[发明专利]用于电池组和电容器的杂化活性材料

权利要求书

1.一种形成杂化粒子结构的方法，各杂化粒子结构含有用于具有锂离子电池组性质和电容器性质的组合的电化学电池的电极材料和电容器材料，所述方法包括：

使金属氧化物或金属磷酸盐化合物的粒子的亲水表面与烷-硫醇化合物反应以在所述化合物的粒子表面上形成疏水含硫位点，选择所述金属氧化物或金属磷酸盐化合物以充当用于锂离子电池组的阳极材料或阴极材料；然后

用(i) 由亲水聚合物链段和疏水聚合物链段构成的共聚物表面活性剂和(ii) 含羟基的碳基聚合物的混合物涂布所述粒子的表面，以涂布粒子表面上的含硫位点；然后

加热所述粒子以除去表面活性剂和硫，同时在粒子表面上留下聚合物涂层；和

进一步加热所述粒子以热解和碳化所述聚合物涂层以留下一组杂化粒子结构，各自以在阳极材料或阴极材料的芯粒子上的介孔碳粒子的多孔壳为特征。

2.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中所述烷-硫醇化合物是1-十二烷硫醇。

3.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中使所述烷-硫醇化合物的烷醇溶液与金属氧化物或金属磷酸盐化合物的粒子的亲水表面反应以在粒子表面上形成疏水含硫位点，并在所述反应完成时从所述粒子中除去1-十二烷硫醇的残留烷醇溶液。

4.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中所述共聚物表面活性剂具有-CH₃CH₂CH₂O-链段和-CH₂CH₂O-链段。

5.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中所述含羟基的碳基聚合物是甲阶酚醛树脂聚合物。

6.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中使用由亲水聚合物链段和疏水聚合物链段构成的共聚物表面活性剂和含羟基的碳基聚合物的烷醇溶液涂布所述粒子的表面上的含硫位点，并在随后加热所述粒子时蒸发烷醇溶剂以除去表面活性剂和硫。

7.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中使用由-CH₃CH₂CH₂O-链段和-CH₂CH₂O-链段构成的共聚物表面活性剂和含羟基的甲阶酚醛树脂聚合物的烷醇溶液涂布所述粒子的表面上的含硫位点，并在随后加热所述粒子时蒸发烷醇溶剂以除去表面活性剂和硫。

8.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中所述金属氧化物或金属磷酸盐化合物含有锂。

9.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中所述金属氧化物或金属磷酸盐化合物含有锂和第二金属。

10.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中所述金属氧化物或金属磷酸盐化合物由作为阳极材料的钛酸锂或作为阴极材料的磷酸锂铁或锂锰氧化物之一构成。

11.如权利要求1中所述的形成杂化粒子结构的方法，其中所述金属氧化物或金属磷酸盐化合物不含锂，并且随后通过将氢氧化锂粉末添加到成型杂化粒子上的成型介孔碳粒子壳中并加热所述杂化粒子以使锂与所述金属氧化物或金属磷酸盐化合物反应以形成含锂的阳极或阴极材料而将锂引入芯化合物中。