CN102754249B - 具有氟化碳阴极材料的混合物的非水电池 - Google Patents

具有氟化碳阴极材料的混合物的非水电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102754249B
CN102754249B CN201080063015.2A CN201080063015A CN102754249B CN 102754249 B CN102754249 B CN 102754249B CN 201080063015 A CN201080063015 A CN 201080063015A CN 102754249 B CN102754249 B CN 102754249B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cathode material
fluorocarbons
electrochemical cells
aqueous electrochemical
cells according
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.)
Active
Application number
CN201080063015.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102754249A (zh
Inventor
D.张
M.德斯蒂芬
V.武
J.C-H.常
H.J.邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EaglePicher Technologies LLC
Original Assignee
EaglePicher Technologies LLC
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 EaglePicher Technologies LLC filed Critical EaglePicher Technologies LLC
Publication of CN102754249A publication Critical patent/CN102754249A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102754249B publication Critical patent/CN102754249B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明主要涉及适合用于非水电化学电池的阴极材料，所述电池包含氟化碳材料的混合物，并且本发明更尤其涉及这样的电池，其包含三种氟化碳材料的混合物，每种所述氟化碳材料具有不同的（彼此之间）放电曲线（例如，不同的电压和容量）。另外，本发明涉及包含这样的阴极材料的非水电化学电池，并尤其涉及锂基（即，锂或锂离子的非水电化学电池）这样的非水电化学电池。

Description

具有氟化碳阴极材料的混合物的非水电池
相关申请的交叉引用
本申请要求2009年12月4日提交的美国临时申请No. 61/266,628的权益，该临时申请以引用的方式整体并入本申请中。
发明领域
本发明主要涉及适合用于非水电化学电池（non-aqueous electrochemical cell）的阴极材料，所述电池包含氟化碳材料的混合物，并且本发明更尤其涉及这样的电池，其包含三种氟化碳材料的混合物，每种所述氟化碳材料具有不同的（彼此之间）放电曲线（例如，不同的电压和容量）。另外，本发明涉及包含这样的阴极材料的非水电化学电池，并尤其涉及为锂基（即，锂或锂离子的非水电化学电池）的这样的非水电化学电池。
发明背景
锂电化学电池（更通常称其为电池组（batteries））广泛地用于各种军用和消费产品中。很多这些产品利用高能量和高功率电池组。部分由于便携式电子设备的小型化，人们希望开发出功率容量和使用寿命得到提高的甚至更小型的锂电池。一种用以开发功率容量提高的更小型电池的方法是开发出更高能量的阴极材料。
高能量阴极材料的一个实例是氟化碳（即CF）。迄今为止，Li阳极/CF阴极电池已经用于低功率或中等功率的设备中，所述设备包括例如，军事、航空航天、电子以及医疗领域（放电速率通常例如从约0.1W/cc（即，约C/10）延伸到约2×10-5W/cc （即，约C/50,000））。在所述医疗领域中，Li阳极/CF阴极电池目前用于要求低功率或中等功率的可植入能量的医疗设备。然而，尽管所述电池具有高能量密度和良好的稳定性，但由于阴极基质的高电阻率导致低工作电压和限定的功率容量，所述Li/CF阴极电池尚未用于高速率应用（如可植入的心脏除颤器（或ICD））中。
因此，继续存在对适于高电压应用（包括高速率脉冲放电应用）的阴极材料的需求，并尤其存在对附加特征在于高能量密度这样的阴极材料的需求。
发明概述
简而言之，因此本发明涉及非水电化学电池，包括：（i） 阳极；（ii）混合阴极，其包括第一氟化碳阴极材料、第二氟化碳阴极材料和第三氟化碳阴极材料，其中，（a）所述第一或第三氟化碳阴极材料具有与所述第二氟化碳阴极材料不同的平均氟化度，以及（b）所述第一氟化碳阴极材料来源于石油焦炭，而所述第三氟化碳阴极材料来源于石油沥青；（iii）设置在所述阳极和所述阴极之间的隔板；以及（iv）与所述阳极、所述阴极以及所述隔板流体连通的非水电解液。任选地，所述第二氟化碳阴极材料同样来源于石油焦炭，和/或所述第一和第三氟化碳阴极材料具有大致相同的平均氟化度。
附加地或可替换地，本发明涉及非水电化学电池，包括：（i） 阳极；（ii）混合阴极，其包括第一氟化碳阴极材料、第二氟化碳阴极材料和第三氟化碳阴极材料，其中，（a）所述第一、第二和第三氟化碳阴极材料的每种呈现不同于其它两种的约2.5V或高于约2.5V的放电电压，以及（b）在放电到大约1.5V时，所述第一氟化碳阴极材料的放电容量为约800mAh/g-约870mAh/g，所述第二氟化碳阴极材料的放电容量为约680mAh/g-约800mAh/g，并且所述第三氟化碳阴极材料的放电容量为约825mAh/g-约875mAh/g；（iii）设置在所述阳极和所述阴极之间的隔板；以及（iv）与所述阳极、所述阴极和所述隔板流体连通的非水电解液。任选地，所述第一和第二氟化碳阴极材料来源于石油焦炭，和/或所述第三氟化碳阴极材料来源于石油沥青。
本发明还进一步涉及各种包含这样的非水电化学电池的电子设备。
应该注意到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将在下面详细描述的一个或多个附加特征引入到一个或多个上述实施方案中。
附图的简要说明
图1为来源于石油沥青的珠粒状活性炭在氟化作用之前的照片。
图2为用作阴极材料的氟化碳颗粒的显微照片。
图3为来源于石油焦炭的氟化碳（CF1）和珠粒状来源于石油沥青的氟化碳的X射线衍射图的图解。
图4为来源于石油焦炭的氟化碳（CF1）的颗粒表面的X射线光电子能谱（F1）的图解。
图5为来源于石油焦炭的氟化碳（CF1）的颗粒表面的X射线光电子能谱（C1）的图解。
图6为珠粒状来源于石油沥青的氟化碳的颗粒表面的X射线光电子能谱（F1）的图解。
图7为珠粒状来源于石油沥青的氟化碳的颗粒表面的X射线光电子能谱（C1）的图解。
图8为来源于石油焦炭的氟化碳（CF1）在室温下利用20mA/g的放电速率的放电曲线的图解。
图9为来源于石油焦炭的氟化碳（CF0.6）在室温下利用20mA/g的放电速率的放电曲线的图解。
图10为珠粒状来源于石油沥青的氟化碳在室温下利用20mA/g的放电速率的放电曲线的图解。
图11为本发明的一个实施方案的混合阴极在室温下利用20mA/g的放电速率的放电曲线的图解，所述混合阴极含有用于产生图8-10的数据的氟化碳。
图12为现有技术的Li/CF电化学电池以及本发明的Li/CF非水电化学电池的放电曲线的图解，本发明的Li/CF非水电化学电池含有使用50J脉冲的本发明的实施方案的混合阴极。
图13为含有珠粒状来源于石油沥青的氟化碳和使用50J脉冲的本发明的实施方案的混合阴极的电化学电池的放电曲线的图解。
图14为含有珠粒状来源于石油沥青的氟化碳和使用80J脉冲的本发明的实施方案的混合阴极的电化学电池的放电曲线的图解。
图15为含有珠粒状来源于石油沥青的氟化碳的电化学电池和含有来源于石油焦炭的氟化碳（CF1）的电池在放电过程中产生的热量的图解。
发明具体描述
本发明涉及含有多种不同的阴极材料、并更尤其含有三种明显不同的氟化碳（CF）阴极材料的混合阴极。所述各氟化碳阴极材料的区别在于每种显示出不同的放电曲线（即，在约2.5V或高于约2.5V的不同的放电电压，以及当放电到约1.5V时不同的放电容量），和/或区别在于一种或多种所述氟化碳阴极材料来源于不同的碳源（例如，石油焦炭或石油沥青）。更特别地，在一个实施方案中，所述三种不同的氟化碳阴极材料的特征可以在于，（a）所述第一或第三氟化碳阴极材料的平均氟化度不同于所述第二氟化碳阴极材料，和（b）所述第一氟化碳阴极材料以及任选地所述第二氟化碳阴极材料来源于石油焦炭，而所述第三氟化碳阴极材料来源于石油沥青。另外，所述第一和第三氟化碳阴极材料的平均氟化度可以大致相同。
在这个或替换的实施方案中，所述三种不同的氟化碳阴极材料的特征可以在于（a）所述第一、第二和第三氟化碳阴极材料每种显示不同于其它两个的在约2.5V或高于约2.5V的放电电压，以及（b）在放电到约1.5 V时，所述第一氟化碳阴极材料的放电容量为约800mAh/g-约870mAh/g，所述第二氟化碳阴极材料的放电容量为约680mAh/g-约800mAh/g，并且所述第三氟化碳阴极材料的放电容量为约825mAh/g-约875mAh/g。
本发明还涉及包含这样的阴极材料的非水电化学电池，尤其是为锂基（即，锂或锂离子的非水电化学电池）的电池。本发明的三种不同的阴极材料（其为所述非水电化学电池的一部分）的每种有利地有助于并用于提高或改进所述非水电化学电池的性能特性。例如，在一个具体的实施方案中，所述三种阴极材料（其为所述非水电化学电池的一部分）起到改进或提高所述非水电化学电池的整体工作电压和/或能量密度的作用，使得能够实现高工作电压（例如，高于约2.5V的电压）和/或高能量密度。
就这一点而言，应该注意到，如本申请中使用的，“非水”是指包含或利用不含添加的水的电解液的电化学电池；即，水不作为其分开的或分别的组分加入到电解液中，然而可以作为用于制备所述电解液的有机溶剂（类）的微量的或基本组分或污染物存在。例如，在本发明的一个或多个非限定性实施方案中，所述电解液的水含量通常可以小于约1000ppm、小于约750ppm、小于约500ppm、小于约250ppm、小于约100ppm、小于约50ppm、小于约25ppm或甚至更小。
就这一点而言，还应该注意到，在本申请中还可以认为“电化学电池”为电池组、电容器、电池、电化学设备等。应该理解，这些参考物是不限定的，并且任何涉及电极和电解液之间电子转移的电池都被认为在本发明的范围之内。
就这一点而言，还应该进一步注意到，“改善的”或“提高的”性能特性一般是指：例如与类似制备的或设计的、但不含有如本申请中详细描述的两种或更多种不同的氟化碳阴极材料的非水电化学电池相比，本发明的非水电化学电池在比能、能量密度、工作电压和/或倍率性能（rate capability）方面的改善或提高。
1. 阴极材料组合物和电池组分
根据本发明，并如本申请在下面更详细描述的，申请人已经发现非水电化学电池的一个或多个性能特性可以通过使用含有三种不同的氟化碳材料的阴极（即，使用“混合阴极”）来改善或提高。就这一点而言，应该注意到，申请人已经发现所述三种不同的氟化碳材料的组合使非水电化学电池具有高工作电压和高能量密度。
根据本发明，所述第一氟化碳阴极材料基本上可以表示为式CFx，其中x的平均值为从大于约0.9至约1.2，或从约0.95至约1.15，并且在一个具体的实施方案中为约1。所述第二氟化碳阴极材料基本上可以表示为式CFy，其中y的平均值为从约0.4至小于约0.9，或从约0.5至约0.7，并且在一个具体的实施方案中为约0.6。所述第三氟化碳阴极材料基本上可以表示为式CFz，其中z的平均值为约0.8-约1.2，或约0.9-约1.1，并且在一个具体的实施方案中为约1。就这一点而言，应该注意到，在一个或多个具体的实施方案中，x、y和z的每个的平均值在不同于其它两个的上述范围之内。然而，在一个或多个替换的实施方案中，x和z的平均值可以在大致相同的上述范围之内，但不同于y的范围。
就这一点而言，还应该注意到，如在下面进行更全面解释的，在各个实施方案中，所述氟化碳阴极材料的第一、第二和/或第三组分可以来源于相同的碳源（例如，石油焦炭或沥青）或不同的来源。然而，在一个具体的实施方案中，所述第一氟化碳阴极材料和任选地所述第二氟化碳阴极材料来源于石油焦炭，而所述第三氟化碳阴极材料来源于石油沥青。
式CFx（其中，x的平均值为从大于约0.9至约1.2）的氟化碳阴极材料的总量可以为约20重量%-约70重量%，并且更通常可以为约25重量%-约65重量%，或约30重量%-约60重量%（其中，“重量%”是指所述第一氟化碳阴极材料的重量相对于存在于所述阴极中的氟化碳材料的总重量的值，并且任选地，当除了氟化碳之外没有材料存在于所述阴极中时，以活性阴极材料的总重量计）。附加地或替换地，式CFy（其中，y的平均值为从约0.4至小于约0.9）的氟化碳阴极材料的量可以为约2重量%-约35重量%，并且更通常可以为约4重量%-约30重量%，或约5重量%-约25重量%。附加地或可替换地，式CFz（其中，z的平均值为约0.8-约1.2）的氟化碳阴极材料的量可以为约10重量%-约90重量%，并且更通常可以为约15重量%-约85重量%，或约20重量%-约80重量%。然而，就这一点而言，应该理解到，存在于所述阴极中的这些氟化碳材料的每种的浓度可以依照给出的应用或用途、主要通过本领域公知的方式进行优化；因此，在不脱离本发明的范围的情况下，上述的第一、第二和第三氟化碳材料的浓度可以以除如本申请中描述的之外的量存在。
本发明的氟化碳材料可以主要利用本领域普通技术人员公知的方法或技术制备。例如，这样的材料主要可以通过将碳源与含氟气体接触制备。然而，已经发现，所述碳源可以影响所述非水电化学电池的放电性能，甚至当所述材料具有相同的或类似的氟化度时也如此。例如，碳与氟的摩尔比为约1:1、来源于石油焦炭的氟化碳（图8）与具有类似的摩尔比但来源于珠粒状石油沥青的氟化碳（图10）具有不同的放电曲线。根据本发明的实施方案，所述碳材料可以来源于石油焦炭、珠粒状石油沥青（其可以是或可以不是活化的）（图1和2）、其它活性炭（例如，炭（charcoal）），以及石墨材料，如天然的和合成的石墨以及包括石墨烯、石墨纳米片、膨胀石墨（expanded graphite）、碳纳米纤维和碳纳米管的所有其衍生物。已经发现石油焦炭尤其适合用作阴极材料。珠粒状石油沥青还由于其小的和狭窄分布的粒度、流动性、高纯度以及高强度和耐磨性而适合使用。
本发明的阴极可以含有在碳源（所述阴极材料来源于该碳源）上不同的两种或更多种氟化碳阴极材料。在示例性的实施方案中，所述阴极既含有来源于石油焦炭的氟化碳材料也含有来源于珠粒状且活性的石油沥青的氟化碳材料。就这一点而言，以存在于所述阴极中的氟化碳材料的总重量计，所述来源于石油焦炭的氟化碳阴极材料的总量可以为约20%-约80%（例如，至少约30%、至少约40%、至少约50%、至少约60%、至少约70%，以及小于约30%、小于约40%、小于约50%、小于约60%或小于约70%）。另外，以存在于所述阴极中的氟化碳材料的总重量计，来源于珠粒状石油沥青的氟化碳阴极材料的量可以为约30%-约80%（例如，至少约40%、至少约50%、至少约60%、至少约70%，以及小于约40%、小于约50%、小于约60%或小于约70%）。
在各个实施方案中，来源于石油焦炭的氟化碳的平均BET表面积可以为，例如，约120cm2/g-约450cm2/g, 或约180cm2/g-约250cm2/g。来源于石油沥青的氟化碳通常具有稍微更高的BET表面积，例如，约250cm2/g-约750cm2/g, 或约350cm2/g-约650cm2/g。然而，就这一点而言，应该注意到，无论其来源于什么来源，在不脱离本发明的范围的情况下，所述氟化碳阴极材料的表面积可以落到任何所叙述的范围之内，或可替换地可以落在任何所叙述的范围之外。
上述的第一氟化碳阴极材料（例如，来源于例如焦炭源的CF1） 可以例如，作为来自Lodestar（New Jersey）的 PC-10 CF1商购。上述的第二氟化碳阴极材料（例如，也来源于例如焦炭源的CF0.6）可以例如，作为来自Lodestar的 PC-51商购。上述的第三氟化碳阴极材料（例如，来源于例如沥青的CF0.9-1.1）可以例如，作为来自Advanced Research Chemical（Tulsa, Oklahoma）的 P5000商购。然而，就这一点而言，应该注意到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其它材料。
应该理解到，所述阴极可以含有一种或多种其它的阴极材料，如在例如美国专利申请No.12/614,667（作为美国公开文本No. 2010/0221616公布（提交于2009年11月9日））中描述的铜锰混合氧化物，出于所有相关的和一贯的目的，所述申请以引用的方式并入本申请中。例如，在各个实施方案中，所述阴极可以包含一定量的由式CuaMnbOc 或CuaMnbOc·nH2O（其中“nH2O”表示存在于所述阴极材料中的结构水和/或表面的水）表示的铜锰氧化物阴极材料。在这种阴极材料中，铜的氧化态可以为约+1至约+3，并且锰的氧化态可以为约+2至约+7。另外，a、b和c的每个的值独立地大于0，而且（i）a+b之和可以为约1-约3，而（ii）c的值可以在实验上确定，并且其与a、b以及铜和锰的氧化态的值一致，并且在一个或多个实施方案中，c的值使铜的氧化态为约+2或更高。所述铜锰氧化物材料在形式上可以是非晶形的、或可替换地为半结晶的。
就这一点而言，应该注意到，在一个特定的实施方案中，所述第一、第二和第三氟化碳材料的总和占存在于所述非水电化学电池的阴极中的阴极材料的约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%或甚至约100%（基于存在于其中的阴极材料的总重量）。在各个替换的实施方案中，其中所述氟化碳材料的浓度小于约100%，可以依照给出的应用或用途、通过本领域公知的方式对存在于所述阴极中的一种或多种附加的阴极材料（例如，铜锰氧化物）的浓度进行优化。在一个具体的实施方案中，然而，本发明的阴极混合物可以包含约60重量%-约95重量%的氟化碳，并且在一些情况下，可以包含约65重量%-约90重量%的氟化碳，或约70重量%-约85重量%的氟化碳（即，所述三种不同的氟化碳材料的总浓度）。另外，所述阴极混合物可以包含约5重量%-约40重量%的铜锰氧化物，并且在一些情况下可以包含约10重量%-约35重量%的铜锰氧化物，或约15重量%-约30重量%的铜锰氧化物。然而，就这一点而言，应该注意到，不应该将这样的浓度视为限制的形式。例如，在替换的实施方案中，所述铜锰氧化物可以是所述阴极材料（而不是例如所述氟化碳）的主要组分。
除了本申请中描述的氟化碳材料之外，所述非水电化学电池的其它组分可以选自本领域公知的那些。例如，根据本发明的各个实施方案，所述阴极还可以包含粘合剂，例如，天然的或合成的聚合物粘合剂，如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、丁苯橡胶、纤维素、聚丙烯酸酯橡胶和丙烯酸或丙烯酸酯的共聚物。所述阴极可以含有（以阴极活性材料、粘合剂和导电填料（将在下面描述）的重量计）达到约15%粘合剂（例如，约1%-约15%）和更通常地达到约9%粘合剂（例如，约1%-约9%）。
除了所述粘合剂之外，可以将所述氟化碳材料与导电的添加剂或填料混合。合适的添加剂包括炭黑（例如，来自Timcal的Super P）、天然的和合成的石墨、以及其各种衍生物（包括石墨烯、石墨纳米片、膨胀石墨-如来自Timcal的KS4）、碳纳米纤维和纳米管、以及非石墨形式的碳，如焦炭、炭或活性炭。各种金属（尤其是粉末形式的那些）也可以用作所述阴极中的导电填料，并且在一些实施方案中，将在高于3.0 V的电位下不被氧化的金属和（versus）锂同时使用。这样的金属的实例包括银、金、铝、钛及其混合物。
所述阴极可以含有（以阴极活性材料、粘合剂和导电填料的重量计）达到约15重量%导电添加剂（例如，约1重量%-约15重量%）。更通常地，然而，所述阴极可以含有达到约10重量%的导电添加剂（例如，约1重量%-约10重量%）。就这一点而言，应该注意到，较低的电阻率或高的电导率意味着在所述氟化碳（CF）由于放电变得导电之前，所述阴极能够在寿命的起点（beginning-of-life）提供较高功率。
在一些实施方案中，所述阴极包含作为粘合剂和导电填料的聚合物材料。这样的材料可以是共轭聚合物（即，共轭的n-元体系聚合物），如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其混合物。在这样的实施方案中，通常将所述导电聚合物与所述氟化碳（CF）活性材料混合或将其施加于其中，用以提供最小可能的阴极电阻率。
还应该注意到，本发明的各个实施方案包括其中的阴极材料为非锂化的实施方案。换句话说，将所述阴极材料经制备使得，至少在最初（即，使用之前），所述阴极材料中的锂或锂离子基本上是游离的（即，在制备过程中，不意于将锂或锂离子作为所述阴极材料的组分加入）。在一个具体的实施方案中，所述阴极基本上由氟化碳、以及任选地粘合剂材料和/或导电稀释剂（都如本申请中其它部分进一步详细描述的）组成。然而，可以将这样的阴极材料用于具有锂（Li）阳极的非水电化学电池中，用于一次（不可再充电的）或二次（可再充电的）的电池中。因此，锂或锂离子可以存在于这样的阴极材料中。在使用中，这样的锂或锂离子的存在不应该视为限制的形式。
另外，本发明的非水电化学电池具有阳极，该阳极可以包含任何适合用于非水电化学电池中的阳极材料。然而，通常地，所述阳极包含金属，该金属选自元素周期表的第IA族或第IIA族，包括例如，锂、镁、钠、钾等，以及其合金和金属间化合物，包括例如，Li-Mg、Li-Al、Li-Al-Mg、Li-Si、Li-B和Li-Si-B合金及金属间化合物。所述阳极的形式可以改变，但通常将其制为阳极金属薄箔和具有固定于所述阳极箔的伸长式接线片（extended tab）或引线的集电器。所述阳极容量可以为从大约与所述阴极容量相等到比所述阴极的容量大大约35%。
如前所述，本发明的非水电化学电池还包含非水的、离子导电的电解液，在所述电池的电化学反应过程中，该电解液作为离子在所述阳极和所述阴极电极之间迁移用的路径。所述电解液可以为液态或固态的，或者两者。所述电极上的电化学反应包括从所述阳极迁移到所述阴极的原子或分子形式的离子转换。因此，适于本发明的非水电解液对于所述阳极和阴极材料基本上是化学惰性的。而且，合适的液态电解液显示为有利于离子输送的那些物理性质（例如，低粘性、低表面张力和/或好的润湿性）。
所述电解液的各种组分可以选自本领域公知的那些，其适合与本申请的其它部分详细描述的阴极材料结合使用。然而，优选地，用于根据本发明的合适电解液具有溶于非水溶剂（或当使用溶剂混合物时，为溶剂体系）中的无机的、离子导电的盐。更优选地，所述电解液包含溶于质子惰性的有机溶剂或溶剂混合物（其包含低粘性溶剂和高介电常数溶剂）中的可离子化的碱金属盐。不依托于任何具体的理论，相信所述无机的、离子导电的盐用作所述阳极离子迁移以与所述阴极活性材料反应的载体。因此，所述形成离子的碱金属盐可以类似于包含所述阳极的碱金属。
在本发明的一个具体的实施方案中，所述离子导电的盐的通式为MM’F6或MM’F4，其中M为与所述阳极中的至少一种金属相同的碱金属，并且M’为选自三价磷、砷、锑和硼的元素。适于得到式M’F6的盐包括，例如，六氟磷酸盐（PF6）、六氟砷酸盐（AsF6）和六氟锑酸盐（SbF6），而适于得到式M’F4的盐包括，例如，四氟硼酸盐（BF4）。可替换地，可以使用相应的钠盐或钾盐。因此，对于锂阳极，所述电解液的碱金属盐可以任选地选自，例如，LiPF6、LiAsF6、LiSbF6和LiBF4及其混合物。可与锂阳极一起使用的其它的盐包括，例如，LiClO4、LiAlCl4、LiGaCl4、LiC(SO2CF3)3、LiB(C6H4O2)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiB(C2O4)2、Li(CF3SO3)及其混合物。
可以适用于本发明的在所述非水电化学电池中的低粘性溶剂包括，例如，各种内酯类、酯类、碳酸酯类、磺酸酯类、亚硫酸酯类、腈类以及醚类。更特别地，然而，所述溶剂可以选自，例如，碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯、1,2-二甲氧基乙烷（DME）、四氢呋喃（THF）、乙酸甲酯（MA）、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、二氧戊环、二氧六环、二甲氧基乙烷、以及高介电常数溶剂，其包括，例如，环状碳酸酯类、环状酯类和环状酰胺类（如碳酸亚丙基酯（PC）、碳酸亚乙基酯（EC）、乙腈、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、γ-丁内酯（GBL）、和N-甲基-吡咯烷酮（NMP））、及其各种混合物或组合。
可以选择用于所述电解液中的溶剂的种类和组合物，和/或存在于其中的盐的种类和浓度来优化本发明的非水电化学电池的一个或多个物理特性和/或性能特性。例如，在本发明的一个或多个实施方案中，所述电解液中的盐的浓度可以为约0.3 M-约2.5 M，或约0.4 M-约2 M，或约0.5 M-约1.6 M。在本发明的这些或其它实施方案中，其中使用了混合溶剂体系，第一溶剂（例如，碳酸酯溶剂，如碳酸亚丙基酯）和第二溶剂（例如，取代的烷溶剂，如1,2-二甲氧基乙烷）的（体积）比例如可以为约1:9-约9:1；即，所述溶剂体系可以包含约10体积%-约90体积%、或约20体积%-约80体积%、或约30体积%-约70体积%的第一溶剂，所述溶剂的所有的或几乎所有的余量为所述第二溶剂。然而，在一个实施方案中，所述阳极为锂金属，并且优选的电解液为约1 M-约1.8 M、或约1.2 M-约1.6 M 的PC/DME混合溶剂体系中的LiBF4（所述溶剂体系的浓度为约10体积%PC/90体积% DME和约70体积% PC/30体积% DME）。包含在所述电池中的电解液的重量%可以为加入到所述电池中的阴极活性材料（例如，氟化碳材料）的量的约40重量%-约120重量%，或甚至约50重量%-约100重量%。
另外，本发明的非水电化学电池包含合适的隔板材料，该隔板经选择以将所述阴极/阴极材料与第IA族或第IIA族的阳极/阳极材料隔离，从而防止内部短路情况。所述隔板通常选自电绝缘的（并有时候离子导电的）并不与所述阳极和阴极活性材料发生化学反应的本领域已知材料，并且所述阳极和阴极活性材料都不与所述电解液发生化学反应且不可溶于其中。另外，所述隔板材料经选择使得具有的孔隙度足以在所述电池的电化学反应过程中使所述电解液流过它。可以将所述电池制造以使得所述隔板在所述阳极和所述阴极之间卷绕或在所述阳极和所述阴极的一个或两个周围热封。可以选择厚度例如为约15μm-约75μm，或约10μm-约50μm的隔板材料。在一些实施方案中，所述隔板是其总厚度为上面列举量范围的两层或更多层的层合材料。
因此，合适的隔板材料通常包括，或可以选自多孔的或无孔的聚合物膜，如例如，聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺（例如，锦纶）、聚砜、聚偏氯乙烯（PVC）、和类似的材料、及其组合（例如，三层膜，如聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的三层膜）、以及来自氟化聚合物纤维的机织织物，其包括，例如，聚偏氟乙烯（PVDF）、聚偏氟乙烯-六氟丙烯（cohydrofluorpropylene）（PVDF-HFP）、四氟乙烯-乙烯共聚物（PETFE）、三氟氯乙烯-乙烯共聚物及其组合。来自这些氟化聚合物纤维的机织织物可以单独使用或将其层合为微孔膜（例如，氟化聚合物微孔膜）。
本发明的非水电化学电池的形式或构造基本上可以选自本领域已知的那些。所述电池可以多种构型构造，所述多种构型包括，例如，卷芯（jelly-roll）、Z-折叠阳极和平行板阴极、或平行多板（用于阳极和阴极）构型。所述阴极可以覆盖以所述阳极上，其间穿插着一层或两层隔板。所述阳极容量通常为从大约等于所述阴极容量到比所述阴极容量大大约15%、大约25%、或甚至大约35%。
然而在一个具体的实施方案中，所述非水电化学电池的形式或构造为壳套-负性设计，其中将所述阴极/阳极/隔板/电解液组件封闭在导电金属壳套中，以使所述壳套连接于壳套-负性构造（case-negative configuration）中的阳极集电器，尽管壳套-中性设计也是合适的。用于所述壳套的优选的材料包括钛、不锈钢、镍和铝。所述壳套头部包括金属盖，该金属盖具有足够多数目的开孔以容纳玻璃到金属的密封件/端子插针（端子插针）（所述阴极电极通过所述开孔进料（feed through for the cathode electrode））。所述阳极电极优选连接于所述壳套。为电解液填充提供额外的开孔。所述壳套头部包括与所述非水电化学电池的其它组件具有兼容性并可以耐腐蚀的部件。然后，所述电池填充以本申请中上述的电解液溶液，所述电解液的重量通常为所述氟化碳重量的约40%-约120%，或约60%-约110%，并然后如通过在所述填充孔上方焊接不锈钢塞将其密封。然而，就这一点而言，应该注意到，可替换地，可以将本发明的电池以壳套-正性设计来构造。因此，不应该将本申请中提供的描述视为限定的形式。所述壳套的形状不重要，并可以为纽扣的、圆柱形的或矩形的或其它形状。
就这一点而言，还应该注意到，在不脱离本发明的范围的情况下，所述非水电化学电池的其它组件（例如，集电器等）可以选自那些本领域公知的组件。所述集电器可以由铝、钛、不锈钢或碳钢构造的，并可以将其构造为箔、化学侵蚀的筛板、金属板网（expanded metal）、穿孔筛板（punched screen）或多孔箔。可以利用碳、稀有金属或碳化物型涂层涂覆所述集电器。该涂层利用活性氟化碳材料在所述集电器的电化学界面处提供稳定的电阻。也可以将所述干燥的氟化碳挤出或涂覆到非粘合的基材上以形成自立式板（随后将该自立式板冲压成一定尺寸（punched to size）），并通过压制将其施加到该集电器上。可替换地，所述阴极混合物可以为淤浆或糊形式，并将其施加于箔或多孔箔上，然后将其干燥。无论制备方法是什么，都可以将所述阴极压缩或压延到最小厚度而不负面影响所述电池的功率容量。施加到所述集电器上的阴极材料的总量可以为约7mg/cm2-约150mg/cm2或约7mg/cm2-约80mg/cm2。
一旦已经通过将所述活性阴极组分（例如，氟化碳）、粘合剂和导电添加剂混合来制备所述阴极材料，就可以将该阴极材料以单的、基本上均匀的混合物形式沉积到所述阴极集电器上（例如，其中将各所述单个的氟化碳阴极材料共混，即混合，使得所述材料彼此完全均匀分布，然后将这种混合物以单层形式沉积到所述阴极集电器上）。然而，可替换地，可以将各所述单个的氟化碳材料以层形式沉积在：（i）所述集电器的同一侧（例如，将来源于焦炭的氟化碳（其式为CFx，x为从大于约0.9至约1.2）作为第一层沉积到所述集电器的表面上，然后将来源于石油沥青的氟化碳（其式为CFz，z为约0.8-约1.2）作为第二层沉积到所述第一层上，并且将来源于焦炭的氟化碳（其式为CFy，y为从约0.4至小于约0.9）作为第三层沉积到所述第二层上，或任何上述的组合）；或（ii）所述集电器的相对（opposite）侧（例如，如在三级体系中，其中将两层沉积在一侧而一层沉积在另一侧，或将两种组分共混并将该共混的材料作为单层沉积在一侧并将第三种材料沉积在所述集电器的另一侧）。在这些和各种其它的实施方案中，在所述集电器表面上的阴极材料的载量通常为约5-约35mg/cm2（每侧），或约6-约30mg/cm2，并适当地可以为约7-约21mg/cm2。
在一个示例性的实施方案中，通过接触集电器上的干燥的混合物制备所述阴极（该混合物为约82-约94重量%的氟化碳活性材料、达到约15重量%的导电稀释剂和约2-约9重量%的聚合物粘合剂）。所述集电器由铝、钛、不锈钢或碳制成并为箔、化学侵蚀的筛板、金属板网、穿孔筛板或多孔箔形式。所述集电器优选涂覆以碳、稀有金属或碳化物型涂层。利用所述氟化碳（CF）在所述集电器的电化学界面处提供稳定的电阻。也可以将所述干燥的CF混合物挤出或涂覆到非粘合的基材上以形成自立式板（随后将该自立式板冲压成一定尺寸），并通过压制将其施加到该集电器上。可替换地，可以将淤浆或糊形式的阴极混合物施加于箔或多孔箔上，然后将所述阴极干燥。无论制备方法是什么，都将所述阴极压缩或压延到最小厚度而不负面影响所述电池的功率性能。所述阴极材料的量通常为约7mg/cm2-约150mg/cm2。
应该注意的是，除非另外说明，否则本申请中叙述的各种浓度、浓度范围、百分比含量、比例等只作为解释说明的目的而用，因此不应将其视为限定的形式。另外需要注意的是，组合物、浓度、百分比含量、比例、组分等的全部的各种组合与排列都意于在本发明的范围之内并受其支持。
2. 阴极材料制备
可以通过本领域技术人员公知的方法制备所述氟化碳材料，如通过在反应容器中将所述碳源（例如，焦炭（如石油焦炭）、活性的珠粒状石油沥青、珠粒状的活性炭（BAC）、活性炭、炭和石墨材料）与含氟气体（例如，稀释于惰性载气中的氟气，该惰性载气如氮气或氩气或其混合物）连续接触。可以使消耗的含氟气体从所述反应容器中持续排出。通常地，所述氟化反应可以在约室温-约550℃的温度下发生，但通常在约300℃-约450℃的温度下发生。另外，该反应可以在大气压或可替换地在高压（即，高于大气压的压力）下发生。可以使所述碳颗粒与含氟气体接触直到获得理想的氟化度（如通过本领域已知的手段确定）；然而，取决于反应体系变量（例如，所述反应组分、含氟气体浓度和流速、所需的氟化度、操作温度、压力等），合适的反应时间可以例如为约1小时-约40小时、或约4-约35小时、或约6-约30小时。尽管工艺中使用氟的量和/或气体中的浓度可以变化，但应该注意的是，优选控制所述氟的量以限制过量的氟，因为过量的氟可能导致气态产物的形成和相应的固态碳的损坏。
现在参照图1，在一个具体的实施方案中，将珠粒状的活性炭（BAC）用于制备所述氟化碳阴极材料。BAC为以石油沥青作为其原料的高度球状的活性炭。除了活性炭固有地具有的吸收性能之外，BAC还具有各种特性，包括例如：小粒度、高填充容量、高流动性、高纯度、低含尘量（low dust content）、高强度、高耐磨性和窄粒度分布。另外，BAC凭借来自原料沥青的整合生产供应出稳定的优质产品。而且，BAC具有来源于使用高等级沥青、不使用粘合剂来形成珠粒以及流动时均匀浸渍（infusibilization）和活化的优良特性。普通的BAC制备过程包括如下步骤：
如上所述，可以将所述碳材料氟化直到获得对于三种不同种类或形式的氟化碳的所需的平均氟化度（即，直到上述式中的x、y和/或z达到理想的平均值）。一般来说，然而，可以进行氟化作用直到获得合适的氟化碳材料。通常地，这样的材料的特征可以在于碳与氟的摩尔比为约1:0.1-约1:1.9，或约1:0.4-约1:1.2来表征；换句话说，通常地，合适的氟化碳的特征可以在于式CFq，其中q为约0.1-约1.9，或约0.4-约1.2（因此，式CFq大体上包括由式CFx、CFy和CFz表示的三种氟化碳材料）。
用于所述阴极的氟化碳的粒度可以在不脱离本发明的范围的情况下变化。例如，来源于石油沥青（例如，珠粒状石油沥青）的氟化碳（例如，CFz）的平均粒度（例如，公称直径）可以为约100μm-约1200μm，或约150μm-约1000μm。在某些优选的实施方案中，然而，这样的氟化碳的平均尺寸为约500μm-约700μm。相比之下，来源于石油焦炭的氟化碳（例如，CFx）的平均粒度（例如，公称直径）可以为约0.1μm-约300μm，并且通常为约0.5μm-约100μm。
就这一点而言，应该注意到，可以直接地或通过减小粒度（使用本领域公知的手段）获得上述粒度。例如，一旦制备完成，可以任选地通过碾磨或研磨使所得的氟化碳材料尺寸减小。因此，适宜地，粒度为约0.1-约300μm（例如，约0.1μm -约200μm或约0.5μm -约50μm）的材料可以任选地获得（直接地或通过粒度减小）以用于所述阴极中。
已经发现，由于增大的表面积，所述范围内的粒度导致微粒更好地分散以及更高的容量输出。通过碾磨（如球磨碾磨或喷射碾磨）所述颗粒的液态悬浮液（即，淤浆）可以适宜地获得颗粒尺寸减小。所述淤浆可以适宜地含有约30重量%-约80重量%的固体（例如，约40重量%-约70重量%或约45重量%-约60重量%）。所述淤浆的粘度可以为约400cP-约2500cP，并通常为约600cP-约1600cP。
3. 电化学电池的用途和性能特性
不依托于任何具体的理论，应该注意到，据信三种（或更多种）不同的或相异的氟化碳阴极材料的组合是尤其有利的，至少部分因为基于仅含有不同的氟化碳阴极材料中的一种的各阴极的单个功率和倍率容量，这些材料的组合使材料具有意想不到地比预期更高的功率和/或倍率性能。换句话说，如下面进一步解释说明的，已经观察到，如本申请中详细描述的包含混合阴极（或阴极材料）的非水电化学电池的功率高于类似制得的电池（所述电池仅包含一种单个的氟化碳阴极材料）的单个功率容量的总和。
附加地或替换地，包含在本发明的阴极中的单个氟化碳的特征可以在于其放电曲线，每个所述放电曲线导致所述混合电池的整体放电曲线。总之，因此，本发明附加地或替换地涉及非水电化学电池，其在相应部分包含第一氟化碳阴极材料、第二氟化碳阴极材料和第三氟化碳阴极材料，所述第一、第二和第三氟化碳阴极材料各呈现不同于其它两种的处于2.5V或高于2.5V的放电电压。
在本发明的一个具体的实施方案中，所述第一氟化碳的初始放电电压可以为约2.3V-约2.7V，并更优选为约2.4V-约2.6V，并且当将所述第一氟化碳阴极材料放电到约1.5V时放电容量为约800mAh/g-约870mAh/g（例如参见图8）。所述第二氟化碳阴极材料的初始放电电压可以为约2.7V-约3.1V，并更优选为约2.8V-约3.0V，并且当将所述第二氟化碳阴极材料放电到约1.5V时放电容量为约680mAh/g-约800mAh/g（例如参见图9）。所述第二氟化碳阴极材料的特征也可以或任选地在于，从约2.9V到约2.6V，其放电电压斜率（sloping discharge voltage）为至少约0.1V/100mAh/g，或从约2.9V到约2.6V，其放电电压斜率为至少约0.2V/100mAh/g。所述第三氟化碳阴极材料的初始放电电压可以为约2.6V-约3.0V，并更优选为约2.7V-约2.9V，并且当将所述第三氟化碳阴极材料放电到约1.5V时放电容量为约825mAh/g-约875mAh/g（例如参见图10）。所述第三氟化碳阴极材料的特征也可以或任选地在于，从约2.8V到约2.6V，其放电电压斜率为至少约0.03V/100mAh/g，或从约2.8V到约2.6V，其放电电压斜率为至少约0.05V/100mAh/g。
就这一点而言，应该注意到，对于一种或多种所述氟化碳阴极材料，所述放电曲线或所述放电曲线的形状或斜率可以作为例如放电速率的函数而改变或变化，并因此不应该将其视为限定的形式。
适宜地，可以将所述第一、第二和第三氟化碳阴极材料组合以制备具有提高的功率和倍率容量的混合阴极。每种单个的阴极材料都贡献于所述混合阴极的放电电压曲线（如图11所示）。在合适的实施方案中，所述混合阴极的初始放电电压可以为约2.6V-约3.0V，并更优选为约2.7V-约2.9V，并且当将所述阴极放电到约1.5V时放电容量为约825mAh/g-约875mAh/g（例如，参见图11）。参见图8-11，尤其参见图10，可以看出所述来源于沥青的氟化碳组分（或所述第三氟化碳组分，CFz）（其可以例如为P5000）首先放电到约2.5V。之后，所述来源于焦炭的组分（或所述第一和第二氟化碳组分，各为CFx和CFy）是放电曲线的主要贡献者。最后，达到约1.5V时，三种材料全部贡献于所述放电曲线。
应该注意到，可以选择所述氟化碳阴极材料的确切组成以使其优化为期望的性能特性、和/或含该阴极材料的非水电化学电池的期望的终端应用。一般地，本发明的阴极材料适合用于基本上任何本领域已知的非水电化学电池，尤其是设计为供应高脉冲电流的那些（其中，“高”脉冲电流通常为0.5C或更大，其中C为以安培-小时计的额定容量）。
就这一点而言，还应该注意到，如本申请中使用的，术语“脉冲”是指振幅明显高于仅在所述脉冲之前的预脉冲电流的电流的短脉冲（short burst）。“脉冲列”包括至少一个电流脉冲。如果所述脉冲列包括多于一个脉冲，那么其以所述脉冲之间具有开路间歇的相对短的连续形式传递。示例性的脉冲列可以包括每个脉冲之间具有15秒间歇的四个10秒脉冲。通常，10秒脉冲适合用于可医疗植入的应用。然而，取决于具体的电池设计和化学特性，所述脉冲列可以明显更短或更长。
另外，本发明中这样的含有上述阴极材料的非水电化学电池基本上适用于多种已知的应用或设备，其包括，例如：医疗设备（如起搏器、除颤器、心脏监视器、给药系统、止痛系统（pain management system）等）、便携式军用电子设备（如收音机、应答器、武器瞄具等）、海上设备（如声纳浮标、鱼雷等）、航空航天设备（如深空探测器、指令破坏系统、后备电源系统等）、军用和商用传感器、远程数据采集系统、以及其它已知的应用和设备。这样的阴极材料可以尤其有利地用于中等倍率和/或高倍率的电化学电池中，所述电池转而可以用于这样的设备，如神经刺激器、起搏器、可植入的心脏除颤器以及充血性心力衰竭设备（即，使用电源的设备，在中等倍率设备的情况中，其提供毫安培水平的电脉冲，并在高倍率设备的情况中，其提供安培水平的电脉冲，用以控制或治疗疼痛、肌肉运动、神经紊乱、心动过缓、心动过速和心动再同步化（cardiac resynchronization）治疗）。
在一个具体的实施方案中，可以将本发明的非水电化学电池构造为储备电池组或电池，由此所述非水电解液与所述电极分开保存，在大的温度范围内增加了所述电池组的有用的储存周期。需要时，可以使所述非水电解液和电极自动接触，从而使所述电池以正常的方式运行。
另外，本发明的阴极材料以及包含该阴极材料的非水电化学电池可以具有一种或多种与本领域公知的其它材料和电池类似的（如果与其相比不是改善的或提高的）其它性能特性。例如，在各个实施方案中，已经发现包含含有混合的CF阴极材料的阴极的非水电化学电池或电池组呈现出与当前使用的其它高能量阴极（如含有单个源的CF的那些）基本类似的（如果不是比其更大的）功率和/或速率。在其它各个实施方案中，然而，例如与使用不包含三种或更多种氟化碳（CF）阴极材料的阴极材料的常规非水电化学电池相比，包含本发明的阴极材料的非水电化学电池可以呈现出改善的或提高的比能、能量密度或容量。附加地或可替换地，例如与包含常规氟化碳阴极材料的类似构造的或制得的非水电化学电池相比，使用时本发明的非水电化学电池可以有利地产生少约5%、约10%或甚至约15%的热量（例如，如在本申请的实施例5中将进行更详细说明的）。
上面已经对本发明进行了详细说明，很明显在不脱离限定于所附的权利要求中的本发明的范围的情况下可以进行修改和改变。
提供下面的不限定的实施例用以进一步解释说明本发明的各详细内容和实施方案。
实施例
实施例 1 ：来源于焦炭的氟化碳（ CF1 ）和来源于沥青的氟化碳（ CF1 ）的物理和化学表征
确定来源于焦炭的氟化碳（即，CFx，其可作为CF1商购，但如下面表2中给出的，将其分析确定为更接近于CF0.9）和来源于沥青的氟化碳（即，CFz，如下面表2中给出的，在这种情况下其为CF1）的X射线衍射图，用以表征所述CF材料的性能和物理结构（图3）。图3说明在这两种CF材料之间的XRD信号中存在极小差别。
所述材料的晶体大小通过下式计算：
其中，Lc为晶体大小，K为仪器常数（通常为1），λ为X射线的波长（1.54 Å），L为半高宽度（FWHM），θ为衍射角。所述来源于焦炭的氟化碳材料的晶体大小（Lc）为2.99 nm，而所述来源于沥青的碳具有稍大的晶体大小，为4.5 nm。
申请人利用X射线光子能谱仪（XPS）研究所述材料的表面化学性质。XPS扫描测量（图4-7）显示了所述材料表面上的碳和氟元素。碳和氟的更详细的扫描图及其峰示于图4-7中。
两种材料的氟峰只具有在688.3eV处出现的一个主峰。这意味着所述材料中所有的氟都共价键合到碳上并形成C-F键。碳的详细分析示于下面的表1中，并且所述材料的每种键的百分比示于括号中。所述来源于石油沥青的材料在288.7eV和290.6eV处具有两个峰，其分别代表C-F和C-F2键。据信所述C-F2键可能存在于所述CF材料的边缘。
在所述氟化碳焦炭材料的情况中，详细的碳分析在289eV（C-F）、290.3eV（C-F2）、288.6eV (-C10F8-)n和287.3eV (-C4F-)n处显示了几个峰。在288.6eV和287.3eV处的两个附加的峰代表较低水平的氟化。该数据表示所述来源于沥青的氟化碳主要为CF1，而所述来源于焦炭的氟化碳具有小百分比的混以CF1的较低氟化水平的氟化碳（lower fluorinated carbon）。因此，认为所述来源于沥青的材料具有主要由单氟化碳制得的更理想的结构，所述单氟化碳可以产生高出300mV的初始放电电压。
表1
表1：X射线光子能谱仪数据，其详细解释了所述来源于沥青的氟化碳和来源于焦炭的氟化碳的碳峰和氟峰。
来源于沥青的氟化碳（CF1）和来源于焦炭的氟化碳（CF1）的物理特性示于表2中。如表2所示，所述来源于沥青的材料中的氟浓度稍高于所述来源于焦炭的材料。所述来源于沥青的材料的粒度也比所述来源于焦炭的材料大大约40倍（粒度减小之前），并且表面积大大约50%。可以通过来源于沥青的氟化碳阴极材料的较小晶体尺寸（其导致较多的内部孔隙）解释较大的表面积。所述来源于沥青的材料的电子扫描显微镜图像（图2）证明所述颗粒的表面积是粗糙的，其将产生较大的表面积。
表2
表2：来源于沥青的氟化碳和来源于焦炭的氟化碳的物理特性。
实施例 2 ：现有技术的电池和含有本发明的混合阴极的电池的放电曲线（ 50J 脉冲）的确定
在密封的铝袋（aluminum bag）中构建两个2.5Ah Li/CF电池。一个电池包含含有三种CF材料的混合物的混合阴极：40重量%的式CF1的来源于焦炭的氟化碳、10重量%的式CF0.6的来源于焦炭的氟化碳和50重量%的式CF1的来源于沥青的氟化碳。第二个电池为现有技术的Li/CF电池。所述混合阴极还包含作为导电填料的碳（所述阴极的6重量%的KS-4石墨和所述阴极的4重量%的Super P炭黑，二者都来自TIMCAL）和作为粘合剂的聚偏氟乙烯（PVDF）。将所述材料混合并涂抹于涂覆以碳的铝制集电器上。堆叠大约五对阴极隔板和阳极并使其形成所述袋电池（bag cell）。
测试过程由50J脉冲组成；即，将50J脉冲施加于两个电池（图12）。施加于所述电池的脉冲列包括四个电流脉冲（50J）。所述脉冲以脉冲之间具有15秒开路间歇的短的连续形式传递。两个连续列之间有4小时的开路间歇。
如图12所示，含有所述混合阴极的电池具有比现有技术的电池更高的脉冲最低电压，这可能由于含有所述来源于沥青的氟化碳（参见下面的实施例3）。更具体地，如图12所示，在寿命的起点，含有P5000的混合阴极具有比现有技术的阴极材料高出500mV的脉冲最低电压。这使所述混合阴极在高功率放电过程下供应更大的电能。
应该注意到，描述为“DOD”的图12-14的x轴为所述电池的放电深度，该放电深度为供应的容量与理论容量的比（乘以100）。
实施例 3 ：含有来源于沥青的氟化碳阴极的电池的放电曲线（ 50J 脉冲）的确定
出于与实施例2对比的目的，根据实施例2的方法制备了具有来源于沥青的氟化碳阴极（CF1或P5000）的电池。使所述电池经历与实施例2同样的50J脉冲过程（图13）。如图13所示，寿命起点的脉冲最低电压为约2.5V高。图13还示出了含有实施例2的混合电池的电池的曲线，该电池的最小电压为2.4 V高。
实施例 4 ：含有本发明的混合阴极的电池和含有来源于沥青的氟化碳阴极的电池的放电曲线（ 80J 脉冲）的确定
使含有混合阴极的电池（具有与实施例2的混合阴极相同的氟化碳组分组成）和具有来源于沥青的氟化碳阴极（CF1或P5000）的电池经历类似于实施例2的80J放电过程（图14）。含有所述混合阴极的电池的寿命起点的脉冲最低电压为约2.3V高，其类似于含有来源于沥青的氟化碳的电池（2.4V）。
实施例 5 ：由含有来源于焦炭的氟化碳阴极的电池与含有来源于沥青的氟化碳阴极的电池产生热量的比较
确定了由含有来源于焦炭的氟化碳阴极（CF1）的D型电池和具有来源于沥青的氟化碳阴极（P5000）的D型电池在稳态放电过程中在20℃下产生的热量（图15）。在毫量热计（millicalorimeter）(Calarus Corp., Tempe, AZ)中测量产生的热量。测试证明所述来源于焦炭的材料比所述来源于沥青的材料少产生大约10%的热量。
当引入本发明或其优选的（各）实施方案的构件时，词语“一个（a）”、“一种(an)”、“这个(the)”和“所述(said)”意于指拥有一个或多个构件。术语“包含”、“包括”和“具有”意于指包括的并意味着除了所列举出的构件之外可能具有另外的构件。
如在不脱离本发明的范围的情况下可以对上述实施方案作各种改动（例如，阴极材料组成、非水电化学电池组分和结构等），所有包含在上面描述中的和示于附图中的内容都意于为示例性的解释说明而并非是限定的形式。

Claims (39)

1.非水电化学电池，其包含：
阳极；
混合阴极，其包含第一氟化碳阴极材料、第二氟化碳阴极材料和第三氟化碳阴极材料，其中（a）所述第一或第三氟化碳阴极材料具有不同于所述第二氟化碳阴极材料的平均氟化度，以及（b）所述第一氟化碳阴极材料来源于石油焦炭，而所述第三氟化碳阴极材料来源于石油沥青；
隔板，其被设置在所述阳极和所述阴极之间；以及
非水电解液，其与所述阳极、所述阴极及所述隔板流体连通。
2.非水电化学电池，其包含：
阳极；
混合阴极，其包含第一氟化碳阴极材料、第二氟化碳阴极材料和第三氟化碳阴极材料，其中（a）所述第一、第二和第三氟化碳阴极材料各呈现为2.5V或高于2.5V的不同于其它两种的放电电压，以及（b）在放电到1.5V时，所述第一氟化碳阴极材料的放电容量为800mAh/g-870mAh/g，所述第二氟化碳阴极材料的放电容量为680mAh/g-800mAh/g，并且所述第三氟化碳阴极材料的放电容量为825mAh/g-875mAh/g；
隔板，其被设置在所述阳极和所述阴极之间；以及
非水电解液，其与所述阳极、所述阴极和所述隔板流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的非水电化学电池，其中，所述第一氟化碳阴极材料具有式CFx，所述第二氟化碳阴极材料具有式CFy，并且所述第三氟化碳阴极材料具有式CFz，其中x的平均值为0.9-1.2，y的平均值为0.4-0.9，并且z的平均值为0.8-1.2。
4.根据权利要求3所述的非水电化学电池，其中，所述x、y和z的平均值是不同的。
5.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第一和第二氟化碳阴极材料来源于氟化的石油焦炭。
6.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第三氟化碳阴极材料来源于沥青。
7.根据权利要求6所述的非水电化学电池，其中，所述沥青为珠粒状石油沥青。
8.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第一氟化碳阴极材料为CF1，所述第二氟化碳阴极材料为CF0.6，并且所述第三氟化碳阴极材料为CF1。
9.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，以氟化碳材料的总重量计，所述混合阴极含有30%-60%的第一氟化碳阴极材料。
10.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，以所述氟化碳材料的总重量计，所述混合阴极含有5%-25%第二氟化碳阴极材料。
11.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，以所述氟化碳材料的总重量计，所述混合阴极含有20%-80%的第三氟化碳阴极材料，条件是第一氟化碳阴极材料、第二氟化碳阴极材料和第三氟化碳阴极材料的总量是100重量%。
12.根据权利要求1所述的非水电化学电池，其中，所述第一氟化碳阴极材料的初始放电电压为2.3V-2.7V，并且当所述第一氟化碳阴极材料放电到1.5V时，放电容量为800mAh/g-870mAh/g。
13.根据权利要求1和12中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第二氟化碳阴极材料的初始放电电压为2.7V-3.1V，并且当所述第二氟化碳阴极材料放电到1.5V时，放电容量为680mAh/g-800mAh/g。
14.根据权利要求1和12中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第三氟化碳阴极材料的初始放电电压为2.6V-3.0V，并且当所述第三氟化碳阴极材料放电到1.5V时，放电容量为825mAh/g-875mAh/g。
15.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述混合阴极的初始放电电压为2.6V-3.0V，并且当所述阴极放电到1.5V时，放电容量为825mAh/g-875mAh/g。
16.根据权利要求15所述的非水电化学电池，其中，以活性阴极材料的总重量计，所述混合阴极含有30%-60%的第一氟化碳阴极材料，5%-25%的第二氟化碳阴极材料，以及20%-80%的第三氟化碳阴极材料，条件是第一氟化碳阴极材料、第二氟化碳阴极材料和第三氟化碳阴极材料的总量是100重量%。
17.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述非水电解液包含有机溶剂，该有机溶剂选自碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯、1,2-二甲氧基乙烷（DME）、四氢呋喃（THF）、乙酸甲酯（MA）、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、碳酸亚丙基酯（PC）、碳酸亚乙基酯（EC）、乙腈、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、γ-丁内酯（GBL）、N-甲基-吡咯烷酮（NMP）、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、二氧戊环、二氧六环、二甲氧基乙烷、或其混合物。
18.根据权利要求17所述的非水电化学电池，其中，所述非水电解液包含具有式MM’F6或MM’F4的盐，其中M为与所述阳极中的至少一种金属相同的碱金属，并且M’为选自三价磷、砷、锑和硼的元素。
19.根据权利要求17所述的非水电化学电池，其中，所述非水电解液包含选自LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiClO4、LiAlCl4、LiGaCl4、LiC(SO2CF3)3、LiB(C6H4O2)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiB(C2O4)2、Li(SO3CF3)及其混合物的盐。
20.根据权利要求18所述的非水电化学电池，其中，所述有机溶剂中的盐的浓度为0.5 M-1.6 M。
21.根据权利要求19所述的非水电化学电池，其中，所述有机溶剂中的盐的浓度为0.5 M-1.6 M。
22.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述非水电解液包含1,2-二甲氧基乙烷、碳酸亚丙基酯和LiBF4盐。
23.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述阳极包含选自元素周期表第IA族或第IIA族的金属。
24.根据权利要求23所述的非水电化学电池，其中，所述阳极包含选自锂、镁、钠和钾的金属。
25.根据权利要求24所述的非水电化学电池，其中，所述阳极包含选自Li-Mg、Li-Al、Li-Al-Mg、Li-Si、Li-B和 Li-Si-B的合金或金属间化合物。
26.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述隔板包含聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚砜、聚偏氯乙烯（PVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）、四氟乙烯-乙烯共聚物（PETFE）、三氟氯乙烯-乙烯共聚物及其组合。
27.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述阴极包含导电添加剂。
28.根据权利要求27所述的非水电化学电池，其中，所述导电添加剂选自炭黑、天然的或合成的石墨、碳纤维、碳纳米管、焦炭、炭、活性炭、银、金、铝、钛及其混合物。
29.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述阴极包含粘合剂。
30.根据权利要求29所述的非水电化学电池，其中，所述粘合剂选自聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、丁苯橡胶、纤维素、聚丙烯酸酯橡胶、丙烯酸或丙烯酸酯的共聚物。
31.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述电化学电池包含作为粘合剂和导电添加剂的聚合物，该聚合物选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其混合物。
32.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第一和第二氟化碳阴极材料的平均BET表面积为120cm2/g-450cm2/g。
33.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第一和第二氟化碳阴极材料的平均BET表面积为180cm2/g-250cm2/g。
34.根据权利要求3所述的非水电化学电池，其中，所述第三氟化碳阴极材料的平均BET表面积为250cm2/g-750cm2/g。
35.根据权利要求3所述的非水电化学电池，其中，所述第三氟化碳阴极材料的平均BET表面积为350cm2/g-560cm2/g。
36.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第一和第二氟化碳阴极材料的平均粒度为0.1μm-800μm。
37.根据权利要求1-2中任一权利要求所述的非水电化学电池，其中，所述第一和第二氟化碳阴极材料的平均粒度为1μm-200μm。
38.根据权利要求3所述的非水电化学电池，其中，所述第三氟化碳阴极材料的平均粒度为100μm-1200μm。
39.根据权利要求3所述的非水电化学电池，其中，所述第三氟化碳阴极材料的平均粒度为150μm-1000μm。
CN201080063015.2A 2009-12-04 2010-12-01 具有氟化碳阴极材料的混合物的非水电池 Active CN102754249B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US26662809P 2009-12-04 2009-12-04
US61/266628 2009-12-04
PCT/US2010/058489 WO2011068825A1 (en) 2009-12-04 2010-12-01 Non-aqueous cell having a mixture of fluorinated carbon cathode materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102754249A CN102754249A (zh) 2012-10-24
CN102754249B true CN102754249B (zh) 2015-05-06

Family

ID=44115248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080063015.2A Active CN102754249B (zh) 2009-12-04 2010-12-01 具有氟化碳阴极材料的混合物的非水电池

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2507857B1 (zh)
JP (1) JP5575916B2 (zh)
CN (1) CN102754249B (zh)
ES (1) ES2972164T3 (zh)
WO (1) WO2011068825A1 (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013169605A1 (en) * 2012-05-05 2013-11-14 Contour Energy Systems Inc. Coated fluorinated carbon electrodes and coating processes
CN103000915A (zh) * 2012-12-28 2013-03-27 天津力神电池股份有限公司 氟化碳锂一次电池及其制备方法
US9130229B2 (en) * 2013-01-02 2015-09-08 Medtronic, Inc. Carbon fluoride cathodes and batteries made therefrom
US10033469B2 (en) * 2013-08-29 2018-07-24 Battelle Memorial Institute Injectable acoustic transmission devices and process for making and using same
CN103474695A (zh) * 2013-09-10 2013-12-25 复旦大学 一种钠/氟化碳二次电池及其制备方法
CN104577150A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 中国电子科技集团公司第十八研究所 锂-氟化碳电池电解液的制备方法
CN104577199A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 中国电子科技集团公司第十八研究所 锂-氟化碳电池用改性电解液
US9991493B2 (en) * 2013-10-15 2018-06-05 Eaglepicher Technologies, Llc High energy density non-aqueous electrochemical cell with extended operating temperature window
CN103700858B (zh) * 2014-01-07 2016-07-06 厦门大学 钠-氟化碳一次电池
CN103985874A (zh) * 2014-05-13 2014-08-13 天津大学 含碳氟半离子键的氟化石墨烯及利用其为正极的二次钠电池
CN104600367A (zh) * 2014-12-29 2015-05-06 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 一种锂氟化碳电池
US10101429B2 (en) 2015-02-25 2018-10-16 Battelle Memorial Institute Acoustic transmission device and process for tracking selected hosts
US10067112B2 (en) 2015-09-30 2018-09-04 Battelle Memorial Institute Autonomous sensor fish to support advanced hydropower development
US11278004B2 (en) 2015-12-15 2022-03-22 Battelle Memorial Institute Transmitters for animals and methods for transmitting from animals
US10236920B2 (en) 2015-12-15 2019-03-19 Battelle Memorial Institute Signal transmitter and methods for transmitting signals from animals
US10531639B2 (en) 2016-08-25 2020-01-14 Battelle Memorial Institute Systems and methods for monitoring organisms within an aquatic environment
US10661090B2 (en) 2016-12-21 2020-05-26 Medtronic, Inc. Implantable medical device batteries with milled fluorinated carbon fibers, devices, and methods
CN107316988B (zh) * 2017-05-16 2018-11-30 中国航发北京航空材料研究院 一种用于锂氟化碳电池的复合正极材料及其制备方法
CN109378460B (zh) * 2018-10-24 2021-09-10 上海空间电源研究所 一种5Ah级热电池单体电池
US11533818B2 (en) 2019-03-12 2022-12-20 Battelle Memorial Institute Sensor assemblies and methods for emulating interaction of entities within water systems
CN110783586B (zh) * 2019-11-21 2021-10-08 华南师范大学 一种高功率密度一次电池电解液及其制备方法和应用
CN113421993B (zh) * 2021-07-01 2022-10-18 电子科技大学 一种可充放电锂离子电池正极材料的制备及应用
WO2024015446A1 (en) * 2022-07-14 2024-01-18 Eaglepicher Technologies, Llc Lithium-cfx battery comprising solid polymer electrolyte and method of manufacturing the lithium-cfx battery
WO2024043271A1 (ja) * 2022-08-24 2024-02-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 リチウム一次電池
WO2024043272A1 (ja) * 2022-08-24 2024-02-29 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 リチウム一次電池

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310609A (en) * 1979-12-17 1982-01-12 Wilson Greatbatch Ltd. Metal oxide composite cathode material for high energy density batteries
EP0248386A2 (en) * 1986-06-02 1987-12-09 The Electrosynthesis Company, Inc. Fluorinated carbons and methods of manufacture
CN1204160A (zh) * 1997-06-19 1999-01-06 松下电器产业株式会社 二次电池
EP1087453A2 (en) * 1999-09-27 2001-03-28 Wilson Greatbatch Ltd. Enhanced capacity Li/CFx electrochemical cell
FR2856674A1 (fr) * 2003-06-27 2004-12-31 Centre Nat Rech Scient Carbone fluore, procede pour son obtention
JP2006236888A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液電池
US20070072075A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 Greatbatch Ltd. ANODE-TO-ANODE CAPACITY RATIOS FOR SVO/CFx HYBRID CATHODE ELECTROCHEMICAL CELLS
EP1816692A1 (en) * 2006-02-01 2007-08-08 Greatbatch Ltd. Lithium/fluorinated carbon cell for high-rate pulsatile applications
JP2009152174A (ja) * 2007-09-06 2009-07-09 Panasonic Corp 非水電解液電池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4126588A (en) * 1975-12-30 1978-11-21 Asahi Glass Company Ltd. Fluorinated cation exchange membrane and use thereof in electrolysis of alkali metal halide
JPS5784570A (en) * 1980-11-14 1982-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Battery
JPH03219559A (ja) * 1990-01-24 1991-09-26 Osaka Gas Co Ltd 有機電解質電池
JP3019421B2 (ja) * 1990-12-28 2000-03-13 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
US7005214B2 (en) * 2001-11-02 2006-02-28 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Noble metals coated on titanium current collectors for use in nonaqueous Li/CFx cells
US7358010B2 (en) * 2002-07-22 2008-04-15 Lodestar Inc. Fluorinated carbon for metal/fluorinated carbon batteries
KR20080066685A (ko) * 2005-10-05 2008-07-16 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 전극 재료로서의 부분적으로 불화된 불화흑연
US20070281213A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-06 Gentcorp Ltd. Carbon Monofluoride Cathode Materials Providing Simplified Elective Replacement Indication
EP2132811A1 (en) * 2007-03-14 2009-12-16 California Institute of Technology High discharge rate batteries
WO2010054305A1 (en) 2008-11-07 2010-05-14 Eaglepicher Technologies, Llc Non-aqueous cell having amorphous or semi-crystalline copper manganese oxide cathode material

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310609A (en) * 1979-12-17 1982-01-12 Wilson Greatbatch Ltd. Metal oxide composite cathode material for high energy density batteries
EP0248386A2 (en) * 1986-06-02 1987-12-09 The Electrosynthesis Company, Inc. Fluorinated carbons and methods of manufacture
CN1204160A (zh) * 1997-06-19 1999-01-06 松下电器产业株式会社 二次电池
EP1087453A2 (en) * 1999-09-27 2001-03-28 Wilson Greatbatch Ltd. Enhanced capacity Li/CFx electrochemical cell
FR2856674A1 (fr) * 2003-06-27 2004-12-31 Centre Nat Rech Scient Carbone fluore, procede pour son obtention
JP2006236888A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液電池
US20070072075A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 Greatbatch Ltd. ANODE-TO-ANODE CAPACITY RATIOS FOR SVO/CFx HYBRID CATHODE ELECTROCHEMICAL CELLS
EP1816692A1 (en) * 2006-02-01 2007-08-08 Greatbatch Ltd. Lithium/fluorinated carbon cell for high-rate pulsatile applications
JP2009152174A (ja) * 2007-09-06 2009-07-09 Panasonic Corp 非水電解液電池

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Electrochemical reactions of surface-fluorinated petroleum coke electrodes in organic solvents";K Naga,et al;《Electrochimica Acta》;20060520;第51卷(第19期);全文 *
"Surface structure and electrochemical properties of surface-fluorinated petroleum cokes for lithium ion battery";T Nakajima,et al;《Journal of Power Sources》;20040704;第133卷(第2期);全文 *
魏留芳,et al."氟化炭材料性能研究进展".《炭素技术》.2005,第24卷(第6期), *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011068825A1 (en) 2011-06-09
ES2972164T3 (es) 2024-06-11
CN102754249A (zh) 2012-10-24
JP2013513207A (ja) 2013-04-18
EP2507857A1 (en) 2012-10-10
JP5575916B2 (ja) 2014-08-20
EP2507857B1 (en) 2024-01-31
EP2507857A4 (en) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102754249B (zh) 具有氟化碳阴极材料的混合物的非水电池
CN106463727B (zh) 基于石墨的负电极活性材料、负电极和锂离子二次电池
US6815121B2 (en) Particulate electrode including electrolyte for a rechargeable lithium battery
KR101407085B1 (ko) 다층의 전극 활물질층을 포함하는 전극 및 이를 포함하는 이차 전지
KR101378235B1 (ko) 리튬 이차전지
KR101229570B1 (ko) 리튬 이온 커패시터용 양극 활물질 및 그의 제조 방법
US6051343A (en) Polymeric solid electrolyte and lithium secondary cell using the same
KR20130129110A (ko) 전극 활성 물질, 전극 및 축전 디바이스
CN102376946A (zh) 正极活性物质和包括所述正极活性物质的锂电池
CN1806355A (zh) 具有高充放电倍率能力的锂二次电池
KR101599322B1 (ko) 양극 활물질과 활성탄의 입경 비율이 제어된 리튬 이차 전지
JP2007287630A (ja) 非水電解質二次電池
WO2012063545A1 (ja) リチウムイオンキャパシタ
JP2001167763A (ja) リチウム二次電池
CN107039679A (zh) 可再充电锂电池
JP5167584B2 (ja) 非水電解液二次電池
US6566011B1 (en) Lithium secondary battery
JP4569126B2 (ja) 非水電解液二次電池の充電方法及び非水電解液二次電池
JP5082221B2 (ja) 二次電池用負極および二次電池
JPH06302315A (ja) 非水電解質二次電池用電極およびその製造法
JP4731974B2 (ja) リチウムイオンキャパシタ
JP2005294028A (ja) リチウム二次電池
EP4131469A1 (en) Lithium secondary battery
JP2005259378A (ja) 非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料、非水電解液二次電池正極、及び非水電解液二次電池
JP2018041636A (ja) 蓄電素子

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