的控基，其可W是直鏈、支鏈或環(huán)狀的，包 括一個或多個碳-碳雙鍵。締基包括2至6個碳原子，優(yōu)選為2至4個碳原子，更優(yōu)選為2至3個 碳原子。締基的示例是乙締基、2-丙締基、2-下締基、3-下締基、2-戊締及其異構(gòu)體、2-己締 基及其異構(gòu)體、2,4-戊二締基等。任選取代的締基是指具有任選的一種或多種取代基(例如 1、2或3個取代基，或1至2個取代基)的締基，從上述定義的用于取代的烷基的那些中選擇。
[0102] 如本文所用的術(shù)語"烘基"類似的締基，是指一類單價不飽和控基，其中該不飽和 度的產(chǎn)生源于一個或多個碳-碳=鍵的存在。烘基通常優(yōu)選地具有與上述締基相同數(shù)目的 碳原子。烘基的非限制性實例是乙烘基，2-丙烘基，2-下基，3-甲基，2-戊締基及其異構(gòu)體， 2-己烘基及其異構(gòu)體等。任選取代的烘基指的是具有任選的一種或多種取代基(例如1至4 個取代基，或1至2個取代基），從上述定義的用于取代的烷基的那些中選擇。
[0103] 在優(yōu)選的實施例中，所述第一活性材料是含裡材料。優(yōu)選地，所述材料含裡被選擇 為使得其平衡氧化還原電位低于或等于(優(yōu)選地低于)所述第二活性材料的平衡氧化還原 電位。優(yōu)選地，所述含裡材料被選為使得其倍率性能低于第二活性材料的倍率性能。所述含 裡材料可 W 為LiCo02、LiNiaCobAlcMnd02-y(尤其是LiNi().日Mnl.日04、LiCr().日Mnl.504、 Li Coo. 5Mni.5〇4、Li CoMnCk、LiNio. 5Mn〇.5〇2、LiNio. 33Mn〇.3 3Co〇. 33〇2、LiNio. sCo〇.2〇2 U 及 LiNio.日 Mm.日-zTiz〇4,其中 Z 的范圍為 0 至 1.5)，^]?112〇4、11化〇2、^。6口〇4、^(：〇口〇4、^]\111?〇4或 Li4Ti5〇i2。尤其是，所述第一活性材料可W為LiCo〇2、LiMn2〇4、LiFeP〇4。所述第一活性材料也 可 W 為Ti S2、Ti S3、無定形M0S2、C1I2V2O3、無定形V2O-P2O5、M〇〇3、V2〇5或V6〇13。
[0104] 或者，所述第一活性材料是含鋼材料。優(yōu)選地，所述材料含鋼被選擇為使得其平衡 氧化還原電位低于所述第二活性材料的平衡氧化還原電位。優(yōu)選地，所述含鋼材料被選為 使得其倍率性能低于第二活性材料的倍率性能。所述含鋼材料可W為化FeP〇4、化Cr化、 NaCo〇2、化￥〇2、NasVs (P〇4) 3、NaNi 0. sMno. 5〇2。
[0105] 可W選擇所述第一和第二活性材料使得所述第二活性材料的平衡氧化還原電位 等于或大于(優(yōu)選地大于)所述第一活性材料的平衡氧化還原電位。第二材料的倍率性能可 高于第一活性材料的倍率性能;并且，所述導(dǎo)電碳顆粒的重量百分比低于所述混合電極中 所述第一和第二活性材料W及導(dǎo)電碳顆粒總量的25wt %。根據(jù)本發(fā)明的混合正電極的充電 和放電功能W及生命周期相較于現(xiàn)有技術(shù)中的正電極由顯著增加。第二活性材料推遲第一 活性材料上的電壓上升，并保持操作電壓窗口安全。而且，當使用混合正電極時，第二活性 材料使得第一活性材料的降解速率下降。第二活性材料的物理性能可W通過其制備方法而 獲得，該制備方法允許更大的功率性能，例如輸出性能。
[0106] 而且，電極材料(第一活性材料或第二活性材料)的倍率性能定義為所述活性材料 的標準化容量保持率，其作為充電/放電循環(huán)速率的函數(shù)。每一活性材料的容量保持率可通 過已知的技術(shù)手段確定。如與本發(fā)明的具體實施例有關(guān)的圖4所示，第二活性材料的容量保 持率（即PTMA)明顯由于第一活性材料（目化iFeP化）的容量保持率。因此，隨著循環(huán)率的增 加，PTMA容量保持率的降低相較于LiFePCk的情況較不顯著。當循環(huán)率增加時，第一活性材 料(目化iFeP04)的容量保持率急劇下降得更快。運表明，第二活性材料的倍率性能大于第一 活性材料的倍率性能。第二活性材料的標準化容量保持率與第一活性材料的標準化容量保 持率之間的比在充電/放電率大于1別寸大于1。
[0107] 優(yōu)選地，在限定的充電/放電循環(huán)數(shù)值，根據(jù)本發(fā)明的第二活性材料的保持能力和 混合正電極的保持能力大于80% (如果標準化對應(yīng)于0.8)，優(yōu)選地大于85% (如果標準化對 應(yīng)于0.85)，更優(yōu)選地大于90% (如果標準化對應(yīng)于0.9)，最優(yōu)選地大于95% (如果標準化對 應(yīng)于0.95)。優(yōu)選地，當循環(huán)數(shù)大于250個循環(huán)，更優(yōu)選地大于500個循環(huán)，最優(yōu)選地大于1000 個循環(huán)，甚至最優(yōu)選地大于2000個循環(huán)時，根據(jù)本發(fā)明的第二活性材料的標準化容量和混 合正電極的標準化容量具有上述數(shù)值。
[0108] 在優(yōu)選的實施例中，所述第二活性材料的平衡氧化還原電位與所述第一活性材料 的平衡氧化還原電位之間的差的范圍為從ImV至V，優(yōu)選地從ImV至0.5V，更優(yōu)選地從10至 300mV〇
[0109] 在優(yōu)選的實施例中，確定所述第一和第二活性材料的量使得所述第一活性材料的 比容量與所述第二活性材料的比容量之間的比（基于每一材料的理論容量）的范圍從10:1 至1:10，優(yōu)選地從2.5 :1至1: 2.5，更優(yōu)選地從2.0 :1至1: 2.0，甚至更優(yōu)選地從1.5 :1至1: 1.5，最優(yōu)選地從1.2:1至1:1.2，甚至最優(yōu)選地從1.1:1至1:1.1，W及特別為1。
[0110] 在優(yōu)選的實施例中，在超過1500個循環(huán)之后，充電和放電率至少為5C，根據(jù)本發(fā)明 的第二活性材料的容量損失和/或混合正電極的容量損失低于50%，優(yōu)選地低于40%，更優(yōu) 選地低于30%，最優(yōu)選地低于20%。
[0111] 在優(yōu)選的實施例中，第二活性材料和/或混合正電極的容量保持率大于較高倍率 的第一活性材料的容量保持率，優(yōu)選地大于5C倍率，更優(yōu)選地大于IOC倍率，最優(yōu)選地大于 20C倍率，甚至最優(yōu)選地大于30C倍率。容量保持率可W被定義為(在給定充電放電循環(huán)后的 保留的容量(表示為mAh/g)與在給定C倍率的第一循環(huán)容量(表示為mAh/g)之間的比)*100。 在循環(huán)了至少1000個循環(huán)之后，第二活性材料所具有的容量保持率至少為80%，優(yōu)選地至 少為90%，更優(yōu)選地至少為92%，最優(yōu)選地至少為95%。
[0112] 混合正電極可進一步包括金屬層，其上覆蓋有包括第一和第二活性材料W及導(dǎo)電 碳顆粒的合成物。金屬層可W為侶層。該混合正電極可進一步包括添加劑，如附加的導(dǎo)電碳 顆粒和/或粘合劑。添加劑的重量百分比占合成物的總重量的0至20wt%。運里使用的術(shù)語 "添加劑"包括附加的導(dǎo)電碳顆粒和粘合劑。粘合劑為(例如)簇甲基纖維素(CMC)、聚偏二氣 乙締(PVDF)、聚四氣乙締或聚偏氣乙締共聚物。所述附加的導(dǎo)電碳顆?？蒞為碳納米管、碳 纖維、無定形碳、介孔碳、剝離石墨碳或炭黑。
[0113] 混合正電極可W通過將第二活性材料與附加的導(dǎo)電碳顆粒W及粘合劑混合W形 成第一漿料、隨后將該第一漿料添加至第一活性材料與附加的導(dǎo)電碳顆粒W及粘合劑混合 形成的第二漿料而制備。一般來說，所述附加的導(dǎo)電碳顆粒放置在所述第一或第二活性材 料的表面。合成物中導(dǎo)電顆粒的重量百分比可選的包括附加的導(dǎo)電碳顆粒的含量。如此得 到的混合物涂布在金屬層上。因此，包含第一和第二活性材料、導(dǎo)電顆粒(可選的包括附加 導(dǎo)電碳顆粒)W及粘合劑的合成物形成涂布在金屬層(優(yōu)選地為侶層)上的單層。
[0114] 根據(jù)本發(fā)明的第二個目的，提供一種非水電解質(zhì)二次電池。所述非水電解質(zhì)二次 電池包括根據(jù)本發(fā)明的混合正電極、負電極W及電解質(zhì)。
[0115] 該負電極可W是但不限于石墨碳、娃、錫、侶、Li4Ti5〇i2、Sn化、氧化銅、氧化錯、氧化 娃、NiSn、AINiSi或其復(fù)合物。
[0116] 所述電解質(zhì)可W是非水溶劑中裡鹽的混合物。該裡鹽可W為LiPFs、LiCI化、LiBF4、 LiCF3S03、Li(CF3S02)2N、Li(C2F5S02)2N、Li(CF3S02)3C、Li(C2F5S02)、碳酸乙締醋、碳酸丙締 醋、碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、碳酸甲乙醋、丫-下內(nèi)醋四氨巧喃、二氧戊環(huán)、環(huán)下諷、二甲基 甲酯胺、二甲基乙酷胺或N-甲基-2-化咯燒酬。運些溶劑或鹽可W單獨使用或W兩種或多種 溶劑或鹽結(jié)合使用。此外，穩(wěn)定添加劑可加入到電解液中。也可W使用凝膠聚合物或固態(tài)電 解質(zhì)。
[0117] 優(yōu)選地，所述非水電解質(zhì)二次電池包括含有第二活性材料的混合正電極，該第二 活性材料在電解質(zhì)中的溶解度在室溫下低于O.lwt%。第二活性材料是交聯(lián)聚(2,2,6,6-四 甲基-氧基-4-基甲基丙締酸醋），優(yōu)選地通過W上公開的方法制備。
[0118] 根據(jù)本發(fā)明的第S個目的，根據(jù)本發(fā)明的混合正電極適用于蓄電裝置。
[0119] 示例 1
[0120] 第二活性材料的合成:交聯(lián)PTMA/C復(fù)合材料。
[0121] 交聯(lián)PTMA/C復(fù)合材料是通過無溶劑，烙融單體聚合反應(yīng)合成的。為使得具有導(dǎo)電 性，約15% (重量)的乙烘黑被加入到反應(yīng)混合物中。高分散PTMA-碳材料(兩個成分之間緊 密接觸)被制造出來。也發(fā)現(xiàn)了加入的乙烘黑，W提高復(fù)合材料的脆性，并確保了PTMA粉末 的精銳。
[012引在一個典型的合成中，將Ig的乙烘黑(MTI公司）與6克的2,2,6,6-四甲基-4-贓晚 基甲基丙締酸醋（TMPM，TCI有限公司）、18如1的乙二醇二甲基丙締酸醋交聯(lián)劑（Across Organics)和40mg的重結(jié)晶偶氮異下臘(Across Organics)充分混合，加入最小量的二氯甲 燒(逐滴加入2-5毫升，Across化ganics)，W均勻地分散成分。該混合物在二氯甲燒蒸發(fā)過 程中和蒸發(fā)后在~6的不誘鋼球(直徑2mm)的幫助下徹底研磨。隨后，將固體混合物轉(zhuǎn)移到 玻璃瓶中，抽真空并用氣氣吹掃S次。密封的瓶W65°C的溫度加熱。2，2，6，6-四甲基-4-贓 晚基甲基丙締酸醋(烙點ere)烙化產(chǎn)生在烙融單體中成分的液體分散體。然后將密封瓶中 緩慢加熱至80°C(30分鐘），W引發(fā)和傳播聚合持續(xù)2小時。冷卻后，將固體含量溶脹、萃取并 用二氯甲燒洗涂。固體的交聯(lián)聚（2,2,6,6-四甲基-4-贓晚基）甲基丙締酸醋/(：。11口1/0微 細地粉碎，得到粉末(產(chǎn)率>95% )。所獲得的聚合物不溶于任何有機溶劑。
[012引為了合成PTMA/C，1 g的PTMPM/C (0.85克、3.7 7mmo 1的PTMPM)在聲波降解法的幫助 下分散在80毫升的二氯甲燒中。該分散體在冰浴中冷卻下來。使用間氯過氧苯甲酸(mCPBA， Across OrganiCS)進行氧化。mCPBA(70-75% )在使用前被提純。通過采用憐酸緩沖溶液 (pH7.5)五個連續(xù)洗涂，氯過氧苯甲酸雜質(zhì)從預(yù)先溶解在甲苯(50克/升)的mCPBA中去除。將 有機層用MgSO 4干燥、過濾并在減壓下濃縮得到純的mCPBA粉末。680mg(4mmoI，1.05當量） 新鮮純化的mCPBA溶解在80ml二氯甲燒中并在冰浴中冷卻。將該溶液逐滴加入到PTMPM/C分 散體中，并在0°C下反應(yīng)6小時。固體首先在采用冷的（~(TC)二氯甲燒中冷卻和洗涂的同時 被過濾。固體產(chǎn)物隨后用二氯甲燒、丙酬、水和甲醇洗涂。將所得PTMA/C(產(chǎn)率>95%)在使用 前在真空中干燥并精細研磨。合成PTMA/C產(chǎn)生1 OOmAh/g的比容量。合成PTMA