CN1839497B - 电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电极(1)及其制备方法，具体地，本发明涉及具有活性物质层(12)、导电物质层(14)、或活性物质和导电物质混合物层的复杂结构的电极(1)，所述电极尽管很薄，但仍显示优良的电化学性质，本发明还涉及使用SIC涂覆法制备电极的方法。

Description

电极及其制备方法
相关申请的交叉参考
本申请要求在2004年5月17日提交的美国临时专利申请号60/571,842和在2005年5月17日提交的韩国专利申请号10-2005-0041033的优先权和利益，上述参考文献以其全文引入本文以供参考。
发明领域
本发明涉及电极及其制备方法。具体地，本发明涉及显示优良电化学性质的电极、和使用基底诱导凝固(SIC)涂覆法制备具有由活性物质和导电物质形成的层的电极的方法。
发明背景
电气元件如电池组、超级电容器和燃料电池包含经电化学反应产生电流的电极。
典型的电极包含提供阴极或阳极性质的活性物质及增强导电性的导电物质，该电极具有如下形式：含有活性物质和导电物质的复合混合物，所述复合混合物通过粘合剂连接到集电器。
典型地，在电极上形成活性物质和导电物质层的方法如下：通过在溶剂中将活性物质和导电物质与粘合剂混合来制备浆，然后用这种浆直接涂覆集电器表面。
但是，通过常规浆涂覆方法制备的电极不适合高性能电气元件的发展。这是因为，在常规方法中，活性物质和导电物质用粘合剂进行物理连接，这使一些活性物质和导电物质掩埋在粘合剂中，导致活性物质或导电物质粒子之间的较少接触。
发明概述
为了解决本领域中的这些问题，本发明的目的是提供具有优良电化学性质的电极，所述电极具有薄且均匀的活性物质、导电物质或其混合物的涂层。
本发明的另一目的是提供制备电极的方法，其利用基底诱导凝固(SIC)法在电极基底上涂覆活性物质、导电物质或其混合物的涂层。
为实现目的，本发明提供了电极，所述电极包含：a)电极基底；b)活性物质；c)导电物质；和d)将活性物质和导电物质连接到电极基底的聚合电解质。
另外，本发明提供了制备电极的方法，所述方法包括如下步骤：使用SIC涂覆法将活性物质层、导电物质层或其混合物的复合层涂覆到电极基底表面上。
附图简述
附图被包括以供进一步理解本发明，所述附图被包括在本说明书中并构成其一部分，阐明了本发明的实施方案，和说明一起用于解释本发明的原理。
图1为显示本发明电极第一实施方案的横截面图；
图2为显示本发明电极第二实施方案的横截面图；
图3为包括本发明电极的锂二次电池的局部展开透视图；
图4为使用SIC法制备电极的方法的过程图；
图5为依照实施例1和比较例1制备的电极的循环伏安图(v＝50μVs-1)；
图6为包括依照实施例1制备的电极的电池组在0.1C(C-rate，充电率)下的恒电流循环图；
图7为包括依照实施例1制备的电极的电池组在10C下的恒电流循环图。
优选实施方案详述
通常，电气元件中的电极越薄，电气元件显示的电化学性质就越好。但是，不能轻易减小电极的厚度，因为电极中所含的活性物质和导电物质的量必须维持在适当的水平。为了制备含适量活性物质和导电物质的薄电极，必须开发一种能更精细地涂覆活性物质和导电物质的方法。
本发明的发明人先前已提出一种通过掺杂少量导电物质来制备具有优良导电性的复合物质的SIC涂覆法(参见：WO92/00315，“ColloidsSurfaces A：Physicochem.Eng.Aspects143(1998)17”、“ColloidsSurfaces A：Physicochem.Eng.Aspects168(2000)23”和“Proceedings ofThe12th International Seminar on Double Layer Capacitors，FloridaEducational Seminars Inc.(2002)”)。
另外，美国专利5,916,485描述了一种制备用导电物质涂覆的导电复合粒子的方法，所述方法通过用SIC涂覆法在粉末形式的不导电物质或弱导电物质的表面上掺杂导电物质来进行，而美国专利5,705,219描述了一种用SIC涂覆法在不导电基底表面上涂覆导电物质来制备印刷电路板和其它物品的方法。但是，不存在制备如下电极的例子，其中使用SIC涂覆法在电极基底表面上形成活性物质和导电物质的层。
本发明的电极不同于用常规浆涂覆法制备的电极，不同之处在于本发明电极的活性物质和导电物质各自形成自己的层，并具有比常规电极的活性物质层更精细的结构，即使较小的厚度也可显示优良的性能。
本发明电极包括：a)电极基底；b)活性物质；c)导电物质；和d)将活性物质和导电物质连接到电极基底的聚合电解质。
对电极基底没有特别限制，优选用于常规电极中的集电器，更优选包含选自不锈钢、铜、钛、铝和ITO中的至少一种的集电器。另外，集电器不受其表面粗糙度的限制。这样，本发明的电极可以包括粗糙-和光滑-表面的集电器作为电极基底。
优选地，活性物质是选自钛酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的至少一种活性物质，上述活性物质可以为其中一部分钛、钴或锰被另一种金属替代的形式。
但是，优选的是活性物质粒子具有10μm或更小的平均粒子直径，更优选具有10nm至1μm的平均粒子直径，最优选具有100nm至200nm的平均粒子直径。当活性物质的平均粒子直径超过10μm时，涂料的有效性变低。
优选地，导电物质为细粉形式的导电物质，尽管没有特别限定某些物质，但优选选自炭黑和活性炭中的至少一种。
聚合电解质在概念上不同于常规用于制备电极的粘合剂，该聚合电解质具有将活性物质和导电物质连接到电极基底表面的作用。当电极基底的表面用含聚合电解质的调理溶液调理时，聚合电解质在电极基底表面上起凝固引发剂的作用，活性物质和导电物质通过聚合电解质和活性物质或导电物质之间的分子间力连接到电极基底表面。这样，在连接到电极基底表面的聚合电解质与活性物质或导电物质之间的凝固力是决定涂料性能的重要因素。
优选地，聚合电解质是选自以下的一种或多种聚合物：i)水溶性聚合物；ii)带阳离子电荷的聚合电解质；iii)不带电的水溶性高分子；和iv)带阴离子电荷的高分子量物质。
具体地，水溶性聚合物优选为选自以下的一种或多种化合物：明胶、携带铵基的聚丙烯酸酯、和清蛋白。
带阳离子电荷的聚合电解质优选为选自以下的一种或多种化合物：丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺与盐的共聚物、和携带简单铵基或取代铵基的氨基丙烯酸酯或其他聚合电解质的季产物。这类化合物通常称为“絮凝剂”，其例子为Superfloc(American Cyanamid)、Etadurin(Akzo)、Sedipur(BASF)、Magnafloc(Allid Colloids)、Nalcolyte(Nalco)、Sanfloc(Sanyo)和Separan(Dow Chemical)。
不带电的水溶性高分子优选为选自以下的一种或多种化合物：聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乙二醇醚，表氯醇-咪唑加合物，聚乙烯咪唑，多糖如琼脂、淀粉、果胶和葡聚糖，和多糖如藻酸。
带阴离子电荷的高分子量物质优选为选自以下的一种或多种化合物：羧甲基纤维素的钠盐、藻酸的钠盐、甘露糖醛酸和葡糖醛酸的共聚物、聚羧酸如聚丙烯酸和聚乙烯磷酸的碱金属盐。
具有通过聚合电解质连接的活性物质和导电物质的电极可以是如下形式：其中活性物质层和导电物质层交替排列一次或多次，并且通过聚合电解质连接电极基底、活性物质层和导电物质层。
图1为显示本发明电极1的实施例1的横截面图，其中电极基底10、聚合电解质11、活性物质层12、聚合电解质13和导电物质层14被逐层沉积。但是，本发明的电极不限于图1中所示的形式，被沉积的活性物质层和导电物质层的数目和顺序可以变化。
但是，在图1所示的实施例1的电极中，活性物质层12优选具有10nm至10μm的厚度，更优选具有10nm至1μm的厚度，最优选具有100nm至200nm的厚度。
同样，导电物质层14优选具有10nm至5μm的厚度，更优选具有0.5μm至2μm的厚度。
如果活性物质层的厚度小于10nm，电极功能就会丧失。如果厚度大于10μm，粘合性和电极容量就会不足。另外，如果导电物质层的厚度小于10nm，电导率就会下降，且电性质会降低。如果厚度大于5μm，导电物质层与电极的粘合就不好。
本发明的电极可以采取如下形式：将一层或多层包括活性物质和导电物质的混合物用聚合电解质连接到电极基底表面。图2是显示本发明电极2的实施例2的横截面图，其中聚合电解质21、活性物质23和导电物质24的复合层25、聚合电解质26、及包括活性物质27和导电物质28的复合层29被沉积在电极基底20的表面上。
在图2所示的实施例2的电极中，包括活性物质和导电物质的复合层25和29优选具有10nm至10μm的厚度，更优选具有10nm至1μm的厚度，最优选具有100nm至200nm的厚度。如果混合物层的厚度小于1nm，电性质就会降低。如果厚度大于10μm，粘合性和电极容量就会不足。
本发明的电极适合用作电池组、超级电容器和燃料电池中的电极，这是因为活性物质层、导电物质层、或包括活性物质和导电物质的复合层在结构上很复杂，并且尽管很薄，但仍可以显示优良的电化学性质。
图3为含本发明电极的锂二次电池的例子的部分展开透视图。锂二次电池3由如下结构组成：阳极31；阴极32；置于阳极31和阴极32之间的分离器33；使阳极31、阴极32和分离器33浸渍其中的电解质；作为主要部件的管状电池容器34。这种锂二次电池可以具有依次层叠的阳极31、阴极32和分离器33，并以螺旋上卷形式将它们放置于电池容器34中。本发明的电极可以用于上述锂二次电池的阳极和阴极中。
本发明电极可以用如下方法制备：用基底诱导凝固(SIC)涂覆法在电极基底的表面上制备活性物质层、导电物质层、或包括活性物质和导电物质的复合层。
描述于WO92/019092(1992.10.29)中的SIC涂覆法可以用来制备本发明的电极。所以，除了后文所描述的之外，SIC涂覆法的详细原理和其他条件遵循WO92/019092中的描述。
SIC涂覆法利用在被聚合电解质调理的基底表面与分散在溶剂中的活性物质或导电物质粒子之间的分子间力，在连接到基底表面的聚合电解质与活性物质或导电物质粒子之间的凝固力是决定涂料性能的重要因素。
本发明的SIC涂覆法包括如下步骤：a)用含第一溶剂和聚合电解质的调理溶液调理电极基底表面；和b)用下列物质处理被调理后的电极基底表面：i)活性物质、导电物质、或其混合物，ii)第二溶剂，iii)表面活性剂，和iv)含电解质的分散体。
该方法还可包括在用调理溶液调理后和用分散体处理后，用去离子水漂洗表面的步骤。
在本发明中，关于所使用的电极基底、聚合电解质、活性物质和导电物质的详细资料与前面所述的那些相同，所以将不给出详细描述。
但是，对第一溶剂没有特别限制，优选水，第一溶剂也可以为极性溶剂如醇或酮、或这些溶剂与水的混合物。这里，水优选为去离子水。
调理溶液中所含的第一溶剂和聚合电解质的浓度可以变化，以适应聚合电解质的种类，但是聚合电解质的浓度优选为0.001(w/w)％至10(w/w)％，更优选0.01(w/w)％至1(w/w)％。如果聚合电解质的浓度小于0.001(w/w)％，那么作为凝固引发剂的表面激活的影响可以被忽略。如果浓度大于10(w/w)％，那么含量的任何增加都是没有意义的。
对分散体中所含的第二溶剂的种类没有特别限制，但是优选水，它也可以为极性溶剂如醇或酮、或这些溶剂与水的混合物。这里，水优选为去离子水。
第二溶剂可以与用在调理溶液中的第一溶剂相同，或不同。
上述分散体中所含的活性物质、导电物质或这些物质的混合物相对于整个分散体的含量为0.05g/L至10g/L，更优选0.1g/L至5g/L。如果活性物质、导电物质或这些物质的混合物的含量小于0.05g/L，那么很难获得均匀和细密的涂层，当含量超过10g/L时，含量增加不会增加这种效果。
表面活性剂防止活性物质或导电物质在分散溶液中凝固。表面活性剂优选选自：阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂。但是，表面活性剂不限于此，可以根据其对活性物质或导电物质的相容性来选择。
分散溶液中表面活性剂的量在从10mM/L至100mM/L的范围内，优选从15mM/L至50mM/L。当表面活性剂的量小于10mM/L时，就可能发生活性物质或导电物质的凝固，并且SIC涂覆的再现性会降低。当表面活性剂的量超过100mM/L时，电极的电性质就可能会降低。
添加到分散溶液中的电解质用于分散体的局部去稳定，并可以根据需要而变化。但是，电解质优选选自以下的一种或多种盐：锂、钠、钾、镁、钙、钡、锶、铵和铜的氟化物、氯化物、溴化物和碘化物；和硝酸盐、硫酸盐、羧酸的醋酸盐。更优选地，电解质为选自KCl、NH4NO3、CaCl2、K2SO4和CH3CO2Na中的一种或多种盐。
就电解质的使用环境而言，应选择适合被解离的阳离子和阴离子的电解质。例如，在用于锂电池中的电极的制备中，优选避免使用其中Na+和Cl-离子发生离解的电解质。电解质可以为一种类型、或两种或更多种类型的混合物。
分散体中所含的电解质的量优选为0.01mol/L至0.1mol/L，更优选约0.04mol/L至0.06mol/L。当电解质的量小于0.01mol/L时，分散体没有被去稳定，所以不会出现基底诱导凝固。当电解质的量超过0.1mol/L时，分散体自身进行快速凝固，导致涂覆前的絮凝。
图4是通过SIC法制备本发明电极的方法的说明性例子的过程图。如图4中所示，当电极基底40浸渍在调理溶液41中时，聚合电解质42连接到表面(步骤A)。当用水43漂洗它(步骤B)，然后再次浸入其中分散有活性物质、导电物质或包括活性物质和导电物质的混合物的分散体44中时，那么活性物质、导电物质或混合物45通过聚合电解质与活性物质或导电物质之间的分子间吸引力连接到表面(步骤C)。再次用水46漂洗它，以形成涂层(步骤D)。重复这个过程以形成所需厚度和数目的活性物质和导电物质的层。
尽管图4只显示了最优选的浸渍方法作为用调理溶液和分散体调理电极基底表面的例子，但是它对本发明是说明性的，而不限制调理电极基底表面的方法。可以使用各种方法如喷雾、涂覆、或浸渍。
参考下面的实施例更详细地解释本发明。但是，这些实施例不应以任何方式被理解为限制本发明的范围。
实施例1
工作电极的集电器(＝用于涂覆法的基底)由几何面积为10mm×10mm的不锈钢栅格组成。
Li4Ti5O12用作活性物质，并作为纳米粉末从NEI Corporation(USA)获得。
炭黑“XE2”(Degussa，Germany)用作导电物质。
并且，去离子水用于在由调节溶液、分散溶液调节调理之后和SIC涂覆法的每个涂覆步骤之后的漂洗中。
(制备调理溶液)
在60℃温度下，将明胶溶于去离子水中，得到0.2(w/w)％聚合电解质水溶液。含明胶溶液的pH用0.1M KOH水溶液调节到pH＝8.85。
(制备导电物质分散浴)
在室温下，将0.66g十六烷基三甲基溴化铵溶于100mL蒸馏水中。添加1.00g炭黑“Printex XE2”(BET比表面积为965m2g-1)，并用涡轮式搅拌器(13.000rpm)分散10分钟。随后，添加并溶解0.41gCH3CO2Na(分析纯级，Merck，Germany)。分散体在使用前被超声破碎15分钟。
(制备活性物质分散浴)
除了用1.00g Li4Ti5O12(NEI，USA)替代炭黑外，按照与上述制备导电物质分散体的方法相同的方法制备活性物质分散体。
(SIC涂覆)
使用图4所示过程中的SIC涂覆法，依次在所制备的电极基底的表面上形成活性物质层和导电物质层。
首先，将电极基底在调理溶液中浸渍2分钟。为了确保整个表面被聚合电解质覆盖，轻轻搅动电极基底。
过量电解质边界通过在去离子水中浸渍两次或三次而被漂洗除去。
被调理的电极基底按照与在调理中相同的方式、在活性物质分散体中浸渍两分钟，在将活性物质层涂覆到电极基底表面上时，过量活性物质边界通过在去离子水中浸渍两次或三次而被漂洗除去。
将用活性物质层涂覆的电极基底再次以相同的方式在调理溶液中浸渍2分钟，然后将过量聚合电解质用去离子水漂洗除去。然后，以相同的方法将该电极基底在导电物质分散体中浸渍2分钟，然后用去离子水漂洗除去过量导电物质，以在活性物质层的表面上形成导电物质层。
所制备的集电器在60℃至80℃的温度下干燥，以在电极基底表面上依次形成具有活性物质层、导电物质层、和另一活性物质层的电极。
在所制备的电极中，活性物质层和导电物质层的厚度分别为1.5μm和0.75μm，在所制备的电极中，活性物质和导电物质的量分别为2.67g/m2和1.46g/m2。
实施例2
除了活性物质层和导电物质层交替在电极基底上被涂覆两次外，基本上按照与实施例1相同的SIC涂覆法制备电极。
活性物质层的厚度分别为1.5μm和1.5μm，在所制备的电极中导电物质层的厚度分别为0.75μm和0.75μm。
另外，在所制备的电极中活性物质和导电物质的量分别为5.33g/m2和2.92g/m2。
实施例3
除了使用0.2(w/w)％浓度的聚乙烯醇“Mowiol8-88”(HOECHST)的聚合物水溶液作为聚合电解质，并且用0.1M KOH溶液调节聚合物水溶液的pH到8.85之外，基本上按照与实施例1相同的SIC涂覆法制备电极。
活性物质层和导电物质层的厚度分别为0.5μm和0.4μm，在所制备的电极中活性物质和导电物质的量分别为1.3g/m2和0.7g/m2。
实施例4
除了使用0.2(w/w)％聚丙烯酰胺(ALDRICH)的聚合物水溶液作为聚合电解质，并且用0.1M KOH溶液调节聚合物水溶液的pH到8.85之外，基本上按照与实施例1相同的SIC涂覆法制备电极。
但是，活性物质分散体和导电物质分散体包含0.2(w/w)％的Aerosol OT(Cyanamid)而不是十六烷基三甲基溴化铵作为阴离子表面活性剂。
活性物质层和导电物质层的厚度分别为0.5μm和0.4μm，在所制备的电极中活性物质和导电物质的量分别为1.2g/m2和0.8g/m2。
实施例5
除了使用0.2(w/w)％羧甲基纤维素(FLUKA)的聚合物水溶液作为调理溶液中的聚合电解质，并且用0.1M KOH溶液调节聚合物水溶液的pH到8.85之外，基本上按照与实施例1相同的SIC涂覆法制备电极。
活性物质层和导电物质层的厚度分别为0.5μm和0.3μm，在所制备的电极中活性物质和导电物质的量分别为1.2g/m2和0.8g/m2。
实施例6
除了0.5g炭黑“Printex XE2”(BET比表面积为965m2g-1)和0.5gLi4Ti5O12(NEI，USA)用于分散溶液中以制备活性物质和导电物质的混合溶液，并且将涂覆步骤实施两次之外，基本上按照与实施例1相同的SIC涂覆法制备电极。
包括活性物质和导电物质的混合物层的厚度分别为1.5μm和1.5μm，混合物的总量为4.13g/m2。
比较例1
将91重量份钛酸锂(Li4Ti5O12)(NEI Corporation，USA)、6重量份导电物质石墨KS6(Lonza G+T)和3重量份粘合剂聚偏氟乙烯(PVdF，Aldrich)与溶剂NMP(Aldrich)混合，缓慢搅拌24小时，以制备具有类似蜂蜜稠度的浆。
所制备的活性物质浆用吸移管涂覆到10mm×10mm的不锈钢栅格(电极基底)上。用浆涂覆的电极在120℃下预干燥2小时。最后，电极在120℃下真空干燥24小时。干燥后的电极不被压缩或压延。
活性物质涂层的厚度为20μm，活性物质和导电物质的总量为71.6g/m2。
可以看出，相比于用常规浆涂覆法制备的比较例1的电极，用SIC涂覆法制备的实施例1至6的电极具有更薄和更均匀的涂层。
依照实施例1和比较例1制备的电极在120℃下真空干燥24小时。然后每个电极用含1M浓度LiClO4的碳酸亚乙酯∶碳酸二乙酯混合溶剂(EC∶DEC＝1∶1)作为电解质制成半电池。
半电池的循环伏安图(CV)用Adesys Electrochemical ResearchStation Model1612在对Li/Li+为1000至2000mV的电势范围内以50μVs-1的速度记录，结果示于图5中。
在开路电势(OCP)下开始循环伏安法实验。在室温(25±2℃)下、含氩气氛的手套箱中进行测量。
如图5中所示，实施例1和比较例1的电极都在对Li/Li+为1550mV处显示了化学可逆的峰对。但是，依照实施例1制备的电极显示了明显地更好的动力学，所述动力学通过较尖的峰对和阳极与阴极峰电势之间的较小差别显示。
另外，依照实施例1制备的电极中的恒电流充放电循环用与上述相同的设备进行。对于循环，电流设到0.1和10.0C，其他条件与CV的测量相同。
图6为在0.1C下的恒电流循环图，图7为在10C下的恒电流循环图。
在图6和图7的充放电循环测试中，充电和放电分别与Li4Ti5O12电极的锂化和脱锂过程对应。
图6显示，本发明的电极显示了优良的电池性质，对于30个循环可维持130mAh/g的平均电池容量，图7也显示了稳定的充放电循环。
尽管已参照优选实施方案详细描述了本发明，但本领域的技术人员将理解，可对本发明进行各种修改和替换，只要不背离附加权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种电极，所述电极包括：
a)电极基底；
b)活性物质；
c)导电物质；和
d)聚合电解质，该聚合电解质通过聚合电解质与活性物质和导电物质之间的分子间力将活性物质和导电物质连接到电极基底，
所述电极包括通过聚合电解质连接到电极基底表面的活性物质层和导电物质层，其中活性物质层具有10nm至10μm的厚度，导电物质层具有10nm至5μm的厚度。
2.如权利要求1所述的电极，其中聚合电解质是选自以下的至少一种聚合物：
i)水溶性聚合物；
ii)带阳离子电荷的聚合电解质；
iii)不带电的水溶性高分子；和
iv)带阴离子电荷的高分子量物质。
3.如权利要求2所述的电极，其中：
i)水溶性聚合物是选自以下的至少一种：明胶、携带铵基的聚丙烯酸酯、清蛋白；
ii)带阳离子电荷的聚合电解质是选自以下的至少一种：丙烯酰胺或具有盐的甲基丙烯酰胺的共聚物，以及氨基丙烯酸酯或其他携带简单铵基或取代铵基的聚合电解质的季产物；
iii)不带电的水溶性高分子是选自以下的至少一种：聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乙二醇醚，表氯醇-咪唑加合物，聚乙烯咪唑和多糖，其中所述多糖为选自琼脂、淀粉、果胶、葡聚糖和藻酸中的至少一种；和
iv)带阴离子电荷的高分子量物质是选自以下的至少一种：羧甲基纤维素的钠盐、藻酸的钠盐、甘露糖醛酸和葡糖醛酸的共聚物、聚羧酸和聚乙烯磷酸的碱金属盐。
4.如权利要求1所述的电极，其中电极为如下形式：其中活性物质层和导电物质层被交替排列一次或多次。
5.一种电极，所述电极包括：
a)电极基底；
b)活性物质；
c)导电物质；和
d)聚合电解质，该聚合电解质通过聚合电解质与活性物质和导电物质之间的分子间力将活性物质和导电物质连接到电极基底，
其中电极包括通过聚合电解质连接到电极基底表面的活性物质和导电物质的复合层，所述复合层具有10nm至10μm的厚度。
6.如权利要求1或5所述的电极，其中电极基底为包括选自不锈钢、铜、钛、铝和铟锡氧化物中的至少一种的集电器。
7.如权利要求1或5所述的电极，其中活性物质为选自Li4Ti5O12、钴酸锂和锰酸锂中的至少一种。
8.如权利要求1或5所述的电极，其中导电物质为选自炭黑和活性炭中的至少一种。
9.如权利要求1或5所述的电极，其中电极用于电池组、超级电容器或燃料电池中。
10.如权利要求1或5所述的电极，其中通过基底诱导凝固涂覆法制备电极。
11.一种制备权利要求1或5的电极的方法，所述方法包括如下步骤：用基底诱导凝固涂覆法在电极基底表面上制备活性物质层、导电物质层或包括活性物质和导电物质的复合层。
12.如权利要求11所述的制备电极的方法，其中电极基底为选自不锈钢、铜、钛、铝和铟锡氧化物中的至少一种。
13.如权利要求11所述的制备电极的方法，其中活性物质为选自钛酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的至少一种。
14.如权利要求11所述的制备电极的方法，其中导电物质为选自炭黑和活性炭中的至少一种。
15.如权利要求11所述的制备电极的方法，其中基底诱导凝固涂覆法包括以下步骤：
a)用包括第一溶剂和聚合电解质的调理溶液调理电极基底表面；和
b)用分散体处理被调理过的电极基底表面，所述分散体含有：
i)活性物质、导电物质、或它们的混合物；
ii)第二溶剂；
iii)表面活性剂；和
iv)电解质。
16.如权利要求15所述的制备电极的方法，其中聚合电解质为选自以下的至少一种聚合物：
i)水溶性聚合物；
ii)带阳离子电荷的聚合电解质；
iii)不带电的水溶性高分子；和
iv)带阴离子电荷的高分子量物质。
17.如权利要求15所述的制备电极的方法，其中：
i)水溶性聚合物为选自以下的至少一种：明胶、携带铵基的聚丙烯酸酯、清蛋白；
ii)带阳离子电荷的聚合电解质为选自以下的至少一种：丙烯酰胺或具有盐的甲基丙烯酰胺的共聚物，以及氨基丙烯酸酯或其他携带简单铵基或取代铵基的聚合电解质的季产物；
iii)不带电的水溶性高分子为选自以下的至少一种：聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚乙二醇醚，表氯醇-咪唑加合物，聚乙烯咪唑和多糖，其中所述多糖为选自琼脂、淀粉、果胶、葡聚糖和藻酸中的至少一种；和
iv)带阴离子电荷的高分子量物质为选自以下的至少一种：羧甲基纤维素的钠盐、藻酸的钠盐、甘露糖醛酸和葡糖醛酸的共聚物、聚羧酸和聚乙烯磷酸的碱金属盐。
18.如权利要求15所述的制备电极的方法，其中调理溶液包括0.001至10重量％的聚合电解质。
19.如权利要求15所述的制备电极的方法，其中分散体包括：0.05g/L至10g/L的活性物质、导电物质或它们的混合物，10mM/L至100mM/L的表面活性剂，和0.01mol/L至0.1mol/L的电解质。
20.如权利要求11所述的制备电极的方法，其中电极用于电池组、超级电容器或燃料电池中。
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