CN102272986A - 锂二次电池用正极活性材料 - Google Patents
锂二次电池用正极活性材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102272986A CN102272986A CN201080004087XA CN201080004087A CN102272986A CN 102272986 A CN102272986 A CN 102272986A CN 201080004087X A CN201080004087X A CN 201080004087XA CN 201080004087 A CN201080004087 A CN 201080004087A CN 102272986 A CN102272986 A CN 102272986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- positive electrode
- electrode active
- cobalt
- active materials
- manganese
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 title claims abstract description 40
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 30
- -1 polyphenylene Polymers 0.000 claims description 25
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims description 23
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 claims description 3
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003927 aminopyridines Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 claims description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N lithium;manganese;nickel;oxocobalt Chemical compound [Li].[Mn].[Ni].[Co]=O VGYDTVNNDKLMHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 6
- 229910013292 LiNiO Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 5
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 3
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 3
- 239000002318 adhesion promoter Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCLJOFJIQIJXHS-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(2-prop-2-enoyloxyethoxy)ethoxy]ethoxy]ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOCCOCCOCCOC(=O)C=C HCLJOFJIQIJXHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910012820 LiCoO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012427 LiNi0.53Mn0.27Co0.20O2 Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001597008 Nomeidae Species 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000004862 dioxolanes Chemical class 0.000 description 2
- WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N dodecane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCCCCCS WNAHIZMDSQCWRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N trimethyl orthoformate Chemical compound COC(OC)OC PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethoxyethane Chemical compound COC(C)OC SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazolidone Chemical compound O=C1NCCO1 IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSCAZPYHLGGNPZ-UHFFFAOYSA-N 3-chloropropyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCCl KSCAZPYHLGGNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYPNJNDODFVZLE-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-2-enoic acid Chemical compound CC(C)=CC(O)=O YYPNJNDODFVZLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FQMIAEWUVYWVNB-UHFFFAOYSA-N 3-prop-2-enoyloxybutyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC(C)CCOC(=O)C=C FQMIAEWUVYWVNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCS DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(=O)C(C)=C URDOJQUSEUXVRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHWGFJBTMHEZME-UHFFFAOYSA-N 4-prop-2-enoyloxybutyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCCOC(=O)C=C JHWGFJBTMHEZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKSFWDNJWGSQMY-UHFFFAOYSA-N CC(=CC(=O)OCCCCO)C Chemical compound CC(=CC(=O)OCCCCO)C AKSFWDNJWGSQMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000925 Cd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical group COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- WRYCSMQKUKOKBP-UHFFFAOYSA-N Imidazolidine Chemical compound C1CNCN1 WRYCSMQKUKOKBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004310 Ion Channels Human genes 0.000 description 1
- 229910012722 Li3N-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012716 Li3N-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012734 Li3N—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013043 Li3PO4-Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013035 Li3PO4-Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012810 Li3PO4—Li2S-SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012797 Li3PO4—Li2S—SiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012047 Li4SiO4-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012075 Li4SiO4-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012057 Li4SiO4—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015044 LiB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012748 LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013282 LiNiMO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012573 LiSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012346 LiSiO4-LiI-LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012345 LiSiO4-LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012348 LiSiO4—LiI—LiOH Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 1
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 229920000914 Metallic fiber Polymers 0.000 description 1
- ZHGDJTMNXSOQDT-UHFFFAOYSA-N NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O Chemical compound NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O.NP(N)(N)=O ZHGDJTMNXSOQDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical class CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical class C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane triacrylate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEKPOUATRPPTLV-UHFFFAOYSA-N [Li].BCl Chemical compound [Li].BCl BEKPOUATRPPTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- XRERONKQLIQWGW-UHFFFAOYSA-N but-1-ene;styrene Chemical compound CCC=C.C=CC1=CC=CC=C1 XRERONKQLIQWGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKOHUFLQBXMCOZ-UHFFFAOYSA-N butane-1,3-diol 3-methylbut-2-enoic acid Chemical compound CC(=CC(=O)O)C.C(CC(C)O)O AKOHUFLQBXMCOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001760 dimethyl sulfoxide Drugs 0.000 description 1
- NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N dipotassium dioxido(oxo)titanium Chemical compound [K+].[K+].[O-][Ti]([O-])=O NJLLQSBAHIKGKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- BLBBMBKUUHYSMI-UHFFFAOYSA-N furan-2,3,4,5-tetrol Chemical class OC=1OC(O)=C(O)C=1O BLBBMBKUUHYSMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- LVIYYTJTOKJJOC-UHFFFAOYSA-N nickel phthalocyanine Chemical compound [Ni+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 LVIYYTJTOKJJOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005181 nitrobenzenes Chemical class 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N octane-1-thiol Chemical compound CCCCCCCCS KZCOBXFFBQJQHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000379 polypropylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003233 pyrroles Chemical class 0.000 description 1
- 239000001008 quinone-imine dye Substances 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000006884 silylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- NESLVXDUKMNMOG-UHFFFAOYSA-N triethoxy-(propyltetrasulfanyl)silane Chemical compound CCCSSSS[Si](OCC)(OCC)OCC NESLVXDUKMNMOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M4/60—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
- H01M4/36—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
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
-
- 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
- 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
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- 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
-
- 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
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于由式1表示的锂镍-锰-钴氧化物的正极活性材料,其中所述锂镍-锰-钴氧化物的镍含量在全部过渡金属中占至少40%且在所述锂镍-锰-钴氧化物的表面涂覆有导电聚合物。具有所公开的正极活性材料的锂二次电池具有不劣化电导率并同时提高高温稳定性、由此有效提供高充电容量的优势。
Description
技术领域
本发明涉及锂二次电池用正极活性材料,更特别地,涉及基于由式1表示的锂镍-锰-钴氧化物的正极活性材料,其中所述锂镍-锰-钴氧化物的镍含量在全部过渡金属中占至少40%,且在所述锂镍-锰-钴氧化物的表面涂覆有导电聚合物。
背景技术
随着移动设备的技术进步和需求,对作为能源的二次电池的需求急剧增加。在这种二次电池中,在相关领域中广泛使用具有高能量密度和工作电位、长寿命周期和自放电减少的锂二次电池。
对于锂二次电池用正极活性材料,广泛使用含锂的钴氧化物(LiCoO2)。另外,还提出了含锂的锰氧化物如具有层状晶体结构的LiMnO2、具有尖晶石晶体结构的LiMn2O4等以及含锂的镍氧化物(LiNiO2)。
在这种正极活性材料中,尽管广泛使用具有优异物理性能如循环性能的LiCoO2,但是这种材料会遇到包括如下的缺点:例如安全性低、因作为天然资源的钴缺乏而导致成本高、在大规模用作电动车辆应用中的电源时受到限制等。
锂锰氧化物如LiMnO2、LiMn2O4等包含锰,所述锰储量丰富且环境有利,从而可代替LiCoO2,由此吸引了极大的关注。然而,这种锂锰氧化物具有诸如充电容量低和循环性能差的缺点。
同时,与钴氧化物相比,锂镍基氧化物如LiNiO2具有经济优势,当在4.3V下进行充电时,其显示高放电容量。掺杂的LiNiO2的可逆容量为约200mAh/g,这比LiCoO2的可逆容量(约165mAh/g)高。因此,即使平均放电电位和体积密度略小,含正极活性材料的市售电池仍显示了提高的能量密度。在这种情况下,为了开发高容量的电池,正在对镍基正极活性材料进行积极的研究和调查。然而,因为下列问题而基本限制了LiNiO2正极活性材料的实际应用。
首先,LiNiO2氧化物因在充放电循环中涉及的体积变化而在晶体结构中显示了快速相变,从而造成粒子破裂并在晶界中产生孔。因此,阻止了锂离子的吸收和释放且增大了极化电阻,由此劣化了充放电性能。为了解决这些问题,根据常规方法,过量使用Li源且所述Li在氧气氛中发生反应而产生LiNiO2氧化物。该制得的正极活性材料的缺点在于,因在电池充电期间氧原子的原子排斥而造成结构膨胀且不稳定,并因重复充放电而导致循环性能严重劣化。
第二,LiNiO2遇到了在储存或充放电循环期间产生过多气体的问题。这是因为在LiNiO2的制造期间在过量添加Li源以形成优异晶体结构的同时进行热处理,因此,水溶性碱如Li2CO3、LiOH等作为反应残余物残留在初级粒子之间并发生降解或与电解质反应,从而在充电期间产生CO2气体。此外,由于LiNiO2粒子基本上具有因初级粒子的聚集而形成的次级粒子结构,所以与电解质接触的面积增大且上述问题变得更严重,由此造成电池膨胀并降低了高温稳定性。
第三,当将LiNiO2暴露在空气和/或湿气下时,在该氧化物表面处耐化学性急剧下降,且由于高pH,所以NMP-PVDF浆体开始聚合,从而使其凝胶化。上述特性可在电池制造中造成严重的处理问题。
第四,与LiCoO2的制造方法不同,通过简单的固相反应不能制备高品质的LiNiO2。任何包含Co作为必需的掺杂剂并包含其他掺杂剂如Mn、Al等的LiNiMO2正极活性材料,都基本上是通过在氧气氛或合成气气氛(即不含CO2的气氛)下使锂材料如LiOH·H2O与复合过渡金属氢氧化物发生反应来制造的,由此需要高制造成本。如果为了在LiNiO2的制造期间将杂质除去而进行任意的附加工艺如洗涤或涂覆,则制造成本会适时增加。因此,常规技术通常集中在改进LiNiO2的制造方法以及LiNiO2正极活性材料的特性上。
已经提出了一种锂过渡金属氧化物,其中利用其他过渡金属如锰、钴等对镍进行了部分取代。这种氧化物是一种具有优异循环性能和容量的金属取代的镍基锂过渡金属氧化物。然而,在长期使用所述氧化物的情况中,循环性能急剧劣化且不能充分克服其他问题如因在电池中产生气体而造成的膨胀、化学稳定性下降等。
认为造成上述事实的原因在于:镍基锂过渡金属氧化物为由小的初级粒子聚集而得到的次级粒子形式;因此,锂离子向活性材料的表面传输并与空气中的湿气或CO2反应,从而产生杂质如Li2CO3、LiOH等;由在镍基锂过渡金属氧化物的制造之后残留的残余物所产生的杂质可降低单电池容量;或所述杂质会在电池内部发生分解而产生气体,由此造成电池膨胀。
因此,仍需要开发新技术以解决因杂质造成的高温稳定性问题并同时利用适合于提高电池容量的锂镍基正极活性材料。
发明内容
技术问题
因此,本发明旨在解决上述现有技术中的问题并克服相关领域中的技术限制。
作为本发明人进行的广泛研究和大量实验的结果,发现,通过将导电聚合物涂布到锂镍-锰-钴氧化物的表面上而制备的正极活性材料可在不降低电导率和离子传导率的条件下显示提高的高温稳定性,由此实现了正极活性材料的优异的总体物理性能和高容量。由此,成功地完成了本发明。
技术方案
因此,本发明提供一种包含由式(1)表示的锂镍-锰-钴氧化物的正极活性材料,其中所述锂镍-锰-钴氧化物的镍含量在全部过渡金属中占至少40%,且在所述锂镍-锰-钴氧化物的表面涂覆有导电聚合物。
LixMyO2 (1)
其中M是Ni1-a-bMnaCob(0.05≤a≤0.4,0.1≤b≤0.4,0.4≤(1-a-b)≤0.9),x+y为约2且0.95≤x≤1.15。
通过将导电聚合物涂布至锂镍-锰-钴氧化物的表面而制备的本发明的正极活性材料具有不劣化电导率并同时保持高温安全性的优势,从而基于锂镍-锰-钴氧化物的高Ni含量而有效地提供了高容量。
对于基于锂过渡金属氧化物的正极活性材料,当所述材料的不稳定表面暴露于电解质并受到内部和/或外部碰撞时,其释放出氧气,从而造成快速放热反应。这种放热反应可被正极活性材料之外的电解质、电解质盐等加速。
作为本发明人进行的多种实验的结果,发现,如果将导电聚合物涂布至基于锂镍-锰-钴氧化物的正极活性材料的表面,则在电解质与正极活性材料之间形成稳定的界面,从而使得正极活性材料与电解质的反应性大大下降,由此抑制了电池的燃烧和/或爆炸并提高了电池的安全性。此外发现,由于使离子传导率的下降最小化,所以可使电导率不下降。
因此,含上述材料的二次电池可具有高温稳定性和高容量而不劣化总体物理性能如降低电导率。在下文中,将对本发明进行详细说明。
关于本发明的正极活性材料,由式1表示的锂镍-锰-钴氧化物具有至少40%的Ni含量,这比其他过渡金属相对更高。由于二价镍的分数比相对高,所以传输锂离子的电荷量增加,从而实现了高容量。
上述锂镍-锰-钴氧化物的构成组成必须满足由式1限定的特定条件。
即,锂(Li)的含量‘x’为0.95~1.15,如果锂含量超过1.15,则在循环期间安全性可能因在60℃特定温度下的高电压(U=4.35V)而下降。相反,如果x<0.95,倍率性能和可逆容量下降。
此外,Ni的含量(1-a-b)为0.4~0.9,这比锰和钴的含量相对更高。如果Ni的含量小于0.4,则正极活性材料不能具有高容量。相反,当镍含量超过0.9时,安全性急剧下降。
钴的含量‘b’为0.1~0.4。如果b>0.4,钴的含量过高,则原料成本通常增加且同时可逆容量轻微下降。另一方面,如果b<0.1即钴的含量太低,则难以同时实现电池的期望倍率性能和高功率密度。x+y优选为1.95~2.15。
对于具有高Ni含量的锂镍-锰-钴氧化物,在煅烧期间Ni2+离子的含量增大时,在高温下氧的解吸变得严重。结果,遇到如下几个问题:即晶体结构的稳定性下降、比表面积变宽、杂质含量增大,从而使得上述氧化物与电解质的反应性增加且高温稳定性下降等。
因此,本发明提供一种由式1表示的改进的正极活性材料,其包含涂布到正极活性材料表面以使正极活性材料与电解质的反应性最小化、由此提高高温稳定性的导电聚合物。
对于对正极活性材料的表面涂布非导电性氧化物来提高高温稳定性,少量涂布不会实质上影响安全性。相反,其大量涂布可能显著影响离子通道,由此劣化电化学性能。此外,因为是非导电性材料,所以可能切断电通道,从而劣化电池的性能。
相反,本发明的导电聚合物可具有足以不会降低离子和电子迁移率的离子传导率,由此不会妨碍传导率。
在优选实施方式中,由式1表示的锂镍-锰-钴氧化物可具有3~20μm的平均粒径(D50)。此外,这种氧化物具有聚集的粒子结构,即可包含具有内孔的聚集的微细粉末。在这点上,这种微细粉末即初级粒子可具有0.01~8μm的平均粒径,同时聚集的粒子即次级粒子可具有3~20μm的平均粒径。
如果初级粒子的粒径太大,则比表面积下降且同时强度升高。然而,由于阳离子混合,可能劣化诸如倍率性能的单电池性能。此外,如果次级粒子的粒径太小,则粘合剂的量增加。另一方面,如果次级粒子的粒径太大,则振实密度下降。
只要导电聚合物具有导电性,则这种聚合物没有特别限制。然而,为了阻止在电极制造期间所述导电聚合物的除去和/或在电池中含有所述导电聚合物时为了抑制所述导电聚合物溶出至电解质中或所述导电聚合物发生降解,优选通过电解质或有机溶剂使所述聚合物惰性化。
这种导电聚合物可以为选自如下的至少一种:聚乙炔、聚亚苯基(polyphenylene)、聚苯胺、聚噻吩、聚亚苯基-亚乙烯基(polyphenylene-vinylene)、聚氨基吡啶和聚吡咯或其两种以上的组合,但当然不限于此。
上述导电聚合物可具有80~300℃的熔点。在电池的内部温度超过80℃之后,具有这种熔点的导电聚合物会熔化,然后烧焦并粘附在活性材料的表面上或流入正极活性材料的间隙中,由此降低离子和电子的迁移率。因此,通过提高电池的内阻,可阻止电化学反应的进行,由此抑制了电池的燃烧。
此外,导电聚合物的涂覆厚度取决于多种因素如有机溶剂的类型、导电聚合物的添加量、锂镍-锰-钴氧化物的添加量、搅拌速度、速率等,因此没有特别限制。所述导电聚合物的涂覆厚度优选为0.1~10μm。
如果导电聚合物的涂覆量太小,则不能预期得到涂覆效果。相反,当涂覆量太大时,单电池性能可能劣化。因此,相对于活性材料的总重量,涂覆量可为0.5~10重量%。
本发明还提供一种含有上述正极活性材料的锂二次电池。所述锂二次电池可包含例如正极、负极、隔板和含锂盐的非水电解质。
通过例如向正极集电体涂布正极活性材料、导电材料和粘合剂的混合物并对涂覆的集电体进行干燥来制造正极。任选地,可向所述混合物中添加填料。通过向负极集电体涂布负极活性材料并对涂覆的集电体进行干燥来制造负极,如果需要,所述负极可进一步包含上述成分。
所述负极活性材料可包括例如:碳和石墨材料如天然石墨、人造石墨、可膨胀石墨、碳纤维、硬碳、碳黑、碳纳米管、富勒烯、活性碳等;可与锂形成合金的金属如Al、Si、Sn、Ag、Bi、Mg、Zn、In、Ge、Pb、Pd、Pt、Ti等以及含所述金属的化合物;金属和其与碳和石墨材料的化合物的复合材料;含锂的氮化物等。其中,更优选碳基活性材料、硅基活性材料、锡基活性材料和/或硅-碳基活性材料,其可单独或以其两种以上组合的方式使用。
所述隔板设置在所述正极与所述负极之间,且所述隔板由具有高离子渗透率和优异机械强度的薄绝缘膜构成。隔板中各个孔的直径通常为0.01~10μm且其厚度通常为5~300μm。可使用片或无纺布来制造这种隔板,所述片或无纺布由例如烯烃聚合物如具有耐化学性和疏水性的聚丙烯、玻璃纤维或聚乙烯制成。当使用固体电解质如聚合物电解质时,这种电解质也可充当隔板。
所述粘合剂可包括例如:聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化的EPDM、苯乙烯-丁烯橡胶、氟橡胶、不同的共聚物、高度皂化的聚乙烯醇等。
所述隔板的另一个实例可以为具有活性膜的有机/无机复合多孔隔板,其特征在于,选自活性膜中的一部分多孔区域、聚烯烃基隔板基材和基材表面的至少一个区域涂覆有无机粒子与粘合剂聚合物的混合物。任选地,可以将所述无机粒子涂布至电极侧面。
这种无机粒子可包括例如具有5以上介电常数的无机粒子、显示压电性能的无机粒子、具有锂离子转运能力的无机粒子等。
使用导电材料来提高电极活性材料的电导率,且相对于电极混合物的总重量可以以1~30重量%的量添加所述导电材料。所述导电材料没有特别限制,只要其显示电导率而不会造成电池的化学变化即可。例如,所述导电材料可包括:石墨如天然石墨或人造石墨;碳黑如碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法碳黑、炉黑、灯黑、夏黑等;导电纤维如包括碳纳米管或富勒烯的碳衍生物、碳纤维、金属纤维等;金属粉末如碳氟化物、铝或镍粉;导电晶须如氧化锌、钛酸钾等;导电金属氧化物如二氧化钛;导电材料如聚亚苯基衍生物等。
粘度控制剂是指调节电极混合物的粘度以有助于更容易地将电极混合物共混并涂布到集电体上的过程的成分。相对于电极混合物的总重量,优选以最高达30重量%的量添加所述粘度控制剂。这种粘度控制剂的实例可包括羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯等,但是当然不限于此。任选地,上述溶剂也可充当粘度控制剂。
本文中所使用的填料是用于抑制电极的膨胀的附加成分,所述填料没有特别限制,只要其包含纤维状材料且不会造成电池的化学变化即可。例如,可使用烯烃基聚合物如聚乙烯、聚丙烯等或纤维状材料如玻璃纤维、碳纤维等形成所述填料。
偶联剂是用于提高电极活性材料与粘合剂之间粘附性的另一种附加成分,其特征在于具有至少两个官能团,且相对于粘合剂的重量可以以最高达30重量%的量使用所述偶联剂。这种偶联剂的实例可以为具有至少两个官能团的材料,其中一个官能团与存在于硅、锡或石墨基活性材料表面上的羟基或羧基发生反应而形成化学键,同时另一个官能团与聚合物粘合剂发生反应而形成另一个化学键。偶联剂的优选实例可以为硅烷基偶联剂,包括:三乙氧基甲硅烷基丙基四硫化物、巯丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷、氰酸根合丙基三乙氧基硅烷等,但不特别限制于此。
本文中使用的粘附促进剂是用于提高活性材料对集电体的粘附性的附加成分,且相对于粘合剂可以以不超过10重量%的量添加所述粘附促进剂。所述粘附促进剂的实例可包括草酸、己二酸、甲酸、丙烯酸衍生物、衣康酸衍生物等。
分子量控制剂可包括例如叔十二烷基硫醇、正十二烷基硫醇、正辛基硫醇等。交联剂可包括例如1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸芳基酯、甲基丙烯酸芳基酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯等。
所述电极的集电体是在活性材料的电化学反应期间电子发生移动的部分,且基于电极的类型,可将所述集电体分为负极集电体和正极集电体。
通常以3~500μm的厚度制造负极集电体。负极集电体的材料没有特别限制,只要所述负极集电体显示电导率且不会造成电池的化学变化即可,所述负极集电体的材料可包括例如铜、不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳,利用碳、镍、钛、银等表面处理过的铜或不锈钢,或铝-镉合金等。
通常以3~500μm的厚度制造正极集电体。正极集电体的材料没有特别限制,只要所述正极集电体显示高电导率且不会造成电池的化学变化即可,所述正极集电体的材料可包括例如不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳,或者利用碳、镍、钛、银等表面处理过的铝或不锈钢。
所述集电体可在其表面上形成微细的凹凸,从而增强电极活性材料的粘合,且可以以不同的形式如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫、无纺布等来利用所述集电体。
本文中所使用的含锂的非水电解质可包含非水电解质和锂盐。
上述非水电解质可以为非质子溶剂,所述非质子溶剂包括例如:N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四羟基呋喃、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1,3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯、三甲氧基甲烷、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸亚丙酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯、丙酸乙酯等。
本文中所使用的锂盐为易溶于非水电解质中的物质,且其实例可包括LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂、酰亚胺等。
任选地,可以使用有机固体电解质或无机固体电解质。
所述有机固体电解质可包括例如聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、poly agitation lysine、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯和具有离子离解基团的聚合物。
所述无机固体电解质可包括Li的氮化物、卤化物、硫酸盐等,例如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH、Li3PO4-Li2S-SiS2等。
为了改善充放电特征和/或阻燃性,所述非水电解质可进一步包含例如吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、乙二胺、正甘醇二甲醚、六磷酸三酰胺(hexaphosphoric triamide)、硝基苯衍生物、硫、醌亚胺染料、N-取代的唑烷酮、N,N-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝等。任选地,所述电解质可包含卤素溶剂如四氯化碳、三氟乙烯等以提供不燃性和/或CO2气体以改进电解质的高温储藏。
可根据相关领域中已知的任何常规方法来制造本发明的锂二次电池。关于本发明的锂二次电池,正极、负极和隔板的构型没有特别限制,例如,可以在圆形、角形或袋形箱中以卷绕或堆叠的形式放置各种片。
可将本发明的锂二次电池用于需要优异的倍率性能和高温稳定性的各种装置中,例如:由电动机驱动的电动工具;电动汽车如电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)等;电动双轮车辆如电动自行车、电动滑板车等;电动高尔夫球车等,且无特别限制。
有益效果
如上所述,当将本发明的正极活性材料引入到锂二次电池中时,可充分实现电池的高容量。另外,通过将导电聚合物涂布至锂镍-锰-钴氧化物的表面,可有利地提高高温稳定性而不会劣化电池的性能。
附图说明
根据结合附图进行的下列详细说明,将更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优势,其中:
图1是显示根据实验例1的在实施例1中得到的材料的SEM照片;
图2是显示根据实验例1的在比较例1中得到的材料的SEM照片;
图3说明了根据实验例3的在比较例1中得到的材料的DSC图;
图4说明了根据实验例3的在实施例1中得到的材料的DSC图;
图5说明了根据实验例3的在实施例2中得到的材料的DSC图;
图6说明了根据实验例4的在比较例1中得到的材料的SCC图;
图7说明了根据实验例4的在实施例1中得到的材料的SCC图;以及
图8说明了根据实验例4的在实施例2中得到的材料的SCC图。
具体实施方式
在下文中,参考下列实施例对本发明的例示性实施方式进行更详细地说明。然而,本领域的技术人员应清楚,提出这些实施方式仅出于例示性目的,而不限制本发明的范围。
实施例1
在将相对重量比为100∶2的活性材料∶聚吡咯放入干燥涂覆装置中之后,在2.5kW和3000rpm下将所述混合物处理5分钟。所述活性材料是LiNi0.53Mn0.27Co0.20O2。
实施例2
除了LiNi0.53Mn0.27Co0.20O2∶聚吡咯的相对重量比为100∶1之外,重复与实施例1中相同的程序以对活性材料进行处理。
实施例3
除了LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2∶聚吡咯的相对重量比为100∶2之外,重复与实施例1中相同的程序以对活性材料进行处理。
比较例1
在不进行附加处理的条件下制备实施例1中所使用的活性材料。
实验例1
对于实施例1和比较例1中得到的各种活性材料,通过SEM对活性材料的表面进行观察。将实施例1和比较例1的材料的观察结果分别示于图1和2中。
实验例2
通过以95∶2.5∶2.5的相对重量比将活性材料、导电材料和粘合剂共混,将实施例1~3和比较例1中得到的各种活性材料形成为浆体,随后将所述浆体涂布到Al箔上而形成电极。在对形成的电极进行冲孔以达到25%的孔隙率之后,使用冲孔的电极制造硬币单电池。负极为Li且电解质为溶于碳酸酯溶剂中的1M LiPF6。在0.1C和3~4.25V下对制得的单电池进行充放电处理,在对容量和单电池效率进行监测之后,将实施例1和2与比较例1的材料所获得的结果示于表1中。
表1
首次充电(mAh/g) | 首次放电(mAh/g) | 首次效率(%) | |
比较例1 | 184.3 | 162.1 | 87.9 |
实施例1 | 184.5 | 161.9 | 87.8 |
实施例2 | 184.3 | 162.2 | 88.0 |
如表1中所示,发现所有的活性材料都显示了有利的电化学性能且实施例3中得到的活性材料显示基本相同的结果。
实验例3
在0.1C下将实验例2的使用各种活性材料制造的单电池充电至4.3V之后,使用差示扫描量热仪(DSC)对加热位置和加热强度进行测量。将比较例1、实施例1和2的结果分别示于图3、4和5中。
与比较例1相比可发现,实施例1和2中获得的两种活性材料都具有急剧下降的加热强度。此外观察到,当活性材料中聚吡咯的含量增大时,加热强度进一步下降。实施例3也显示了与实施例1基本相同的结果。因此我们确认,优选提高了活性材料的安全性。
实验例4
对于实验例2的使用各种活性材料制造的单电池,测量了短路电流(SCC)。图6、7和8分别显示了比较例1、实施例1和2的结果。
与比较例1相比可发现,实施例1和2中获得的两种活性材料都显示了下降的电流峰值。此外观察到,随着活性材料中聚吡咯含量的增加,电流峰值的大小进一步下降。同样地,实施例3显示了与实施例1基本相同的结果。因此我们确认,优选提高了活性材料的安全性。
尽管出于例示性目的而公开了本发明的优选实施方式,但是本领域的技术人员应理解,在不背离所附的权利要求书中所公开的本发明的范围和主旨的情况下,在上述详细说明的基础上可以具有各种应用和修正。
Claims (9)
1.一种正极活性材料,其包含:
由式1表示的锂镍-锰-钴氧化物,其中所述锂镍-锰-钴氧化物的镍含量在全部过渡金属中占至少40%,且在所述锂镍-锰-钴氧化物的表面涂覆有导电聚合物:
LixMyO2 (1)
其中M是Ni1-a-bMnaCob(0.05≤a≤0.4,0.1≤b≤0.4,0.4≤(1-a-b)≤0.9),x+y为约2且0.95≤x≤1.15。
2.如权利要求1所述的正极活性材料,其中所述锂镍-锰-钴氧化物包含由微细粒子的聚集体构成的具有聚集结构的粒子。
3.如权利要求1所述的正极活性材料,其中所述锂镍-锰-钴氧化物具有3~20μm的平均粒径D50。
4.如权利要求2所述的正极活性材料,其中所述锂镍-锰-钴氧化物包含平均粒径D90为0.01~8μm的微细粒子的聚集体。
5.如权利要求1所述的正极活性材料,其中所述导电聚合物是选自聚乙炔、聚亚苯基、聚苯胺、聚噻吩、聚亚苯基-亚乙烯基、聚亚乙烯基、聚氨基吡啶和聚吡咯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的正极活性材料,其中所述导电聚合物具有80~300℃的熔点。
7.如权利要求1所述的正极活性材料,其中相对于所述活性材料的总重量,涂覆量为0.5~10重量%。
8.一种锂二次电池,其包含权利要求1~7中任一项所述的正极活性材料。
9.如权利要求8所述的锂二次电池,其中所述锂二次电池用作电动工具、电动车辆、电动双轮车辆和/或电动高尔夫球车用的电源。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20090000714 | 2009-01-06 | ||
KR10-2009-0000714 | 2009-01-06 | ||
PCT/KR2010/000065 WO2010079949A2 (ko) | 2009-01-06 | 2010-01-06 | 리튬 이차전지용 양극 활물질 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102272986A true CN102272986A (zh) | 2011-12-07 |
CN102272986B CN102272986B (zh) | 2015-02-18 |
Family
ID=42316974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080004087.XA Active CN102272986B (zh) | 2009-01-06 | 2010-01-06 | 锂二次电池用正极活性材料 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8377594B2 (zh) |
KR (1) | KR101123057B1 (zh) |
CN (1) | CN102272986B (zh) |
WO (1) | WO2010079949A2 (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103534843A (zh) * | 2012-05-07 | 2014-01-22 | 西奥公司 | 用于锂电池阴极的涂覆颗粒 |
CN104466135A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司 | 一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法 |
WO2016202276A1 (zh) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 正极材料及电池 |
CN106328950A (zh) * | 2015-06-18 | 2017-01-11 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 正极材料及电池 |
CN107507961A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-12-22 | 河南师范大学 | 一种导电聚合物修饰锂离子电池正极极片的制备方法 |
CN108511744A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-07 | 安普瑞斯(无锡)有限公司 | 一种复合包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法 |
CN111883765A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-03 | 松山湖材料实验室 | 锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池 |
CN111902976A (zh) * | 2018-06-07 | 2020-11-06 | 三星Sdi株式会社 | 正电极活性物质、其制备方法和包括其的锂二次电池 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7838143B2 (en) | 2007-06-22 | 2010-11-23 | Boston-Power, Inc. | CID retention device for Li-ion cell |
JP4840545B1 (ja) * | 2011-03-31 | 2011-12-21 | 住友金属鉱山株式会社 | ニッケル複合水酸化物粒子および非水系電解質二次電池 |
JP6249388B2 (ja) * | 2011-07-28 | 2017-12-20 | 株式会社村田製作所 | リチウムイオン二次電池用正極、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具ならびに電子機器 |
JP5825455B2 (ja) * | 2013-11-15 | 2015-12-02 | 住友金属鉱山株式会社 | 表面処理された酸化物粒子の製造方法とその製造方法で得られる酸化物粒子 |
KR20150097023A (ko) * | 2014-02-17 | 2015-08-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 양극 활물질, 그 제조방법, 이를 포함한 리튬 이차 전지용 양극 및 이를 구비한 리튬 이차 전지 |
KR20170028874A (ko) * | 2014-04-15 | 2017-03-14 | 와일드캣 디스커버리 테크놀로지스 인크. | 전해질 제제 |
CN106415901A (zh) | 2014-05-30 | 2017-02-15 | 住友金属矿山株式会社 | 带覆膜的锂‑镍复合氧化物粒子和带覆膜的锂‑镍复合氧化物粒子的制造方法 |
JP6493399B2 (ja) * | 2014-06-12 | 2019-04-03 | 住友金属鉱山株式会社 | 被覆リチウム−ニッケル複合酸化物粒子及び被覆リチウム−ニッケル複合酸化物粒子の製造方法 |
CN106129413A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-11-16 | 周新凤 | 一种改性聚噻吩太阳能锂电正极材料及其制备方法 |
JPWO2018198967A1 (ja) * | 2017-04-27 | 2020-02-27 | 株式会社村田製作所 | 正極活物質、正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
CN109950530A (zh) * | 2017-12-21 | 2019-06-28 | 天津国安盟固利新材料科技股份有限公司 | 具有提高电性能的高镍三元正极材料及其制备方法 |
CN109835956B (zh) * | 2019-01-11 | 2021-06-08 | 天津巴莫科技有限责任公司 | 一种锂离子电池正极材料的制备方法及其应用 |
KR102341296B1 (ko) * | 2020-03-27 | 2021-12-21 | 주식회사 에코프로비엠 | 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6174263B1 (en) * | 1996-07-18 | 2001-01-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Automotive vehicle control apparatus including means for preventing between running stability control means and controls of devices in power transmitting system |
CN1330417A (zh) * | 2000-06-16 | 2002-01-09 | 三星Sdi株式会社 | 制备锂蓄电池用的正极活性物质的方法 |
US6416902B1 (en) * | 1997-04-24 | 2002-07-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Non-aqueous lithium ion secondary battery |
JP2005310744A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-11-04 | Hitachi Metals Ltd | 非水系リチウム二次電池用正極活物質とその製造方法及びその正極活物質を用いた非水系リチウム二次電池 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6174623B1 (en) * | 1994-03-08 | 2001-01-16 | Valence Technology, Inc. | Conductive-polymer-coated electrode particles |
JP2000182622A (ja) * | 1998-12-17 | 2000-06-30 | Fujitsu Ltd | 電池及びその製造方法 |
JP4923397B2 (ja) * | 2004-09-06 | 2012-04-25 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質リチウムイオン二次電池用正極材料およびその製造方法 |
CN100499226C (zh) * | 2004-12-06 | 2009-06-10 | 日本电气株式会社 | 制备聚自由基化合物的方法及电池 |
KR20060084886A (ko) * | 2005-01-21 | 2006-07-26 | 주식회사 엘지화학 | 전도성 고분자가 코팅된 리튬 이차전지 양극 활물질의제조방법 |
-
2010
- 2010-01-06 KR KR1020100000855A patent/KR101123057B1/ko active IP Right Grant
- 2010-01-06 CN CN201080004087.XA patent/CN102272986B/zh active Active
- 2010-01-06 WO PCT/KR2010/000065 patent/WO2010079949A2/ko active Application Filing
- 2010-07-16 US US12/837,897 patent/US8377594B2/en active Active
-
2013
- 2013-01-15 US US13/741,585 patent/US20130130110A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6174263B1 (en) * | 1996-07-18 | 2001-01-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Automotive vehicle control apparatus including means for preventing between running stability control means and controls of devices in power transmitting system |
US6416902B1 (en) * | 1997-04-24 | 2002-07-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Non-aqueous lithium ion secondary battery |
CN1330417A (zh) * | 2000-06-16 | 2002-01-09 | 三星Sdi株式会社 | 制备锂蓄电池用的正极活性物质的方法 |
JP2005310744A (ja) * | 2004-03-24 | 2005-11-04 | Hitachi Metals Ltd | 非水系リチウム二次電池用正極活物質とその製造方法及びその正極活物質を用いた非水系リチウム二次電池 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103534843A (zh) * | 2012-05-07 | 2014-01-22 | 西奥公司 | 用于锂电池阴极的涂覆颗粒 |
CN103534843B (zh) * | 2012-05-07 | 2017-02-22 | 西奥公司 | 用于锂电池阴极的涂覆颗粒 |
CN104466135A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-03-25 | 中信大锰矿业有限责任公司大新锰矿分公司 | 一种导电聚合物包覆镍钴锰酸锂正极材料的方法 |
WO2016202276A1 (zh) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 正极材料及电池 |
CN106328950A (zh) * | 2015-06-18 | 2017-01-11 | 苏州宝时得电动工具有限公司 | 正极材料及电池 |
CN107507961A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-12-22 | 河南师范大学 | 一种导电聚合物修饰锂离子电池正极极片的制备方法 |
CN108511744A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-07 | 安普瑞斯(无锡)有限公司 | 一种复合包覆改性的锂离子电池正极材料及其制备方法 |
CN111902976A (zh) * | 2018-06-07 | 2020-11-06 | 三星Sdi株式会社 | 正电极活性物质、其制备方法和包括其的锂二次电池 |
US11695109B2 (en) | 2018-06-07 | 2023-07-04 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Positive electrode active material, preparing method therefor, and lithium secondary battery including same |
CN111902976B (zh) * | 2018-06-07 | 2023-11-17 | 三星Sdi株式会社 | 正电极活性物质、其制备方法和包括其的锂二次电池 |
CN111883765A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-03 | 松山湖材料实验室 | 锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102272986B (zh) | 2015-02-18 |
US20110065003A1 (en) | 2011-03-17 |
KR20100081948A (ko) | 2010-07-15 |
WO2010079949A3 (ko) | 2010-10-14 |
KR101123057B1 (ko) | 2012-03-20 |
WO2010079949A2 (ko) | 2010-07-15 |
US20130130110A1 (en) | 2013-05-23 |
US8377594B2 (en) | 2013-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102265433B (zh) | 锂二次电池用正极活性材料 | |
CN102272986B (zh) | 锂二次电池用正极活性材料 | |
CN102272984A (zh) | 锂二次电池用正极活性材料 | |
KR101138637B1 (ko) | 리튬 이차전지용 양극 활물질 | |
CN107925077B (zh) | 用于制造正极活性材料的前体和使用所述前体制造的锂二次电池用正极活性材料 | |
KR101841114B1 (ko) | 양극 활물질의 제조방법 및 이로부터 제조되는 양극 활물질 | |
CN111771300A (zh) | 包含硅基化合物的多层阳极和包括该多层阳极的锂二次电池 | |
JP6352421B2 (ja) | 二次電池用正極及びそれを含む二次電池 | |
CN102265432A (zh) | 正极活性材料和含所述正极活性材料的锂二次电池 | |
CN102265434A (zh) | 用于锂二次电池的正极活性材料 | |
CN117976821A (zh) | 包含硅基化合物的多层阳极和包括该多层阳极的锂二次电池 | |
KR101361115B1 (ko) | 안전성이 향상된 니켈계 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
KR101572827B1 (ko) | 도전성이 향상된 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
CN108539198B (zh) | 二次电池正极活性物质涂覆用溶剂、包含其的正极活性物质浆料及由其制造的二次电池 | |
KR20100081455A (ko) | 안전성이 향상된 니켈계 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211209 Address after: Seoul, South Kerean Patentee after: LG Energy Solution Address before: Seoul, South Kerean Patentee before: LG CHEM, Ltd. |
|
TR01 | Transfer of patent right |