[发明专利]导电纳米复合材料及由其制成的开口多孔纳米复合物

权利要求书

1.一种中间纳米复合物，其用于可充电锂电池的正电极或负电极，所述纳米复合物是开口多孔材料，所述开口多孔材料包含均匀分布的纳米颗粒电子活性材料和纳米颗粒电子导电粘合剂材料以及牺牲纳米颗粒，其中所述电子活性材料的纳米颗粒的平均粒径和所述纳米颗粒电子导电粘合剂材料的平均粒径都相差不超过+100％/-50％和/或都在5nm到500nm的范围内，并且所述牺牲纳米颗粒在200nm到500nm的范围内。

2.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述电极是正电极，并且所述电子活性材料选自过渡金属和主族金属的氧化物、氮化物、碳化物、硼酸盐、磷酸盐、硫化物、卤化物等及其混合物。

3.根据权利要求2的纳米复合物，其中所述电子活性材料为LiFePO₄。

4.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述电极是负电极，并且其中电子活性阳极材料选自硅、诸如Li_xAlSi_n、Li_xSiSn_n的合金、以及诸如Li_xVN的氮化物。

5.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述电子活性纳米颗粒被涂覆有导电层，所述导电层特别地是碳或石墨/石墨烯层。

6.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述电子导电聚合物选自聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯以及聚噻吩。

7.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述粘合剂是聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)。

8.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述导电聚合物纳米颗粒和所述电子活性纳米颗粒的平均粒径在5nm到400nm的范围内，更优选在20nm到300nm的范围内。

9.根据权利要求1的纳米复合物电极材料，其包含至少一种纳米颗粒电子导电填充物材料和/或导电纳米纤维，例如碳材料，该材料的量优选为基于无牺牲颗粒的纳米复合物材料的重量的2％到10％，更优选约5％左右，其中所述导电纳米纤维优选以0.1％到2％的量存在。

10.根据权利要求1的纳米复合物电极材料，其中所述电子导电纳米颗粒以基于无牺牲颗粒的纳米复合物材料的重量的4％到10％的量存在。

11.根据权利要求1的纳米复合物材料，其中所述牺牲纳米颗粒的粒径在300nm到500nm的范围内。

12.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述牺牲纳米颗粒选自聚乙烯颗粒、聚乙二醇颗粒、聚乙烯醇缩醛颗粒、聚苯乙烯颗粒及其混合物。

13.根据权利要求1的纳米复合物，其中所述牺牲纳米颗粒以至少0.5％的量存在，优选以0.5％到10％的量或者以40％到60％的量存在。

14.一种用于可充电锂电池的正电极或负电极的电极材料，所述电极材料是纳米复合物，所述纳米复合物是开口多孔材料，所述开口多孔材料包含均匀分布的纳米颗粒电子活性材料和纳米颗粒电子导电粘合剂材料，其中所述电子活性材料的纳米颗粒的平均粒径和所述纳米颗粒电子导电粘合剂材料的平均粒径都相差不超过约+100％/-50％和/或都在5nm到500nm的范围内，

其中所述纳米颗粒电极材料包含在200nm到500nm的范围内的孔。

15.一种纳米复合物电极材料，特别地根据权利要求14的纳米复合物电极材料，其可通过移除牺牲颗粒而从根据权利要求1到13中任一项的中间纳米复合物获得。

16.一种制造根据权利要求11的纳米复合物电极材料的方法，其中在电极形成之后或在电极形成期间，通过热处理或化学反应来移除所述牺牲纳米颗粒。

17.一种制造纳米复合物的方法，所述纳米复合物包含纳米颗粒电子活性材料、纳米颗粒导电粘合剂和牺牲颗粒，所述方法包括以下步骤：紧密地混合所述纳米颗粒电子导电粘合剂和所述纳米颗粒电子活性材料以及所述牺牲颗粒；以及使该混合物承受压力和热，优选地压力是0.5巴到2巴或者5·10⁴Pa到2·10⁵Pa并且在室温下。

18.一种纳米颗粒电子导电粘合剂的用途，该纳米颗粒电子导电粘合剂用作电极制造中的粘合剂，所述电极特别地是可充电Li电池的阴极。