[发明专利]用于金属离子电池的电活性材料

权利要求书

1.一种由多个复合粒子组成的颗粒材料，其中所述复合粒子包含：

(a)包括微孔和/或介孔在内的导电多孔粒子骨架，其中所述微孔和/或介孔的总孔体积在0.4至2.2cm³/g的范围内；

(b)设置在所述多孔导电粒子骨架内的多个纳米尺寸电活性材料结构域；

(c)渗透到所述多孔导电粒子骨架的孔隙中并且设置在所述纳米尺寸电活性材料结构域和所述复合粒子外部之间的锂离子可渗透填料。

2.根据权利要求1所述的颗粒材料，其中所述导电多孔粒子骨架中的微孔和介孔的总体积为至少0.45cm³/g，或至少0.5cm³/g，或至少0.55cm³/g，或至少0.6cm³/g，或至少0.65cm³/g，或至少0.7cm³/g，或至少0.75cm³/g，或至少0.8cm³/g，或至少0.85cm³/g，或至少0.9cm³/g，或至少0.95cm³/g，或至少1cm³/g。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的颗粒材料，其中所述导电多孔粒子骨架中的微孔和介孔的总体积为不超过2cm³/g，或不超过1.8cm³/g，或不超过1.6cm³/g，或不超过1.5cm³/g，或不超过1.45cm³/g，或不超过1.4cm³/g，或不超过1.35cm³/g，或不超过1.3cm³/g，或不超过1.25cm³/g，或不超过1.2cm³/g。

4.根据任一项前述权利要求所述的颗粒材料，其中所述导电多孔粒子骨架的PD₅₀孔径为不超过10nm，或不超过8nm，或不超过6nm，或不超过5nm，或不超过4nm，或不超过3nm，或不超过2.5nm，或不超过2nm，或不超过1.5nm。

5.根据任一项前述权利要求所述的颗粒材料，其中所述导电多孔粒子骨架中的微孔与介孔的体积比为90∶10至55∶45，或90∶10至60∶40，或85∶15至65∶35。

6.根据任一项前述权利要求所述的颗粒材料，其中所述导电多孔粒子骨架是导电多孔碳粒子骨架。

7.根据权利要求6所述的颗粒材料，其中所述导电多孔碳骨架包含至少80重量％的碳，或至少85重量％的碳，或至少90重量％的碳，或至少95重量％的碳。

8.根据任一项前述权利要求所述的颗粒材料，其中所述导电多孔粒子骨架的BET表面积为至少750m²/g，或至少1,000m²/g，或至少1,250m²/g，或至少1,500m²/g。

9.根据任一项前述权利要求所述的颗粒材料，其中所述导电多孔粒子骨架的BET表面积为不超过4,000m²/g，或不超过3,500m²/g，或不超过3,250m²/g，或不超过3,000m²/g。

10.根据任一项前述权利要求所述的颗粒材料，其中所述电活性材料选自硅、锡、锗和铝以及它们的混合物，优选地其中所述电活性材料是硅。

11.根据任一项前述权利要求所述的颗粒材料，其中本发明的所述复合粒子中的电活性材料的量被选择为使得所述导电多孔粒子骨架的至少20％且至多60％的内部孔体积被所述电活性材料占据。