CN103814464A - 用于电池的正极 - Google Patents

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Abstract

一种用于电化学电池的电极，所述电极包含活性电极材料和本征导电涂层，其中所述涂层是通过将所述混合物在限制所述正极活性材料降解的温度下加热一段时间而涂覆至所述活性电极材料上的。

Description

用于电池的正极
本申请要求于2011年9月13日提交的题目为“用于金属氟化物电池的正极”的待审美国临时申请号61/533,911和于2012年4月6日提交的题目为“用于电池的正极”的待审美国临时申请号61/621,205的优先权和权益，这两个申请通过引用将它们的全部内容结合于此。
发明背景
本发明属于电池技术领域，并且更具体地属于使用涂层来增强包含金属氟化物、碳氟化物、或氧化物基电极材料的电池中的电解质和电极性能的领域。
一种类型的电池包括主要由锂制造的负极与主要由含碳和氟的化合物制造的正极。在放电期间，由负极的氧化产生锂离子和电子而同时由正极的还原产生氟离子和碳。所产生的氟离子与锂离子在正极附近反应以产生含锂和氟的化合物，所述化合物可以沉积在正极表面。
部分地归因于某些希望的特性，锂/碳氟化物电池享有广泛的应用和商业适用性。碳氟化物正极重量轻，这使得电池在重量作为重要的设计考虑的便携或移动应用中是适宜的。此外，碳氟化物正极具有高容量。进一步来说，整个反应具有高电化学势。
另一类型的电池包括主要由锂制造的负极和主要由含金属氧化物的化合物制造的正极。在充电和放电循环期间，锂离子从一个电极迁移至另一个电极，其中迁移的方向取决于所述循环。
尽管它们应用广泛，两种类型的电池都遭遇到某些难题。
与某些其它电池材料相比，所述电池具有比较低的导电性。在电化学电池中，这种比较低的导电性可能具有以下结果：比较低的功率；比较低的操作电压；在放电时比较大的欠电势(underpotential)；以及在高速率放电期间比较低的容量。
与某些其它电池材料相比，所述电池具有比较低的导热性并且这种比较低的导热性可能导致比较明显的放电时由电化学电池产生的热量。
先前已经尝试解决此类难题。一种先前的尝试包括形成复合正极。原始复合材料包含碳氟化物化合物和导电性比碳氟化物化合物相比较更好的第二化合物。将这两种化合物混合在一起以形成复合材料，然后将所述复合材料形成为正极。
这种复合材料的一个实例是与银钒氧化物(在电池行业，银钒氧化物经常以“SVO”而不是通过其元素周期表符号缩写)复合的碳氟化物化合物。这种CF/SVO复合材料已经用于形成在医疗设备中使用的电池中的正极，并且已经表现出当与使用仅由碳氟化物形成的正极的电池相比时增加的脉冲功率和增加的能量密度。
在形成正极中使用的复合材料的另一个实例是与二氧化锰(MnO2)复合的碳氟化物化合物。这种CF/MnO2复合材料已经用于形成其中成本是关键设计因素的正极，并且已经表现出当与使用仅由碳氟化物形成的正极的电池相比时在电化学电池中增加的在高放电速率下的脉冲功率、增加的能量密度、和减少的热累积。
尽管当与使用仅由金属氟化物或碳氟化物形成的正极的电池相比时使用由这些和某些其它复合材料形成的正极的现有电池一般具有较高的功率、较高的操作电势、较低的欠电势、和较少的热累积，但是电化学电池的性能可以明显地提高。此外，这些性能提高中的某些以减少的能量密度作为代价。
在一些现有电池中，已经将导电涂层涂覆至电极材料。在二次电池应用中，已经由涂覆有碳的LiFePO4形成了一些电极。并且，已经对涂覆用于一次电池中的电极的碳氟化物化合物进行了一些研究(参见Q.Zhang等人，Journal of Power Sources(电源期刊)195(2010)2914－2917)。现有技术涂层通常在可能使正极活性材料降解的高温下涂覆。因此，通常不用导电碳材料涂覆用于正极的温度敏感活性材料。
本发明的某些实施方案解决了在电池中发现的难题。本发明的某些实施方案可以用来形成用于当与现有电池相比时表现出更低的欠电势、更高的功率、在高放电速率下更高的容量、更低的热量产生、或更快的热量散逸的电池的电化学电池。
可以通过以下所述的本发明的实施方案解决这些和其它难题。
发明概述
本发明的某些实施方案包括用于电化学电池的电极，其包含活性电极材料、粘结剂材料、和本征导电涂层，其中所述涂层被涂覆至所述活性电极材料上。在某些实施方案中，所述本征导电涂层由包含共轭核的有机涂覆化合物形成。在某些实施方案中，所述本征导电涂层由包含其中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核的有机涂覆化合物形成。在某些实施方案中，所述本征导电涂层由其中至少35％的碳原子是sp或sp2杂化的有机涂覆化合物形成。
本发明的某些实施方案包括一种制造用于电化学电池的电极的方法，所述方法包括将特征在于具有本征导电性的涂覆化合物与活性电极材料合并以形成混合物，加热所述混合物以形成带导电涂层的活性电极材料，其中将所述混合物在限制所述活性电极材料降解的温度下加热一段时间，将所述带导电涂层的活性电极材料与粘结剂材料和导电添加剂混合以形成电极形成混合物，以及加热所述电极形成混合物以形成所述电极。在某些实施方案中，将所述涂覆化合物在小于约450℃下加热。在某些实施方案中，加热所述涂覆化合物时间在约0小时至约6小时的范围内。
某些实施方案包括制造包含涂覆的正极材料的电化学电池的方法以及此类电化学电池的使用方法。
附图的多个视图的简要描述
图1A和1B描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的电压性能。
图2描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的脉冲功率性能。
图3描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的脉冲功率性能。
图4描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的脉冲功率性能。
图5描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出与放电深度相对的提高的脉冲功率性能。
图6描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出与放电深度相对的提高的脉冲功率性能。
图7描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的作为容量的函数的电压性能。
图8A和8B描述了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的作为容量的函数的电压性能。
图9描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的作为容量的函数的电压性能。
图10A和10B描述了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的容量保持率。
图11描绘了包含根据本发明的某些实施方案涂覆的正极活性材料的电化学电池与对照相比的测试结果。某些涂层材料显示出提高的电压性能。
发明详述
以下定义适用于根据本发明的一些实施方案描述的一些方面。这些定义同样可以扩大到本文中。在整个说明书、附图、和实施例中进一步解释和举例说明了每个术语。在本说明书中的术语的任何解释应该考虑在本文中提出的全部描述、附图、和实施例。
除非上下文清楚地另外指出，单数术语“一个”、“一种”、和“所述”包括复数。因此，例如，提及一个对象可以包括多个对象，除非上下文清楚地另外指出。
术语“基本上地”和“基本上的”指的是相当大的程度或范围。当与事件或情况联合使用时，该术语可以指在其中事件或情况准确发生的场合，也可以指在其中事件或情况接近近似发生的场合，如解释在本文中所描述的实施方案的典型的公差水平或可变性。
术语“约”是指近似接近给定值的值的范围以便解释在本文中所描述的实施方案的典型的公差水平、测量精确度、或其它可变性。
术语“涂覆”、“涂层”、“带涂层的(coated)”等指的是在基材的表面上的材料的相对薄的膜以及制造其的方法。该术语包括连续的膜和不连续的膜。
术语“导电的”、“导体”、“导电性”等指的是材料促进电子或离子输送的本征能力以及完成其的过程。该术语包括与通常适用于常规电子应用的那些相比导电能力可以更小但是仍大于电绝缘材料的材料。
术语“核”等是指与分子上的侧基相对而言的分子的中心部分。核可以占据整个分子。分子的形状不是由存在或缺少核而决定的。
术语“溶剂”等是指能够至少部分地溶解另一种材料的材料。该术语包括单一溶剂或包含一种或多种溶剂的混合物，并且这种混合物可以包含非溶剂。
术语“浆料”等是指其中至少一些量的一种或多种组分不溶解于溶剂的混合物，并且包括两种材料的混合物(其中混合物在没有溶剂的情况下形成)、或者当基本上去除溶剂时但在将要由混合物制备的最终产物或制品形成前得到的混合物。
术语“活性材料”等是指在电极中、尤其在正极中的材料，其在电化学电池中的电化学反应期间提供、释放、或者供给导电物种。
本发明的某些实施方案涉及用于在活性材料上形成导电涂层的化合物。优选地，本发明的实施方案中的化合物用于涂覆活性材料，所述活性材料在暴露于高温或在惰性气氛下的高温后降解、分解、或者另外表现出不适合使用或使用不理想，其中高温是高于约500℃的温度。所述化合物能够在小于约500℃的温度下在此类活性材料上形成导电涂层。
在某些实施方案中，导电涂层用于提高适宜的活性材料(包括金属氟化物和碳氟化物活性材料)的导电性。在某些实施方案中，导电涂层用于提高铁氟化物化合物(如FeF3)、锰氟化物化合物(如MnF3)、铜氟化物化合物(如CuF2)、和碳氟化物化合物的导电性。在某些实施方案中，导电涂层用于提高锂-锰-镍-氧(LMNO)化合物、锂-锰-氧(LMO)化合物、和富锂层状氧化物化合物的导电性。更概括地说，导电涂层用于改进用于正极的活性材料，所述活性材料包括磷酸盐、氟磷酸盐、氟硫酸盐、硅酸盐、尖晶石、和复合层状氧化物。
例如，一类适合的磷酸盐活性材料可以表示为：Lia(M1bM2cM3dM4e)fPO4，其中M1、M2、M3、和M4可以是相同的或不同的，M1是Mn、Co、或Ni，M2是过渡金属如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、或Mo，M3是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，M4是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，1.2≥a≥0.9(或1.2＞a＞0.9)，1≥b≥0.6(或1＞b＞0.6)，0.4≥c≥0(或0.4＞c＞0)，0.2≥d≥0(或0.2＞d＞0)，0.2≥e≥0(或0.2＞e＞0)，并且1.2≥f≥0.9(或1.2＞f＞0.9)。关于此类活性材料的额外细节可以发现于Goodenough等人，“Challenges for Rechargeable Li Batteries(可再充电锂电池的难题)”，Chemistry of Materials22，587-603(2010)；Marom等人，“Areview of advanced and practical lithium battery materials(先进和实用锂电池材料的综述)”，J.Mater.Chem.，21，9938(2011)；Zhi-Ping等人，“Li-Siteand Metal-Site Ion Doping in Phosphate-Olivine LiCoPO4by First-PrinciplesCalculation(在磷酸盐-橄榄石LiCoPO4中通过第一原理计算的Li位置和金属位置离子掺杂)”，Chin.Phys.Lett.26(3)038202(2009)；以及Fisher等人，“Lithium Battery Materials LiMPO4(M)Mn，Fe，Co，and Ni)：Insights intoDefect Association，Transport Mechanisms，and Doping Behavior(锂电池材料LiMPO4(M)Mn、Fe、Co、和Ni)：对缺陷缔合、输送机制、和掺杂行为的洞察”，Chem.Mater.2008，20，5907-5915；其公开内容通过引用将它们的全部内容结合于此。
例如，另一类适合的磷酸盐活性材料可以包括锂(Li)、钴(Co)、第一过渡金属(M1)、不同于M1的第二过渡金属(M2)、和磷酸盐(PO4)，其中M1和M2各自选自铁(Fe)、钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、锆(Zr)、铪(Hf)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、锰(Mn)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)、和锌(Zn)(例如，作为掺杂剂和/或其氧化物)，并且可以具有分别由(1-x)∶(1-y-z)∶y∶z∶(1-a)定义的Li∶Co∶M1∶M2∶PO4的摩尔比，可选地表示为(作为简写记法)：Li(1-x)∶Co(1-y-z)∶M1y∶M2z∶(PO4)(1-a)，其中-0.3≤x≤0.3；0.01≤y≤0.5；0.01≤z≤0.3；-0.5≤a≤0.5；并且0.2≤1-y-z≤0.98。优选地，M1和M2各自选自铁(Fe)、钛(Ti)、钒(V)和铌(Nb)(例如，作为掺杂剂和/或其氧化物)。优选地，M1是铁(Fe)(例如，作为掺杂剂和/或其氧化物)，M2选自钛(Ti)、钒(V)和铌(Nb)(例如，作为掺杂剂和/或其氧化物)。优选地，-0.3≤x＜0，-0.2≤x＜0，或-0.1≤x＜0。优选地，M2是Ti，并且0.05≤z≤0.25或0.05≤z≤0.2。优选地，M2是V，并且0.03≤z≤0.25或0.05≤z≤0.2。优选地，0.3≤1-y-z≤0.98，0.5≤1-y-z≤0.98，或0.7≤1-y-z≤0.98。可以在题目为“具有提高的性能的锂离子蓄电池材料”并且于2010年12月23日提交的共同待审和共同拥有的美国临时申请号61/426,733中发现关于此类正极材料的额外细节，其全部公开内容通过引用而结合于此。
例如，一类适合的氟磷酸盐活性材料可以表示为：Lia(MIbM2cM3dM4e)fPO4Fg，其中M1、M2、M3、和M4可以是相同的或不同的，M1是Mn、Co、或Ni，M2是过渡金属如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、或Mo，M3是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，M4是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，1.2≥a≥0.9(或1.2＞a＞0.9)，1≥b≥0.6(或1＞b＞0.6)，0.4≥c≥0(或0.4＞c＞0)，0.2≥d≥0(或0.2＞d＞0)，0.2≥e≥0(或0.2＞e＞0)，1.2≥f≥0.9(或1.2＞f＞0.9)，并且1.2≥g≥0(或1.2＞g＞0)。
例如，一类适合的氟硅酸盐活性材料可以表示为：Lia(M1bM2cM3dM4e)fSiO4，其中M1、M2、M3、和M4可以是相同的或不同的，M1是Mn、Co、或Ni，M2是过渡金属如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、或Mo，M3是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，M4是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，2.2≥a≥0.9(或2.2＞a＞0.9)，1≥b≥0.6(或1＞b＞0.6)，0.4≥c≥0(或0.4＞c＞0)，0.2≥d≥0(或0.2＞d＞0)，0.2≥e≥0(或0.2＞e＞0)，并且1.2≥f≥0.9(或1.2＞f＞0.9)。
例如，一类适合的尖晶石活性材料可以表示为：Lia(M1bM2cM3dM4e)fO4，其中M1、M2、M3、和M4可以是相同的或不同的，M1是Mn或Fe，M2是Mn、Ni、Fe、Co、或Cu，M3是过渡金属如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zr、Nb、或Mo，并且M4是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，1.2≥a≥0.9(或1.2＞a＞0.9)、1.7≥b≥1.2(或1.7＞b＞1.2)、0.8≥c≥0.3(或0.8＞c＞0.3)、0.1≥d≥0(或0.1＞d＞0)、0.1≥e≥0(或0.1＞e＞0)、并且2.2≥f≥1.5(或2.2＞f1.5)。LMNO型正极材料如Li1.05Mn1.5Ni0.5O4以及LMO型材料如LiMn2O4包括在此类中。关于此类正极材料的额外细节可以发现于Goodenough等人，“Challenges forRechargeable Li Batteries(可再充电锂电池的难题)”，Chemistry of Materials22，587-603(2010)；Marom等人，“A review of advanced and practical lithiumbattery materials(先进和实用锂电池材料的综述)”，J.Mater.Chem.，21，9938(2011)；Yi等人，“Recent developments in the doping of LiNi0.5Mn1.5O4cathode material for5V lithium-ion batteries(用于5V锂离子电池的LiNi0.5Mn1.5O4正极材料的掺杂的当前发展)”，Ionics(2011)17∶383-389；其全部公开内容通过引用而结合于此。
例如，一类适合的富锂层状氧化物活性材料可以表示为：Li(LiaMlbM2cM3dM4e)fO2，其中M1、M2、M3、和M4可以是相同的或不同的，M1是过渡金属如Mn、Fe、V、Co、或Ni，M2是过渡金属如Mn、Fe、V、Co、或Ni，M3是过渡金属如Mn、Fe、V、Co、或Ni，M4是过渡金属或主族元素，可选地排除VIA族和VIIA族元素，0.4≥a≥0.05(或0.4＞a＞0.05)、0.7≥b≥0.1(或0.7＞b＞0.1)、0.7≥c≥0.0(或0.7＞c＞0.0)、0.7≥d≥0.0(或0.7＞d＞0.0)、0.2≥e≥0(或0.2＞e＞0)、并且1.2≥f≥0.9(或1.2＞f0.9)。OLO型材料包括在此类中。关于此类正极材料的额外细节可以发现于Goodenough等人，“Challenges for Rechargeable Li Batteries(可再充电锂电池的挑战)”，Chemistry of Materials22，587-603(2010)；Marom等人，“A review ofadvanced and practical lithium battery materials(先进和实用锂电池材料的综述)”，J.Mater.Chem.，21，9938(2011)；Johnson等人，“Synthesis，Characterization and Electrochemistry of Lithium Battery Electrodes：xLi2MnO3(1-x)LiMn0.333Ni0.333Co0.333O2(0＜x＜0.7)(锂电池电极：xLi2MnO3(1-x)LiMn0.333Ni0.333Co0.333O2(0＜x＜0.7)的合成、表征和电化学)”，Chem.Mater.，20，6095-6106(2008)；和Kang等人，“Interpreting thestructural and electrochemical complexity of0.5Li2MnO3·0.5LiMO2electrodes for lithium batteries(M＝Mn0.5-xNi0.5-xCo2x，0＝x＝0.5)(解读用于锂电池的0.5Li2MnO3·0.5LiMO2电极的结构和电化学复杂性(M＝Mn0.5-xNi0.5-xCo2x，0＝x＝0.5))”，J.Mater.Chem.，17，2069-2077(2007)；其全部公开内容通过引用而结合于此。
根据某些实施方案，使用前体材料涂覆活性材料。适合的前体材料促进导电涂层向活性材料上的沉积，尤其是向活性材料的颗粒上沉积。
在某些实施方案中，前体是含碳材料。在这些实施方案中，碳前体可以是聚合物或聚合物材料。更概括地来说，碳前体可以是在加热时分解形成导电碳的任何物质(例如，聚合物、糖类、各种生物分子等)。优选地，前体在低于活性材料的分解温度的温度分解(或者在碳前体的具体情况中“碳化”)。例如，当加热至范围为从550℃至约700℃的温度时，碳氟化物活性材料可以显示出显著的分解。适合的碳前体的其它实例包括蔗糖、聚(乙二醇)、聚(偏二氟乙烯)、聚缩醛、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、纤维素、羧甲基纤维素、以及它们的组合。优选地，聚合物前体在低于碳氟化物活性材料的分解温度范围的温度下产生基本上为石墨的碳涂层。
根据某些实施方案，用于在活性材料上形成导电碳涂层的化合物是具有离域电子构型的有机分子。根据某些实施方案，所述化合物是导电有机分子。应理解的是，可以使用任何具有高度电子离域的化合物或任何具有高导电性的化合物以在活性材料上形成导电涂层。
一般来说，离域电子是在离子或金属的情况下不被限制于单一原子的轨道的电子或者在有机物质的情况下不被限制于单一共价键的电子。在碳基材料中，当处于碳原子的外部能级的四个电子中的多个与另一个原子处于共价键形式时，包括碳原子的键可以是离域电子源。通常，电子离域发生在碳碳键中。这些键有时被称为共轭键。
根据杂化理论，离域电子可以被描述为混在原子如碳的内部轨道和外部轨道之间。在碳中，杂化轨道可以是sp3杂化、sp2杂化、和sp杂化。不受理论或特定的作用方式的束缚，据信具有高度sp或sp2杂化的有机物质优选用于在活性材料上形成导电碳涂层。根据本发明的实施方案的化合物包含其中许多碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。根据本发明的实施方案的化合物对于其本征导电性可以是已知的。
现有技术的导电碳涂层，如石墨涂层，是由具有非杂化或sp3杂化轨道电子的非导电碳分子形成的。通常将此类材料加热至高温以将它们分解并石墨化，从而常常形成具有sp2杂化轨道的碳涂层。在此类涂层中，已知石墨化的效率随温度而增加以及高温热处理提供了最佳表现的涂层。
相反，至少部分地归因于其本征导电性，某些实施方案的化合物不需要高温热处理。本发明的实施方案的化合物不需要石墨化来提供导电碳涂层。进一步来说，本发明的实施方案的化合物的分解可能是不合乎要求的，因为这可能会降低或损害化合物的本征导电性。
根据本发明的实施方案，用于涂覆活性材料的化合物包含sp或sp2杂化的碳原子。优选地，在化合物中至少35％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少40％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少45％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少50％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少55％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少60％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少65％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少70％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少75％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少80％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少85％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中至少95％的碳原子是sp或sp2杂化的。优选地，在化合物中100％的碳原子是sp或sp2杂化的。
根据本发明的实施方案，用于涂覆活性材料的化合物包含其中许多碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少35％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少40％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少45％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少50％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少55％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少60％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少65％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少70％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少75％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少80％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少85％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少90％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中至少95％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。优选地，所述化合物包含其中100％的碳原子是sp杂化或sp2杂化的共轭核。
包含共轭核的化合物的实例包括但不限于：并五苯、蒽、萘、红荧烯、C60、石墨烯、多壁碳纳米管(MWCNT)、N，N′-二辛基-3，4，9，10-苝二甲酰亚胺、苝、芘、四硫富瓦烯、聚苯胺、6，13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯、4-(十七氟辛基)苯胺、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、7,7,8,8-四氰基醌二甲烷、11-苯氧基十一烷酸、苯并菲、聚(2，6-萘乙烯撑)、八氟萘、低聚噻吩、六苯并晕苯、酞菁、对五联苯8、和四-N-苯基联苯胺。在单一涂层中可以组合多种化合物以产生额外的或增强的性能。
根据本发明的某些实施方案的碳源涂层材料的实例包括但不限于：PVDF、三[4-(5-二氰基亚甲基甲基-2-噻吩基)苯基]胺、苯并菲、四硫富瓦烯、红荧烯、芘、聚苯胺(翠绿亚胺型(emeraldine base))、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、PNV、苝-3，4，9，10-四羧酸二酐、苝、并五苯/MWCNT、并五苯/蒽(4∶1)、并五苯/蒽(1∶4)、并五苯-N-亚磺酰基-氨基甲酸叔丁酯、并五苯、萘、N，N′-二辛基-3，4，9，10-苝二甲酰亚胺、二噻吩并[3，2-b：2？，3？-d]噻吩、酞菁二锂、二苯并四硫富瓦烯、二苯并[a，h]蒽、晕苯、酞菁铜(II)、C60、双(亚乙基二硫代)四硫富瓦烯、苯并[b]蒽、蒽、29H,31H-酞菁、11-苯氧基十一烷酸、7,7,8,8-四氰基醌二甲烷、6，13-双(三异丙基甲硅烷基乙炔基)并五苯、5，10，15,20-四(五氟苯基)卟啉、4-(十七氟辛基)苯胺、2,2′：5′，2″：5″，2″′-四噻吩、1，8-萘二甲酸酐、1，6-二苯基-1，3，5-己三烯、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、1，3-二甲基-2-苯基-2,3-二氢-1H-苯并咪唑、以及它们的组合。
根据某些实施方案，在电化学电池中使用的电极由活性材料、粘结剂材料、和导电材料形成。活性材料通常是颗粒形式的，但是可以采取其它形式。在形成电极前，使用根据本发明的实施方案的化合物来涂覆活性材料。在某些实施方案中，所述化合物将活性材料的颗粒“润湿”。由于在溶液中或由于熔化，所述化合物能够将颗粒润湿。根据某些实施方案，用于涂覆活性材料颗粒的优选的化合物将会在低于约500℃的温度下润湿颗粒且形成导电涂层。根据某些实施方案，用于涂覆碳氟化物颗粒的优选的碳前体将会在低于约600℃至约700℃的温度下润湿颗粒且形成导电涂层。优选地，所述化合物在低于活性材料的分解温度范围的温度下产生基本上导电的碳涂层。
根据本发明的某些实施方案，所述化合物与溶剂混合。在这些实施方案中，溶剂基于溶解度、润湿性、粘度、闪点、挥发性、和其它性能与所述化合物配对。化合物和溶剂使用任何混合方式混合，包括球磨。在某些实施方案中，利用丙酮作为溶剂对活性材料和聚合物进行球磨。适当的溶剂的实例包括丙酮、NMP、甲醇、己烷、乙腈、THF、DMSO、吡啶、苯、水、乙醇、异丙醇、以及它们的组合。在某些实施方案中，溶剂改进了化合物向活性材料颗粒上的润湿以在加热步骤前制备更均匀和完整的涂层。在其它实施方案中，溶剂辅助化合物颗粒和活性材料颗粒的加工以在加热步骤前改进混合和/或控制粒径。在加热前此类涂层的均匀性和完整性的改进提供了在加热后在活性材料上更均匀和完整的碳涂层。
根据某些实施方案，使用如球磨的方法将活性材料、化合物、和溶剂混合。优选地，使用在活性材料上制备涂覆化合物的基本上均匀和完整的涂层的方法将活性材料、涂覆化合物、和溶剂混合。在一些实施方案中，搅拌活性材料、化合物、和溶剂以在活性材料上制备化合物的基本上均匀和完整的涂层。在一些实施方案中，活性材料和涂覆化合物在没有溶剂的情况下混合。
根据某些实施方案，活性材料、化合物、和溶剂的混合物形成浆料。在某些实施方案中，将浆料加热以在活性材料上制备导电碳涂层。在某些实施方案中，加热优选在惰性气氛下进行。
根据某些实施方案，选择加热条件以在活性材料上制备导电碳的薄层而同时限制活性电极材料的降解。在一些实施方案中，加热在从约300℃至约700℃、或优选从约400℃至约600℃的温度范围内进行。在一些实施方案中，加热在小于约500℃下进行。优选地，加热在小于约450℃下进行。优选地，加热在小于约400℃下进行。优选地，加热在小于约350℃下进行。优选地，加热在小于约300℃下进行。优选地，加热在小于约250℃下进行。优选地，加热在小于约200℃下进行。优选地，加热在小于约150℃下进行。优选地，加热在小于约100℃下进行。
在某些实施方案中，优选调整退火使得sp或sp2杂化的原子不被分解并且基本上维持共轭核的离域电子。然而，还优选提供具有足够能量(例如，热能和/或机械能)的***以产生在活性材料上的希望的覆盖率。在某些实施方案中，较低的退火温度使电池容量增加但是使电压性能降低。在某些实施方案中，在涂覆前体和活性材料之间发生反应，使得体系经历颜色改变，这可以是涂覆化合物和活性材料之间键合的证据。
在一些实施方案中，进行加热少于约6小时。优选地，进行加热少于约5小时。优选地，进行加热少于约4小时。优选地，进行加热少于约3小时。优选地，进行加热少于约2小时。优选地，进行加热少于约1小时。
根据某些实施方案，将涂覆的活性材料与粘结剂材料和导电材料进一步混合。在此类实施方案中，可以通过适合的方法(如球磨)完成混合以形成电极形成材料。电极形成材料通常主要由涂覆的活性材料组成，优选在约85％至约97％的活性材料的范围内。电极形成材料的剩余部分由粘结剂材料和导电材料组成。所述粘结剂材料通常以约2.5％至约11％存在。在某些实施方案中，导电材料以约0.5％至约7.5％的范围存在。
如在以下实施例中所描述的，某些实施方案制备涂覆的电极，当与未涂覆的电极相比时，所述涂覆的电极提供较高的功率、增加的操作电压、在高放电速率下较高的容量、和减少的热累积。不受特定的原理、假设、或作用方法的束缚，本发明的某些实施方案的涂层为电子和锂离子输送提供低电阻通路，这明显地降低了电极电阻。这样的一种结果是电化学电池具有较高功率和较低欠电势。因此，当电化学电池在比较高的速率下运行时，能够获得较高的容量。
如在本文中的某些实例中说明的，通过使得能够具有较高的功率、增加操作电压、在高放电速率下增加的容量、减少的热量产生、和增加的热量散逸，本发明的某些实施方案的涂层解决了电池的一些难题。例如，在高泄漏(high-drain)应用中，某些实施方案提高了电池的能量容量，使得当与现有电池相比时可以在高电流下达到较高的电压。某些实施方案延长了电池在中等至高泄漏条件下的使用寿命。意外地，本发明的某些实施方案的涂层在低浓度下解决了这些难题。根据本发明的某些实施方案的涂覆的正极材料表现出在后期(late)放电深度下提高的电压和功率。
根据以下提出的实施例，根据本发明的某些实施方案的涂覆的正极材料包含在电化学电池中。在一些情况中，根据在共同待审美国专利申请序列号__________(代理人案号11008US02)中公开的使用材料和方法，在电化学电池中的电解质溶液包含添加剂，该申请通过引用全部结合于此。本发明的某些实施方案的涂覆的正极材料与此类包含添加剂的电解质溶液的组合表现出提高的性能。在许多情况中，所述性能提高显著大于由涂层或添加剂本身实现的性能提高。
下列实施例描述了本发明的一些实施方案的具体方面，以为本领域技术人员阐明和提供描述。实施例不应被解释为限制本发明，因为实施例仅提供了具体的方法学，用于理解和实践本发明的一些实施方案。
实施例
实施例1-由碳前体材料制造带导电涂层的电极
材料与合成方法。将碳氟化物活性材料用碳前体在中等能量下研磨，接着进行后退火。碳前体包括KJ600(炭黑)、PEG、PVDF、和蔗糖。碳前体负载量为5重量％。退火条件为450和600℃，历时2和6小时。
实施例2-在有和没有添加剂材料的情况下制造带导电涂层的电极
方法与在实施例1中相同，具有以下变化：
使用聚(偏二氟乙烯)作为碳前体；碳前体负载量具有三种情况(1、3、5重量％)；退火条件为450和500℃，3、6和12小时。
实施例3-由共轭核化合物制造带导电涂层的电极
材料与合成方法。在充有高纯度氩气的手套箱(M-Braun，O2和湿度含量＜0.1ppm)中准备所有反应。除非另作说明，材料由商业来源(例如，Sigma-Aldrich、Advanced Research Chemicals Inc.、和Alfa Aesar)获得并且在无需进一步纯化的情况下使用。
碳涂覆。利用导电碳材料通过研磨处理来涂覆CFx、LMO和LMNO颗粒。用基本的正极材料、导电碳涂层前体材料、和溶剂装载研磨容器。以0-5重量％的范围负载导电碳涂层前体材料。将容器密封，然后研磨它们的内含物。在研磨后，在约60℃下蒸发溶剂并且在某些实施方案中，将样品在流动的N2下退火。
电极配方。在涂覆的CFx颗粒的情况中，根据以下配制方法，利用85％活性材料、11％粘结剂材料、和4％导电添加剂的配制组合物来制备电极：将约200毫克PVDF(Sigma Aldrich)溶解于10毫升NMP(Sigma Aldrich)过夜。将约72.7毫克的导电添加剂加入至溶液中并使其搅拌数小时。将约154毫克的涂覆的CFx固体加入至1毫升此溶液中并搅拌过夜。通过将约100微升的浆料滴至不锈钢集电体上来浇注膜，并在150℃下干燥约1小时。使干燥的膜冷却，然后将其在1吨/cm2的压力下压制。在被送入至用于电池组装的手套箱前，将电极在150℃、在真空下进一步干燥12小时。
电极配方。在涂覆的LMO、LMNO、和OLO颗粒的情况中，根据以下配制方法，用85％活性材料、7.5％粘结剂材料、和7.5％导电添加剂的配制组合物来制备电极：将约198毫克PVDF(Sigma Aldrich)和约198毫克的Super P Li(Timcal)溶解于15毫升NMP(Sigma Aldrich)过夜。将约150毫克的涂覆的LMO、LMNO、或OLO固体加入至1毫升此溶液中并搅拌过夜。通过将约66微升的浆料滴至不锈钢集电体上来浇注膜，并在150℃下干燥约1小时。使干燥的膜冷却，然后将其在1吨/cm2的压力下压制。在被送入至用于电池组装的手套箱前，将电极在150℃、在真空下进一步干燥12小时。
实施例4-包含涂覆的电极的电化学电池的形成
除非另作说明，在充有高纯度氩气的手套箱(M-Braun，O2和湿度含量＜0.1ppm)中组装所有电池。
使用锂作为阳极、Celaguard2400作为隔板、和180微升的在1∶1PC∶DME中的1M LiBF4作为电解质，制造一次CFx电池。
使用锂作为阳极、Celaguard2400作为隔板和90微升的在1∶2EC∶EMC(Novalyte)中的1M LiPF6作为电解质，制造二次LMO和LMNO半电池。
实施例5-包含涂覆的电极的电化学电池的测试
使用多种测试方法测试根据实施例1和2形成的电化学电池。当与不具有涂覆的电极的电化学电池相比时，某些电化学电池表现出性能的增加。
例如，如在图1中描绘的，涂覆的电极在60％放电深度(DoD)以下引起了CFx/SVO混合电池中开路电压的约100-150mV的增加。如在图1中描绘的，涂覆的电极在CFx/SVO混合电池中引起了在20-60％放电深度(DoD)的操作电压的约50-150mV的增加。如在图2中描绘的，涂覆的电极在CFx/SVO混合电池中在60％DoD以下在2mA/cm2脉冲电流下引起了脉冲功率的约0.2mW/cm2的增加。如在图3中描绘的，与具有未涂覆的CFx的标准配方相比，使用低至标准电极配方中一半的导电添加剂的涂覆的电极在CFx/SVO混合电池中在60％DoD、在2mA/cm2脉冲电流下引起了脉冲功率的约0.1mW/cm2的增加。如在图4中描绘的，涂覆的电极与一些电解质添加剂协同作用，与不具有电解质添加剂的涂覆的电极相比，在CFx/SVO混合电池中在60-80％DoD、在2mA/cm2脉冲电流下引起了脉冲功率的0.1-0.2mW/cm2的增加。如在图5中描绘的，涂覆的电极在CFx/SVO混合电池中在60％DoD、在25mA/cm2脉冲电流下引起了脉冲功率的约5mW/cm2的增加。如在图6中描绘的，使用氟化(PVDF)碳前体和非氟化(PEG)碳前体二者制备的涂覆的电极在CFx/SVO混合电池中在50％DoD以下、在2mA/cm2脉冲电流下引起了脉冲功率的约0.2-0.3mW/cm2的增加。
实施例6-用于包含涂覆的电极的一次电化学电池的测试方案
使用在0.1C和1C的恒电流放电方案在30℃下对电极和被设计为一次电池的电池进行电化学表征。
实施例7-用于包含涂覆的电极的二次电化学电池的测试方案
使用以下方案在室温下(～23℃)对电极和被设计为二次电池的电池进行电化学表征：(1)在充电和放电发生在C/20的C倍率下的循环中调节电池，包括恒电流、恒电压放电直到电流达到C/100为止；(2)通过逐步经过多个C倍率(2C、1C、0.5C、0.1C)测试电池的充电容量保持率，在各个C倍率之间具有3小时的开路保持期。对于LMO活性材料来说，充电电压是4.5V。对于LMNO活性材料来说，充电电压是4.95V。通过逐步经过多个C倍率(2C、1C、0.5C、0.1C)使电池放电，在各个C倍率之间具有3小时的开路保持期；(3)通过在C/10的充电和放电C倍率下循环使电池循环(包括3小时的开路保持期)以产生过度锂化相；以及(4)按照步骤(2)再次测试电池。
实施例8-包含涂覆的电极的一次电化学电池的测试
根据实施例6测试根据实施例3和4用CFx正极组装的一次电池。在0.1C放电测试中的正极由以下材料组成：(1)未涂覆的CFx活性材料；(2)根据石墨化方法涂覆有使用PVDF前体材料沉积的碳涂层的CFx活性材料；和(3)涂覆有并五苯的CFx活性材料。图7说明了在涂覆有并五苯的样品中操作电压的提高。
实施例9-包含涂覆的电极的一次电化学电池的测试
根据实施例6测试根据实施例3和4用CFx正极组装的一次电池。在1C放电测试中的正极由以下材料组成：(1)未涂覆的CFx活性材料；(2)涂覆有MWCNT的CFx活性材料；(3)涂覆有并五苯的CFx活性材料；和(4)涂覆有MWCNT和并五苯的混合物的CFx活性材料。图8说明了在涂覆有并五苯和并五苯/MWCNT的样品中操作电压和电压延迟的改善。
实施例10-包含涂覆的电极的一次电化学电池的测试
根据实施例6测试根据实施例3和4用CFx正极组装的一次电池。在1C放电测试中的正极由以下材料组成：(1)未涂覆的CFx活性材料；(2)涂覆有7,7,8,8-四氰基醌二甲烷的CFx活性材料；(3)涂覆有四硫富瓦烯的CFx活性材料；和(4)涂覆有四硫富瓦烯和7,7,8,8-四氰基醌二甲烷的混合物的CFx活性材料。图9说明了在四硫富瓦烯和7,7,8,8-四氰基醌二甲烷的混合物的样品中操作电压和电压延迟的改善。
实施例11-包含涂覆的电极的二次电化学电池的测试
根据实施例3和4组装二次电池。在测试中的正极由以下材料组成：(1)未涂覆的LMO活性材料；(2)未涂覆的LMNO活性材料；(3)涂覆有红荧烯的LMO活性材料；和(4)涂覆有红荧烯的LMNO活性材料；(5)涂覆有N，N′-二辛基-3，4，9，10苝二甲酰亚胺的LMO活性材料；和(6)涂覆有N，N′-二辛基-3，4，9，10苝二甲酰亚胺的LMNO活性材料。图10A(LMO)和10B(LMNO)说明了对于涂覆的材料来说在高C倍率下容量保持率的提高。
实施例12-包含涂覆的电极的电化学电池的电压和功率测试
使用以下方案在37℃下对电极和电池进行电化学表征：在预定放电深度下用高电流脉冲调制进行0.01C背景放电用于功率测量。在5mA/cm2下进行脉冲调制10秒，接着进行OCV10秒。以四个脉冲为一组完成脉冲调制并且在第一脉冲前和第四脉冲后电池维持在OCV10小时。图11说明了最好的涂覆有碳的CFx在80％放电深度下的脉冲功率提高。
表1列出了与对照相比的被测试的涂层材料和它们在电压和倍率性能测试方面的性能。电池是使用涂覆有表1中列出的碳源的混合正极(CFx/SVO)材料制造的。倍率性能以与0.1C倍率相比在C倍率下的放电百分率表示。
表1：涂层材料的性能
Figure BDA0000476800600000191
Figure BDA0000476800600000201
表2列出了使用涂覆有表2中列出的碳源的混合正极(CFx/SVO)材料测试的涂层材料。表2报告了在70％放电深度和80％放电深度下对电池测量的功率。
表2：涂层材料的性能
Figure BDA0000476800600000211
Figure BDA0000476800600000221
表3列出了与对照相比的被测试的涂层材料和它们在电压和倍率性能测试方面的性能。电池是使用涂覆有表3中列出的碳源的纯CFx正极材料制造的。倍率性能以与0.1C倍率相比在C倍率下的放电百分率表示。
表3：涂层材料的性能
Figure BDA0000476800600000222
Figure BDA0000476800600000231
与对照相比，在本文中所公开的各种材料表现出提高的性能。在某些测试中，萘二甲酸酐表现出超过对照3％的容量提高、功率性能提高、和提高的功率稳定性。在某些测试中，苝表现出超过对照9％的电压提高。在某些测试中，与对照相比，红荧烯表现出在高电压下优良的容量。
尽管已经参照本发明的具体实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不偏离由所附权利要求所限定的本发明的真实精神和范围的情况下，可以进行各种改变，并可以等价替换。此外，可以进行许多修改以使具体的状况、材料、物质的组成、方法或工艺适合于本发明的目的、精神和范围。所有这些修改意在处于所附的权利要求的范围内。尤其是，尽管本文公开的方法已被描述为关于以特定顺序进行的特定操作，但应当理解这些操作可以组合、再分、或者重新排序，以在不偏离本发明的教导的情况下，形成等价的方法。因此，除非本文特别指出，操作的顺序和分组不是本发明的限制。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种制造用于电化学电池的电极的方法，所述方法包括：
将特征在于具有本征导电性的涂覆化合物与活性电极材料合并以形成混合物；
加热所述混合物以形成带导电涂层的活性电极材料，其中将所述混合物在限制所述活性电极材料的降解的温度下加热一段时间；
将所述带导电涂层的活性电极材料与粘结剂材料和导电添加剂混合以形成电极形成混合物；以及
加热所述电极形成混合物以形成所述电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包括有机物质。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包含其中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包括其中至少35％的碳原子是sp或sp2杂化的化合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包含其中约100％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述涂覆化合物在低于约450℃下加热。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中加热所述涂覆化合物的时间在约0小时至约6小时的范围内。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述涂覆化合物包含萘核。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述涂覆化合物包含并五苯核。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述涂覆化合物包含苝核。
11.一种用于电化学电池的电极，所述电极包含：
活性电极材料；
粘结剂材料；和
本征导电涂层，其中所述涂层被涂覆至所述活性电极材料上。
12.根据权利要求11所述的电极，其中所述本征导电涂层由包含共轭核的有机涂覆化合物形成。
13.根据权利要求11所述的电极，其中所述本征导电涂层由包含其中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核的有机涂覆化合物形成。
14.根据权利要求12所述的电极，其中所述共轭核选自由萘核、并五苯核、苝核、蒽核以及它们的组合组成的组。
15.一种涂覆活性电极材料颗粒的方法，所述方法包括：
将正极活性材料颗粒与本征有机导体混合；和
将所述混合物在限制所述正极活性材料的降解的温度下加热一段时间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中时间少于6小时并且所述温度低于450℃。
17.根据权利要求15所述的方法，其中时间少于6小时并且所述温度低于350℃。
18.根据权利要求15所述的方法，其中时间少于6小时并且所述温度低于250℃。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述本征有机导体包含其中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述共轭核选自由萘核、并五苯核、苝核、蒽核以及它们的组合组成的组。

Claims (20)

1.一种制造用于电化学电池的电极的方法，所述方法包括：
将特征在于具有本征导电性的涂覆化合物与活性电极材料合并以形成混合物；
加热所述混合物以形成带导电涂层的活性电极材料，其中将所述混合物在限制所述活性电极材料的降解的温度下加热一段时间；
将所述带导电涂层的活性电极材料与粘结剂材料和导电添加剂混合以形成电极形成混合物；以及
加热所述电极形成混合物以形成所述电极。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包括有机物质。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包含其中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包括其中至少35％的碳原子是sp或sp2杂化的化合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂覆化合物包含其中约100％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述涂覆化合物在低于约450℃下加热。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中加热所述涂覆化合物的时间在约0小时至约6小时的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂覆化合物包含萘核。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂覆化合物包含并五苯核。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述涂覆化合物包含苝核。
11.一种用于电化学电池的电极，所述电极包含：
活性电极材料；
粘结剂材料；和
本征导电涂层，其中所述涂层被涂覆至所述活性电极材料上。
12.根据权利要求11所述的电极，其中所述本征导电涂层由包含共轭核的有机涂覆化合物形成。
13.根据权利要求11所述的电极，其中所述本征导电涂层由包含其中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核的有机涂覆化合物形成。
14.根据权利要求12所述的电极，其中所述共轭核选自由萘核、并五苯核、苝核、蒽核以及它们的组合组成的组。
15.一种涂覆活性电极材料颗粒的方法，所述方法包括：
将正极活性材料颗粒与本征有机导体混合；和
将所述混合物在限制所述正极活性材料的降解的温度下加热一段时间。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中时间少于6小时并且所述温度低于450℃。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中时间少于6小时并且所述温度低于350℃。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中时间少于6小时并且所述温度低于250℃。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述本征有机导体包含其中至少90％的碳原子是sp或sp2杂化的共轭核。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述共轭核选自由萘核、并五苯核、苝核、蒽核以及它们的组合组成的组。
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