CN102842718B - 石墨烯、蓄电装置以及电气设备 - Google Patents
石墨烯、蓄电装置以及电气设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102842718B CN102842718B CN201210209100.6A CN201210209100A CN102842718B CN 102842718 B CN102842718 B CN 102842718B CN 201210209100 A CN201210209100 A CN 201210209100A CN 102842718 B CN102842718 B CN 102842718B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- active material
- electric
- material layer
- lithium ion
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 165
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 136
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 67
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 67
- 239000011149 active material Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 125000002837 carbocyclic group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 37
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 5
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 40
- 239000002409 silicon-based active material Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000004698 pseudo-potential method Methods 0.000 description 2
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100021164 Vasodilator-stimulated phosphoprotein Human genes 0.000 description 1
- QSNQXZYQEIKDPU-UHFFFAOYSA-N [Li].[Fe] Chemical compound [Li].[Fe] QSNQXZYQEIKDPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000001923 cyclic compounds Chemical group 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
- H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
-
- 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
- H01M4/58—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
-
- 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
- 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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- 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
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
本发明的目的是提供能够用于电气设备且透过锂离子的石墨烯。在石墨烯中设置环元数为9以上的碳环。环元数为9以上的碳环对锂离子的最大势能几乎为0电子伏特，所以可以用作透过锂离子的孔。当利用这种石墨烯涂覆电极或活性物质表面时，能够不阻碍锂离子的移动而抑制电极或活性物质与电解液起反应。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够适用于锂离子二次电池的材料等的、在锂的透过性及导电性的方面优异的石墨烯或多个层的石墨烯。石墨烯是指具有sp2键的1原子层的碳分子片。
背景技术
石墨烯具有高导电率或高迁移率之类的优良电特性，且具有柔性或机械强度之类的物理特性，由此正在尝试将其应用于各种各样的产品（参照专利文献1至专利文献3）。此外，还提出了将石墨烯应用于锂离子二次电池的技术（专利文献4）。
专利文献1：美国专利申请公开2011/0070146号公报
专利文献2：美国专利申请公开2009/0110627号公报
专利文献3：美国专利申请公开2007/0131915号公报
专利文献4：美国专利申请公开2007/0081057号公报。
已知石墨烯具有高导电率。石墨烯本身不能透过离子，但是通过在石墨烯中的一部分设置孔（间隙），可以赋予透过离子的能力。
发明内容
设置在石墨烯中的孔越大且每单位面积的孔的数量越多，就可以越高效地透过离子，但是石墨烯的机械强度降低。本发明的一个方式是为了解决该问题而提出的，其目的之一是使设置在石墨烯中的孔的大小及数量以及石墨烯的机械强度处于最佳状态。
此外，本发明的一个方式的目的之一是提供充放电特性优异的蓄电装置。或者目的之一是增加每单位重量的蓄电电容。或者，目的之一是提高循环特性。或者，目的之一是提供能够耐受长期或重复的使用的、可靠性高的电气设备。
本发明的一个方式的特征在于，在石墨烯中设置环元（ring member）数为9以上的碳环。环元数为9的碳环的相对于锂离子的最大势能几乎为0电子伏特，因此通过在石墨烯中设置环元数为9以上的碳环，能够使其作为可透过锂离子的孔来起作用。
本发明的一个方式的特征在于，在石墨烯中设置0.149nm2以上的孔。通过将设置在石墨烯中的孔的面积设定为0.149nm2以上，能够容易地透过锂离子。
当利用这种石墨烯涂覆电极或活性物质表面时，可以不阻碍锂离子的移动而抑制电极或活性物质与电解液起反应。
此外，本发明的一个方式是具有上述石墨烯的电气设备。另外，本发明的一个方式是由上述石墨烯涂覆表面的电极或活性物质。本发明的一个方式解决上述课题的任何一个。
根据本发明的一个方式，能够提高蓄电装置的充放电速度。
根据本发明的一个方式，能够增加每单位重量的蓄电电容。
根据本发明的一个方式，能够提高循环特性。
附图说明
图1是示出形成在石墨烯中的碳环的最佳结构的图；
图2是说明锂离子从碳环接受的势能的变化的图；
图3是说明设置在石墨烯中的孔的面积a与包括一个孔的石墨烯的面积S的关系的图；
图4是说明锂离子的移动的图；
图5是说明硬币型二次电池的结构的图；
图6是说明电气设备的一个例子的图。
附图标号说明
101 电极；102 石墨烯；103 锂离子；104 孔；105 圆；200 负极集电体；202负极活性物质层；204 负极；206 框体；210 分离器；220 环状绝缘体；228 正极集电体；230 正极活性物质层；232 正极；240 间隔物；242 垫圈；244 框体；301 碳环；302 碳环；311 曲线；312 曲线；401 直线；402 直线；403 直线；5000 显示装置；5001 框体；5002 显示部；5003 扬声器部；5004 蓄电装置；5100 照明装置；5101 框体；5102 光源；5103 蓄电装置；5104 天花板；5105 侧壁；5106 地板；5107 窗户；5200 室内机；5201 框体；5202 送风口；5203 蓄电装置；5204 室外机；5300 电冷藏冷冻箱；5301 框体；5302 冷藏室门；5303 冷冻室门；5304 蓄电装置。
具体实施方式
以下，对实施方式进行说明。但是，本技术领域技术人员可以容易地理解的是，实施方式可以以多个不同方式来实施，其方式和细节可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下的实施方式所记载的内容。
实施方式1
在本实施方式中，说明使设置在石墨烯中的孔的大小、孔的数量密度（每石墨烯单位面积的孔的数量）以及石墨烯的机械强度最佳化的方法。
图1是示出形成在石墨烯中的碳环的最佳结构的图，图2是说明锂离子从具有八元环结构的碳环或具有九元环结构的碳环接受的势能的变化的图。此外，图3是说明任意的机械强度中的、设置在石墨烯中的孔的面积a与包括一个孔的石墨烯的面积S（1/S相当于数量密度）的关系的图。
首先，作为设置在石墨烯中的最小面积的孔的候选，利用第一原理计算来验证具有八元环结构的碳环和具有九元环结构的碳环的锂离子透过性。对于计算，使用基于平面波基底赝势法（plane wave basis pseudopotential method）的第一原理计算软件VASP。
图1（A）示出通过第一原理计算而得到的、形成在石墨烯中的具有八元环结构的碳环的最佳结构。具有八元环结构的碳环301的环径最大为0.427nm，最小为0.347nm，并且使用三角形的初等几何学上的面积为0.105nm2。
图1（B）示出通过第一原理计算而得到的、形成在石墨烯中的具有九元环结构的碳环的最佳结构。具有九元环结构的碳环302的环径最大为0.428nm，最小为0.422nm，并且使用三角形的初等几何学上的面积为0.149nm2。
图2示出研究锂离子对图1（A）和图1（B）所示的结构的透过性的结果。图2示出锂离子从碳环接受的势能相对于锂离子离碳环的距离的变化。图2中的横轴表示锂离子离碳环的距离，纵轴表示锂离子从碳环接受的势能。在图2中，曲线311表示锂离子从具有八元环结构的碳环301接受的势能的变化，曲线312表示锂离子从具有九元环结构的碳环302接受的势能的变化。
具有八元环结构的碳环301的势能在与锂离子的距离为0.2nm附近成为极小，但是距离进一步变小时，转变成增加。锂离子到达碳环301需要1eV左右的势能，因此锂离子不能透过碳环301。
与此相对，在具有九元环结构的碳环302中，锂离子到达碳环302时的势能为-0.26eV左右，因此锂离子能够容易地透过碳环302。
一般来说，用于透过碳环的势能在碳环的环元数减少时变大，在碳环的环元数增加时变小。因此，为了使锂离子透过，需要将设置在石墨烯中的碳环（孔）的环元数设为9以上。就是说，需要将孔的面积a设定为大于图3所示的直线401。
锂离子透过具有孔的石墨烯所需要的时间，主要根据石墨烯面内的锂离子到达孔的时间来决定。
如图4（A）所示那样，当锂离子103在石墨烯102的面内移动并达到孔104时，在与石墨烯102接触的电极101（若是蓄电装置则为活性物质）为负电位的情况下，移动到下层的石墨烯（当电极101为正电位的情况下移动到上层的石墨烯）。
在具有孔104的石墨烯102中移动的锂离子到达作为环元数为9以上的碳环的孔104的时间，基于图4（B）的模型如下地算出。
首先，考虑存在于石墨烯上的锂离子的扩散。利用二维布朗运动中的均方位移与时间的关系式，能够将位于点P的锂离子在时间t后能够移动的距离r表达为算式1。在此，D是锂离子的扩散系数。
[算式1]
即，可以说位于点P的锂离子在时间t后存在于以点P为中心的半径r的圆105中。
接着，将包括一个作为环元数为9以上的碳环的孔104的、石墨烯的面积（平均面积）设为S，考虑在石墨烯上移动的锂离子到达孔104所需要的时间。此外，S的倒数（1/S）是石墨烯102的每单位面积的孔104的数量（孔的数量密度）。
将位于点P的锂离子到达孔104所需要的时间设为时间t0时，由算式1及求圆的面积的公式能够导出算式2。即，可以说在石墨烯上移动的锂离子有可能在满足算式2的时间t0之后到达孔104。算式3表示关于时间t0求解算式2的算式。
[算式2]
[算式3]
接着，考虑在时间t后离子到达孔104的概率。时间t0之后锂离子到达孔104的概率能够由包括一个孔104的石墨烯的面积S和孔104的面积a表示为a/S。另外，时间t0之后锂离子没有到达孔104的概率能够表示为1-a/S。由此，在时间t后锂离子没有到达孔104的概率能够用算式4表示。
[算式4]
由此，在时间t后锂离子到达孔104（不存在于石墨烯102上）的概率P（t）能够用算式5表示。
[算式5]
此外，在a/S充分小的情况下，能够利用泰勒展开式将算式5近似为算式6那样。
[算式6]
而且，若设锂离子到达孔104（不存在于石墨烯102上）的时间为时间t1时，则该概率P（t1）为1。当将算式3代入算式6的时间t0时，能够用算式7表示时间t1。
[算式7]
因此，能够使用算式7算出在具有孔104的石墨烯102上移动的锂离子到达具有面积a的孔104所需要的时间。
石墨烯面内的锂离子的扩散系数D为1×10-11cm2/s。当采用将时间t1设为充分短于实际上使用的电池的充放电时间的时间（例如设为10秒以下）这一条件时，由算式7求出图3的直线402。S必须取直线402以下的值，因此需要满足算式8的条件。
[算式8]
当然，孔的数量密度越大，锂离子到达孔所需要的时间越短。另一方面，孔的数量密度增加时，石墨烯的机械强度越降低，因此，需要对孔的数量密度设置上限。
对于一维方向的拉伸或压缩的机械强度根据孔对石墨烯的一维方向的比例决定。可以利用算式9将一维方向的机械强度近似地求出为U。
[算式9]
例如，为了确保石墨烯的一维方向的机械强度的k倍（k＜1，k是相对于没有孔的石墨烯的机械强度的比率），将孔对于石墨烯的一维方向的比例设为（1-k）倍即可。就是说，设定为使得孔对于石墨烯的二维方向的比例为面积S的（1-k）2倍即可。由该条件决定图3的直线403。S必须取直线403以上的值，因此需要满足算式10的条件。另外，直线403示出k=2/3的情况。
[算式10]
此外，图3、算式9以及算式10示出石墨烯为一层的情况，但是即使在层叠有多个石墨烯的情况下，也可以考虑本实施方式所公开的内容来决定。
此外，设置在石墨烯的孔不局限于碳环，也可以具有包含选自氧、氮和硫中的一种或多种元素以及碳的环状化合物结构。
像这样，通过将面积a及面积S设定为图3所示的由直线401至直线403围绕的范围内，能够在任意机械强度下将设置在石墨烯中的孔的大小以及孔的数量密度设为最佳。
通过将由上述石墨烯涂覆的电极或活性物质适用于蓄电装置，可以提高蓄电装置的充放电速度。另外，能够增加蓄电装置的每单位重量的蓄电电容。另外，能够提高蓄电装置的循环特性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式2
在本实施方式中，对在硅粒子的表面上形成具有1层以上且50层以下的石墨烯的石墨烯层的例子进行说明。首先，使石墨氧化而制造氧化石墨，并且通过对其施加超声波振动获得氧化石墨烯。细节参照专利文献2即可。此外，也可以使用市售的氧化石墨烯。
接着，混合氧化石墨烯和硅粒子。氧化石墨烯的比例可以为整体的1重量百分比至15重量百分比，优选为1重量百分比至5重量百分比。并且，在真空中或惰性气体（氮或稀有气体等）中等的还原性气氛下以150℃、优选200℃以上的温度进行加热。加热温度越高，氧化石墨烯还原得越好，可以获得纯度高（即，碳以外的元素的浓度较低）的石墨烯。此外，已知氧化石墨烯在150℃下被还原。
此外，为了提高所获得的石墨烯的电子导电性，优选以高温度进行处理。例如，在加热温度为100℃（1小时）下多层石墨烯的电阻率为240MΩcm左右，但是在加热温度为200℃（1小时）下为4kΩcm，在300℃（1小时）下为2.8Ωcm。
这样，形成在硅粒子的表面上的氧化石墨烯被还原，而成为石墨烯。此时，相邻的石墨烯彼此键合，形成更巨大的网眼状或片状的网络。这样形成的石墨烯因为具有上述所说明的数量密度的孔，所以可透过锂离子。
将经过上述处理的硅粒子分散到适当的溶剂（优选为水、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）或N-甲基吡咯烷酮（NMP）等的极性溶剂）得到料浆（slurry）。可以利用该料浆制造二次电池。
图5是示出硬币型二次电池的结构的示意图。如图5所示那样，硬币型二次电池包括负极204、正极232、分离器210、电解液（未图示）、框体206以及框体244。此外，还具有环状绝缘体220、间隔物240和垫圈242。
负极204在负极集电体200上具有负极活性物质层202。作为负极集电体200，例如可以使用铜。作为负极活性物质，可以单独使用上述料浆作为负极活性物质层202，或者使用将粘合剂混合到上述料浆的材料作为负极活性物质层202。
作为正极集电体228的材料，可以使用铝。正极活性物质层230使用将正极活性物质的粒子与粘合剂、导电助剂一起混合的料浆涂敷在正极集电体228上并使其干燥而得的材料即可。
作为正极活性物质的材料，能够使用钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、硅酸锰锂、硅酸铁锂等，但是不局限于此。可以将活性物质粒子的粒径设为20nm至100nm。此外，也可以在进行烧成时混合葡萄糖等的碳水化合物，使得碳涂覆于正极活性物质粒子。利用该处理提高导电性。
作为电解液，可以使用将LiPF6溶解在碳酸乙烯酯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）的混合溶剂中的电解液，但是不局限于此。
作为分离器210，既可以使用设置有空穴的绝缘体（例如，聚丙烯），又可以使用透过锂离子的固体电解质。
框体206、框体244、间隔物240及垫圈242可以使用金属（例如不锈钢）来形成。框体206及框体244具有将负极204及正极232电连接到外部的功能。
将此负极204、正极232及分离器210浸渍在电解液中，如图5所示那样，将框体206设置在下方，按负极204、分离器210、环状绝缘体220、正极232、间隔物240、垫圈242和框体244的顺序层叠，并压接框体206和框体244来制造硬币型的二次电池。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式3
在本实施方式中，对在形成于集电体上的硅活性物质层的表面形成具有1层以上且50层以上的石墨烯的石墨烯层的例子进行说明。首先，将氧化石墨烯分散到水及或NMP等的溶剂中。溶剂优选为极性溶剂。将氧化石墨烯的浓度设定为每升为0.1g至10g即可。
按每个集电体将硅活性物质层浸渍在该溶液中，取出该集电体后使其干燥。并且，在真空中或惰性气体（氮或稀有气体等）中等的还原性气氛下以200℃以上的温度进行加热。通过以上工序，在硅活性物质层表面能够形成具有1层以上且50层以下的石墨烯的石墨烯层。这样形成的石墨烯层因为具有上述所说明的数量密度的孔，所以可透过锂离子。
此外，也可以在这样一次形成石墨烯的层之后，再一次重复同样的处理来进一步同样地形成具有1层以上且50层以下的石墨烯的石墨烯层。也可以三次以上重复同样的处理。当这样形成多层石墨烯时，石墨烯层整体的强度变高。
另外，在一次形成厚的石墨烯的情况下，在石墨烯的sp2键的方向上发生无序，石墨烯层的强度变得与厚度不成比例。但是，在这样分若干次形成石墨烯的层的情况下，因为石墨烯的sp2键大致平行于硅的表面，所以石墨烯层的厚度越厚，其整体的强度越增加。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式4
在本实施方式中，对在形成在集电体上的硅活性物质层的表面形成具有1层以上且50层以下的石墨烯的石墨烯层的另一例子进行说明。与实施方式2同样，将氧化石墨烯分散在水或NMP等溶剂中。将石墨烯的浓度设为每升0.1g至10g即可。
将形成有硅活性物质层的集电体放入分散有氧化石墨烯的溶液，并将其设为正极。另外，将成为负极的导电体放入溶液，并对正极与负极之间施加适当的电压（例如，5V至20V）。在氧化石墨烯中，某一大小的石墨烯片的端部的一部分用羧基（-COOH）封端，由此在水等溶液中氢离子从羧基脱离，而使氧化石墨烯本身带负电。因此，氧化石墨烯被吸引并附着到正极。此外，此时，电压也可以不恒定。通过测量流过正极与负极之间的电荷量，可以估算出附着到硅活性物质层的氧化石墨烯层的厚度。
在得到所需要的厚度的氧化石墨烯后，从溶液取出集电体并使其干燥。并且，在真空或惰性气体（氮或稀有气体等）中等的还原气氛下以200℃以上的温度进行加热。这样形成在硅活性物质的表面上的氧化石墨烯被还原而成为石墨烯。此时，相邻的石墨烯彼此结合，而形成更巨大的网状或片状的网络。
通过如上述那样形成的石墨烯，即使硅活性物质具有凹凸，在该凹部以及凸部都以大致均匀的厚度而形成。这样，能够在硅活性物质层的表面形成具有1层以上且50层以下的石墨烯的石墨烯层。这样形成的石墨烯层因为具有上述所说明的数量密度的孔，所以可透过锂离子。
另外，这样形成石墨烯层之后，也可以一次以上地进行采用本实施方式的方法的石墨烯层的形成，或采用实施方式2的方法的石墨烯层的形成。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式5
根据本发明的一个方式的蓄电装置能够用作利用电力驱动的各种各样的电气设备的电源。
作为使用根据本发明的一个方式的蓄电装置的电气设备的具体例子，可以举出：显示装置；照明装置；桌上型或笔记本型个人计算机；再生存储在DVD（Digital VersatileDisc：数字通用光盘）等记录介质中的静态图像或动态图像的图像再生装置；移动电话；便携式游戏机；便携式信息终端；电子书阅读器；摄像机；数码相机；微波炉等高频加热装置；电饭煲；洗衣机；空调器等的空调设备；电冰箱；电冷冻箱；电冷藏冷冻箱；DNA保存用冷冻箱；以及透析装置等。另外，利用来自蓄电装置的电力通过电动机推进的移动体等也包括在电气设备的范畴内。作为上述移动体，例如可以举出：电动汽车；一并具有内燃机和电动机的混合型汽车（hybrid vehicle）；以及包括电动辅助自行车的电动自行车等。
另外，作为用来供应几乎全部耗电量的蓄电装置（也称为主电源），上述电气设备能够使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。或者，作为在来自上述主电源或商业电源的电力供应停止的情况下能够进行对电气设备的电力供应的蓄电装置（也称为不间断电源），上述电气设备能够使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。或者，作为与来自上述主电源或商业电源的对电气设备的电力供应并行地将电力供应到电气设备的蓄电装置（也称为辅助电源），上述电气设备能够使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。
图6示出上述电气设备的具体结构。在图6中，显示装置5000是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5004的电气设备的一个例子。具体地说，显示装置5000相当于TV广播接收用显示装置，具有框体5001、显示部5002、扬声器部5003和蓄电装置5004等。根据本发明的一个方式的蓄电装置5004设置在框体5001的内部。显示装置5000既能够接受来自商业电源的电力供应，又能够使用蓄积在蓄电装置5004中的电力。因此，即使当由于停电等而不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5004用作不间断电源，也可以利用显示装置5000。
作为显示部5002，能够使用液晶显示装置、在每个像素中具备有机EL元件等发光元件的发光装置、电泳显示装置、DMD（Digital Micromirror Device：数字微镜装置）、PDP（Plasma Display Panel:等离子体显示面板)、FED（Field Emission Display：场致发射显示器）等的半导体显示装置。
另外，显示装置包括除了TV广播接收用以外的、个人计算机用或广告显示用等的所有信息显示用显示装置。
在图6中，安装型照明装置5100是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5103的电气设备的一个例子。具体地说，照明装置5100具有框体5101、光源5102和蓄电装置5103等。虽然在图6中例示蓄电装置5103设置在装有框体5101及光源5102的天花板5104的内部的情况，但是蓄电装置5103也可以设置在框体5101的内部。照明装置5100既能够接受来自商业电源的电力供应，又能够使用蓄积在蓄电装置5103中的电力。因此，即使当由于停电等而不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5103用作不间断电源，也可以利用照明装置5100。
另外，虽然在图6中例示设置在天花板5104的安装型照明装置5100，但是根据本发明的一个方式的蓄电装置既能够用于设置在除天花板5104以外的例如侧壁5105、地板5106或窗户5107等的安装型照明装置，又能够用于桌上型照明装置等。
另外，作为光源5102，能够使用利用电力而人工地得到光的人工光源。具体地说，作为上述人工光源的一个例子，可以举出白炽灯、荧光灯等的放电灯以及LED或有机EL元件等的发光元件。
在图6中，具有室内机5200及室外机5204的空调器是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5203的电气设备的一个例子。具体地说，室内机5200具有框体5201、送风口5202和蓄电装置5203等。虽然在图6中例示蓄电装置5203设置在室内机5200中的情况，但是蓄电装置5203也可以设置在室外机5204中。或者，也可以在室内机5200和室外机5204的双方中设置蓄电装置5203。空调器既能够接受来自商业电源的电力供应，又能够使用蓄积在蓄电装置5203中的电力。尤其是，在室内机5200和室外机5204的双方中设置有蓄电装置5203的情况下，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5203用作不间断电源，也可以利用空调器。
另外，虽然在图6中例示由室内机和室外机构成的分体式空调器，但是也能够将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于在一个框体中具有室内机的功能和室外机的功能的一体式空调器。
在图6中，电冷藏冷冻箱5300是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置5304的电气设备的一个例子。具体地说，电冷藏冷冻箱5300具有框体5301、冷藏室门5302、冷冻室门5303和蓄电装置5304等。在图6中，蓄电装置5304设置在框体5301的内部。电冷藏冷冻箱5300既能够接受来自商业电源的电力供应，又能够使用蓄积在蓄电装置5304中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置5304用作不间断电源，也可以利用电冷藏冷冻箱5300。
另外，在上述电气设备中，微波炉等高频加热装置和电饭煲等电气设备在短时间内需要高功率。因此，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置用作用以辅助商业电源不能充分供应的电力的辅助电源，能够防止使用电气设备时商业电源的总开关跳闸。
另外，在不使用电气设备的时间段，尤其是在商业电源的供应源能够供应的总电能中的实际使用的电能的比率（称为电力使用率）低的时间段中，将电力蓄积在蓄电装置中，由此能够抑制在上述时间段以外电力使用率增高。例如，在为电冷藏冷冻箱5300的情况下，在气温低且不进行冷藏室门5302或冷冻室门5303的开关的夜间，将电力蓄积在蓄电装置5304中。并且，在气温变高且进行冷藏室门5302或冷冻室门5303的开关的白天，通过将蓄电装置5304用作辅助电源，能够将白天的电力使用率抑制为较低。
本实施方式可以与上述实施方式适当地组合而实施。
Claims (12)
1.一种锂离子二次电池，包括：
电极，所述电极包括集电体和活性物质层，所述活性物质层包括所述集电体上的硅；以及
覆盖所述活性物质层的表面的石墨烯层，所述石墨烯层包括多个孔，每个孔是包括9个以上环元数的碳环，
其中，所述石墨烯层的具有一个作为环元数为9个以上的碳环的孔的部分的平均面积S满足以下所述的算式1和算式2：
[算式1]
[算式2]
其中，表示包括9个以上环元数的所述碳环的面积，表示锂离子的扩散系数，表示所述石墨烯层上的所述锂离子到达所述孔所需要的时间，并且，表示相对于没有孔的石墨烯的机械强度的机械强度比率。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中所述孔的所述面积为0.149nm2以上。
3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中所述石墨烯层以均匀的厚度分布在所述活性物质层的表面的凸部和凹部上。
4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其中所述石墨烯层包括所述活性物质层的表面上的1到50层石墨烯。
5.一种锂离子二次电池，包括：
电极，所述电极包括集电体和所述集电体上的活性物质层，其中所述活性物质层包括硅，并且所述活性物质层的表面具有凸部和凹部；以及
覆盖所述活性物质层的表面的石墨烯层，所述石墨烯层包括多个孔，每个孔是包括9个以上环元数的碳环，
其中，所述石墨烯层的具有一个作为环元数为9个以上的碳环的孔的部分的平均面积S满足以下的算式1和算式2：
[算式1]
[算式2]
其中，表示所述孔的面积，表示锂离子的扩散系数，表示所述石墨烯层上的所述锂离子到达所述孔所需要的时间，并且，表示相对于没有孔的石墨烯的机械强度的比率，
并且其中所述孔的所述面积为0.149nm2以上。
6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池，其中所述活性物质层包括硅粒子。
7.根据权利要求5所述的锂离子二次电池，其中所述石墨烯层以均匀的厚度分布在所述活性物质层的表面的凸部和凹部上。
8.根据权利要求5所述的锂离子二次电池，其中所述石墨烯层包括所述活性物质层的表面上的1到50层石墨烯。
9.根据权利要求1或5所述的锂离子二次电池，其中所述电极是负电极。
10.一种电气设备，包括根据权利要求1或5所述的锂离子二次电池。
11.根据权利要求10所述的电气设备，其中所述电气设备选自显示装置、照明装置、桌上型个人计算机、笔记本型个人计算机、再生存储在记录介质中的静态图像或动态图像的图像再生装置、移动电话、便携式游戏机、便携式信息终端、电子书阅读器、摄像机、数码相机、微波炉、电饭煲、洗衣机、空调器、电冰箱、电冷冻箱、透析装置、电动汽车以及包括电动辅助自行车的电动自行车。
12.根据权利要求10所述的电气设备，其中所述电气设备是电冷藏冷冻箱、和包括内燃机和电动机的混合型汽车中的一个。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011-141035 | 2011-06-24 | ||
| JP2011141035 | 2011-06-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102842718A CN102842718A (zh) | 2012-12-26 |
| CN102842718B true CN102842718B (zh) | 2017-08-25 |
Family
ID=47362145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210209100.6A Expired - Fee Related CN102842718B (zh) | 2011-06-24 | 2012-06-25 | 石墨烯、蓄电装置以及电气设备 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20120328953A1 (zh) |
| JP (6) | JP6068014B2 (zh) |
| KR (1) | KR20130007429A (zh) |
| CN (1) | CN102842718B (zh) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9218916B2 (en) | 2011-06-24 | 2015-12-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Graphene, power storage device, and electric device |
| CN105366666A (zh) * | 2011-06-24 | 2016-03-02 | 株式会社半导体能源研究所 | 多层石墨烯及蓄电装置 |
| JP6025284B2 (ja) | 2011-08-19 | 2016-11-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置用の電極及び蓄電装置 |
| US10240052B2 (en) * | 2011-09-30 | 2019-03-26 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Supercapacitor electrodes including graphenic carbon particles |
| US10294375B2 (en) | 2011-09-30 | 2019-05-21 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Electrically conductive coatings containing graphenic carbon particles |
| JP6009343B2 (ja) | 2011-12-26 | 2016-10-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 二次電池用正極および二次電池用正極の作製方法 |
| US10079389B2 (en) | 2012-05-18 | 2018-09-18 | Xg Sciences, Inc. | Silicon-graphene nanocomposites for electrochemical applications |
| WO2016178117A1 (en) | 2015-05-06 | 2016-11-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Secondary battery and electronic device |
| KR102362654B1 (ko) | 2015-07-03 | 2022-02-15 | 삼성전자주식회사 | 오븐 |
| CN106698396B (zh) * | 2016-12-06 | 2022-10-25 | 董兰田 | 真空震荡加压制取粉状石墨烯膜片方法 |
| US20190341606A1 (en) | 2016-12-27 | 2019-11-07 | Toray Industries, Inc. | Method for manufacturing electrode material, electrode material, and electrode for secondary battery |
| CN110885073B (zh) * | 2019-12-16 | 2023-03-24 | 河南英能新材料科技有限公司 | 一种碳纳米角-硅复合材料的制备方法 |
| KR102477237B1 (ko) * | 2022-07-05 | 2022-12-14 | (주)스피너스 | 그래핀 제조 방법 |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5698341A (en) * | 1995-08-18 | 1997-12-16 | Petoca, Ltd. | Carbon material for lithium secondary battery and process for producing the same |
| JP3546612B2 (ja) * | 1996-10-22 | 2004-07-28 | 住友金属工業株式会社 | リチウム二次電池の負極材料に適したグラファイト |
| JP3978800B2 (ja) * | 1997-02-06 | 2007-09-19 | 住友金属工業株式会社 | リチウム二次電池負極材料 |
| JP4379925B2 (ja) * | 1998-04-21 | 2009-12-09 | 住友金属工業株式会社 | リチウムイオン二次電池の負極材料に適したグラファイト粉末 |
| KR100728108B1 (ko) * | 2001-04-02 | 2007-06-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 양극 및 그의 제조 방법 |
| JP2003176117A (ja) * | 2001-12-07 | 2003-06-24 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 炭素からなる骨格を持つ薄膜状粒子の積層集合体 |
| JP4376564B2 (ja) * | 2002-08-29 | 2009-12-02 | 昭和電工株式会社 | 微細黒鉛化炭素繊維及びその製造方法並びにその用途 |
| JP2004323345A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-18 | Mitsubishi Chemicals Corp | 炭素粒子およびその製造方法 |
| US20050077503A1 (en) * | 2003-07-23 | 2005-04-14 | Takuya Gotou | Dispersion comprising thin particles having a skeleton consisting of carbons, electroconductive coating film, electroconductive composite material, and a process for producing them |
| JP4591666B2 (ja) * | 2003-07-23 | 2010-12-01 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 炭素からなる骨格を持つ薄膜状粒子を含む分散液、導電性塗膜および導電性複合材料ならびにこれらの製造方法 |
| JP4956733B2 (ja) * | 2006-06-08 | 2012-06-20 | 昭和電工株式会社 | 多孔体及びその製造方法並びにその用途 |
| JP2008066053A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | 蓄電デバイス用負極活物質およびその製造方法 |
| US9093693B2 (en) * | 2009-01-13 | 2015-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Process for producing nano graphene reinforced composite particles for lithium battery electrodes |
| CN101474898A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-07-08 | 南开大学 | 基于石墨烯的导电碳膜及制备方法和应用 |
| JP2010231958A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| EP3865454A3 (en) * | 2009-05-26 | 2021-11-24 | Belenos Clean Power Holding AG | Stable dispersions of single and multiple graphene layers in solution |
| JP5456392B2 (ja) * | 2009-07-09 | 2014-03-26 | 国立大学法人三重大学 | リチウムイオン二次電池用の負極材料及びリチウムイオン二次電池 |
| JP2011071074A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Nihon Sentan Kagaku Kk | リチウムを含む遷移金属化合物と導電性高分子からなる導電性複合体およびその製造方法ならびにその複合体を用いたリチウムイオン２次電池用正極材料、リチウムイオン２次電池ならびにリチウムイオン２次電池を用いた車 |
| JP5594656B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-09-24 | 国立大学法人名古屋大学 | リチウムイオン二次電池の正極材の製造方法 |
| US8164089B2 (en) * | 2009-10-08 | 2012-04-24 | Xerox Corporation | Electronic device |
| US8778538B2 (en) * | 2009-11-06 | 2014-07-15 | Northwestern University | Electrode material comprising graphene-composite materials in a graphite network |
| TWI542539B (zh) * | 2011-06-03 | 2016-07-21 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 單層和多層石墨烯，彼之製法，含彼之物件，以及含彼之電器裝置 |
-
2012
- 2012-06-14 KR KR1020120063974A patent/KR20130007429A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-06-19 US US13/526,728 patent/US20120328953A1/en not_active Abandoned
- 2012-06-20 JP JP2012138429A patent/JP6068014B2/ja active Active
- 2012-06-25 CN CN201210209100.6A patent/CN102842718B/zh not_active Expired - Fee Related
-
2016
- 2016-12-22 JP JP2016248830A patent/JP2017098254A/ja not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-10-02 JP JP2018187335A patent/JP2018200907A/ja not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-06-10 JP JP2020100981A patent/JP2020140974A/ja not_active Withdrawn
-
2021
- 2021-07-27 JP JP2021122245A patent/JP7274537B2/ja active Active
-
2023
- 2023-05-01 JP JP2023075790A patent/JP2023099583A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6068014B2 (ja) | 2017-01-25 |
| JP2023099583A (ja) | 2023-07-13 |
| CN102842718A (zh) | 2012-12-26 |
| KR20130007429A (ko) | 2013-01-18 |
| JP2021175706A (ja) | 2021-11-04 |
| JP2018200907A (ja) | 2018-12-20 |
| JP2017098254A (ja) | 2017-06-01 |
| JP2020140974A (ja) | 2020-09-03 |
| JP7274537B2 (ja) | 2023-05-16 |
| JP2013028525A (ja) | 2013-02-07 |
| US20120328953A1 (en) | 2012-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102842718B (zh) | 石墨烯、蓄电装置以及电气设备 | |
| KR102632119B1 (ko) | 그래핀, 축전 장치 및 전기 기기 | |
| KR102305071B1 (ko) | 이차 전지 | |
| US20200259179A1 (en) | Single-layer and multilayer graphene, method of manufacturing the same, object including the same, and electric device including the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170825 |