BR112020018894A2 - composições de lítio imprimíveis para formação de eletrodos de bateria - Google Patents

composições de lítio imprimíveis para formação de eletrodos de bateria Download PDF

Info

Publication number
BR112020018894A2
BR112020018894A2 BR112020018894-8A BR112020018894A BR112020018894A2 BR 112020018894 A2 BR112020018894 A2 BR 112020018894A2 BR 112020018894 A BR112020018894 A BR 112020018894A BR 112020018894 A2 BR112020018894 A2 BR 112020018894A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
fact
lithium
printable
composition
lithium composition
Prior art date
Application number
BR112020018894-8A
Other languages
English (en)
Inventor
Marina Yakovleva
Kenneth Brian Fitch
William Arthur Greeter, Jr.
Jian Xia
Original Assignee
Fmc Lithium Usa Corp.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fmc Lithium Usa Corp. filed Critical Fmc Lithium Usa Corp.
Priority claimed from PCT/US2019/023376 external-priority patent/WO2019183361A1/en
Publication of BR112020018894A2 publication Critical patent/BR112020018894A2/pt

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/103—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing an organic binding agent comprising a mixture of, or obtained by reaction of, two or more components other than a solvent or a lubricating agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/107—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing organic material comprising solvents, e.g. for slip casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408—Light metal alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1026—Alloys containing non-metals starting from a solution or a suspension of (a) compound(s) of at least one of the alloy constituents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0407—Methods of deposition of the material by coating on an electrolyte layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0411—Methods of deposition of the material by extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0414—Methods of deposition of the material by screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0419—Methods of deposition of the material involving spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/40—Alloys based on alkali metals
    • H01M4/405—Alloys based on lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H01M4/602—Polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/626—Metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B22F2007/042—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal characterised by the layer forming method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/05—Light metals
    • B22F2301/054—Alkali metals, i.e. Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/40—Carbon, graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
    • C22C2026/002—Carbon nanotubes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/40—Printed batteries, e.g. thin film batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

COMPOSIÇÕES DE LÍTIO IMPRIMÍVEIS PARA FORMAÇÃO DE ELETRODOS DE BATERIA. A presente invenção refere-se a um método para depositar lítio em um substrato para formar um eletrodo. O método inclui a aplicação de uma composição de lítio imprimível que inclui pó de metal de lítio, um ligante de polímero compatível com o pó de metal de lítio, um modificador de reologia compatível com o pó de metal de lítio e um solvente compatível com o pó de metal de lítio e com o ligante de polímero, para um substrato.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COM- POSIÇÕES DE LÍTIO IMPRIMÍVEIS PARA FORMAÇÃO DE ELE- TRODOS DE BATERIA".
PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Os seguintes pedidos reivindicam prioridade ao U.S. Não provisório No. 16/359.707, depositado em 20 de março de 2019, U.S. Não provisório No. 16/359.725, depositado em 20 de março de 2019, U.S. Não provisório 16/359.733, depositado em 20 de março de 2019, U.S. Provisional No. 62/646.521, depositado em 22 de março de 2018, e U.S. Provisório No. 62/691.819, depositado em 29 de junho de 2018, as descrições das quais são incorporados por referência em suas tota- lidades.
CAMPO DA INVENÇÃO
[0002] A presente invenção refere-se a uma composição de lítio imprimível adequada para a formação de eletrodos adequados para uso em uma ampla variedade de dispositivos de armazenagem de energia, incluindo baterias e capacitores.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0003] Baterias de lítio e de íon de lítio secundárias ou recarregá- veis têm encontrado uso em certas aplicações tais como em telefones celulares, câmeras de vídeo, e computadores laptop, e ainda mais re- centemente, em aplicação de grande energia, tal como em veículos elétricos e veículos elétricos híbridos. É preferido nestas aplicações que as baterias secundárias tenham a capacidade específica mais alta possível, mas ainda forneçam condições de operação seguras e boa ciclabilidade de modo que a alta capacidade específica seja mantida em subsequentes ciclos de recarregamento e de descarregamento.
[0004] Embora existam várias construções para baterias secundá- rias, cada construção inclui um eletrodo positive (ou catodo), um ele- trodo negativo (ou anodo), um separador que separa o catodo e ano-
do, um eletrólito em comunicação eletroquímica com o catodo e ano- do. Para baterias de lítio secundárias, íons de lítio são transferidos do anodo para o catodo através do eletrólito quando a bateria secundária está sendo descarregada, isto é, usada para sua aplicação específica. Durante o processo de descarga, elétrons são coletados a partir do anodo e passam para o catodo através de um circuito externo. Quando a bateria secundária está sendo carregada, ou recarregada, os íons de lítio são transferidos do catodo para o anodo através do eletrólito.
[0005] Historicamente, baterias de lítio secundárias foram produzi- das usando compostos não litiatados tendo altas capacidades especí- ficas tais como TiS2, MoS2, MnO2, e V2O5, como os materiais ativos de catodo. Estes materiais ativos de catodo foram acoplados com um anodo de metal de lítio. Quando a bateria secundária foi descarregada, íons de lítio foram transferidos do anodo de metal de lítio para o cato- do através do eletrólito. Infelizmente, após ciclização, o metal de lítio desenvolveu dendritos que por último causaram condições não segu- ras na bateria. Como um resultado, a produção destes tipos de bateri- as secundárias foi cessada nos anos de 1990 em favor de baterias de íon de lítio.
[0006] As baterias de íon de lítio tipicamente usam óxidos de metal de lítio tais como LiCoO2 e LiNiO2 como materiais ativos de catodo acoplados com um material de anodo ativo tal como material à base de carbono. É reconhecido que existem outros tipos de anodo basea- dos em óxido de silício, partículas de silício, e similares. Em baterias utilizando sistemas de anodo à base de carbono, a formação de den- drite de lítio no anodo é substancialmente evitada, desse modo tor- nando a bateria mais segura. Contudo, o lítio, a quantidade do qual determina a capacidade da bateria, é totalmente suprido do catodo. Isto limita a escolha dos materiais ativos do catodo porque os materi- ais ativos devem conter lítio removível. Também, produtos delitiatados correspondentes a LixCoO2, LixNiO2 formados durante carregamento, e sobrecarregamento não são estáveis. Em particular, estes produtos delitiatados tendem a reagirem com o eletrólito e gerarem calor, que eleva os problemas de segurança.
[0007] Novas células de íon de lítio ou baterias estão inicialmente em estado de descarga. Durante a primeira carga de célula de íon de lítio, o lítio se move a partir do material de catodo para o material de anodo ativo. O lítio que se move a partir do catodo para o anodo reage com um material de eletrólito na superfície do anodo de grafite, cau- sando a formação de uma película de passivação no anodo. A película de passivação formada no anodo de grafite é uma interface sólida de eletrólito (SEI). Após subsequente descarga, o lítio consumido pela formação da SEI não é retornado para o catodo. Isto resulta em célula de íon de lítio tendo uma menor capacidade comparada à capacidade de carga inicial porque algum do lítio foi consumido pela formação da SEI. O consumo parcial do lítio disponível no primeiro ciclo reduz a ca- pacidade da célula de íon de lítio. Este fenômeno é denominado capa- cidade irreversível, e é conhecido por consumir cerca de 10% a mais do que 20% da capacidade de uma célula de íon de lítio. Desse modo, após a carga inicial de uma célula de íon de lítio, a célula de íon de lítio perde cerca de 10% a mais do que 20% de sua capacidade.
[0008] Uma solução tem sido usar pó de metal de lítio estabilizado para pré-litiatar o anodo. Por exemplo, pó de lítio pode ser estabilizado por passivação da superfície do pó de metal com dióxido de carbono tal como descrito na Patente U.S. Nos. 5.567.474, 5.776.369, e
5.976.403, as descrições das quais são aqui incorporadas em suas totalidades por referência. O pó de metal de lítio passivado com CO2 pode ser usado somente em ar com baixos níveis de umidade por um período limitado de tempo antes do teor de metal de lítio decair por causa da reação do metal de lítio e ar. Outra solução é aplicar um re-
vestimento tal como flúor, cera, fósforo, ou um polímero ao pó de me- tal de lítio, tal como descrito na Patente U.S. Nos. 7.588.623,
8.021.496, 8.377.236 e Publicação de Patente U.S. No. 2017/0149052, por exemplo.
[0009] Permanece, portanto, uma necessidade de processos e composições para aplicação de pó de metal de lítio a vários substratos para fornecer eletrodos para células de íons de lítio e outras baterias de metal de lítio.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0010] Para esta finalidade, a presente invenção fornece uma composição de lítio imprimível que pode ser usada para formar ou fa- bricar eletrodos, e, particularmente, para a formação ou fabricação de anodos. Um anodo compreendendo a composição de lítio imprimível terá eficiência aumentada. A composição terá estabilidade aperfeiçoa- da, tal como a composição tendo uma vida útil suficiente de pelo me- nos seis meses e seja estável contra perda de teor de lítio metálico particularmente às temperaturas elevadas.
[0011] A composição de lítio imprimível da presente invenção compreende um pó de metal de lítio, um ligante de polímero, no qual o ligante de polímero é compatível com o pó de lítio, e um modificador de reologia compatível com o pó de lítio e o ligante de polímero. Um solvente pode estar incluído na composição de lítio imprimível, no qual o solvente é compatível com o pó de lítio, e compatível com (por exemplo, capaz de formar suspensão ou dissolver em) o ligante de polímero. O solvente pode estar incluído como um componente duran- te a preparação inicial da composição de lítio imprimível, ou adiciona- do mais tarde após a composição de lítio imprimível ser preparada.
[0012] A presente invenção também fornece um anodo formado por combinação com, deposição ou aplicação da composição de lítio imprimível a um material de anodo ativo e uma bateria incluindo tal anodo.
[0013] A presente invenção ainda fornece um anodo pré-litiatado por deposição ou aplicação da composição de lítio imprimível no ano- do ou substrato, e uma bateria incluindo tal anodo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0014] A FIG. 1 é um perfil de temperatura e pressão para o teste de reatividade da composição de lítio imprimível de SLMP/estireno bu- tadieno/tolueno; e
[0015] A FIG. 2 é um gráfico mostrando o desempenho de ciclo para uma célula de bolsa com lítio imprimível derivado de película de lítio delgada como o anodo vs. folha de lítio delgada comercial.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0016] Os precedentes e outros aspectos da presente invenção serão agora descritos em mais detalhe com relação à descrição e me- todologias aqui fornecidas. Deve ser apreciado que a invenção pode ser concretizada em formas diferentes, e não deve ser construída co- mo limitada às concretizações aqui colocadas. Preferivelmente, estas concretizações são fornecidas de modo que esta descrição será total e completa, e transmitirá completamente o escopo da invenção àqueles técnicos no assunto.
[0017] A terminologia usada na descrição da invenção aqui é para a proposta de descrever concretizações particulares somente, e não é prevista para ser limitante da invenção. Conforme usado na descrição das concretizações da invenção e nas reivindicações em anexo, as formas singulares "um", "uma" e "o" são previstas para incluírem as formas plurais também, a menos que o contexto determine claramente de outro modo. Também, conforme aqui usado, "e/ou" se refere a e envolvem qualquer e todas as combinações possíveis de um ou mais dos itens listados associados.
[0018] O termo "cerca de", conforme aqui usado quando se refe-
rindo a um valor mesurável tal como uma quantidade de um composto, dose, tempo, temperatura, e similares, é significativo para envolver va- riações de 20%, 10%, 5%, 1%, 0,5%, ou ainda 0,1% da quantidade especificada. A menos que de outro modo definido, todos os termos, incluindo termos técnicos e científicos usados na descrição, têm o mesmo significado conforme comumente compreendido por um técni- co no assunto a qual esta invenção pertence.
[0019] Conforme aqui usado, os termos "compreendem", "compre- ende", "compreendendo", "incluem", "inclui" e "incluindo" especificam a presença de características citadas, inteiros, etapas, operações, ele- mentos, e/ou componentes, mas não evitam a presença ou adição de uma ou mais outras características, inteiros, etapas, operações, ele- mentos, componentes, e/ou grupos destes.
[0020] Conforme aqui usado, o termo "consiste essencialmente de" (e variantes gramaticais deste), conforme aplicado às composições e métodos da presente invenção, significa que as composi- ções/métodos podem conter componentes adicionais, considerando-se que os componentes adicionais não alteram materialmente a composi- ção/método. O termo "alteram materialmente", conforme aplicado a uma composição/método, se refere a um aumento ou diminuição na eficiência da composição/método de pelo menos cerca de 20% ou mais.
[0021] Todas as patentes, pedidos de patente e publicações aqui referidos são incorporados por referência em sua totalidade. No caso de um conflito na terminologia, o presente relatório descritivo está con- trolando.
[0022] De acordo com a presente invenção, uma composição de lítio imprimível para formação de um eletrodo é fornecida. Em uma concretização, a composição de lítio imprimível é eletroquimicamente ativa, e pode ser usada para formar um anodo por aplicação ou depo-
sição da composição de lítio imprimível em um anodo condutivo ou material transportador (por exemplo, cobre ou polímero, ou películas de cerâmica).
[0023] Em outra concretização, a composição de lítio imprimível pode ser aplicada ou depositada para pré-litiatar um anodo ou catodo. O anodo ou catodo pré-litiatado pode ser incorporado em um dispositi- vo de armazenagem de energia, tal como um capacitor ou bateria. A bateria pode ser compreendida de eletrólitos líquidos. Em outra con- cretização, a bateria pode ser compreendida de eletrólitos sólidos para formar uma bateria de estado sólido. Em outra concretização, a com- posição de lítio imprimível pode ser usada aplicada ou depositada para formar um anodo de metal de lítio monolítico para uso em uma bateria de estado sólido.
[0024] Em ainda outra concretização, a composição de lítio impri- mível pode ser aplicada ou depositada de modo a formar um eletrólito sólido para uma bateria de estado sólido, e inclui combinar a composi- ção de lítio imprimível com um polímero ou material cerâmico, para formar um eletrólito sólido.
[0025] A composição de lítio imprimível compreende um pó de me- tal de lítio, um ou mais ligantes de polímero, um ou mais modificadores de reologia, e pode adicionalmente incluir um solvente ou co-solvente. O ligante de polímero pode ser compatível com o pó de metal de lítio. O modificador de reologia pode ser compatível com o pó de metal de lítio e o ligante de polímero. O solvente pode ser compatível com o pó de metal de lítio e com o ligante de polímero.
[0026] O pó de metal de lítio pode estar na forma de um pó fina- mente dividido. O pó de metal de lítio tipicamente tem um tamanho de partícula médio de menos do que cerca de 80 mícrons, frequentemen- te menos do que cerca de 40 mícrons, e, às vezes, menos do que cer- ca de 20 mícrons. O pó de metal de lítio pode ser um pó de metal de lítio estabilizado de baixa piroforicidade (SLMP®) disponível de FMC Lithium Corp. O pó de metal de lítio pode também incluir uma camada substancialmente contínua ou revestimento de flúor, cera, fósforo, ou um polímero ou a combinação destes (conforme revelado na Pat. U.S. Nos. 5.567.474, 5.776.369, e 5.976.403). O pó de metal de lítio tem uma reação significantemente reduzida com umidade e ar.
[0027] O pó de metal de lítio pode também ser ligado com um me- tal. Por exemplo, o pó de metal de lítio pode ser ligado com um ele- mento do Grupo I-VIII. Elementos adequados do Grupo IB podem in- cluir, por exemplo, cobre, prata, ou ouro. Elementos adequados do Grupo IIB podem incluir, por exemplo, zinco, cádmio, ou mercúrio. Elementos adequados do Grupo IIA da Tabela Periódica podem incluir berílio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário, e rádio. Elementos do Grupo IIIA que podem ser usados na presente invenção podem incluir, por exemplo, boro, alumínio, gálio, índio, ou tálio. Elementos do Grupo IVA que podem ser usados na presente invenção podem incluir, por exem- plo, carbono, silício, germânio, estanho, ou chumbo. Elementos do Grupo VA que podem ser usados na presente invenção podem incluir, por exemplo, nitrogênio, fósforo, ou bismuto. Elementos adequados do Grupo VIIIB podem incluir, por exemplo, níquel, paládio, ou platina.
[0028] O ligante de polímero é selecionado de modo a ser compa- tível com o pó de metal de lítio. "Compatível com" ou "compatibilidade" é previsto para transmitir que o ligante de polímero não reaja violenta- mente com o pó de metal de lítio, resultando em um risco de seguran- ça. O pó de metal de lítio e o ligante de polímero podem reagir para formar um complexo de lítio-polímero; contudo, tal complexo deve ser estável a várias temperaturas. É reconhecido que a quantidade (con- centração) de lítio e ligante de polímero contribui para a estabilidade e reatividade. O ligante de polímero pode ter um peso molecular de cer- ca de 1.000 a cerca de 8.000.000, e frequentemente tem um peso mo-
lecular de 2.000.000 a 5.000.000. Ligantes de polímero adequados podem incluir um ou mais de poli(óxido de etileno), poliestireno, po- liisobutileno, borrachas naturais, borrachas de butadieno, borracha de estireno-butadieno, borrachas de poliisopreno, borrachas de butil, bor- rachas de butadieno nitrila hidrogenada, borrachas de epiclorohidrina, borrachas de acrilato, borrachas de silício, borrachas de nitrila, ácido poliacrílico, cloreto de polivinilideno, acetato de polivinil, termonômero de etileno propileno dieno, copolímero de etileno acetato de vinil, copo- límeros de etileno-propileno, terpolímeros de etileno-propileno, polibu- tenos. O ligante pode também ser uma cera.
[0029] O modificador de reologia é selecionado para ser compatí- vel com o pó de metal de lítio e o ligante de polímero. O modificador de reologia fornece propriedades de reologia tais como viscosidade e fluxo sob condições de cisalhamento. O modificador de reologia pode também fornecer condutividade, capacidade aperfeiçoada e/ou estabi- lidade aperfeiçoada/segurança, dependendo da seleção do modifica- dor de reologia. Para esta finalidade, o modificador de reologia pode ser a combinação de dois ou mais compostos de modo a proporcionar propriedades diferentes, ou para proporcionar propriedades aditivas. Modificadores de reologia exemplares podem incluir um ou mais de preto de carbono, nanotubos de carbono, grafeno, nanotubos de silí- cio, grafite, carbono duro e misturas, sílica pirogenada, dióxido de titâ- nio, dióxido de zircônio e outros elementos/compostos do Grupo IIA, IIIA, IVB, VB e VIA, e misturas ou misturas destes. Outros aditivos pre- vistos para aumentar a condutividade de íon de ferro podem ser usa- dos; por exemplo, sais de eletrólito de dispositivo eletroquímico, tais como perclorato de lítio (LiClO4), hexafluorofosfato de lítio (LiPF6), ni- trato de lítio (LiNO3), bis(oxalato) borato de lítio (LiBOB), e trifluorome- tanosulfonimida de lítio (LiTFSI).
[0030] Solventes compatíveis com lítio podem incluir hidrocarbone-
tos acíclicos, hidrocarbonetos cíclicos, hidrocarbonetos aromáticos, éteres simétricos, éteres não simétricos, éteres cíclicos, alcanos, sul- fonas, óleo mineral, e misturas, misturas ou cosolventes destes. Exemplos de hidrocarbonetos acíclicos e cíclicos adequados incluem n-hexano, n-heptano, ciclo-hexano, e similares. Exemplos de hidrocar- bonetos aromáticos adequados incluem tolueno, etilbenzeno, xileno, isopropilbenzeno (cumeno), e similares. Exemplos de éteres simétri- cos, não simétricos e éteres cíclicos adequados incluem di-n-butil éter, metil t-butil éter, tetrahidrofurano, glimas, e similares. Solventes de hi- drocarboneto sintéticos isoparafínicos comercialmente disponíveis com faixas de ponto de ebulição sob medida tais como Shell Sol® (Shell Chemicals) ou Isopar® (Exxon), são também adequados.
[0031] O ligante de polímero e solventes são selecionados para serem compatíveis entre si, e com o pó de metal de lítio. Em geral, o ligante ou solvente deve ser não reativo com o pó de metal de lítio, ou em quantidades de modo que qualquer reação é mantida a um míni- mo, e reações de violenta são evitadas. O ligante e solvente devem ser compatíveis entre si nas temperaturas nas quais a composição de lítio imprimível é produzida, e será usada. De preferência, o solvente (ou co-solvente) terá volatilidade suficiente para prontamente evaporar a partir da composição de lítio imprimível (por exemplo, na forma de pasta fluida) para proporcionar secagem da composição de lítio impri- mível (pasta fluida) após aplicação.
[0032] Os componentes da composição de lítio imprimível podem ser misturados juntos como uma pasta fluida ou pasta para ter uma alta concentração de sólido. Desse modo, a pasta fluida/pasta pode estar na forma de um concentrado com nem todo do solvente neces- sariamente adicionado antes do tempo de depósito ou aplicação. Em uma concretização, o pó de metal de lítio deve ser uniformemente suspenso no solvente de modo que quando aplicado ou depositado,
uma distribuição substancialmente uniforme de pó de metal de lítio é depositada ou aplicada. Pó de lítio seco pode ser disperse tal como por agitação ou mistura vigorosamente para aplicar altas forças de ci- salhamento.
[0033] Em outra concretização, uma mistura do ligante de políme- ro, modificador de reologia, reagentes de revestimento, e outros aditi- vos potenciais para o pó de metal de lítio, pode ser formada e introdu- zida para contatar as gotículas de lítio durante a dispersão à uma tem- peratura acima do ponto de fusão do lítio, ou a uma temperatura mais baixa após a dispersão de lítio ter resfriado tal como descrito na Paten- te U.S. No. 7.588.623, a descrição da qual é incorporada por referên- cia em sua totalidade. O metal de lítio assim modificado pode ser in- troduzido em uma forma cristalina ou em uma forma de solução em um solvente de escolha. É compreendido que combinações de parâ- metros de processo diferentes podem ser usados para alcançar reves- timento específico e características de pó de lítio para aplicações par- ticulares.
[0034] Os tratamentos de superfície de pré-litiação convencionais requerem composições tendo teor muito baixo de ligante e lítio muito alto; por exemplo, ver Patente US No. 9.649.688, a descrição da qual é incorporada por referência em sua totalidade. Contudo, concretiza- ções da composição de lítio imprimível de acordo com a presente in- venção podem acomodar razões mais altas de ligante, incluindo até 20 por cento na base seca. Várias propriedades da composição de lítio imprimível, tais como viscosidade e fluxo, podem ser modificadas por aumento do teor de ligante e modificador até 50% de base seca sem perda de atividade eletroquímica do lítio. O aumento do teor de ligante facilita o carregamento da composição de lítio imprimível e o fluxo du- rante impressão. Por exemplo, em uma concretização, a composição de lítio imprimível compreende cerca de 70% de pó de metal de lítio e cerca de 30% de ligante de polímero e modificadores de reologia. Em outra concretização, a composição de lítio imprimível pode compreen- der cerca de 85% de pó de metal de lítio e cerca de 15% de ligante de polímero e modificadores de reologia.
[0035] Um aspecto importante das composições de lítio imprimível é a estabilidade reológica da suspensão. Devido ao metal de lítio ter uma baixa densidade de 0,534 g/cc, é difícil impedir o pó de lítio de se separar das suspensões de solvente. Por seleção do carregamento de pó de metal de lítio, ligante de polímero e tipos e quantidades de modi- ficador convencional, viscosidade e reologia podem ser proporciona- dos para criar a suspensão estável da invenção. Uma concretização preferida não mostra separação em mais do que 90 dias. Isto pode ser alcançado por designação de composições com viscosidade de cisa- lhamento zero muito alta na faixa de 1 x 104 cps a 1 x 107 cps. É, con- tudo, muito importante ao processo de aplicação que as composições, quando expostas a cisalhamento, exibam características de viscosida- de nas faixas reivindicadas.
[0036] A composição de lítio imprimível resultante, de preferência, pode ter uma viscosidade a cisalhamento de 10s-1 de cerca de 20 a cerca de 20.000 cps, e frequentemente uma viscosidade de cerca de 100 a cerca de 10.000 cps. Em tal viscosidade, a composição de lítio imprimível é uma suspensão escoável ou gel. A composição de lítio imprimível, de preferência, tem uma vida útil extendida à temperatura ambiente, e é estável contra perda de lítio metálico à temperaturas até 60C, frequentemente até 120C, e, as vezes, até 180C. A composi- ção de lítio imprimível pode se separar um tanto com o tempo, mas pode ser colocada de volta na suspensão por agitação branda e/ou aplicação de calor.
[0037] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível compreende em uma base de solução cerca de 5 a 50 por cento de pó de metal de lítio, cerca de 0,1 a 20 por cento de ligante de polímero, cerca de 0,1 a 30 por cento de modificador de reologia, e cerca de 50 a 95 por cento de solvente. Em uma concretização, a composição de lítio imprimível compreende em uma base de solução cerca de 15 a 25 por cento de pó de metal de lítio, cerca de 0,3 a 0,6 por cento de ligan- te de polímero tendo um peso molecular de 4.700.000, cerca de 0,5 a 0,9 por cento de modificador de reologia, e cerca de 75 a 85 por cento de solvente. Tipicamente, a composição de lítio imprimível é aplicada ou depositada a uma espessura de cerca de 10 mícrons a 200 mícrons antes da prensagem. Após prensagem, a espessura pode ser reduzida a entre cerca de 1 a 50 mícrons. Exemplos de técnicas de prensagem são descritos, por exemplo, na Patente US Nos. 3.721.113 e
6.232.014, que são aqui incorporadas por referência em suas totalida- des.
[0038] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível é depositada ou aplicada a um material de anodo ativo em um coletor de corrente, a saber, para formar um anodo pré-litiatado. Os materiais de anodo ativo adequados incluem grafite e outros materiais à base de carbono, ligas tais como estanho/cobalto, estanho/cobalto/carbono, silício-carbono, variedade de compostos à base de silício/estanho, compostos à base de germânio, compostos à base de titânio, silício elementar, e germânio. Os materiais de anodo podem ser uma folha, malha ou espuma. Aplicação pode ser via pulverização, extrusão, re- vestimento, impressão, pintura, imersão, e pulverização, e são descri- tos na Publicação de Patente co-pendente No. ____________ (Núme- ro do Agente 073396.1183), depositada concorrentemente aqui e aqui incorporada por referência em sua totalidade.
[0039] Anodos pré-litiatados usando a composição de lítio imprimí- vel podem ser incorporados nos vários tipos de baterias. Por exemplo, os anodos pré-litiatados podem ser incorporados nas baterias, confor-
me revelado na Patente US Nos. 7.851.083, 8.088.509, 8.133.612,
8.276.695, e 9.941.505, que são aqui incorporadas por referência em suas totalidades. A impressão da composição de lítio imprimível em um material de anodo pode ser uma alternativa de manchar lítio con- forme revelado na Patente US No. 7.906.233, aqui incorporada por referência em sua totalidade.
[0040] Em uma concretização, o material de anodo ativo e a com- posição de lítio imprimível são providos juntos e extrudados no coletor de corrente (por exemplo, cobre, níquel, etc.). Por exemplo, o material de anodo ativo e composição de lítio imprimível podem ser misturados e co-extrudados juntos. Exemplos de materiais de anodo ativo incluem grafite, grafite-SiO, grafite-SnO, SiO, carbono duro e outros materiais de bateria de íon de lítio e de anodo de capacitor de íon de lítio. Em outra concretização, o material de anodo ativo e a composição de lítio imprimível são co-extrudados para formar uma camada da composição de lítio imprimível no coletor de corrente. A deposição da composição de lítio imprimível incluindo a técnica de extrusão acima pode incluir deposição de variedade ampla de padrões (por exemplo, pontos, ris- cas), espessuras, larguras, etc. Por exemplo, a composição de lítio imprimível e material de anodo ativo podem ser depositados como uma série de riscas, tal como descrito na Publicação US No. 2014/0186519, aqui incorporada por referência em sua totalidade. As riscas formariam uma estrutura em 3D que conta com a expansão do material de anodo ativo durante litiação. Por exemplo, silício pode se expandir por 300 a 400 por cento durante litiação. Tal inchaço afeta potencialmente adversamente o anodo e seu desempenho. Por depo- sição do lítio imprimível como uma risca delgada no plano Y como um padrão alternante entre riscas de anodo de silício, o material de anodo de silício pode se expandir no plano X aliviando moagem eletroquímica e perda de contato elétrico de partícula. Desse modo, o método de im-
pressão pode fornecer um tampão para expansão. Em outro exemplo, onde a formulação de lítio imprimível é usada para formar o anodo, ela pode ser co-extrudada em um modo em camadas junto com o catodo e separador, resultando em uma bateria de estado sólido.
[0041] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível pode ser aplicada a um substrato ou a um anodo pré-formado por re- vestimento do substrato com um rolo. Um exemplo é um dispositivo de revestimento de gravura, tal como um descrito na Patente US No.
4.948.635, aqui incorporada por referência em sua totalidade. Neste exemplo, um par de rolos espaçados suporta o substrato à medida que ele avança em direção a um rolo de gravura. Um bocal ou banho é uti- lizado para aplicar o material de revestimento ao rolo de gravura, en- quanto que uma lâmina de médico é utilizada para remover excesso de revestimento a partir do rolo de gravura. O rolo de gravura cantata o substrato à medida que ele se desloca através do rolo de gravura para aplicar a composição de lítio imprimível. O rolo de gravura pode ser projetado para imprimir vários padrões na superfície do substrato; por exemplo, linhas ou pontos.
[0042] Em outra concretização, a composição de lítio imprimível pode ser aplicada a um substrato por extrusão da composição de lítio imprimível no substrato de uma extrusora. Um exemplo de uma extru- sora é descrita na Patente US No. 5.318.600, aqui incorporada por re- ferência em sua totalidade. Em tal concretização, alta pressão força a composição de lítio imprimível através de um bocal de extrusão para revestir a área de superfície exposta do substrato.
[0043] Em outra concretização, a composição de lítio imprimível pode ser aplicada a um substrato por impressão da composição de lítio imprimível no substrato. Cabeças de impressão de molde de fenda podem ser usadas para imprimir risca monolítica ou outros padrões da composição de lítio imprimível no substrato. Um exemplo de uma im-
pressora compatível utilizando uma cabeça de impressão de molde de fenda é descrito na Patente US No. 5.494.518, aqui incorporada por referência em sua totalidade.
[0044] Em outra concretização, um anodo de carbono convencio- nal pode ser pré-litiatado por deposição da composição de lítio impri- mível no anodo de carbono. Isto obviará o problema associado com anodos de carbono em que após carregamento inicial da célula quan- do lítio é intercalado no carbono, alguma irreversibilidade ocorre devi- do a algum lítio e eletrólito de célula sendo consumido, resultando em uma perda de capacidade inicial.
[0045] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível pode ser usada para pré-litiatar um anodo, conforme descrito na Pa- tente US No. 9.837.659, aqui incorporada por referência em sua totali- dade. Por exemplo, este método inclui dispor uma camada de compo- sição de lítio imprimível adjacente a uma superfície de um anodo pré- fabricado/pré-formado. O eletrodo pré-fabricado compreende um mate- rial eletroativo. Em certas variações, a composição de lítio imprimível pode ser aplicada ao transportador/substrato, via um processo de de- posição. Um substrato transportador no qual a camada de composição de lítio imprimível pode ser disposta pode ser selecionado a partir do grupo consistindo em: películas de polímero (por exemplo, poliestire- no, polietileno, óxido de polietileno, poliéster, polipropileno, polipolite- trafluoroetileno), películas de cerâmica, folha de cobre, folha de níquel, ou espumas de metal por meio de exemplo não limitante. Calor pode então ser aplicado à camada de composição de lítio imprimível no substrato ou ao anodo pré-fabricado. A camada de composição de lítio imprimível no substrato ou no anodo pré-fabricado pode ser adicional- mente comprimida junto, sob pressão aplicada. O aquecimento, e pressão aplicada opcional, facilitam a transferência de lítio na superfí- cie do substrato ou anodo. No caso de transferência ao anodo pré-
fabricado, pressão e calor podem resultar em litiação mecânica, espe- cialmente onde o anodo pré-fabricado compreende grafite. Dessa ma- neira, o lítio se transfere ao eletrodo, e devido às termodinâmicas favo- ráveis, é incorporado no material ativo.
[0046] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível pode ser incorporada no interior do anodo, conforme descrito na Publi- cação US No. 2018/0269471, aqui incorporada por referência em sua totalidade. Por exemplo, o anodo pode compreender uma composição de anodo ativo e a composição de lítio imprimível, e qualquer pó eletri- camente condutivo, se presente. Em concretizações adicionais ou al- ternativas, a composição de lítio imprimível é colocada ao longo da superfície do eletrodo. Por exemplo, o anodo pode compreender uma camada ativa com uma composição de anodo ativo e uma camada fonte de composição de lítio imprimível na superfície da camada ativa. Em uma configuração alternativa, a camada fonte de composição de lítio imprimível está entre a camada ativa e um coletor de corrente. Também, em algumas concretizações, o anodo pode compreender camadas fontes de composição de lítio imprimível em ambas as super- fícies da camada ativa.
[0047] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível pode ser incorporada em uma estrutura de eletrodo tridimensional, conforme descrito na Publicação US No. 2018/0013126, aqui incorpo- rada por referência em sua totalidade. Por exemplo, a composição de lítio imprimível pode ser incorporada em um anodo poroso tridimensio- nal, coletor de corrente poroso, ou polímero poroso ou película de ce- râmica, no qual a composição de lítio imprimível pode ser depositada na mesma.
[0048] Em algumas concretizações, um eletrodo pré-litiatado com a composição de lítio imprimível pode ser montado em uma célula com o eletrodo a ser pré-carregado com lítio. Um separador pode ser colo-
cado entre os respectivos eletrodos. A corrente pode ser permitida fluir entre os eletrodos. Por exemplo, um anodo pré-litiatado com a compo- sição de lítio imprimível da presente invenção pode ser formado em uma segunda bateria, tal como descrito na Patente U.S. No.
6.706.447, aqui incorporada por referência em sua totalidade.
[0049] O catodo é formado de um material ativo, que é tipicamente combinado com um material carbonáceo e um polímero de ligante. O material ativo usado no catodo é, de preferência, um material que po- de ser litiatado. De preferência, materiais não litiatados tais como MnO2, V2O5, MoS2, fluorestos de metal, ou misturas destes, Enxofre e compostos de enxofre, podem ser usados como o material ativo. Con- tudo, materiais litiatados tais como LiMn2O4 e LiMO2 no qual M é Ni, Co ou Mn, que podem ser adicionalmente litiatados, podem também seremn usados. Os materiais ativos não litiatados são preferidos por- que eles geralmente têm capacidades específicas mais altas, custo mais baixo e escolha mais ampla de materiais de catodo nesta cons- trução que pode proporcionar energia aumentada e força sobre bateri- as secundárias convencionais que incluem material ativos litiatados.
[0050] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível pode ser usada para pré-litiatar um capacitor, tal como um anodo em um capacitor de íon-lítio conforme descrito na Publicação US No. 2017/0301485, aqui incorporada por referência. Por exemplo, o anodo pode ser construído usando carbono duro, carbono macio, ou grafite. O anodo pode então ser fixado a um coletor de corrente antes ou du- rante tendo uma camada de composição de lítio imprimível revestida na superfície de topo do anodo. A composição de lítio imprimível pode também ser usada para pré-litiatar um dispositivo de armazenagem de energia tal como um capacitor de íon-lítio conforme descrito na Paten- te US No. 9.711.297, aqui incorporada por referência em sua totalida- de.
[0051] Em uma concretização, a composição de lítio imprimível pode ser usada para pré-litiatar uma bateria híbrida/capacitor conforme descrito na Publicação US No. 2018/0241079, aqui incorporada por referência em sua totalidade. O termo "eletrodo híbrido" se refere a um eletrodo que inclui ambos materiais de eletrodo de bateria e materiais de eletrodo de capacitor. Em uma concretização, o catodo híbrido po- de compreender uma mistura de materiais de energia mais alta, tal como materiais de catodo de bateria, e materiais de alta energia, tais como materiais de catodo de capacitor. Por exemplo, materiais de ca- todo de bateria de íon lítio podem ser combinados com materiais de catodo de ultracapacitor ou supercapacitor. Para completar a monta- gem de célula de íon lítio híbrido, o catodo pode ser disposto contra um eletrodo de anodo com um separador de poliolefina entre os ele- trodos, e é colocado em uma embalagem confinada, tal como um reci- piente de dispositivo de armazenagem de energia, por exemplo, alo- jamento. A pilha de eletrodo é enchida e contatada com um eletrólito adequado, tal como um solvente contendo um sal de eletrólito de íon lítio e opcionalmente incluindo um aditivo de eletrólito. A embalagem do dispositivo de armazenagem de energia pode ser vedada.
[0052] O anodo usado em combinação com o catodo hibridizado compreende metal elementar, tal como lítio elementar. Um método pa- ra pré-litiação é adição direta da composição de lítio imprimível à for- mulação de eletrodo. Esta composição de lítio imprimível uniforme- mente integrada na formulação de eletrodo pode então ser usada para formar uma película de eletrodo, em um processo seco, que pode en- tão ser laminada em um coletor de corrente, tal como uma folha de metal, para formar o eletrodo, tal como um anodo. A composição de lítio imprimível pode ser também aplicada ao coletor de corrente antes da laminação com o eletrodo seco. As concretizações aqui podem permitir que um material particulado homogêneo, e, em algumas con-
cretizações, seco, e/ou material particulado, seja usado como uma ma- téria-prima no anodo e catodo hibridizado. Algumas concretizações aqui podem evitar a necessidade de duas camadas separadas em ca- da eletrodo (tal como uma camada de "material de bateria" e uma ca- mada de "material de capacitor"), que pode evitar a necessidade de introduzir complexidade de manufaturamento e custo de produção adi- cionado. Em concretizações adicionais, o eletrodo pré-dopado é um catodo híbrido. Será compreendido que o metal elementar e conceitos relacionados aqui descritos com relação a um dispositivo de armaze- nagem de energia com lítio podem ser implementados com outros dis- positivos de armazenagem de energia, e outros metais.
[0053] Em outra concretização, a composição de lítio imprimível pode ser aplicada ou depositada para pré-litiatar um anodo ou catodo de uma bateria de estado sólido. Por exemplo, a composição de lítio imprimível pode ser usada para formar um anodo de metal de lítio mo- nolítico para uso em uma bateria de estado sólido, incluindo baterias de estado sólido conforme descrito na Patente US Nos. 8.252.438 e
9.893.379, e aqui incorporadas por referência em suas totalidades.
[0054] Em outra concretização, a composição de lítio imprimível pode ser usada para formar, ou em conjunto com um eletrólito sólido para uso em uma bateria de estado sólido. Por exemplo, a composição de lítio imprimível pode ser depositada em uma variedade de eletróli- tos de estado sólido conforme descrito na Patente US No. 7.914.930 aqui incorporada por referência em sua totalidade. Um exemplo de uma bateria secundária de estado sólido pode incluir um eletrodo posi- tivo capaz de absorver eletroquimicamente e desorver lítio; um eletro- do negativo capaz de absorver eletroquimicamente e desorver lítio, o eletrodo negativo incluindo uma camada de material ativo que com- preende um material ativo, a camada de material ativo sendo transpor- tada em um coletor de corrente; e um eletrólito não aquoso. Um méto-
do inclui as etapas de: reagir lítio com o material ativo do eletrodo ne- gativo por trazer a composição de lítio imprimível em contato com uma superfície da camada de material ativo do eletrodo negativo; e, em se- guida, combinar o eletrodo negativo com o eletrodo positivo para for- mar uma montagem de eletrodo.
[0055] Os seguintes exemplos são meramente ilustrativos da in- venção e não são limitantes a estes.
EXEMPLOS Exemplo 1
[0056] 10 g de solução de borracha de estireno butadieno (S-SBR Europrene Sol R 72613) é dissolvido em 90 g de tolueno (99% anidro, Sigma Aldrich) por agitação a 21°C por 12 horas. 6 g do 10 peso% de SBR (ligante de polímero) em tolueno (solvente) é combinado com 0,1 g de preto de carbono (Timcal Super P) (modificador de reologia) e 16 g de tolueno e disperse em um misturador planetário Thinky SÃO 250 por 6 minutos a 2000 rpm. 9,3 g de pó de metal de lítio estabilizado (SLMP®, FMC Lithium Corp.) tendo revestimento de polímero de 20 a 200 µm e d50 de 20 µm é adicionado a esta suspensão e disperse por 3 minutos a 1000 rpm em um misturador Thinky. O lítio imprimível é então filtrado através de peneira de aço inoxidável de abertura de 180 µm. A suspensão de lítio imprimível é então revestida com lâmina de médico em um coletor de corrente de cobre a uma espessura úmida de 2 mil (~50µm). A Figura 2 é um gráfico mostrando o desempenho do ciclo para uma célula de bolsa com lítio imprimível derivado de pelí- cula delgada de lítio como o anodo vs. folha de lítio delgada comercial. Exemplo 2
[0057] 10 g de terpolímero de etileno propileno dieno de peso mo- lecular 135.000 (EPDM) (Dow Nordel IP 4725P) é dissolvido em 90 g de p-xileno (99% anidro, Sigma Aldrich) por agitação a 21°C por 12 horas. 6 g dos 10 % em peso de EPDM (ligante de polímero) em p-
xileno (solvente) é combinada com 0,1 g de TiO2 (Evonik Industries) (modificador de reologia) e 16 g de tolueno e disperso em um mistura- dor planetário Thinky SÃO 250 por 6 minutos a 2000 rpm. 9,3 g de pó de metal de lítio estabilizado (SLMP®, FMC Lithium Corp.) tendo re- vestimento de polímero de 20 a 200 µm e d50 de 20 µm é adicionado a esta suspensão e disperso por 3 minutos a 1000 rpm em um mistu- rador Thinky. O lítio imprimível é então filtrado através de peneira de aço inoxidável de abertura de 180 µm. A composição de lítio imprimí- vel é então revestida com lâmina de médico a um coletor de corrente de cobre a uma espessura úmida de 2 mil (~50 µm). Estabilidade de Vida Útil
[0058] Os componentes de lítio imprimível devem ser selecionados para assegurar estabilidade química para vida útil longa à temperatura ambiente e estabilidade à temperatura elevada por curtas durações tal como durante transporte ou durante o processo de secagem. A estabi- lidade da composição de lítio imprimível foi testada usando calorime- tria. 1,5 g de SLMP foi adicionado a um recipiente de amostra Hastel- loy ARC bomb de volume de 10 ml. 2,4g de 4% de solução de ligante SBR foi adicionado ao recipiente. O recipiente foi assentado com um aquecedor de resistência de 24-ohm e um termopar para monitorar e controlar a temperatura da amostra. O conjunto de amostra bomb foi carregado em um vaso de contenção de 350 ml junto com isolamento. Um calorímetro de Advance Reactive Screening Systems Tool por Fauske Industries foi usado para avaliar a compatibilidade das solu- ções de lítio imprimível durante uma rampa de temperatura de taxa constante a 190°C. A taxa de rampa de temperatura foi 2°C/min e a temperatura da amostra foi mantida a 190°C por 60 minutos. O teste foi conduzido sob pressão de Argônio de 200 psi para impedir ebulição do solvente. A Figura 1 mostra os perfis de temperatura e pressão pa- ta o teste de reatividade de uma composição de lítio imprimível de
SLMP/estireno butadieno/tolueno. Desempenho de Impressão
[0059] A qualidade da composição de lítio imprimível com relação à capacidade de impressão é medida por vários fatores, por exemplo, consistência de fluxo que impacta diretamente a capacidade de contro- lar carregamento de lítio em um substrato ou em uma superfície do eletrodo. Um meio efetivo de medição de fluxo é Condutância de Fluxo que é uma expressão do carregamento por centímetro quadrado em relação aos fatores que controlam o carregamento – a pressão durante extrusão e a velocidade da cabeça da impressora. Ela pode mais sim- plesmente ser pensada como o inverso da resistência de fluxo.
[0060] A expressão é usada para permitir comparações entre im- pressões de pressões e velocidades variantes, e mudanças na Condu- tância de Fluxo podem alertar um relacionamento não linear de fluxo com pressão. Estes são importantes para escalada do carregamento para um lítio imprimível acima ou abaixo, dependendo da necessidade do anodo ou catodo. Uma composição de lítio imprimível ideal se comportaria em um modo linear às mudanças na pressão de extrusão.
[0061] Para testar a capacidade de impressão, uma composição de lítio imprimível é filtrada através de peneira de aço inoxidável de abertura de 180µm e carregada em uma seringa Nordson EFD de 10 ml. A seringa é carregada em um dispensador de seringa Nordson EFD HP4x e fixada a uma cabeça de impressão de molde de fenda. A cabeça de impressão de molde de fenda é equipada com um calço de 100µm – 300µm de espessura com aberturas de canal projetadas para distribuir o carregamento de composição de lítio imprimível desejado. A cabeça de molde de fenda é montada em um robô Loctite 300 Seri- es. A velocidade da cabeça de impressão é ajustada a 200 mm/s e a pressão de impressão é entre 20 e 200 psi de argônio, dependendo do projeto do calço e canal. O comprimento de impressão é 14cm. Em um experimento de ensaio de impressão de exemplo, a composição de lítio imprimível foi impressa 30 vezes de uma única seringa em confi- gurações de dispensador variando de 80 psi a 200 psi. Para este ex- perimento de ensaio de impressão, a média de condutância de fluxo foi 0,14 com desvio padrão de 0,02. Embora esta composi- ção imprimível não se comporte em um modo perfeitamente linear, a resposta de fluxo da composição à mudanças na pressão do dispen- sador é previsível para permitir que um técnico no assunto alcance o carregamento de lítio ao nível desejado. Desse modo, em condições de pressão do dispensador fixas, o carregamento de lítio pode ser con- trolado muito consistentemente. Por exemplo, para uma impressão de 0,275 de metal de lítio, o CV é cerca de 5%.
Teste Eletroquímico
[0062] O efeito de pré-litiação da composição de lítio imprimível pode ser avaliado por impressão da quantidade requerida de lítio im- primível na superfície dos eletrodos pré-fabricados. A quantidade de lítio de pré-litiação é determinada por teste do material de anodo em formato de meia-célula e cálculo do lítio requerido para compensar as perdas do primeiro ciclo devido à formação de SEI, ou outras reações laterais. Para calcular a quantidade necessária de lítio imprimível, a capacidade como metal de lítio da composição deve ser conhecida, e é aproximadamente 3600mAh/g de base de lítio seco para as compo- sições usadas como exemplos.
[0063] O efeito de pré-litiação é testado usando células de bolsa de Grafite-SiO/NCA. A folha de anodo de Grafite-SiO tem a seguinte formulação: grafite artificial (90,06%) + SiO (4,74%) + preto de carbono (1,4%) + SBR/CMC (3,8%). A capacidade de carregamento do eletro- do é 3,59 mAh/cm2 com 87% de primeiro ciclo de CE (eficiência colú- mbica). O lítio imprimível é aplicado em um anodo de Grafite-SiO a 0,15 mg/cm2 de metal de lítio. O eletrodo é secado a 80oC por 100 min, seguido por laminação em um espaço entre os rolos aproxima- damente 75% da espessura do eletrodo. Um eletrodo de 7 cm × 7 cm é perfurado a partir do lítio imprimível tratado na folha de anodo. O ele- trodo positive tem a seguinte formulação: NCA (96%) + preto de car- bono (2%) + PVdF (2%). O eletrodo positivo é 6,8 cm x 6,8 cm com capacidade de carregamento de 3,37 mAh/cm2. O catodo de NCA tem 90% de primeiro ciclo de CE. A razão de capacidade de anodo para catodo é 1,06 e a linha de base para o primeiro ciclo de CE de célula total é 77%. As células de bolsa de camada única são montadas e 1M LiPF6 /EC+DEC (1:1) é usado como o eletrólito. As células são pré- condicionadas por 12 horas a 21oC e, em seguida, o ciclo de formação é conduzido a 40oC. O protocolo de formação é 0,1C carga a 4,2V, tensão constante a 0,01C e descarga 0,1C a 2,8V. No teste descrito, 89% de primeiro ciclo de CE foi demonstrado.
[0064] Embora a presente abordagem tenha sido ilustrada e des- crita aqui com referência às concretizações preferidas e exemplos es- pecíficos destas, será prontamente aparente àqueles técnicos no as- sunto que outras concretizações e exemplos podem realizar funções similares e/ou alcançar resultados similares. Todas tais concretizações equivalentes e exemplos estão dentro do espírito e escopo da presen- te abordagem.

Claims (34)

REIVINDICAÇÕES
1. Composição de lítio imprimível, caracterizada pelo fato de que compreende: a) pó de metal de lítio; b) um ligante de polímero, em que o ligante de polímero é compatível com o pó de metal de lítio; c) um modificador de reologia, em que o modificador de reologia é compatível com o pó de metal de lítio e o ligante de políme- ro; e d) um solvente, em que o solvente é compatível com o pó de metal de lítio e com o ligante de polímero.
2. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pó de metal de lítio é pó de metal de lítio estabilizado.
3. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pó de metal de lítio é ligado com um metal selecionado a partir do grupo consistindo em alumínio, boro, germânio, silício, índio, e magnésio.
4. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que a viscosidade da compo- sição de lítio imprimível a cisalhamento de 10s-1 é cerca de 20 a cerca de 20.000 cps.
5. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição de lítio im- primível é quimicamente estável por até seis meses à temperatura ambiente, e é estável contra perda de lítio metálico à temperaturas até cerca de 60°C.
6. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o modificador de reologia é um material condutivo.
7. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 6, caracterizada pelo fato de que o material condutivo é se- lecionado a partir do grupo consistindo em preto de carbono, nanotu- bos de carbono, e grafeno.
8. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o modificador de reologia fornece capacidade aperfeiçoada, e é eletroquimicamente ativo.
9. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 8, caracterizada pelo fato de que o modificador de reologia que fornece capacidade aperfeiçoada é selecionado a partir do grupo consistindo em nanotubos de silício, grafite, carbono duro, e grafeno.
10. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o modificador de reologia fornece estabilidade aperfeiçoada.
11. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o modificador de reologia é selecionado a partir do grupo consistindo em materiais carbonáceos, materiais contendo silício, materiais contendo estanho, óxidos do Gru- po IIA, óxidos do Grupo IIIA, óxidos do Grupo IVB, óxidos do Grupo VB e óxidos do Grupo VIA.
12. Composição de lítio imprimível, de acordo com a reivin- dicação 11, caracterizada pelo fato de que o material carbonáceo é selecionado a partir do grupo consistindo em preto de carbono, nano- tubos de carbono, grafite, carbono duro, e grafeno.
13. Composição de lítio imprimível, de acordo com a reivin- dicação 11, caracterizada pelo fato de que o material contendo silício é selecionado a partir do grupo consistindo em nanotubos de silício e sílica pirogenada.
14. Composição de lítio imprimível, de acordo com a reivin- dicação 11, caracterizada pelo fato de que o óxido do Grupo IVB é se-
lecionado a partir do grupo consistindo em dióxido de titânio e dióxido de zircônio.
15. Composição de lítio imprimível, de acordo com a reivin- dicação 11, caracterizada pelo fato de que o óxido do Grupo IIIA é óxi- do de alumínio.
16. Composição de lítio imprimível, de acordo com a reivin- dicação 1, caracterizada pelo fato de que o ligante de polímero tem um peso molecular de 1.000 a 8.000.000, e é selecionado a partir do gru- po consistindo em elastômeros insaturados, elastômeros saturados, termoplásticos, ácido poliacrílico, cloreto de polivinilideno, e acetato de polivinil.
17. Bateria de estado sólido, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o elastômero insaturado é selecio- nado a partir do grupo consistindo em borracha de butadieno, isobuti- leno, e borracha de estireno butadieno.
18. Bateria de estado sólido, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o elastômero saturado é seleciona- do a partir do grupo consistindo em borracha de monômero de etileno propileno dieno e etileno-acetato de vinil.
19. Bateria de estado sólido, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o termoplástico é selecionado a par- tir do grupo consistindo em poliestireno, polietileno e polímeros de óxi- do de etileno.
20. Bateria de estado sólido, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que os polímeros de óxido de etileno são selecionados a partir do grupo consistindo em poli(etileno glicol) e poli(óxido de etileno).
21. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que o solvente é selecionado a partir do grupo consistindo em alcanos, tolueno, etilbenzeno, cume-
no, xileno, sulfonas, óleo mineral, glimas, e solventes de hidrocarbone- to sintético isoparafínico.
22. Anodo, caracterizado pelo fato de que compreende a composição de lítio imprimível como definida na reivindicação 1.
23. Anodo monolítico para uma bateria de estado sólido, caracterizado pelo fato de que compreende a composição de lítio im- primível como definida na reivindicação 1.
24. Composição de lítio imprimível, de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreendeem uma base de solução: a) 5 a 50 por cento de pó de metal de lítio; b) 0,1 a 20 por cento de ligante de polímero; c) 0,1 a 30 por cento de modificador de reologia; d) 50 a 95 por cento de solvente.
25. Bateria compreendendo um catodo, um separador, um eletrólito e um anodo, caracterizada pelo fato de que o anodo compre- ende a composição de lítio imprimível como definida na reivindicação
1.
26. Bateria compreendendo um catodo, um separador, eletrólito e um anodo, caracterizada pelo fato de que o catodo com- preende a composição de lítio imprimível como definida na reivindica- ção 1.
27. Bateria de estado sólido compreendendo um catodo, um anodo e um eletrólito sólido, caracterizada pelo fato de que o ele- trólito sólido compreende a composição de lítio imprimível como defi- nida na reivindicação 1.
28. Bateria de estado sólido compreendendo um catodo, um anodo e um eletrólito sólido, caracterizada pelo fato de que o ano- do compreende a composição de lítio imprimível como definida na rei- vindicação 1.
29. Lítio imprimível, caracterizado pelo fato de que com- preende: a) pó de metal de lítio; b) um ligante de polímero, em que o ligante de polímero é compatível com o pó de metal de lítio; e c) um modificador de reologia, em que o modificador de reologia é compatível com o pó de metal de lítio e o ligante de políme- ro.
30. Composição de lítio imprimível, caracterizada pelo fato de que compreende em uma base de solução: a) 5 a 50 por cento de pó de metal de lítio; b) 0,1 a 20 por cento de ligante de polímero; c) 0,1 a 30 por cento de modificador de reologia; e d) 50 a 95 por cento de solvente.
31. Método de aplicação de uma composição de lítio im- primível, caracterizado pelo fato de que a composição de lítio imprimí- vel compreende: fornecer uma composição de lítio imprimível compreenden- do pó de metal de lítio, um ligante de polímero compatível com o pó de metal de lítio, e um modificador de reologia compatível com o pó de metal de lítio e o ligante de polímero; e depositar a composição de lítio imprimível em um substrato.
32. Método de acordo com a reivindicação 31, caracteri- zado pelo fato de que a composição de lítio imprimível depositada em um anodo, catodo, eletrólito sólido, coletor de corrente, ou material transportador.
33. Método de acordo com a reivindicação 31, caracteri- zado pelo fato de que a composição de lítio imprimível é depositada a uma espessura de cerca de 10 mícrons a cerca de 200 mícrons.
34. Método de acordo com a reivindicação 31, caracteri-
zado pelo fato de que a composição de lítio imprimível é depositada por um método selecionado a partir do grupo consistindo em pulveri- zação, extrusão, revestimento, impressão, pintura, imersão e pulveri- zação.
TEMPERATURA (ºC) 1/2
PRESSÃO (PSI) TEMPO (MINUTOS)
CAPACIDADE DE DESCARGA (mAh)
COMERCIAL
ANODO DERIVADO DA FORMULAÇÃO DE LÍTIO IMPRIMÍVEL
NÚMERO DE CICLO
BR112020018894-8A 2018-03-22 2019-03-21 composições de lítio imprimíveis para formação de eletrodos de bateria BR112020018894A2 (pt)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862646521P 2018-03-22 2018-03-22
US62/646,521 2018-03-22
US201862691819P 2018-06-29 2018-06-29
US62/691,819 2018-06-29
US16/359,733 2019-03-20
US16/359,707 US11735764B2 (en) 2018-03-22 2019-03-20 Printable lithium compositions
US16/359,725 2019-03-20
US16/359,707 2019-03-20
US16/359,733 US20190221886A1 (en) 2018-03-22 2019-03-20 Solid-state battery
US16/359,725 US20190214631A1 (en) 2018-03-22 2019-03-20 Methods of applying printable lithium compositions for forming battery electrodes
PCT/US2019/023376 WO2019183361A1 (en) 2018-03-22 2019-03-21 Printable lithium compositions for forming battery electrodes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112020018894A2 true BR112020018894A2 (pt) 2021-02-09

Family

ID=69007469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020018894-8A BR112020018894A2 (pt) 2018-03-22 2019-03-21 composições de lítio imprimíveis para formação de eletrodos de bateria

Country Status (10)

Country Link
US (5) US20190221886A1 (pt)
JP (5) JP7239672B2 (pt)
KR (3) KR20200135355A (pt)
CN (3) CN112074975A (pt)
AU (2) AU2019240246B2 (pt)
BR (1) BR112020018894A2 (pt)
CA (1) CA3093431A1 (pt)
IL (1) IL277178A (pt)
MX (1) MX2020009831A (pt)
SG (3) SG11202008904YA (pt)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102063583B1 (ko) * 2017-05-08 2020-01-09 주식회사 엘지화학 이차전지, 그의 제조장치 및 방법
CN115943059A (zh) * 2018-10-25 2023-04-07 惠普发展公司，有限责任合伙企业 三维打印
CA3166124A1 (en) * 2020-02-19 2021-08-26 Marina Yakovleva Fast charging pre-lithiated silicon anode
CN111477842B (zh) * 2020-04-07 2021-07-02 山西大学 一种垂直结构电极的制备装置和制备方法
KR20220050300A (ko) * 2020-10-15 2022-04-25 삼성에스디아이 주식회사 전고체 이차전지용 음극층, 이를 포함하는 전고체 이차전지 및 그 제조방법
CN112490399B (zh) * 2021-01-27 2022-07-15 郑州中科新兴产业技术研究院 一种锂离子电池负极预锂的方法
CN113410521B (zh) * 2021-06-17 2023-02-21 深圳吉阳智能科技有限公司 一种预锂化装置及其使用方法

Family Cites Families (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3721113A (en) 1971-08-23 1973-03-20 Du Pont Rolling of lithium
US4502903A (en) 1982-01-20 1985-03-05 Polaroid Corporation Method of making lithium batteries with laminar anodes
JPH027663Y2 (pt) 1985-09-06 1990-02-23
DE3838329A1 (de) * 1987-11-11 1989-05-24 Ricoh Kk Negative elektrode fuer sekundaerbatterie
US5776369A (en) 1993-02-18 1998-07-07 Fmc Corporation Alkali metal dispersions
DE4491020B4 (de) 1993-02-18 2005-12-01 Fmc Corp. Verfahren zur Herstellung von Alkalimetalldispersionen
US5318600A (en) 1993-07-23 1994-06-07 Battery Engineering, Inc. Method for making a lithium anode for an electrochemical cell
US5494518A (en) 1994-05-31 1996-02-27 Nordson Corporation Slot coating die head support structure
US5616152A (en) * 1996-04-10 1997-04-01 Valence Technology, Inc. Method of preparing electrodes
US20040188880A1 (en) 1997-03-27 2004-09-30 Stephan Bauer Production of molded articles for lithium ion batteries
DE69738111T2 (de) 1997-11-19 2008-05-29 Mitsubishi Denki K.K. Lithiumionensekundärbatterie und deren herstellung
WO1999065096A1 (fr) 1998-06-09 1999-12-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrode negative pour pile secondaire, plaque negative pour pile secondaire et pile secondaire pourvue de ces elements
US6706447B2 (en) 2000-12-22 2004-03-16 Fmc Corporation, Lithium Division Lithium metal dispersion in secondary battery anodes
US8980477B2 (en) * 2000-12-22 2015-03-17 Fmc Corporation Lithium metal dispersion in secondary battery anodes
US20080057386A1 (en) 2002-10-15 2008-03-06 Polyplus Battery Company Ionically conductive membranes for protection of active metal anodes and battery cells
US8133612B2 (en) 2003-05-16 2012-03-13 Byd Company Limited Negative electrodes for rechargeable batteries
JP4321115B2 (ja) 2003-05-23 2009-08-26 日本電気株式会社 リチウムイオン二次電池用負極活物質、リチウムイオン二次電池用負極、およびリチウムイオン二次電池
US20050130043A1 (en) 2003-07-29 2005-06-16 Yuan Gao Lithium metal dispersion in electrodes
GB0318942D0 (en) 2003-08-13 2003-09-17 Aea Technology Battery Systems Process for producing an electrode
CN1321477C (zh) 2003-10-28 2007-06-13 比亚迪股份有限公司 锂离子二次电池
US20070275302A1 (en) * 2004-01-05 2007-11-29 Chiaki Sotowa Negative Electrode Material for Lithium Battery, and Lithium Battery
US9368775B2 (en) 2004-02-06 2016-06-14 Polyplus Battery Company Protected lithium electrodes having porous ceramic separators, including an integrated structure of porous and dense Li ion conducting garnet solid electrolyte layers
US7968233B2 (en) * 2004-02-18 2011-06-28 Solicore, Inc. Lithium inks and electrodes and batteries made therefrom
GB0414161D0 (en) 2004-06-24 2004-07-28 Aea Technology Battery Systems Anode for lithium ion cell
GB2412484B (en) 2004-07-27 2006-03-22 Intellikraft Ltd Improvements relating to electrode structures in batteries
CN2772044Y (zh) 2004-11-18 2006-04-12 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池
US7588623B2 (en) * 2005-07-05 2009-09-15 Fmc Corporation Lithium Division Stabilized lithium metal powder for li-ion application, composition and process
CN100470916C (zh) 2005-11-08 2009-03-18 比亚迪股份有限公司 锂离子二次电池
US7765949B2 (en) 2005-11-17 2010-08-03 Palo Alto Research Center Incorporated Extrusion/dispensing systems and methods
US7914930B2 (en) 2006-01-10 2011-03-29 Panasonic Corporation Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
US20070190422A1 (en) 2006-02-15 2007-08-16 Fmc Corporation Carbon nanotube lithium metal powder battery
US20090035663A1 (en) * 2006-10-13 2009-02-05 Fmc Corporation, Lithium Division Stabilized lithium metal powder for li-ion application, composition and process
US7922471B2 (en) 2006-11-01 2011-04-12 Palo Alto Research Center Incorporated Extruded structure with equilibrium shape
US7780812B2 (en) 2006-11-01 2010-08-24 Palo Alto Research Center Incorporated Extrusion head with planarized edge surface
US8021496B2 (en) 2007-05-16 2011-09-20 Fmc Corporation Stabilized lithium metal powder for Li-ion application, composition and process
US20090061321A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-05 Fmc Corporation, Lithium Division Stabilized lithium metal powder for li-ion application, composition and process
US8276695B2 (en) 2007-12-25 2012-10-02 Byd Co. Ltd. Battery electrode sheet
US8158282B2 (en) 2008-11-13 2012-04-17 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing prelithiated anodes for secondary lithium ion batteries
US8241793B2 (en) 2009-01-02 2012-08-14 Nanotek Instruments, Inc. Secondary lithium ion battery containing a prelithiated anode
JP2010160982A (ja) 2009-01-08 2010-07-22 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
JP2010160984A (ja) 2009-01-08 2010-07-22 Nissan Motor Co Ltd リチウムイオン二次電池用負極およびこれを用いたリチウムイオン二次電池
CN201682023U (zh) 2009-06-26 2010-12-22 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池
WO2011008744A1 (en) 2009-07-14 2011-01-20 Rogers Corporation Lithium based inks and electrodes, batteries made therefrom, and methods of manufacture thereof
TW201133983A (en) 2009-11-03 2011-10-01 Envia Systems Inc High capacity anode materials for lithium ion batteries
US9843041B2 (en) 2009-11-11 2017-12-12 Zenlabs Energy, Inc. Coated positive electrode materials for lithium ion batteries
US20110135810A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Marina Yakovleva Finely deposited lithium metal powder
US9166222B2 (en) 2010-11-02 2015-10-20 Envia Systems, Inc. Lithium ion batteries with supplemental lithium
US9004001B2 (en) 2010-12-17 2015-04-14 Palo Alto Research Center Incorporated Interdigitated finger coextrusion device
US9589692B2 (en) 2010-12-17 2017-03-07 Palo Alto Research Center Incorporated Interdigitated electrode device
US9385397B2 (en) 2011-08-19 2016-07-05 Nanotek Instruments, Inc. Prelithiated current collector and secondary lithium cells containing same
JP5753042B2 (ja) * 2011-09-20 2015-07-22 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 電池用電極の製造方法および電池の製造方法
CN103918108B (zh) 2011-10-05 2017-05-10 加州大学校务委员会 用于锂离子可充电化学的锂金属掺杂电极
KR20130067914A (ko) 2011-12-14 2013-06-25 한국전자통신연구원 리튬 이차 전지용 리튬 금속­탄소 분말 복합체 음극 및 이를 함유하는 리튬 금속 이차전지
EP2804243B1 (en) 2012-01-11 2017-10-25 Mitsubishi Chemical Corporation Binder resin composition for secondary battery electrodes, slurry for secondary battery electrodes, electrode for secondary batteries, and lithium ion secondary battery
US9437370B2 (en) 2012-02-27 2016-09-06 Nanotek Instruments, Inc. Lithium-ion cell having a high-capacity anode and a high-capacity cathode
EP2826095A2 (en) 2012-03-13 2015-01-21 Maxwell Technologies, Inc. Capacitor and battery combination
US9780358B2 (en) 2012-05-04 2017-10-03 Zenlabs Energy, Inc. Battery designs with high capacity anode materials and cathode materials
JP2013243088A (ja) * 2012-05-22 2013-12-05 Jtekt Corp 電極製造システム
JP2014120264A (ja) 2012-12-14 2014-06-30 Toho Titanium Co Ltd 全固体リチウム電池
JP6333286B2 (ja) 2012-12-19 2018-05-30 ロックウッド リチウム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＲｏｃｋｗｏｏｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ ＧｍｂＨ リチウム粉末アノード
KR101794427B1 (ko) 2012-12-25 2017-11-06 비와이디 컴퍼니 리미티드 배터리
US9337471B2 (en) 2012-12-27 2016-05-10 Palo Alto Research Center Incorporated Co-extrusion print head for multi-layer battery structures
JP6442134B2 (ja) 2013-03-06 2018-12-19 日本特殊陶業株式会社 全固体電池、及び、全固体電池の製造方法
WO2014176267A1 (en) 2013-04-23 2014-10-30 Maxwell Technologies, Inc. Methods for solid electrolyte interphase formation and anode pre-lithiation of lithium ion capacitors
US9882238B2 (en) 2013-05-16 2018-01-30 Nanotek Instruments, Inc. Lithium-sulfur secondary battery containing gradient electrolyte
EP4350815A3 (en) * 2013-05-23 2024-05-15 Hercules LLC Binder composition for an electrode and methods for producing the same
US9368831B2 (en) * 2013-06-10 2016-06-14 Nanotek Instruments, Inc. Lithium secondary batteries containing non-flammable quasi-solid electrolyte
KR20140147052A (ko) 2013-06-18 2014-12-29 주식회사 엘지화학 애노드용 바인더 용액, 그를 포함하는 애노드용 활물질 슬러리, 그 활물질 슬러리를 이용한 애노드 및 이를 포함하는 전기화학소자
CN203536529U (zh) 2013-09-23 2014-04-09 宁德新能源科技有限公司 一种锂离子电池
KR102411555B1 (ko) * 2014-02-13 2022-06-20 알베마를 저머니 게엠베하 갈바닉 전지 및 증가된 용량을 갖는 (부분적) 리튬화 리튬 배터리 애노드, 및 합성 흑연 인터칼레이션 화합물을 생성하는 방법
CN104953175A (zh) 2014-03-28 2015-09-30 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池固体电解质及其制备方法和锂离子电池
US10090529B2 (en) 2014-07-22 2018-10-02 Xerion Advanced Battery Corp. Monolithic porous open-cell structures
CN104332657B (zh) 2014-08-20 2016-06-22 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池富锂工艺及使用该工艺制备的锂离子电池
DE102014226168B4 (de) 2014-12-17 2018-04-19 Dialog Semiconductor (Uk) Limited Spannungsregler mit Senke/Quelle-Ausgangsstufe mit Betriebspunkt-Stromsteuerschaltung für schnelle transiente Lasten und entsprechendes Verfahren
US9837659B2 (en) 2014-12-22 2017-12-05 GM Global Technology Operations LLC Process for lithiating negative electrodes for lithium ion electrochemical cells
GB201501507D0 (en) 2015-01-29 2015-03-18 Sigma Lithium Ltd Composite materials
CN104882612B (zh) 2015-04-07 2018-02-13 宁德新能源科技有限公司 一种粘结剂及应用该粘结剂的锂离子电池
US9755241B2 (en) 2015-04-08 2017-09-05 Nanotek Instruments, Inc. Alkali metal secondary battery containing a dendrite-intercepting layer
CA2983601A1 (en) 2015-04-23 2017-01-19 William Marsh Rice University Vertically aligned carbon nanotube arrays as electrodes
US20170040605A1 (en) 2015-08-03 2017-02-09 Google Inc. Micro-Porous Battery Substrate
JP7061569B2 (ja) 2016-01-13 2022-04-28 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ケイ素と安定化リチウム金属粉末用の結合剤付きのアノード構造体
JP6945833B2 (ja) 2016-03-22 2021-10-06 国立大学法人豊橋技術科学大学 電極及びその製造方法並びに全固体型リチウムイオン電池
US10755867B2 (en) 2016-04-18 2020-08-25 Florida State University Research Foundation, Inc Method of negative electrode pre-lithiation for lithium-ion capacitors
KR102349772B1 (ko) 2016-05-20 2022-01-10 시온 파워 코퍼레이션 전극 및 전기화학 전지 보호층
DE112017003085T5 (de) 2016-06-21 2019-03-14 Applied Materials, Inc. Grenzflächenschicht für verbesserte Lithiummetallzyklisierung
KR102443882B1 (ko) 2016-08-03 2022-09-15 시그마 리튬 리미티드 금속 리튬 코팅을 형성하는 방법
CN106129315B (zh) * 2016-08-19 2019-06-25 洛阳力容新能源科技有限公司 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法、锂离子电池
PL3586387T3 (pl) 2017-02-21 2024-03-18 Tesla, Inc. Wstępnie litowane urządzenie do magazynowania energii
US10593945B2 (en) 2017-03-20 2020-03-17 Bing R. Hsieh Printed planar lithium-ion batteries

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200135355A (ko) 2020-12-02
US11735764B2 (en) 2023-08-22
JP2021531620A (ja) 2021-11-18
AU2019240246B2 (en) 2022-09-01
US20200006760A1 (en) 2020-01-02
SG11202008910UA (en) 2020-10-29
JP2023036591A (ja) 2023-03-14
CN112074976A (zh) 2020-12-11
SG11202008906SA (en) 2020-10-29
CA3093431A1 (en) 2019-09-26
JP7239672B2 (ja) 2023-03-14
JP7425036B2 (ja) 2024-01-30
AU2019240246A1 (en) 2020-10-08
JP2023063336A (ja) 2023-05-09
US20210273260A1 (en) 2021-09-02
US20210280909A1 (en) 2021-09-09
IL277178A (en) 2020-10-29
SG11202008904YA (en) 2020-10-29
US20190214631A1 (en) 2019-07-11
CN112074972A (zh) 2020-12-11
JP7417581B2 (ja) 2024-01-18
KR20200133746A (ko) 2020-11-30
US20190221886A1 (en) 2019-07-18
CN112074975A (zh) 2020-12-11
JP2021520048A (ja) 2021-08-12
KR20200133748A (ko) 2020-11-30
US20200243852A9 (en) 2020-07-30
JP2021518986A (ja) 2021-08-05
AU2022259740A1 (en) 2022-12-01
RU2020130437A (ru) 2022-04-22
MX2020009831A (es) 2020-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112020018894A2 (pt) composições de lítio imprimíveis para formação de eletrodos de bateria
US11824182B2 (en) Battery utilizing printable lithium
EP3769358A1 (en) Printable lithium compositions for forming battery electrodes
US20200014033A1 (en) Printed lithium foil and film
BR112021015924A2 (pt) Lâmina e película de lítio impressas
JP7476226B2 (ja) プリンタブルリチウムを利用した電池
US20240021869A1 (en) Prelithiated anodes using printable lithium compositions
RU2799803C2 (ru) Печатные литиевые композиции для формирования электродов аккумуляторных батарей
RU2810322C2 (ru) Печатная литиевая фольга и пленка
US20240136494A1 (en) Battery utilizing printable lithium

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B25D Requested change of name of applicant approved

Owner name: LIVENT USA CORP. (US)

B25G Requested change of headquarter approved

Owner name: LIVENT USA CORP. (US)

B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]