導(dǎo)電材料以及包括該導(dǎo)電材料的鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及裡離子電池領(lǐng)域，特別地，設(shè)及一種導(dǎo)電材料W及包括該導(dǎo)電材料的 裡離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 在飛速發(fā)展的信息時(shí)代中，對(duì)手機(jī)、筆記本、相機(jī)等電子產(chǎn)品的需求逐年增加。由 于裡離子電池具有能量密度高、無(wú)記憶效應(yīng)、工作電壓高等特點(diǎn)，越來(lái)越的將其作為電子產(chǎn) 品的工作電源，正逐步取代傳統(tǒng)的Ni-Ct MH-Ni電池。
[0003] 然而，隨著電子產(chǎn)品市場(chǎng)需求的擴(kuò)大W及動(dòng)力、儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展，人們對(duì)裡離子電 池的安全性能方面的要求不斷提高。其中造成裡離子電池安全隱患的原因之一就是電解液 在正、負(fù)極界面發(fā)生氧化還原發(fā)生，產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致電池溫度升高，從而引起較多的副反應(yīng) 的發(fā)生，從而使得電池?zé)崾Э?。因此，有效抑制高溫下副反?yīng)的發(fā)生對(duì)提高裡離子電池的安 全性能非常重要。需要指出的是，其安全性能卻是目前裡離子電池發(fā)展的瓶頸之一。
[0004] 目前，用于提高裡離子電池安全性能的措施主要分為兩種，即外部措施和內(nèi)部措 施。外部措施主要是通過(guò)在裡離子電池的封口處添加電池安全閥達(dá)到目的；內(nèi)部措施主要 是通過(guò)改變裡離子電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前研究者已經(jīng)在采用內(nèi)部措施W 提高裡離子電池安全性能的方面進(jìn)行了許多研究，比如添加阻燃添加劑、使用陶瓷隔膜、使 用過(guò)量導(dǎo)電碳等。其中關(guān)于改變導(dǎo)電碳表面結(jié)構(gòu)來(lái)提高裡離子電池安全性能方面的報(bào)道還 未見(jiàn)到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：含有導(dǎo)電碳材料化及在 導(dǎo)電碳材料的表面包覆聚化咯的導(dǎo)電材料，應(yīng)用到裡離子電池中后，能夠提高裡離子電池 的高溫存儲(chǔ)性能、高溫循環(huán)性能W及裡離電池的倍率性能，從而完成本申請(qǐng)。
[0006] 本申請(qǐng)的目的在于提供一種導(dǎo)電材料，包括基材和位于在基材表面的包覆層，其 中，所述基材為導(dǎo)電碳材料，所述包覆層為選自下述式I、式II所示的聚化咯：
[000引其中，A為選自下述無(wú)機(jī)陰離子和有機(jī)陰離子中的一種或多種：F、Cl、化、I、 PFe、BF4、AsFe、Cl04、服04、N03、肥03、（FSO2NSO2巧、（CF3SO2NSO2CF3)、R-S03，其中 R 為碳 原子數(shù)為1~20的烷基、碳原子數(shù)為6~26的芳基、碳原子數(shù)為1~20的面代烷基或是 碳原子數(shù)為6~26的芳基被硝基取代形成的化合物，M為過(guò)渡金屬元素，B為選自下述無(wú)機(jī) 陰離子中的一種或多種：F、Cl、化、I、PFe、BFa、AsFe、Cl04、服04、N03、肥03、CN。
[0009] 本申請(qǐng)的另一目的在于提供一種裡離子電池，包括含有本申請(qǐng)所提供的導(dǎo)電碳材 料的正極片、負(fù)極片和裡電池隔膜。
[0010] 本申請(qǐng)?zhí)峁┑膶?dǎo)電材料中，由于在導(dǎo)電碳材料的表面還包覆有聚化咯，將該導(dǎo)電 材料應(yīng)用到裡離子電池中后，能夠使得裡離子電池具有優(yōu)異的安全性能、良好的高溫存儲(chǔ) 性能、優(yōu)異的高溫循環(huán)性能W及優(yōu)異的倍率性能。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為實(shí)施例1中得到的導(dǎo)電材料的掃描電鏡圖片；
[0012] 圖2為對(duì)比例1中得到的導(dǎo)電材料的掃描電鏡圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過(guò)對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本申請(qǐng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著運(yùn)些說(shuō)明而變得更 為清楚、明確。
[0014] 本申請(qǐng)的目的在于提供一種導(dǎo)電材料，包括基材和位于在基材表面的包覆層，其 中所述基材為導(dǎo)電碳材料，所述包覆層為選自下述式I、式II所示的聚化咯中的一種或多 種。
[0016] 上述式I、式II所示的聚化咯為滲雜后的聚化咯，在由式I、式II所示的化合物 中，n[A]和n[MB]為滲雜部分，其中n表示滲雜離子，即[A]、[MB]的摩爾數(shù)，具體滲雜的方 法為常規(guī)方法，參照現(xiàn)有方法即可獲得滲雜的聚化咯。滲雜后的聚化咯，整體呈現(xiàn)電中性， 也就是說(shuō)滲雜前的聚化咯代表的正離子部分的電荷數(shù)與[A]、[MB]所述代表的負(fù)離子的電 荷總數(shù)相等。
[0017] 在上述式I、式II中，m表示重復(fù)單元的個(gè)數(shù)，m優(yōu)選為3~3000的整數(shù)，進(jìn)一步 優(yōu)選地，m為4~1500的整數(shù)，更進(jìn)一步優(yōu)選地，m為5~800的整數(shù)，m最優(yōu)選為5~500 的整數(shù)。選用m過(guò)大的聚化咯對(duì)導(dǎo)電碳材料進(jìn)行包覆，會(huì)影響電池的循環(huán)性能；選用m過(guò) 小的聚化咯對(duì)導(dǎo)電碳材料進(jìn)行包覆，應(yīng)用到電池中后，聚化咯還會(huì)進(jìn)一步聚合，從而會(huì)釋放 &，則影響電池的存儲(chǔ)性能。 陽(yáng)01引在上述式I、式II中，優(yōu)選地，n為m的1/3~1/10,且n為整數(shù)。
[0019] 在上述式I中，A選自下述無(wú)機(jī)陰離子中的一種或多種：F、C1、化、I、PFe、BF4、 AsFe、Cl〇4、服〇4、N03、肥〇3 ;A還可W選自下述有機(jī)陰離子中的一種或多種：(FS0 2NS02F)， (CF3SO2NSO2CF3)，R-S03，其中R為碳原子數(shù)為1~20的烷基、碳原子數(shù)為6~26的芳基、 碳原子數(shù)為1~20的面代烷基或是碳原子數(shù)為6~26的芳基被硝基取代形成的化合物。
[0020] 碳原子數(shù)為1~20的烷基，其中烷基的具體種類并不受到具體的限制，可根據(jù)實(shí) 際需求進(jìn)行選擇，例如鏈狀烷基和環(huán)烷基均可，其中鏈狀烷基又包括直鏈烷基和支鏈烷基， 環(huán)烷基的環(huán)上可W含有取代基例如烷基，也可W不含有取代基。在所述烷基中，烷基中碳 原子數(shù)的優(yōu)選的下限值可為1、3、4、5,烷基中碳原子數(shù)的優(yōu)選的上限值可為3、4、5、6、7、8、 10、12、16、18。優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~10的烷基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~ 6的鏈狀烷基，碳原子數(shù)為3~8的環(huán)烷基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4的鏈狀 烷基，碳原子數(shù)為5~7的環(huán)烷基。
[0021] 作為烷基的實(shí)例，具體可W舉出：甲基、乙基、正丙基、異丙基、環(huán)丙基、正下基、異 下基、仲下基、叔下基、環(huán)下基、正戊基、異戊基、叔戊基、新戊基、環(huán)戊基、正己基、異己基、環(huán) 己基、正庚基、異庚基、環(huán)庚基、正辛基、環(huán)辛基、壬基、癸基。
[0022] 碳原子數(shù)為6~26的芳基，其中芳基的具體種類并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際 需求進(jìn)行選擇，例如苯基、苯烷基、至少含有一個(gè)苯基的芳基例如聯(lián)苯基、稠環(huán)芳控基均可， 其中在聯(lián)苯基和稠環(huán)芳控基上還可W連接有其他取代基團(tuán)，例如烷基。在所述芳基中，碳 原子數(shù)的優(yōu)選的上限值可為7、8、9、10、12、14、16、18、20、22,芳基中碳原子數(shù)的優(yōu)選的下限 值可為6、7、8、9。優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為6~16的芳基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為 6~12的芳基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為6~9的芳基。
[0023] 作為芳基的實(shí)施，具體可W舉出：苯基、芐基、聯(lián)苯基、對(duì)甲苯基、鄰甲苯基、間甲苯 基、對(duì)乙苯基、間乙苯基、鄰乙苯基、1-糞基、2-糞基。
[0024] 在碳原子數(shù)為1~20的面代烷基中，其中的面原子的取代個(gè)數(shù)及其取代位置并沒(méi) 有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際需求選擇面原子對(duì)上述基團(tuán)中的部分氨原子或者全部氨原子進(jìn) 行取代。例如，面原子的個(gè)數(shù)可為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)。當(dāng)面原子取代的個(gè)數(shù)為2個(gè)W上 時(shí)，面原子的種類可W相同，也可W完全不同，又或者是所選取的面原子的種類部分相同。 特別的，選用氣原子對(duì)上述基團(tuán)進(jìn)行取代。優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~10的面代烷基，進(jìn) 一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~6的面代鏈狀烷基、碳原子數(shù)為3~8的面代環(huán)烷基，更 進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4的鏈狀面代烷基、碳原子數(shù)為5~7的面代環(huán)烷基。
[0025] 作為面代烷基的實(shí)例，可W舉出：S氣甲基、2-氣乙基、1-氣乙基、3-氣正丙基、 2-氣異丙基、4-氣正下基、3-氣仲下基、2-氣仲下基、5-氣正戊基、1-氣正戊基、4-氣異戊 基、3-氣異戊基、6-氣-正己基、4-氣-異己基、7-氣-正庚基、8-氣-正辛基。
[00%] 碳原子數(shù)為6~26的芳基被硝基取代形成芳硝基，其中硝基的取代個(gè)數(shù)及其取代 位置并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)合理的情況對(duì)芳基進(jìn)行取代。例如，硝基的個(gè)數(shù)可為1個(gè)。 優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為6~16的芳硝基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為6~12的芳硝 基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為6~9的芳硝基。作為芳硝基的實(shí)例，具體可W舉出： 間硝基苯基。
[0027] 優(yōu)選地，R為正辛基、S氣甲基、對(duì)甲苯基或間硝基苯基。
[0028] 在上述式II中，M為過(guò)渡金屬元素，其中過(guò)渡金屬元素的具體種類可根據(jù)實(shí)際需 求進(jìn)行選擇，特別的，優(yōu)選為第一過(guò)渡金屬系中的過(guò)渡金屬元素。作為過(guò)渡金屬元素的實(shí) 例，具體可W舉出：Fe、Ni、Co、化、化；B為選自下述無(wú)機(jī)陰離子中的一種或多種：F、Cl、 化、I、PFe、BF4、AsFe