ES2932631T3 - Método y aparato para la litiación previa de un electrodo - Google Patents

Método y aparato para la litiación previa de un electrodo Download PDF

Info

Publication number
ES2932631T3
ES2932631T3 ES20861604T ES20861604T ES2932631T3 ES 2932631 T3 ES2932631 T3 ES 2932631T3 ES 20861604 T ES20861604 T ES 20861604T ES 20861604 T ES20861604 T ES 20861604T ES 2932631 T3 ES2932631 T3 ES 2932631T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
electrolyte
electrode
reaction system
prelithitation
prelithiation
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
ES20861604T
Other languages
English (en)
Inventor
Seung-Hae Hwang
Ye-Ri Kim
Oh-Byong Chae
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.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
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 LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2932631T3 publication Critical patent/ES2932631T3/es
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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/044—Activating, forming or electrochemical attack of the supporting material
    • H01M4/0445—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/0459—Electrochemical doping, intercalation, occlusion or alloying
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • 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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

La presente invención puede realizar una litiación previa uniforme en un electrodo completo mediante un método de litiación previa de electrodos que comprende los pasos de: (S1) preparar un sistema de reacción de litiación previa, que comprende el sistema de reacción 1 que incluye un metal de litio, un separador, un electrolito de prelitiación, y un fieltro de carbón y sistema de reacción 2 que incluye electrolito de prelitiación y un electrodo para ser prelitiado, el litio metálico y el electrodo para ser prelitiado no entren en contacto directamente entre sí, y sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 comunicándose entre sí; (S2) preparar un electrodo que tiene un colector de corriente de electrodo y una capa de material activo de electrodo formada en al menos una superficie del colector de corriente de electrodo; (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y aparato para la litiación previa de un electrodo
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un método ya un aparato para la litiación previa de un electrodo.
La presente solicitud reivindica la prioridad a la solicitud de patente coreana n.° 10-2019-0110756 presentada el 6 de septiembre de 2019 en la República de Corea.
Antecedentes de la técnica
A medida que ha aumentado el desarrollo tecnológico y la demanda de diversos instrumentos, las baterías secundarias recargables han tenido una demanda cada vez mayor como fuentes de energía. Entre tales baterías secundarias, las baterías secundarias de litio que tienen densidad de energía y tensión altas, ciclo de vida largo y una tasa de descarga baja se han comercializado y usado ampliamente.
Una batería secundaria de litio de este tipo usa generalmente, como material activo de electrodo positivo, óxido de cobalto que contiene litio (LiCoO2) que tiene una estructura cristalina estratificada, óxido de manganeso que contiene litio, tal como LiMnO2 que tiene una estructura cristalina estratificada, LiMn2O4 que tiene una estructura cristalina de tipo espinela, o similares, y óxido de níquel que contiene litio (LiNiO2). Además, con frecuencia se usa un material carbonoso como material activo de electrodo negativo. Recientemente, ha tenido una demanda cada vez mayor una batería secundaria de alta capacidad y, por tanto, se ha considerado su uso combinado con un material a base de silicio o un material a base de óxido de silicio que tiene una capacidad efectiva al menos 10 veces mayor que la capacidad de un material carbonoso.
Sin embargo, una batería secundaria de litio presenta varios problemas, parte de los cuales está relacionados con las características de fabricación y funcionamiento de un electrodo negativo.
Por ejemplo, un material activo de electrodo negativo carbonoso forma una capa de interfase de electrolito sólido (SEI) sobre la superficie del material activo de electrodo negativo durante el procedimiento de carga/descarga inicial (procedimiento de activación). Debido a esto, existen los problemas de que se produce una irreversibilidad inicial, puede destruirse la capa de SEI durante los procedimientos de carga/descarga continuos y se agota un electrolito durante el procedimiento de regeneración que provoca la degradación de la capacidad de la batería.
Para resolver los problemas anteriormente mencionados, se han llevado a cabo estudios activos sobre métodos para la litiación previa de un electrodo negativo.
Uno de tales métodos es permitir que la lámina de metal de litio esté en contacto directo con un electrodo negativo para llevar a cabo la litiación previa. La figura 1 es una vista esquemática que ilustra el método. Haciendo referencia a la figura 1, una capa 200 de material activo de electrodo negativo formada sobre una superficie de un colector 100 de corriente está en contacto directo con una lámina 300 de metal de litio para llevar a cabo la litiación previa. Sin embargo, el método provoca una litiación previa (o dopado con litio) no homogénea dependiendo de la distancia entre la zona de material activo de electrodo negativo, en la que se produce la litiación previa, y el contraelectrodo. Además, puesto que el transporte de electrones se lleva a cabo activamente en la proximidad de una lengüeta de electrodo, pero se realiza de manera relativamente menos activa, a medida que aumenta la distancia desde la lengüeta de electrodo, existe el problema de que se produce una litiación previa no homogénea dependiendo del intervalo desde la lengüeta de electrodo.
Divulgación
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada.
Los presentes inventores han llevado a cabo intensos estudios y diversas pruebas, y la presente divulgación se refiere a proporcionar un método de litiación previa que sea sostenible en la totalidad de un electrodo negativo y permita la litiación previa homogénea, y un aparato para ello.
La presente divulgación también se refiere a proporcionar un método de litiación previa que pueda llevarse a cabo de manera continua en un procedimiento para fabricar un electrodo negativo, y un aparato para ello.
Solución técnica
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método para la litiación previa de un electrodo según una cualquiera de las siguientes realizaciones. Según la primera realización de la presente divulgación, se proporciona un método para la litiación previa de un electrodo, que incluye las etapas de: (S1) proporcionar un sistema de reacción de litiación previa que incluye el sistema de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el metal de litio y el electrodo que va a someterse a litiación previa no están en contacto directo entre sí, y el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí; (S2) preparar el electrodo que va a someterse a litiación previa que incluye un colector de corriente de electrodo y una capa de material activo de electrodo formada sobre al menos una superficie del colector de corriente de electrodo; y (S3) permitir que el electrodo pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador para llevar a cabo la litiación previa del electrodo, en el que el electrolito para la litiación previa incluye un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito.
Según la segunda realización de la presente divulgación, se proporciona el método para la litiación previa de un electrodo tal como se define en la realización primera, en el que el electrolito para la litiación previa incluye un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos que tiene un potencial de reacción de 0,001­ 3 V basado en Li/Li+.
Según la tercera realización de la presente divulgación, se proporciona el método para la litiación previa de un electrodo tal como se define en la realización primera o segunda, en el que el electrolito para la litiación previa incluye un compuesto de ftalimida, un compuesto de metaloceno o una mezcla de los mismos, como material orgánico, material inorgánico o mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito.
Según la cuarta realización de la presente divulgación, se proporciona el método para la litiación previa de un electrodo tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones primera a tercera, en el que el electrolito para la litiación previa incluye N-butil-ftalimida, N-metil-ftalimida, cobaltoceno, bis(pentametilciclopentadienil)cobalto o una mezcla de los mismos, como material orgánico, material inorgánico o mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito.
Según la quinta realización de la presente divulgación, se proporciona el método para la litiación previa de un electrodo tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones primera a cuarta, en el que el electrolito para la litiación previa incluye el material orgánico, el material inorgánico o una mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito a una concentración de 0,0001-10 M.
Según la sexta realización de la presente divulgación, se proporciona el método para la litiación previa de un electrodo tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones primera a quinta, en el que una corriente eléctrica que oscila desde 0,001 mA/cm2 hasta 1000 mA/cm2 se suministra al fieltro de carbono.
Según la séptima realización de la presente divulgación, se proporciona el método para la litiación previa de un electrodo tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones primera a sexta, en el que se permite que el electrodo esté en contacto con el electrolito para la litiación previa del sistema de reacción 2 durante 10-180 minutos. Según la octava realización de la presente divulgación, se proporciona el método para la litiación previa de un electrodo tal como se define en una cualquiera de las reivindicaciones primera a séptima, en el que el electrodo es un electrodo negativo.
En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un aparato para la litiación previa según una cualquiera de las siguientes realizaciones. Según la novena realización de la presente divulgación, se proporciona un aparato para la litiación previa que incluye el sistema de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador apilado sobre el metal de litio, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí a través de una línea configurada para transportar el electrolito para la litiación previa, el fieltro de carbono está conectado a una fuente de suministro de electricidad, y el electrodo que va a someterse a litiación previa se permite que pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador.
Según la décima realización de la presente divulgación, se proporciona un aparato para la litiación previa que incluye el sistema de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador apilado sobre el metal de litio, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se reciben en el mismo recipiente de reacción, el fieltro de carbono está dispuesto entre el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2, el fieltro de carbono está conectado a una fuente de suministro de electricidad, y el electrodo que va a someterse a litiación previa se permite que pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador.
Efectos ventajosos
El sistema de reacción de litiación previa según la presente divulgación incluye el sistema de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador y un electrolito para la litiación previa controlado para tener un potencial eléctrico predeterminado, y el sistema de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, y por tanto el electrodo que va a someterse a litiación previa no está en contacto directo con metal de litio. Por tanto, es posible prevenir los problemas generados por el contacto directo entre el metal de litio y el electrodo que va a someterse a litiación previa, tales como el problema de litiación previa no homogénea provocada por una diferencia en la distancia entre el metal de litio y el electrodo que va a someterse a litiación previa.
Según la presente divulgación, puesto que el metal de litio forma el contraelectrodo del electrolito para la litiación previa, el metal de litio puede compensar la sal de litio consumida, cuando la sal de litio (electrones, prácticamente) se consume para cargar el electrolito para la litiación previa.
Según la presente divulgación, puesto que el electrolito para la litiación previa que tiene alta fluidez se usa como fuente directa para la litiación previa en el sistema de reacción 2, es posible llevar a cabo una litiación previa homogénea de un electrodo. Además, puesto que el electrolito que tiene alta fluidez se usa como fuente directa para la litiación previa en el sistema de reacción 2, no es necesario considerar un grado de compresión de la lámina de metal de litio, a diferencia del método de litiación previa convencional llevado a cabo mediante la compresión directa de la lámina de metal de litio contra un electrodo.
Según la presente divulgación, puesto que el electrolito que tiene alta fluidez se usa como fuente directa para la litiación previa en el sistema de reacción 2, es menos probable que se produzca una reacción secundaria de revestimiento de litio debida a la litiación previa en un estado parcialmente sobrecargado en la zona de electrodo cercana a la lengüeta de electrodo. Por tanto, una batería secundaria de litio que usa el electrodo sometido a litiación previa según la presente divulgación muestra una seguridad y unas características de ciclo excelentes. A modo de referencia, cuando se produce revestimiento de litio, una batería secundaria de litio requiere una corriente eléctrica significativamente alta para la carga y los cationes de litio se depositan en forma de litio metálico para provocar un cortocircuito interno de la batería, lo que da como resultado la degradación de la vida y la durabilidad de la batería.
Según la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa se carga en el electrodo de fieltro de carbono, y el electrolito cargado está en contacto con el electrodo que va a someterse a litiación previa y luego se devuelve a su estado original (es decir, descargado), al tiempo que se proporcionan electrones al electrodo. Por tanto, el electrolito para la litiación previa no se consume, sino que se recupera a su estado original, a pesar de la litiación previa, y por tanto puede usarse de manera continua. Como resultado, incluso después de llevar a cabo la litiación previa, no es necesario regenerar el electrolito para la litiación previa ni introducir adicionalmente ningún componente específico del electrolito para la litiación previa. De esta manera, es posible “reutilizar” el electrolito para la litiación previa “de manera continua”.
Según la presente divulgación, la litiación previa puede llevarse a cabo a través de un procedimiento continuo simplemente añadiendo un lote para la litiación previa a una línea de procesamiento de fabricación convencional manufacture. Dicho de otro modo, no hay necesidad de una línea de procesamiento de fabricación independiente para la litiación previa. Cuando un procedimiento de litiación previa se lleva a cabo en una línea de procesamiento de fabricación independiente, la hoja de electrodo se enrolla y desenrolla para su almacenamiento antes y después del procedimiento de litiación previa. Sin embargo, tal enrollado y desenrollado puede provocar daño a la hoja de electrodo. Según la presente divulgación, puesto que no hay necesidad de una línea de procesamiento de fabricación independiente para la litiación previa, es posible minimizar el coste requerido para equipos de procesamiento y reducir significativamente la posibilidad de daño a la hoja de electrodo que, de lo contrario, se genera en los procedimientos de litiación previa convencionales. A modo de referencia, “'rodillo” o “rodillo transportador” usado en el presente documento se refiere a una clase de dispositivo transportador usado para transportar un electrodo, o similar, y que puede someterse a enrollado y desenrollado.
Descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista esquemática que ilustra una realización del método para llevar a cabo la litiación previa usando una lámina de metal de litio según la técnica relacionada.
La figura 2 es una vista esquemática que ilustra una realización de transportar una pluralidad de hojas de electrodo negativo sometidas a un procedimiento de prensado a lo largo de una línea de procesamiento según la técnica relacionada.
La figura 3 es una vista esquemática que ilustra la constitución de un lote de electrolito reciclable aplicado a una línea de procesamiento de fabricación según una realización de la presente divulgación.
La figura 4 es una vista esquemática que ilustra la constitución de un lote de electrolito no reciclable aplicado a una línea de procesamiento de fabricación según una realización de la presente divulgación.
Mejor modo
A continuación en el presente documento, se describirán en detalle realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos.
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método para la litiación previa de un electrodo, que incluye las etapas de:
(51) proporcionar un sistema de reacción de litiación previa que incluye el sistema de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el metal de litio y el electrodo que va a someterse a litiación previa no están en contacto directo entre sí, y el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí;
(52) preparar un electrodo que incluye un colector de corriente de electrodo y una capa de material activo de electrodo formada sobre al menos una superficie del colector de corriente de electrodo, como electrodo que va a someterse a litiación previa; y
(53) permitir que el electrodo pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador para llevar a cabo la litiación previa del electrodo, en el que el electrolito para la litiación previa incluye un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito.
Según una realización de la presente divulgación, el orden de la etapa (S1) y el de la etapa (S2) puede intercambiarse, o la etapa (S1) y la etapa (S2) pueden llevarse a cabo al mismo tiempo.
A continuación en el presente documento, se explicará en más detalle el método para la litiación previa de un electrodo.
En primer lugar, se proporciona un sistema de reacción de litiación previa que incluye el sistema de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí (etapa (S1)).
Según una realización de la presente divulgación, el metal de litio puede ser uno usado convencionalmente en la técnica y puede incluir una placa de metal de litio presurizada, una placa de metal de litio no presurizada, polvo de metal de litio o una mezcla de los mismos, pero no se limita a los mismos.
Según la presente divulgación, el separador se apila sobre el metal de litio y previene que el electrolito para la litiación previa y el metal de litio estén en contacto directo entre sí para provocar un cortocircuito.
Según una realización de la presente divulgación, el separador puede ser uno usado convencionalmente en la técnica. Según una realización de la presente divulgación, puede usarse un separador aislante de tipo película delgada que tiene alta permeabilidad iónica y resistencia mecánica. El separador puede dotarse de poros que tienen un diámetro promedio de 0,01-10 |im y puede tener un grosor de 5-300 |im. Los ejemplos particulares del separador incluyen hojas o redes no tejidas fabricadas de un polímero olefínico, tal como polipropileno, que tiene resistencia química e hidrofobicidad; fibras de vidrio o polietileno, o similares.
Según la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa se prepara de tal manera que puede tener una diferencia en el potencial eléctrico con respecto al metal de litio. Más particularmente, el electrolito para la litiación previa incluye un material orgánico o un material inorgánico capaz de la oxidación/reducción, y el material orgánico o el material inorgánico participa en un mecanismo de oxidación/reducción electroquímica o química y muestra un efecto de transporte de electrones termodinámicamente espontáneo derivado de una diferencia en el nivel de energía con respecto al electrodo que va a someterse a litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa incluye un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos que tiene un potencial de reacción de 0,001-3 V basado en Li/Li+. Tal como se usa en el presente documento, “potencial de reacción” se refiere a un potencial eléctrico en el que se produce la oxidación o reducción electroquímica y significa un valor medido mediante un potenciómetro basándose en el potencial de reacción del litio (Li/Li+). Cuando el potencial de reacción del material orgánico o del material inorgánico capaz de la oxidación/reducción es menor que el límite inferior, se produce el revestimiento de litio. Por otro lado, cuando el potencial de reacción es mayor que el límite superior, no se encuentra dentro del intervalo de reacción del electrodo que va a someterse a litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, los ejemplos no limitativos del material orgánico o del material inorgánico capaz de la oxidación/reducción incluyen un compuesto de ftalimida, un compuesto de metaloceno o una mezcla de los mismos. Por ejemplo, puede usarse N-butil-ftalimida (potencial de reacción: 1,52 V (frente a Li/L¡+), N-metil-ftalimida (potencial de reacción: 1,62 V (frente a Li/Li+), cobaltoceno (potencial de reacción: 1,90 V (frente a Li/Li+)), bis(pentametilciclopentadienil)cobalto (potencial de reacción: 1,36 V (frente a Li/Li+), o una mezcla de los mismos.
Según una realización de la presente divulgación, el material orgánico o el material inorgánico capaz de la oxidación/reducción puede usarse en el electrolito para la litiación previa a una concentración de 0,0001-10 M, 0,01­ 10 M, 0,01-1 M, 0,1-1 M o 1-10 M. Cuando el material orgánico o el material inorgánico capaz de la oxidación/reducción se usa en el electrolito para la litiación previa a la concentración anteriormente definida, el electrolito para la litiación previa puede cargarse mediante una diferencia en el potencial eléctrico con respecto al metal de litio como contraelectrodo.
Según una realización de la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa puede incluir una sal de litio y un disolvente orgánico, además del material orgánico o del material inorgánico capaz de la oxidación/reducción. Según una realización de la presente divulgación, los ejemplos no limitativos de la sal de litio incluyen LiCl, LiBr, Lil, LiClO4, LiBF4, LiB1üCl10, LiPFa, LiFSI, LITFSI, UCF3SO3, LiAsFa, LiSbFa, LiAlCk CH3SO3U, CF3SO3U, (CF3SO2)2NU, cloroborato de litio, carboxilato alifático inferior de litio, 4-fenilborato de litio, o una mezcla de los mismos.
Según una realización de la presente divulgación, los ejemplos no limitativos del disolvente orgánico incluyen disolventes de carbonato y/o disolventes de éster. Particularmente, los ejemplos no limitativos del disolvente orgánico incluyen carbonato de etileno, carbonato de propileno, carbonato de butileno, y-butirolactona, yvalerolactona, y-caprolactona, a-valerolactona, g-caprolactona, carbonato de dimetilo, carbonato de etilo y metilo, carbonato de dietilo, carbonato de dipropilo, carbonato de dibutilo, acetato de metilo, acetato de etilo, hexanoato de metilo, formiato de metilo, un derivado de los mismos, o una mezcla de los mismos.
Según una realización de la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa puede incluir además un aditivo. Los ejemplos no limitativos del aditivo incluyen carbonato de vinileno, carbonato de viniletileno, carbonato de fluoroetilo, ácido salicílico, o una mezcla de los mismos.
Según una realización de la presente divulgación, la sal de litio puede usarse en el electrolito para la litiación previa a una concentración de 0,1-10 M o 0,1-5 M. Cuando la sal de litio está contenida en el electrolito para la litiación previa en el intervalo de concentración anteriormente definido, se proporciona un efecto de proporcionar baja resistencia, cuando la corriente eléctrica se aplica al fieltro de carbono.
Según una realización de la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa se mantiene a una temperatura de 10-20°C o 20-40°C. Cuando el electrolito para la litiación previa se mantiene dentro del intervalo de temperatura anteriormente definido, es posible inhibir la generación de productos de descomposición a alta temperatura y prevenir el aumento en la resistencia (polarización) a baja temperatura.
Según una realización de la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa se mantiene a un pH de 5-9, 5­ 7 ó 7-9. Cuando el electrolito para la litiación previa se mantiene dentro del intervalo de pH anteriormente definido, es posible llevar a cabo la litiación previa, al tiempo que se previene el daño al electrodo que va a someterse a litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, el electrolito para la litiación previa tiene una conductividad iónica de 5-10 mS/cm, 10-30 mS/cm, 10-20 mS/cm o 20-30 mS/cm. Cuando el electrolito para la litiación previa tienen el intervalo de conductividad iónica anteriormente definido, es posible reducir la resistencia (polarización) generada tras la carga del electrolito para la litiación previa.
El electrodo de fieltro de carbono funciona como sitio en el que el electrolito para la litiación previa realiza una reacción de aceptación o donación de electrones, cuando se aplica corriente eléctrica con metal de litio que funciona como contraelectrodo de modo que puede cargarse el electrolito para la litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, el electrodo de fieltro de carbono puede tener un área de superficie específica de 10-100 cirr1, 10-200 cirr1 o 10-400 cirr1. Cuando el electrodo de fieltro de carbono tiene el intervalo de área de superficie específica anteriormente definido, es posible proporcionar una mayor superficie de contacto con el electrolito para la litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, el electrodo de fieltro de carbono puede tener una densidad de 0,001-10 g/cm3, 0,01-1 g/cm3 o 0,01-0,1 g/cm3. De lo contrario, el electrodo de fieltro de carbono puede tener una forma plana y una diferencia en la densidad de 0,01-10 g/cm3 o 1-10 g/cm3 con respecto al electrolito para la litiación previa. Cuando el electrodo de fieltro de carbono tiene una forma plana y el intervalo de densidad anteriormente definido, puede disponerse en una porción adecuada en el sistema de reacción y puede funcionar como sitio de reacción del electrolito para la litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, el electrodo de fieltro de carbono puede tener una forma plana. En este caso, el electrodo de fieltro de carbono puede tener un área que cubre el 10-50%, el 20-50%, el 20-30% o el 30-50% de la superficie del electrolito para la litiación previa. Cuando el electrodo de fieltro de carbono tiene una forma plana y el intervalo de área anteriormente definido, es posible reducir las reacciones secundarias del electrolito y cargar la mayor parte del material orgánico o del material inorgánico en el electrolito para la litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, el electrodo de fieltro de carbono puede proporcionarse en una forma plana que tiene un grosor de 0,1-10 mm, 0,1-1 mm, 1-5 mm o 5-10 mm. Cuando el electrodo de fieltro de carbono tiene una forma plana y el intervalo de grosor anteriormente definido, es posible proporcionar una mayor superficie de contacto con el electrolito para la litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, el electrodo de fieltro de carbono puede tener diversas formas, tales como una forma de columna, incluyendo un prisma trigonal, una columna cuadrada o un cilindro, además de una forma plana. En este caso, se prefiere que el electrodo de fieltro de carbono se sumerja en el electrolito para la litiación previa a una razón del 40-60% en volumen, del 60-80% en volumen o del 80-100% en volumen para proporcionar una mayor superficie de contacto y reducir la resistencia aplicada al electrodo.
Independientemente de la provisión del sistema de reacción, se prepara un electrodo que incluye un colector de corriente de electrodo y una capa de material activo de electrodo formada sobre al menos una superficie del colector de corriente de electrodo (etapa (S2)).
Según una realización de la presente divulgación, el colector de corriente de electrodo tiene generalmente un grosor de 3-500 |im.
Según una realización de la presente divulgación, cuando el electrodo es un electrodo negativo, el colector de corriente de electrodo negativo no está particularmente limitado, siempre que tenga conductividad, al tiempo que no provoque ningún cambio químico en la batería correspondiente. Los ejemplos particulares del colector de corriente de electrodo negativo incluyen cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, carbono cocido, cobre o acero inoxidable tratado en superficie con carbono, níquel, titanio, plata, etc., aleación de aluminio-cadmio, o similares. Además, pueden formarse irregularidades superficiales finas sobre la superficie del colector de corriente de electrodo para reforzar la fuerza de unión al material activo de electrodo negativo. El colector de corriente de electrodo negativo puede usarse en diversas formas, incluyendo una película, una hoja, una lámina, una red, un cuerpo poroso, un cuerpo espumado, una red no tejida, o similares.
Según una realización de la presente divulgación, cuando el electrodo es un electrodo positivo, el colector de corriente de electrodo positivo tiene generalmente un grosor de 3-500 |im. El colector de corriente de electrodo positivo no está particularmente limitado, siempre que tenga alta conductividad, al tiempo que no provoque ningún cambio químico en la batería correspondiente. Los ejemplos particulares del colector de corriente de electrodo positivo incluyen acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, carbono cocido, o aluminio o acero inoxidable tratado en superficie con carbono, níquel, titanio, plata, etc., o similares. Además, pueden formarse irregularidades superficiales finas sobre la superficie del colector de corriente de electrodo para reforzar la fuerza de unión al material activo de electrodo positivo. El colector de corriente de electrodo positivo puede usarse en diversas formas, incluyendo una película, una hoja, una lámina, una red, un cuerpo posero, un cuerpo espumado, una red no tejida, o similares. Según una realización de la presente divulgación, cuando el electrodo es un electrodo negativo, el material activo de electrodo negativo puede incluir óxido de titanio, un material carbonoso, un óxido compuesto de metal, tal como LixFe2O3 (0 < x < 1 ), LixWO2 (0 < x < 1), SnxMê Me'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, un elemento del grupo 1, del grupo 2 o del grupo 3 de la tabla periódica, o halógeno; 0 < x < 1; 1 < y < 3; 1 < z < 8), o similares; metal de litio; aleación de litio; aleación a base de silicio; aleación a base de estaño; óxido de metal, tal como SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2Oa, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5, o similares; un polímero conductor, tal como poliacetileno; un material de tipo Li-Co-Ni; o una mezcla de dos o más de los mismos.
El óxido de titanio tiene una fase de anatasa o una fase de rutilo y puede estar representado por la siguiente fórmula química 1, y los ejemplos no limitativos del mismo incluyen TiO2.
[Fórmula química 1]
Ti1.xMxO2.yZy
en la que 0 < x < 0,2, 0 < y < 0,5,
M es al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en Cu, Mn, Mg, Ni, Sn, Sr, Zn, Al, Si, Zr, Sb y Mo, y Z es al menos un anión seleccionado del grupo que consiste en F, Cl, Br y I.
El material carbonoso puede ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en grafito artificial cristalino, grafito natural cristalino, carbono duro amorfo, carbono blando de baja cristalinidad, negro de carbono, negro de acetileno, negro Ketjen, Super P, grafeno y carbono fibroso, y preferiblemente puede ser grafito artificial cristalino y/o grafito natural cristalino.
El material activo de electrodo negativo tiene preferiblemente un potencial de reacción de 0,005-1,5 V, 0,1-1,5 V, 0,1-1,0 V o 1,0-1,5 V, basado en Li/Li+, con vista a la densidad de energía. En el presente documento, “potencial de reacción” se refiere a un potencial eléctrico en el que se produce la oxidación o reducción electroquímica y significa un valor medido mediante un potenciómetro basándose en el potencial de reacción del litio (Li/Li+), tal como se mencionó anteriormente.
Según una realización de la presente divulgación, cuando el electrodo es un electrodo positivo, el material activo de electrodo positivo puede incluir un óxido de litio-metal de transición representado por la siguiente fórmula química 2 o fórmula química 3.
[Fórmula química 2]
LixMyMn2.yO4.zAz
en la que M es Al, Mg, Ni, Co, Fe, Cr, V, Ti, Cu, B, Ca, Zn, Zr, Nb, Mo, Sr, Sb, W, Ti, Bi o una mezcla de dos o más de los mismos;
A es al menos un anión monovalente o divalente;
0,9 < x < 1,2; 0 < y < 2; y 0 < z < 0,2.
[Fórmula química 3]
(1-x)LiM'O2-yAy -xLi2MnO 3-y'Ay'
en la que M' es MnaMb;
M es Ni, Ti, Co, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zr, Zn o una mezcla de dos o más de los mismos;
A es al menos uno seleccionado de los aniones que consisten en PO4, BO3, CO3, F y NO3;
0 < x < 1; 0 < y < 0,02; 0 < y' < 0,02; 0,5 < a < 1,0; 0 < b < 0,5; ya b = 1.
Además de los óxidos de litio-metal de transición representados por las fórmulas químicas anteriores, los ejemplos particulares del material activo de electrodo positivo pueden incluir, pero no se limitan a: compuestos estratificados, tales como óxido de litio-cobalto (LiCoO2) y óxido de litio-níquel (LiNiO2), o aquellos compuestos sustituidos por uno o más metales de transición; óxidos de litio-manganeso tales como aquellos representados por la fórmula química de Li1+xMn2-xO4 (en la que x es 0-0,33), LiMnO3, LiMn2O3 y LiMnO2; óxido de litio-cobre (Li2CuO2); óxidos de vanadio tales como LiV3O8, LiV3O4, V2O5 o Cu2V2O7; óxidos de litio-níquel del tipo sitio de Ni representados por la fórmula química de LiNh_xMxO2 (en la que M es Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B o Ga, y x es 0,01-0,3); óxidos compuestos de litiomanganeso representados por la fórmula química de LiMn2-xMxO2 (en la que M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn o Ta, y x = 0,01­ 0,1) o Li2Mn3MO8 (en la que M = Fe, Co, Ni, Cu o Zn); óxidos compuestos de litio-manganeso que tienen una estructura de tipo espinela representados por LiNixMn2xO4; LiMn2O4 en el que el Li está parcialmente sustituido por un ion de metal alcalinotérreo; compuestos de disulfuro; Fe2(MoO4)3; o similares.
Según una realización de la presente divulgación, cada electrodo se obtiene aplicando una composición de mezcla de electrodo que incluye un material activo de electrodo, un material conductor y un aglutinante a un colector de corriente de electrodo, y llevando a cabo prensado y secado. Si es necesario, la mezcla puede incluir además un material de relleno.
Según una realización de la presente divulgación, el material conductor se añade generalmente en una cantidad del 1-50% en peso basado en el peso total de la mezcla que incluye el material activo de electrodo positivo. Un material conductor de este tipo no está particularmente limitado, siempre que tenga conductividad, al tiempo que no provoque ningún cambio químico en la batería correspondiente. Los ejemplos particulares del material conductor incluyen: grafito, tal como grafito natural o grafito artificial; negro de carbono, tal como negro de carbono, negro de acetileno, negro Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara o negro térmico; fibras conductoras, tales como fibras de carbono o fibras metálicas; polvo de metal, tal como polvo de fluorocarbono, aluminio o níquel; fibras cortas monocristalinas conductoras, tales como óxido de zinc o titanato de potasio; óxido de metal conductor, tal como óxido de titanio; materiales conductores, tales como un derivado de polifenileno; o similares.
Según una realización de la presente divulgación, el aglutinante es un componente que ayuda en la unión del material activo con el material conductor y en la unión al colector de corriente, y se añade generalmente en una cantidad del 1-50% en peso, basado en el peso total de la mezcla que incluye el material activo de electrodo. Los ejemplos particulares del aglutinante incluyen poli(fluoruro de vinilideno), poli(alcohol vinílico), carboximetilcelulosa (CMC), almidón, hidroxipropilcelulosa, celulosa regenerada, polivinilpirrolidona, tetrafluoroetileno, polietileno, polipropileno, terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM), EPDM sulfonatado, caucho de estireno-butadieno, caucho fluorado, diversos copolímeros, o similares.
Según una realización de la presente divulgación, el material de relleno es un componente que inhibe el hinchamiento de un electrodo y se usa opcionalmente. Un material de relleno de este tipo no está particularmente limitado, siempre que sea un material fibroso, al tiempo que no provoque ningún cambio químico en la batería correspondiente. Los ejemplos particulares del material de relleno incluyen: polímeros olefínicos, tales como polietileno o polipropileno; y materiales fibrosos, tales como fibras de vidrio o fibras de carbono.
Luego, el electrodo se permite que pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador para llevar a cabo la litiación previa (etapa (S3)).
Según una realización de la presente divulgación, el sistema de reacción 2 incluye el electrolito para la litiación previa, cargado mediante la reducción en el fieltro de carbono, y el electrolito cargado para la litiación previa suministra electrones al electrodo que va a someterse a litiación previa.
Según una realización de la presente divulgación, los electrones generados al aplicar corriente eléctrica al metal de litio y al electrolito para la litiación previa en el sistema de reacción 1 se introducen en los poros formados en el fieltro de carbono, y luego reducen el electrolito para la litiación previa. Dicho de otro modo, el electrolito para la litiación previa se carga, y luego el electrolito para la litiación previa cargado se introduce en el sistema de reacción 2. La corriente eléctrica suministrada al fieltro de carbono puede tener una densidad de corriente de 0,001-1000 mA/cm2, 0,1-100 mA/cm2, 1-50 mA/cm2 o 10-50 mA/cm2. Cuando la densidad de corriente está dentro del intervalo anteriormente definido, la composición para la litiación previa puede cargarse de manera adecuada.
Según una realización de la presente divulgación, al fieltro de carbono puede suministrársele corriente eléctrica durante 10-180 minutos, 30-180 minutos o 30-60 minutos. Cuando al fieltro de carbono se le suministra corriente eléctrica durante el intervalo de tiempo anteriormente definido, el electrolito para la litiación previa, más particularmente el material orgánico o el material inorgánico contenido en el electrolito, se reduce de modo que el electrolito para la litiación previa puede cargarse.
Según una realización de la presente divulgación, cuando al fieltro de carbono se le suministra una baja densidad de corriente durante un tiempo largo, se aplica una baja polarización (resistencia) al electrodo en virtud de un bajo valor de corriente eléctrica. En este caso, es menos probable que se produzcan reacciones secundarias, pero un tiempo tan largo funciona como un factor de aumento del coste de producto. Por el contrario, cuando al fieltro de carbono se le suministra una alta densidad de corriente durante un tiempo corto, se aplica una alta polarización al electrodo para aumentar la posibilidad de exposición a reacciones secundarias (descomposición del electrolito). Además, cuando el material orgánico o el material inorgánico contenido en el electrolito para la litiación previa tiene baja reactividad, no puede reaccionar suficientemente a una densidad de corriente tan baja, y por tanto no es posible obtener un electrolito para la litiación previa cargado.
Según una realización de la presente divulgación, el electrodo que va a someterse a litiación previa puede estar en contacto con el electrolito para la litiación previa durante 10-180 minutos, 30-180 minutos o 30-60 minutos. Cuando el electrodo que va a someterse a litiación previa está en contacto con el electrolito para la litiación previa durante el intervalo de tiempo anteriormente definido, es posible llevar a cabo una litiación previa espontánea del electrodo mediante una diferencia en la energía termodinámica (diferencia en el potencial eléctrico).
En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un aparato para la litiación previa que incluye el sistema de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador apilado sobre el metal de litio, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí.
Haciendo referencia a la figura 3 que ilustra el aparato para la litiación previa según una realización de la presente divulgación, el aparato para la litiación previa incluye un sistema 1000 de reacción 1 que incluye metal 500 de litio, un separador 600 apilado sobre el metal 500 de litio, un electrolito 400 para la litiación previa y fieltro 700 de carbono, y un sistema 2000 de reacción 2 que incluye el electrolito 300 para la litiación previa y un electrodo 100 que va a someterse a litiación previa, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí a través de una línea configurada para transportar el electrolito para la litiación previa, el fieltro 700 de carbono está conectado a una fuente de suministro de electricidad. El electrodo 100 que va a someterse a litiación previa se transporta mediante un rodillo 200 transportador, y se permite que pase a través del sistema 2000 de reacción 2 de tal manera que se introduce en el sistema de reacción 2 desde el lado izquierdo del dibujo, se sumerge en el electrolito 300 para la litiación previa y se descarga del sistema de reacción 2 hacia el lado derecho del dibujo. El electrolito 400 para la litiación previa del sistema 1000 de reacción 1 se transporta al sistema 2000 de reacción 2 a través de una línea por medio de energía potencial o tratamiento artificial (bomba) y está presente en un estado cargado en el sistema 2000 de reacción 2, y por tanto suministra electrones al electrodo que va a someterse a litiación previa. El electrolito 300 cargado para la litiación previa contenido en el sistema 2000 de reacción 2 se transporta al sistema 1000 de reacción 1 por medio de una bomba P, o similares.
Haciendo referencia a la figura 4 que ilustra el aparato para la litiación previa según una realización de la presente divulgación, el aparato para la litiación previa incluye sistema 1000 de reacción 1 que incluye metal de litio, un separador, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y un sistema 2000 de reacción 2 que incluye el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se reciben en un recipiente de reacción. En esta realización, el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se diferencian entre sí por conveniencia como una porción, en la que el electrolito 400 para la litiación previa, que va a cargarse mediante la aceptación de electrones a partir del metal de litio como contraelectrodo, está posicionado de manera predominante, y como otra porción, en la que el electrolito 300 para la litiación previa, que dona electrones al electrodo que va a someterse a litiación previa, está posicionado de manera predominante. En la figura 4, el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se diferencian entre sí mediante el fieltro 700 de carbono poroso, pero el electrolito 300 para la litiación previa y el electrolito 400 para la litiación previa, o el sistema 1000 de reacción 1 y el sistema 2000 de reacción 2, se comunican de manera fluida entre sí. El sistema 1000 de reacción 1 en la figura 4 incluye metal 500 de litio, un separador 600 apilado sobre el metal 500 de litio, un electrolito 400 para la litiación previa y fieltro 700 de carbono, mientras que el sistema 2000 de reacción 2 incluye un electrodo 100 que va a someterse a litiación previa y un electrolito 300 para la litiación previa. El electrodo 100 que va a someterse a litiación previa se transporta mediante un rodillo 200 transportador, y luego se introduce al sistema de reacción 2 desde el lado izquierdo del dibujo, se sumerge en el electrolito 300 para la litiación previa y se descarga del sistema de reacción 2 hacia el lado derecho del dibujo. El fieltro 700 de carbono está conectado a una fuente de suministro de electricidad, y el electrolito 400 para la litiación previa del sistema de reacción 1 se reduce en los poros del fieltro de carbono, se transporta al sistema 2000 de reacción 2 y está presente en un estado cargado en el sistema 2000 de reacción 2, y por tanto suministra electrones al electrodo que va a someterse a litiación previa. El electrolito 300 para la litiación previa cargado contenido en el sistema 2000 de reacción 2 se oxida de nuevo y se transporta al sistema 1000 de reacción 1 a través de los poros del fieltro de carbono.
En todavía otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un electrodo sometido a litiación previa, particularmente un electrodo negativo sometido a litiación previa, obtenido mediante el método para la litiación previa de un electrodo.
En todavía otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona una batería secundaria que incluye un conjunto de electrodo que incluye el electrodo negativo sometido a litiación previa, un electrodo positivo y un separador interpuesto entre el electrodo negativo sometido a litiación previa y el electrodo positivo, y un electrolito inyectado en el mismo. La batería secundaria puede ser una batería de iones de litio, una batería de polímero-iones de litio o una batería de polímero-litio.
En general, la batería secundaria de litio incluye un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y un electrolito no acuoso que contiene sal de litio. Se hará referencia a la descripción anterior sobre el electrodo positivo, el electrodo negativo y el separador. A continuación en el presente documento, se explicarán los demás componentes de la batería secundaria de litio.
El electrolito no acuoso que contiene sal de litio incluye un electrolito no acuoso y sal de litio, y el electrolito no acuoso que puede usarse incluye un disolvente orgánico no acuoso, un electrolito sólido orgánico, un electrolito sólido inorgánico, o similares, pero no se limita a los mismos.
Los ejemplos particulares del disolvente orgánico no acuoso incluyen disolventes orgánicos apróticos, tales como N-metil-2-pirrolidinona, carbonato de propileno, carbonato de etileno, carbonato de butileno, carbonato de dimetilo, carbonato de dietilo, gamma-butirolactona, 1,2-dimetoxietano, tetrahidroxi-Franc, 2-metiltetrahidrofurano, dimetilsulfóxido, 1,3-dioxolano, formamida, dimetilformamida, dioxolano, acetonitrilo, nitrometano, formiato de metilo, acetato de metilo, trifosfato, trimetoximetano, derivados de dioxolano, sulfolano, metilsulfolano, 1,3-dimetil-2-imidazolidinona, derivados de carbonato de propileno, derivados de tetrahidrofurano, éteres, propionato de metilo, propionato de etilo, o similares.
Los ejemplos particulares del electrolito sólido orgánico incluyen derivados de polietileno, derivados de poli(óxido de etileno), derivados de polipropileno, polímeros de fosfato, lisina de poliagiación, sulfuro de poliéster, poli(alcohol vinílico), poli(fluoruro de vinilideno), polímeros que contienen un grupo iónicamente disociable, o similares.
Los ejemplos particulares del electrolito sólido inorgánico incluyen nitruros, haluros, sulfatos, o similares, de Li tales como LiaN, LiI, U5NI2, LiaN-UI-UOH, LiSiO4, USO4-LN-UOH, Ü2SiSa, U4SO4, U4SO4-LN-UOH, LiaPO4-Li2S-SiS2, etc.
La sal de litio es una sustancia que puede disolverse fácilmente en el electrolito no acuoso. Los ejemplos particulares de la sal de litio incluyen LiCl, LiBr, Lil, LÍCIO4, LÍBF4, LÍB10CI10, LiPF6, LiFSI, LiTFSI, LÍCF3SO3, LÍCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCU, CH3SO3LÍ, (CF3SO2)2NLi, cloroborato de litio, carboxilatos alifáticos inferiores de litio, 4-fenilborato de litio, imida, o similares.
Además, el electrolito no acuoso que contiene sal de litio puede incluir además aditivos, tales como piridina, trietilfosfito, trietanolamina, éteres cíclicos, etilendiamina, n-glima, hexafosfato de triamida, derivados de nitrobenceno, azufre, colorantes de quinona-imina, oxazolidinona sustituida en N, imidazolidina sustituida en N,N, dialquil éter de etilenglicol, sal de amonio, pirrol, 2-metoxietanol y tricloruro de aluminio, con el fin de mejorar las características de carga/descarga, la resistencia a la llama, o similares. Opcionalmente, el electrolito no acuoso que contiene sal de litio puede incluir además un disolvente que contiene halógeno, tal como tetracloruro de carbono o trifluoroetileno, con el fin de impartir incombustibilidad. El electrolito no acuoso que contiene sal de litio puede incluir además gas de dióxido de carbono con el fin de mejorar las características de almacenamiento a alta temperatura. Además, el electrolito no acuoso que contiene sal de litio puede incluir además carbonato de fluoroetileno (FEC), propenosultona (PRS), o similares.
En aún otro aspecto de la presente divulgación, se proporcionan un módulo de batería que incluye la batería secundaria como celda unitaria, un bloque de baterías que incluye el módulo de batería, y un dispositivo que incluye el bloque de baterías como fuente de alimentación.
Los ejemplos particulares del dispositivo incluyen un vehículo eléctrico, un vehículo eléctrico híbrido, un vehículo eléctrico híbrido enchufable, un sistema de almacenamiento de energía, o similares, pero no se limitan a los mismos. A continuación en el presente documento, se explicarán realizaciones particulares de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, las siguientes realizaciones sólo tienen propósitos ilustrativos y el alcance de la presente divulgación no se limita a las mismas.
Ejemplo 1
<Preparación del electrolito para la litiación previa>
En primer lugar, se prepararon 100 ml de un electrolito que incluía LiPF6 1 M disuelto en carbonato de etileno (EC)/carbonato de etilo y metilo (EMC) = 3/7 (razón en volumen). A continuación, se introdujo N-butil-ftalimida (potencial de reacción: 1,52 V (frente a Li/L¡+)) en el electrolito como material orgánico capaz de la oxidación/reducción en el electrolito hasta una concentración de 0,1 M, y se agitó la mezcla resultante durante 24 horas para proporcionar un electrolito para la litiación previa.
<Fabricación del electrodo negativo>
En primer lugar, se añadieron el 80% en peso de un material activo de electrodo negativo (TO2 de fase anatasa (potencial de reacción: 1,6-1,8 V o mayor (frente a Li/Li+)), el 10% en peso de negro Denka (material conductor) y el 10% en peso de poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF) a N-metilpirrolidona para preparar una composición de mezcla de electrodo negativo. Se usó un colector de corriente de cobre como colector de corriente de electrodo y se recubrió con la composición de mezcla de electrodo negativo el colector de corriente de cobre. Luego, se llevó a cabo secado a vacío a 120°C, seguido de prensado, para formar una capa de material activo de electrodo negativo. De esta manera, se obtuvo un electrodo negativo.
<Preparación del sistema de reacción de litiación previa y procedimiento de litiación previa>
Tal como se muestra en la figura 3, se instaló el sistema de reacción 1 que incluía una lámina de metal de litio, un separador, el electrolito para la litiación previa preparado tal como se describió anteriormente y un fieltro de carbono poroso que tenía un grosor de 6,1 mm (10 * 10 cm2, disponible de AvCarb Material Solutions, marca comercial: AvCarb G600A Graphite Battery Felt), y se proporcionó el sistema de reacción 2 que incluía el electrolito para la litiación previa y electrodo negativo que va a someterse a litiación previa anteriormente descritos.
El sistema de reacción 2 es un lote que tiene una anchura de 25 cm, y se permitió que el electrodo negativo ( 5 * 5 cm2) pasara a su través mediante un rodillo transportador. El rodillo transportador pasó a través del lote a una velocidad de 25 cm/s. En este caso, se aplicó una corriente eléctrica de 20,2 mA al fieltro de carbono poroso durante 60 minutos con el fin de reducir electroquímicamente el electrolito para la litiación previa. El fieltro de carbono poroso proporciona un sitio en el que se reduce el electrolito para la litiación previa del sistema de reacción 1, y el electrolito reducido para la litiación previa provoca la migración de electrones mediante una diferencia en el potencial eléctrico con respecto al electrodo que va a someterse a litiación previa. Como resultado, el electrodo negativo está en contacto con el electrolito para la litiación previa durante 60 minutos, durante lo cual el electrodo negativo pasa a través del lote, y por tanto se somete a litiación previa (se carga) hasta el 9% de la capacidad de carga del electrodo negativo.
<Fabricación de la batería secundaria de litio>
Se interpuso un separador entre el electrodo negativo anteriormente descrito y el LÍC0 O2 como contraelectrodo para obtener una batería de tipo moneda. Además, se inyectó un electrolito que incluía LiPF61 M disuelto en carbonato de etileno (EC)/carbonato de etilo y metilo (EMC) = 3/7 (razón en volumen) en la batería.
<Prueba del ciclo de carga/descarga>
Se determinaron características de ciclo de la batería de tipo moneda obtenida usando un cargador electroquímico. Se cargó la batería hasta 4,2 V (frente a Li/Li+) y se descargó hasta 2,5 V (frente a Li/Li+) a una densidad de corriente de 0,1 C hasta el tercer ciclo. A partir del cuarto ciclo, se llevó a cabo la carga/descarga a una densidad de corriente de 0,5 C en las mismas condiciones de tensión.
Ejemplo 2
Se sometió a litiación previa un electrodo negativo de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto que la densidad de corriente suministrada al fieltro de carbono se cambió a 40,4 mA y se aplicó durante 30 minutos, y se permitió que el electrodo negativo pasara a través del lote a una velocidad de 50 cm/s. Además, se obtuvo una batería secundaria de litio de la misma manera que en el ejemplo 1.
Ejemplo comparativo 1
Se usó un electrolito que no incluía N-butil-ftalimida como material orgánico capaz de la oxidación/reducción en el electrolito pero que contenía LiPF61 M disuelto en carbonato de etileno (EC)/carbonato de etilo y metilo (EMC) = 3/7 (razón en volumen) como electrolito para la litiación previa. Además, se permitió que el mismo electrodo negativo que en el ejemplo 1 estuviera en contacto directo con la lámina de metal de litio como contraelectrodo en el electrolito, y se aplicó un valor de corriente eléctrica de 20,2 mA al electrodo negativo durante 1 hora para llevar a cabo la litiación previa (litiación previa electroquímica a través de carga directa).
Ejemplo comparativo 2
Se sometió a litiación previa un electrodo negativo de la misma manera que en el ejemplo comparativo 1 permitiéndole estar en contacto directo con la lámina de metal de litio, excepto que se aplicó un valor de corriente eléctrica de 40,4 mA al electrodo negativo durante 30 minutos en la etapa de litiación previa del ejemplo comparativo 1. Además, se usó el electrodo negativo sometido a litiación previa para obtener una batería secundaria de litio de la misma manera que en el ejemplo 1.
Ejemplo comparativo 3
Se sometió a litiación previa un electrodo negativo de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto que se usó un electrolito que no incluía N-butil-ftalimida como material orgánico capaz de la oxidación/reducción en el electrolito pero que contenía LiPF61 M disuelto en carbonato de etileno (EC)/carbonato de etilo y metilo (EMC) = 3/7 (razón en volumen) como electrolito para la litiación previa. Además, se usó el electrodo negativo sometido a litiación previa para obtener una batería secundaria de litio de la misma manera que en el ejemplo 1.
Ejemplo comparativo 4
Se usó un electrolito que incluía N-butil-ftalimida como material orgánico capaz de la oxidación/reducción a una concentración de 0,1 M y que contenía LiPF61 M disuelto en carbonato de etileno (EC)/carbonato de etilo y metilo (EMC) = 3/7 (razón en volumen) como electrolito para la litiación previa. Además, se permitió que el mismo electrodo negativo que en el ejemplo 1 estuviera en contacto directo con la lámina de metal de litio como contraelectrodo en el electrolito, y se aplicó un valor de corriente eléctrica de 20,2 mA al electrodo negativo durante 1 hora para llevar a cabo la litiación previa (litiación previa electroquímica a través de carga directa).
[Tabla 1]
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
En el caso de los ejemplos 1 y 2, cada batería muestra una mayor eficiencia coulómbica inicial y un cambio más pequeño en el grosor al 100° ciclo, en comparación con los ejemplos comparativos 1 y 2. Se piensa que esto es debido a que el procedimiento de litiación previa indirecta a través de un electrolito cargado proporciona un electrodo homogéneamente dopado (sometido a litiación previa). Cuando se lleva a cabo tal litiación previa homogénea, es posible prevenir el revestimiento de litio provocado por la sobrecarga parcial, y por tanto reducir el aumento en el grosor provocado por el revestimiento de litio y la generación de gases. Además, puesto que no hay ninguna porción en la que la formación de SEI sea insuficiente en la totalidad del electrodo, es posible proporcionar una alta eficiencia coulómbica en el primer ciclo.
En el caso del ejemplo comparativo 3, cuando se aplica una corriente eléctrica usando metal de litio como contraelectrodo en el electrolito libre de un material orgánico/material inorgánico capaz de la oxidación/reducción en el electrolito, no está presente ningún material orgánico/material inorgánico capaz de aceptar electrones, y por tanto el electrolito no puede cargarse. Incluso cuando un electrolito no cargado de este tipo está en contacto con un electrodo que va a someterse a litiación previa, no hay ninguna diferencia en el potencial eléctrico, y por tanto no puede producirse la litiación previa. Como resultado, no es posible mejorar el rendimiento de la celda.
En el caso del ejemplo comparativo 4, la carga directa se lleva a cabo usando metal de litio como contraelectrodo en el electrolito que incluye un material orgánico/material inorgánico capaz de la oxidación/reducción en el electrolito. Cuando se lleva a cabo la carga directa según la técnica relacionada (ejemplo comparativo 1), se aplica una baja resistencia al electrodo para reducir las reacciones secundarias, puesto que se usa un electrolito libre de un material orgánico/material inorgánico de este tipo. Sin embargo, en el caso del ejemplo comparativo 4, se muestra que se aplica una mayor resistencia al electrodo y aumentan las reacciones secundarias, y por tanto la batería muestra un menor rendimiento en comparación con el ejemplo comparativo 1.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Método para la litiación previa de un electrodo, que comprende las etapas de:
    (51) proporcionar un sistema de reacción de litiación previa que comprende el sistema de reacción 1 que comprende metal de litio, un separador, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que comprende el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el metal de litio y el electrodo que va a someterse a litiación previa no están en contacto directo entre sí, y el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí;
    (52) preparar el electrodo que va a someterse a litiación previa que comprende un colector de corriente de electrodo y una capa de material activo de electrodo formada sobre al menos una superficie del colector de corriente de electrodo; y
    (53) permitir que el electrodo pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador para llevar a cabo la litiación previa del electrodo,
    en el que el electrolito para la litiación previa comprende un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito.
    2. Método para la litiación previa de un electrodo según la reivindicación 1, en el que el electrolito para la litiación previa comprende un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos que tiene un potencial de reacción de 0,001-3 V basado en Li/Li+.
    3. Método para la litiación previa de un electrodo según la reivindicación 1, en el que el electrolito para la litiación previa comprende un compuesto de ftalimida, un compuesto de metaloceno o una mezcla de los mismos, como material orgánico, material inorgánico o mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito.
    4. Método para la litiación previa de un electrodo según la reivindicación 1, en el que el electrolito para la litiación previa comprende N-butil-ftalimida, N-metil-ftalimida, cobaltoceno, bis(pentametilciclopentadienil)cobalto o una mezcla de los mismos, como material orgánico, material inorgánico o mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito.
    5. Método para la litiación previa de un electrodo según la reivindicación 1, en el que el electrolito para la litiación previa comprende el material orgánico, el material inorgánico o una mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito a una concentración de 0,0001-10 M.
    6. Método para la litiación previa de un electrodo según la reivindicación 1, en el que una corriente eléctrica que oscila desde 0,001 mA/cm2 hasta 1000 mA/cm2 se suministra al fieltro de carbono.
    7. Método para la litiación previa de un electrodo según la reivindicación 1, en el que se permite que el electrodo esté en contacto con el electrolito para la litiación previa del sistema de reacción 2 durante 10­ 180 minutos.
    8. Método para la litiación previa de un electrodo según la reivindicación 1, en el que el electrodo es un electrodo negativo.
    9. Aparato para la litiación previa que comprende el sistema de reacción 1 que comprende metal de litio, un separador apilado sobre el metal de litio, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que comprende el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el electrolito para la litiación previa comprende un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se comunican entre sí a través de una línea configurada para transportar el electrolito para la litiación previa,
    el fieltro de carbono está conectado a una fuente de suministro de electricidad, y
    el electrodo que va a someterse a litiación previa se permite que pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador.
    10. Aparato para la litiación previa que comprende el sistema de reacción 1 que comprende metal de litio, un separador apilado sobre el metal de litio, un electrolito para la litiación previa y fieltro de carbono, y el sistema de reacción 2 que comprende el electrolito para la litiación previa y un electrodo que va a someterse a litiación previa, en el que el electrolito para la litiación previa comprende un material orgánico, un material inorgánico o una mezcla de los mismos capaz de la oxidación/reducción en el electrolito, en el que el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2 se reciben en el mismo recipiente de reacción, el fieltro de carbono está dispuesto entre el sistema de reacción 1 y el sistema de reacción 2,
    el fieltro de carbono está conectado a una fuente de suministro de electricidad, y
    el electrodo que va a someterse a litiación previa se permite que pase a través del sistema de reacción 2 mediante un rodillo transportador.
ES20861604T 2019-09-06 2020-09-03 Método y aparato para la litiación previa de un electrodo Active ES2932631T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190110756A KR102835022B1 (ko) 2019-09-06 2019-09-06 전극의 전리튬화 방법 및 장치
PCT/KR2020/011887 WO2021045542A1 (ko) 2019-09-06 2020-09-03 전극의 전리튬화 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2932631T3 true ES2932631T3 (es) 2023-01-23

Family

ID=74852675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES20861604T Active ES2932631T3 (es) 2019-09-06 2020-09-03 Método y aparato para la litiación previa de un electrodo

Country Status (8)

Country Link
US (1) US12237490B2 (es)
EP (1) EP3933975B1 (es)
KR (1) KR102835022B1 (es)
CN (1) CN113711388B (es)
ES (1) ES2932631T3 (es)
HU (1) HUE060284T2 (es)
PL (1) PL3933975T3 (es)
WO (1) WO2021045542A1 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113097567B (zh) * 2021-03-29 2022-04-12 湖南高远电池有限公司 一种高能量密度软包电池的制造方法
NO347334B1 (en) * 2021-06-22 2023-09-18 Beyonder As Method for pre-lithiating an anode for an energy storage device
CN115842096B (zh) * 2022-07-19 2025-02-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 预锂化极片及其制备方法、二次电池和用电装置
CN117525661B (zh) * 2023-12-25 2024-10-11 武汉大学 一种二茂铁介导的废旧磷酸铁锂正极直接修复再生方法及应用

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5595837A (en) * 1995-04-12 1997-01-21 Valence Technology, Inc. Process for prelithiation of carbon based anodes for lithium batteries
EP0752727B1 (en) 1995-07-03 1999-12-01 General Motors Corporation Method for manufacturing lithium-deactivated carbon anodes
JP5003088B2 (ja) 2006-10-02 2012-08-15 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池用負極前駆体にリチウムイオンを吸蔵させる方法と装置
US8133374B2 (en) 2006-09-21 2012-03-13 Panasonic Corporation Method and apparatus for manufacturing negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery
US9166222B2 (en) * 2010-11-02 2015-10-20 Envia Systems, Inc. Lithium ion batteries with supplemental lithium
CN104081573B (zh) * 2011-12-01 2018-01-16 那诺思卡乐康母庞特公司 碱化阳极的方法
US9450224B2 (en) 2012-03-28 2016-09-20 Sharp Laboratories Of America, Inc. Sodium iron(II)-hexacyanoferrate(II) battery electrode and synthesis method
KR101410848B1 (ko) 2012-11-30 2014-06-23 한국전기연구원 리튬이 도핑된 탄소 분말 제조방법 및 이의 제조장치 그리고, 리튬이 도핑된 탄소 전극의 제조방법
US10593988B2 (en) * 2013-06-20 2020-03-17 GM Global Technology Operations LLC Electrochemical cell for lithium-based batteries
KR101594784B1 (ko) 2013-07-30 2016-02-17 주식회사 엘지화학 음극 전극의 전리튬화 방법
KR101820463B1 (ko) * 2013-07-30 2018-01-19 주식회사 엘지화학 음극 전극의 전리튬화 방법
JP6271275B2 (ja) 2014-02-05 2018-01-31 Fdk株式会社 リチウム一次電池用非水系有機電解液、およびリチウム一次電池
US20150364795A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Amprius, Inc. Prelithiation solutions for lithium-ion batteries
JP2016027562A (ja) 2014-07-04 2016-02-18 株式会社半導体エネルギー研究所 二次電池の作製方法及び製造装置
CN106207264B (zh) * 2015-05-28 2020-06-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 锂基电池组的电化学电池
JP6613647B2 (ja) 2015-06-19 2019-12-04 日本電気株式会社 蓄電デバイス用電極の製造方法および前記電極の製造装置
KR101763406B1 (ko) * 2015-11-19 2017-08-02 서울대학교산학협력단 레독스 플로우 전지용 전해액 및 이를 포함하는 레독스 플로우 전지
JP6986077B2 (ja) 2017-07-04 2021-12-22 マクセル株式会社 リチウムイオン二次電池およびその製造方法
KR102261504B1 (ko) 2017-08-10 2021-06-07 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 음극의 전리튬화 방법
CN109411702A (zh) * 2017-08-15 2019-03-01 福建冠城瑞闽新能源科技有限公司 一种锂离子电池电极的预处理方法
KR20190110756A (ko) 2018-03-21 2019-10-01 화천기계 주식회사 모노레버형 범용선반의 주축기동장치
CN111162246B (zh) * 2018-11-08 2021-01-26 中国科学院化学研究所 一种连续化可控的预锂化系统和补锂方法
CN109659487B (zh) * 2018-12-18 2020-12-08 华中科技大学 一种用于锂金属负极保护的预锂化方法
CN109742325B (zh) 2018-12-29 2021-01-19 曙鹏科技（深圳）有限公司 锂离子电池负极片分步预锂化的方法

Also Published As

Publication number Publication date
HUE060284T2 (hu) 2023-02-28
EP3933975A4 (en) 2022-05-18
PL3933975T3 (pl) 2023-02-06
WO2021045542A1 (ko) 2021-03-11
US12237490B2 (en) 2025-02-25
EP3933975B1 (en) 2022-11-02
US20220115632A1 (en) 2022-04-14
EP3933975A1 (en) 2022-01-05
KR20210029477A (ko) 2021-03-16
KR102835022B1 (ko) 2025-07-15
CN113711388A (zh) 2021-11-26
CN113711388B (zh) 2023-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6284626B2 (ja) 負極電極の前リチウム化方法
KR101594784B1 (ko) 음극 전극의 전리튬화 방법
KR101625822B1 (ko) 비가역 첨가제가 포함되어 있는 이차전지용 양극 합제
ES2932631T3 (es) Método y aparato para la litiación previa de un electrodo
JP7408905B2 (ja) 二次電池の製造方法及びその製造設備
US9882180B2 (en) Pouch case including internal, intermediate and external resin layers and secondary battery including the same
ES3056957T3 (en) Jelly-roll type electrode assembly having anode in which anode mixtures containing active material with different composition are formed on both sides of electrode current collector, secondary battery comprising the same, and device comprising the secondary battery
KR20130117711A (ko) 성능이 우수한 리튬 이차전지
KR102709297B1 (ko) 전극조립체 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
ES3055147T3 (en) Pre-lithiation apparatus
KR101608635B1 (ko) 고용량의 이차전지용 음극
ES3056091T3 (en) Pre-lithiation reaction chamber apparatus
ES2928451T3 (es) Cátodo para batería secundaria de litio y batería secundaria de litio que comprende el mismo
KR20130118274A (ko) 전해액 첨가제를 포함하는 이차전지
KR102945054B1 (ko) 석시노나이트릴을 포함하는 하이브리드 구조가 적용된 이차전지
KR20130116823A (ko) 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지