优选以聚 合物溶液的形式，用于制备分散体的聚合物的量优选占初始混合物中存在的 一种或多种导电材料以及一种或多种活性材料的总量的50%和10%之间，甚至 更优选从40%到15%。
23. 如权利要求22中所述的聚合物混合物，其中该聚合物优先选自3-支 化聚合物构成的组，更特别是选自P70型聚合物的组，由日本DKS公司出售的 Elexcel⑧型4-支化聚合物，甚至更优选地是选自由EG型聚合物构成的组的那 些和/或其共混物，并且也可以选自相应的盐化聚合物的组。
24. 用于制备如权利要求22或23中所述的一种聚合物的混合物的一种方 法,通过- 混合，优选通过共研磨而获得的以下物质，- 一种填充材料(M,),该填充材料具有比表面积S,;以及- 一种导电材料(M2)，该导电材料具有比表面积S2，其中1SS2/Si^200，颗粒尺寸的比例M2艇!的范围在1到IOOO之间；所述混合物是均质的，并有极少的团聚，这些团聚的质量百分比优选占该 聚合物混合物总质量的小于15%，且优选小于10%，或甚至没有团聚；并 且-通过将该分散的共研磨材料分散到一个聚合物溶液中，所述聚合物溶液包 括一种或多种聚合物，优选为溶剂的5%到35%,也可以是65%到95%，更 优选70%到95%,该溶剂选自有机溶剂及至少两种有机溶剂的混合物构成 的组，特别是选自脂肪族或环脂肪族类型的非极性溶剂构成的组中的那 些，甚至更优选乙腈和甲苯、及其混合物；-或者，另外通过将分散的共研磨材料分散在一种聚合物溶液中，所述聚合 物溶液包含大约50°/。的 一种或多种聚合物以及还有大约50%的 一种溶剂， 该溶剂选自由有机溶剂及至少两种有机溶剂的混合物构成的组，特别是选 自由脂肪族或环脂肪族的非极性溶剂构成的组中的那些，甚至更优选乙腈 和曱苯，及其混合物。
25. 如权利要求24中所述的方法，其特征在于该共研磨混合物与一种聚 合物溶液进行混合从而产生具有粘度在0.3到3.5 Pa/sec之间的一种涂布涂层混 合物。
26. 通过实施权利要求24或25中所限定的一种方法而获得的一种聚合物 混合物。
27. 在权利要求22、 23和26中任一项所限定的聚合物混合物作为一种 涂布涂层混合物用于制备正极或用于涂料，或作为石兹带涂层的用途。
28. 如权利要求27所述的聚合物混合物的用途，在用于一种液体电池 和/或一种聚合物电池，或凝胶或任何聚合物，优选作为一种电极涂层的构成 材料(优选至少15%),或用于涂料或作为磁带涂层的用途。
29. —种电化学系统，特别是一种电池，它在其至少一个构成元件中 结合了如权利要求1到13中所述的、或通过实施权利要求14到19中任一项所限 定的 一种方法而获得的 一种颗粒混合物。
30. —种电化学系统，特别是一种燃料电池，它在其至少一个构成元 件中结合了如权利要求22和23中所限定的、或通过实施权利要求24到25中任 一项所限定的 一种方法而获得的 一种聚合物混合物。
31. 如权利要求29所述的电化学系统，该系统是液体电池类型。
32. 如权利要求30所述的电化学系统，该系统是聚合物电池类型或用 于一种干聚合物的混合物的ACEP (聚合物电解质电池)类型。
33. —种电极，优选一种正极，包括至少一种如权利要求1到13中任 一项所限定的混合物和/或至少一种如权利要求22、 23和26中任一项所限定的 聚合物混合物，并且至少 一个以下特征- 减少的每cm2团聚的数量，优选减少至少25%,更优选减少至少50%,具体 是相对于基于先有技术的Ketjen黑；- 一个在1 mAh/cm2和10 mAh/cn^之间的可变容量； - 一个少于20%的孔隙率；以及- 一个在5和50 ohm/cn^之间的欧姆电阻。
全文摘要
本发明涉及一种由以下构成的颗粒混合物基于至少一种具有平均尺寸T₁和比表面积S₁的活性材料M₁的载体，通过物理和/或化学键合粘附到其上的至少一种具有平均尺寸T₂和比表面积S₂的导电材料M₂的颗粒。该混合物的特征在于平均尺寸比例T₁/T₂在5和10000之间；比表面积比例S₁/S₂在1/300和1/2之间；bq在该混合物中存在的活性材料的量优选占该导电材料量的80％以上。将所述混合物结合到构成电化学系统的元件中实质上改善了电化学系统的性能。
文档编号H01M4/36GK101375438SQ200780003428
公开日2009年2月25日 申请日期2007年1月25日 优先权日2006年1月26日
发明者卡里姆·扎吉伯, 帕特里克·查尔斯特, 米歇尔·帕蒂可莱克, 阿卜杜勒巴斯特·克尔飞, 马丁·东特尼 申请人:加拿大魁北克电力公司