[发明专利]涂覆有导电聚合物的金属氧化物、包含它的用于电化学装置的电极和金属氧化物的制备方法

说明书

本发明涉及一种涂覆有导电聚合物的金属氧化物，包含：金属氧化物；和在所述金属氧化物的表面上形成并且包含导电聚合物的涂层，其中，所述导电聚合物是质子化的单体的聚合物。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0154710的申请日的权益，该申请的全部内容通过引用并入本说明书中。

本发明涉及一种涂覆有导电聚合物的金属氧化物、包含该金属氧化物的用于电化学装置的电极和涂覆有导电聚合物的金属氧化物的制备方法。

背景技术

随着全球对能量的需求急剧增加，对具有大能量存储容量和高输出的能量存储设备的需求正在获得关注。因此，已经以各种方式对具有与电池一样高的能量密度，同时能够像现有的电容器那样瞬间释放高输出能量的超级电容器进行了研究。其中，与碳材料类超级电容器相比，已知使用金属氧化物作为电极材料通过金属离子的氧化/还原反应来存储能量的超级电容器具有优异的比电容。同时，在有机电解液类锂离子电池的情况下，由于冲击和热存在爆炸风险，因此，对使用水类电解液的水类锂离子电池也已经积极地进行了研究。

为了制备具有高输出、高容量和优异循环稳定性的电极材料，增加用作电极材料的金属氧化物的导电性有利于在充电和放电过程中使电荷顺利转移。这是因为当导电性高时，促进电解液和电极之间的电荷转移，从而氧化/还原反应迅速发生而没有电荷损失。然而，由于金属氧化物除了特定结构以外不具有高导电性，因此通过将它与碳类导电材料简单混合来制备电极，但是仅使用该方法，难以实现高容量。因此，通过在电极表面上涂覆具有高导电性的物质来提高金属氧化物的低导电性，并且通过额外地防止析出电极材料来改善循环稳定性的方法已经获得关注。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种涂覆有导电聚合物的金属氧化物以及包含所述金属氧化物的用于电化学装置的电极，当导电聚合物均匀涂覆在金属氧化物的表面上并且因此包含在电极中时，所述金属氧化物能够通过增加电容来提供具有高输出、高容量和优异循环稳定性的电极。

本发明的另一目的旨在提供一种能够将导电聚合物涂覆在金属氧化物的表面上并且防止在金属氧化物的表面之外进行导电聚合物聚合的涂覆有导电聚合物的金属氧化物的制备方法。

技术方案

根据本发明的一个实施方案，可以提供一种涂覆有导电聚合物的金属氧化物，包含：由下面化学式(1)表示的金属氧化物；和在所述金属氧化物的表面上形成并且包含导电聚合物的涂层，其中，所述导电聚合物是质子化的单体的聚合物：

Li_xMn_yO_4-zA_z (1)

其中，0.7≤x≤1.3，1.7y2.3，0≤z0.2，

A是化合价为-1或-2的一种或多种离子。

根据本发明的另一实施方案，可以提供一种包含上述涂覆有导电聚合物的金属氧化物的用于电化学装置的电极。

根据本发明的又一实施方案，可以提供一种涂覆有导电聚合物的金属氧化物的制备方法，包括：使单体质子化的质子化步骤；粘附步骤，搅拌质子化的单体和由化学式(1)表示的金属氧化物以使所述质子化的单体通过静电吸引粘附到所述金属氧化物的表面上；和聚合步骤，使所述单体聚合以在所述金属氧化物的表面上形成包含导电聚合物的涂层。

下文中，将更详细地描述根据本发明的具体实施方案的涂覆有导电聚合物的金属氧化物的制备方法。