[发明专利]改进的二次锂离子电池和锂电容器电极组合物

权利要求书

1.用于锂离子电存储器件的非水电极材料，其包含：

至少一种金属螯合聚合物，其包括组分A、组分B和组分C的Mannich反应产物，其中所述组分A为多酚聚合物；所述组分B为醛类、酮类或其混合物；所述组分C为仲胺；其中所述金属螯合聚合物能够与金属螯合并键合；

能够可逆地嵌入锂离子的活性材料；

多个电导体颗粒；及

粘合剂聚合物。

2.根据权利要求1的非水电极材料，其中所述仲胺包括甲基乙胺、二甲胺、二乙胺、二乙醇胺、甲基乙醇胺、二丙胺、二正丁胺、二异戊胺、二苄胺、甲基二乙基乙二胺、甲基苯胺、哌啶、1,2,3,4-四氢异喹啉、6-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉、吗啉、哌嗪、α-甲基氨基苯丙酮、α-乙酰基乙基苄胺；苄基-(2-环己酮基甲基)-胺、3,4-亚甲二氧基苄基-(2-环己酮基甲基)-胺、N-甲基-葡糖胺及其混合物中的至少一种。

3.根据权利要求1的非水电极材料，其中所述多酚聚合物为聚(4-乙烯基苯酚)。

4.根据权利要求1的非水电极材料，其中所述多酚聚合物为聚(4-羟基苯乙烯)，所述仲胺包括甲基乙醇胺和/或N-甲基-葡糖胺。

5.根据权利要求1的非水电极材料，其中所述醛类为多聚甲醛。

6.根据权利要求1的非水电极材料，其还包含非水溶剂，包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、水醇(water alcohol)及其混合物中的至少一种。

7.根据权利要求1的非水电极材料，其中所述活性材料包括LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiMnCoO₂、LiNiCoAlO₂、Li₄Ti₅O₁₂和LiFePO₄中的至少一种，并且其中所述电导体颗粒包括炭黑、石墨、石墨烯和碳纳米颗粒中的至少一种。

8.根据权利要求1的非水电极材料，其中所述粘合剂聚合物包括聚偏二氟乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、丁苯橡胶(SBR)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)和聚四氟乙烯(PTFE)的共聚物、羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、聚丙烯酸钠(PAAS)及其混合物中的至少一种。

9.根据权利要求1至8之一的非水电极材料，其中干燥的所述非水电极材料包含：0.1至15重量％金属螯合聚合物、1至40重量％电导体材料、9至97.9重量％活性材料以及1至40重量％粘合剂聚合物，所有均基于干燥的电极材料总重量。

10.根据权利要求1至8之一的非水电极材料作为在集流体上施加和干燥的层用于所述电存储器件的正极的用途。

11.制备锂离子电存储器件的正极的方法，包括以下步骤：

将根据权利要求1至8之一的非水电极材料的浆料施加于集流体的至少一个表面上以形成层；

将该浆料在集流体上干燥，以将所述非水电极材料粘合至集流体，从而形成粘附于集流体的正极层。

12.根据权利要求11的方法，其中所述电极材料在所述集流体上适当位置干燥时的沉积量产生50至250g/m²的涂层。

13.用于锂离子电存储器件的正极，其包括：

集流体；及

粘附于所述集流体的至少一个表面上的根据权利要求1至8之一的非水电极材料。