交聯(lián)復(fù)合物粒子和包含其的二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種交聯(lián)復(fù)合物（compound)粒子和包含其的二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動裝置技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和對其需求的日益增加，對作為能源的二次電池的 需求急劇增加。在這些二次電池中，展示高能量密度和高運(yùn)行電位、長循環(huán)壽命和低自放電 率的鋰二次電池可商購獲得并被廣泛使用。
[0003] 另外，隨著近來對環(huán)境問題關(guān)注的日益增加，正在對電動車輛（EV)、混合電動車輛 (HEV)等進(jìn)行積極研究，所述電動車輛和混合電動車輛等能夠代替使用化石燃料的車輛如 汽油車輛、柴油車輛等，所述使用化石燃料的車輛是空氣污染的一個主要原因。作為EV、HEV 等的電源，主要使用鎳金屬-氫化物二次電池。然而，正在對具有高能量密度、高放電電壓 和輸出穩(wěn)定性的鋰二次電池進(jìn)行積極研究，且一些鋰二次電池可商購獲得。
[0004] 通常，根據(jù)電解質(zhì)類型，可以將鋰二次電池分為本身包含液體電解質(zhì)的鋰離子電 池、包含凝膠形式的液體電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池以及包含固體電解質(zhì)的鋰聚合物電 池。特別地，鋰離子聚合物電池（或凝膠聚合物電池）具有多種優(yōu)勢例如：與液體電解質(zhì)電 池相比，由于流體泄露的可能性更低而安全性高；可行的超薄且緊湊的電池形狀；以及電 池重量的大大下降，由此導(dǎo)致其需求增加。
[0005] 通過將包含置于正極與負(fù)極之間的多孔隔膜的電極組件浸漬在包含鋰鹽的液體 電解液中，制備鋰離子電池，所述正極和負(fù)極各自在電極集電器上涂布有活性材料。
[0006] 同時，根據(jù)電解質(zhì)浸漬用基體材料的類型，將制造鋰離子聚合物電池的方法大致 分為制造非交聯(lián)聚合物電池的方法和制造直接交聯(lián)聚合物電池的方法。作為聚合物基體材 料，主要使用具有優(yōu)異的自由基聚合反應(yīng)性的丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類材料以及具有 優(yōu)異的導(dǎo)電性的醚類材料。特別地，通過如下制造后一種直接交聯(lián)聚合物電池：將由電極板 和多孔隔膜構(gòu)成的卷繞型（jelly-rolltype)或堆疊型電極組件放置在袋中，向其中注入 熱可聚合的聚環(huán)氧乙烷（PEO)類單體或低聚物交聯(lián)劑和電解質(zhì)組合物，并將注入的材料熱 固化。在制造工藝方面所述電池的優(yōu)勢在于，能夠在不進(jìn)行特別改性或改變的條件下直接 使用常規(guī)鋰離子電池的板和隔膜。然而，已知這種方法遭受的劣勢在于，當(dāng)交聯(lián)劑未固化并 由此殘留在電解質(zhì)中時，因粘度增大而難以實現(xiàn)均勻浸漬，由此明顯降低電池的特性。
[0007] 因此，迫切需要通過解決所述問題來確保電池的穩(wěn)定性并同時保持總體電池性能 的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問題
[0009] 因此，為了解決上述問題和尚未解決的其他技術(shù)問題而完成了本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明旨在提供一種交聯(lián)復(fù)合物粒子和包含其的二次電池，所述交聯(lián)復(fù)合物粒子 具有優(yōu)異的電解液浸漬且不展示劣化的電池特性。
[0011] 技術(shù)方案
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種復(fù)合物粒子，所述復(fù)合物粒子包含：作為核的單 體和聚合引發(fā)劑；以及作為殼的膜，所述膜包含在預(yù)定溫度下消失的材料。
[0013] 所述單體可以是選自如下物質(zhì)中的至少一種：環(huán)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、酰亞胺、硫化物、乙酸酯、琥珀酸 酯等，或可以是選自其共聚物中的至少一種。
[0014] 所述聚合引發(fā)劑可以是光引發(fā)劑、熱引發(fā)劑、氧化-還原反應(yīng)引發(fā)劑、輻射引發(fā)劑 或其混合物。
[0015] 所述光引發(fā)劑可以是選自如下物質(zhì)中的至少一種：a-羥基酮類化合物、苯甲酰 甲酸酯類（phenylglyoxylate-based)化合物、芐基二甲基縮酮類化合物、a-氨基酮類化 合物、單?；㈩惢衔铩㈦p?；㈩惢衔铩⒀趸㈩惢衔?、金屬茂-類化合物和碘Il 鹽。
[0016] 所述熱引發(fā)劑可以是選自如下物質(zhì)中的至少一種：偶氮類化合物、過氧類化合物、 過氧乙酸叔丁酯、過氧乙酸和過硫酸鉀。
[0017] 作為通過與Fe2+的反應(yīng)而形成自由基的材料的氧化-還原反應(yīng)引發(fā)劑可以是過硫 酸鹽化合物或氫過氧化物。
[0018] 所述輻射可以是X射線、a粒子y射線或高能電子射線。
[0019] 所述膜可以包含熱塑性樹脂。
[0020] 所述熱塑性樹脂可以是選自如下中的至少一種：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] 所述膜可以包含釩化合物。
[0022] 所述釩化合物可以是選自如下中的至少一種：氯化釩（II)、氯化釩（III)、四氯化 釩、溴化釩（II)、溴化釩（III)、四溴化釩、碘化釩（II)和碘化釩（III)。
[0023] 所述膜可以是熱塑性樹脂和釩化合物的高聚物。
[0024] 所述核可以還包含發(fā)泡劑。
[0025] 所述發(fā)泡劑可以是選自如下中的至少一種：偶氮二甲酰胺（ADCA)、偶氮二異丁 腈（AZDN)、N，N' -二甲基-N，N' -二亞硝基-對苯二甲酸酯（NTA)、4, 4' -氧代雙（苯磺酰 餅）（01331{)、3,3'-橫酰雙（苯橫酰餅）（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))、對甲苯磺酰氨基脲和偶氮二羧酸鋇（BaAC)。
[0026] 所述膜的厚度可以為Iym~10ym。
[0027] 所述膜的厚度可以為2ym~5ym。
[0028] 所述溫度可以為60°C~300°C。
[0029] 所述溫度可以為70°C~270°C。
[0030] 所述復(fù)合物粒子可以包含在電解質(zhì)、電極和隔膜中的至少一種中。
[0031 ] 所述復(fù)合物粒子可以與電極活性材料混合。
[0032] 所述復(fù)合物粒子可以包含在形成于電極表面上的涂層中。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種包含所述復(fù)合物粒子的電池。
[0034] 所述電池可以具有如下結(jié)構(gòu)：其中將包含正極、負(fù)極和置于所述正極與所述負(fù)極 之間的聚合物層的電極組件容納在電池殼中并密封，并可以包含含鋰鹽的非水電解質(zhì)。
[0035] 通常，通過在將正極活性材料、導(dǎo)電材料和粘合劑的混合物作為電極混合物涂布 在正極集電器上之后進(jìn)行干燥來制備正極。在這種情況下，根據(jù)需要，所述混合物可以還包 含填料。
[0036] 所述正極活性材料的實例可以包括：層狀化合物如鋰鈷氧化物（LiCoO2)和 鋰鎳氧化物（LiNiO2)、或被一種或多種過渡金屬置換的化合物；由式Li1+xMn2x04 (其中 0彡X彡0. 33)表示的鋰錳氧化物如LiMn03、LiMn2O3以及LiMnO2;鋰銅氧化物（Li2Cu02); 釩氧化物如LiV30s、LiV304、V20jPCu2V207;具有式LiNi1火02的Ni位點型鋰鎳氧化物，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的鋰錳復(fù)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的鋰錳復(fù)合 氧化物，其中M=Fe、Co、Ni、Cu或Zn;由LiNixMn2x04表示的尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰猛復(fù)合氧化 物；其中一些Li原子被用堿土金屬離子置換的LiMn2O4;二硫化物化合物；Fe2(M〇04)3等，但 不能將本發(fā)明的實施方案限制于此。
[0037] 通常將正極集電器制成3~500ym的厚度。正極集電器沒有特別限制，只要其在 制造的鋰二次電池中不會造成化學(xué)變化并具有高電導(dǎo)率即可。例如，正極集電器可以由如 下物質(zhì)制成：不銹鋼；鋁；鎳；鈦；燒結(jié)碳；經(jīng)碳、鎳、鈦或銀表面處理過的鋁或不銹