(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103137968 A (43)申请公布日 2013.06.05 |
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(21)申请号 CN201110391205.3
(22)申请日 2011.11.30
(71)申请人 北京有金属研究总院
地址 100088 北京市西城区新街口外大街2号
(72)发明人 卢世刚 阚素荣 张向军 金维华
(74)专利代理机构 北京北新智诚知识产权代理有限公司
代理人 程凤儒
(51)Int.CI
H01M4/58
(54)发明名称
(57)摘要
锂离子电池用的正极复合材料及其制备方法。该复合材料是由SiCO、SiCNO、SiCN、SiBCN中至少一种与Li | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种锂离子电池用的正极复合材料，其特征是由SiCO、SiCNO、SiCN、SiBCN中 至少一种与Li<sub>a</sub>M<sub>b</sub>PO<sub>4</sub>复合，其中0.95≤a≤1.1，0.95≤b≤1.1，M为Fe、Co、Ni、 Mn中至少一种，所述复合材料中SiCO、SiCNO、SiCN、SiBCN中至少一种的含 量占复合材料总重量的1-20wt％；Li<sub>a</sub>M<sub>b</sub>PO<sub>4</sub>占复合材料总重量的80-99wt％。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征是SiCO或SiCNO是由聚硅氧烷热解得 到；SiCN是由聚硅氮烷热解得到；SiBCN是由聚硼硅氮烷热解得到。 3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氧烷是以重复的Si-O键 为主
链，侧链上硅直接与烃基、羧基、羟基、氨基、烷氧基、链烯基氧基、酰氧 基、氢、卤素以及含有羟基、羧基、氨基、氢、链烯基、卤素的烃基中的一种或几 种相连所组成的聚合物，聚合度为2～2000。 4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氧烷的聚合度为5～500。
5.根据权利要求3或4所述的复合材料，其特征是所述的烃基是烷基、链烯基、炔基、 芳基、芳烷基。
6.根据权利要求3、4、5中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氧烷是 分子中含有Si-H键的聚硅氧烷。
7.根据权利要求3、4、5中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氧烷是 分子中含有Si-OH键的聚硅氧烷。
8.根据权利要求3、4、5中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氧烷是 分子中含有不饱和烃或者不饱和烃的衍生物的聚硅氧烷。
9.根据权利要求3、4、5中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氧烷是 分子中含有苯基的聚硅氧烷。
10.根据权利要求3、4、5中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氧烷是 热固化的硅树脂。
11.根据权利要求3、4、5、6、7、8、9、10中的任意一项所述的复合材料，其特征是 所述的聚硅氧烷是液态的聚硅氧烷或者能够用溶剂溶解的聚硅氧烷或者能够熔融 的聚硅氧烷。
12.根据权利要求2所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氮烷是以重复的Si-N键 为主链，侧链上硅直接与烃基、羧基、羟基、氨基、烷氧基、链烯基氧基、酰氧 基、氢、卤素以及含有羟基、羧基、氨基、氢、链烯基、卤素的烃基中的一种或几 种相连所组成的聚合物，聚合度为2～2000。
13.根据权利要求12所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氮烷的聚合度为5～500。
14.根据权利要求12或13所述的复合材料，其特征是所述的烃基是烷基、链烯基、炔
基、芳基、芳烷基。
15.根据权利要求12、13、14中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氮 烷是分子中含有Si-H键的聚硅氮烷。
16.根据权利要求12、13、14中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氮 烷是分子中含有Si-OH键的聚硅氮烷。
17.根据权利要求12、13、14中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氮 烷是分子中含有不饱和烃或者不饱和烃的衍生物的聚硅氮烷。
18.根据权利要求12、13、14中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硅氮 烷是分子中含有苯基的聚硅氮烷。
19.根据权利要求12、13、14、15、16、17、18中的任意一项所述的复合材料，其特 征是所述的聚硅氮烷是液态的聚硅氮烷或者能够用溶剂溶解的聚硅氮烷或者能够 熔融的聚硅氮烷。
20.根据权利要求2所述的复合材料，其特征是所述的聚硼硅氮烷是以重复含有-C- Si-N-B-或者-B-C-Si-N-或者-C-B-Si-N-作为主链，侧链上硅直 接与烃基、羧基、羟基、氨基、烷氧基、链烯基氧基、酰氧基、氢、卤素以及含 有羟基、羧基、氨基、氢、链烯基、卤素的烃基中的一种或几种相连所组成的聚 合物，聚合度为2～2000。
21.根据权利要求20所述的复合材料，其特征是所述的聚硼硅氮烷的聚合度为5～500。
22.根据权利要求20或21所述的复合材料，其特征是所述的烃基是烷基、链烯基、炔 基、芳基、芳烷基。
23.根据权利要求20、21、22中的任意一项所述的复合材料，其特征是所述的聚硼硅 氮烷是液态的聚硼硅氮烷或者能够用溶剂溶解的聚硼硅氮烷或者能够熔融的聚硼 硅氮烷。
24.一种制备权利要求1所述复合材料的方法，该方法包括下述步骤：
(1)将聚硅氧烷、聚硅氮烷、聚硼硅氮烷中至少一种溶解在有机溶剂中，有机溶剂 的
加入量按照加入的聚合物和溶剂体积比为1∶1到1∶5加入，聚硅氧烷、聚硅 氮烷、聚硼硅氮烷的中至少一种加入量按照相同实验条件下的热解率来计算使 得热解后的正极复合材料中SiCO、SiCNO、SiCN、SiBCN中至少一种含量占 复合材料总重量的1-20wt％，然后将Li<sub>a</sub>M<sub>b</sub>PO<sub>4</sub>加入其中，Li<sub>a</sub>M<sub>b</sub>PO<sub>4</sub>的加入量 按照相同实验条件下的热解率来计算使得热解后的正极复合材料中Li<sub>a</sub>M<sub>b</sub>PO<sub>4</sub>含量占复合材料总重量的80-99wt％，搅拌均匀；
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