ES3033682T3 - Anode material, anode and electrochemical device comprising anode material - Google Patents

Anode material, anode and electrochemical device comprising anode material

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ES3033682T3 ES20710754T ES20710754T ES3033682T3 ES 3033682 T3 ES3033682 T3 ES 3033682T3 ES 20710754 T ES20710754 T ES 20710754T ES 20710754 T ES20710754 T ES 20710754T ES 3033682 T3 ES3033682 T3 ES 3033682T3
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Pengyang Feng
Jiali Dong
Jia Tang
Yuansen Xie
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Abstract

Se proporciona un material de ánodo, un ánodo y un dispositivo electroquímico que comprende dicho material. El material del ánodo cumple las siguientes ecuaciones de relación: 0,8 <= 0,06 × (Dv50) 2 - 2,5 × Dv50 + Dv99 <= 12 (1); y 1,2 <= 0,2 × Dv50 - 0,006 × (Dv50) 2 + BET <= 5 (2), donde Dv50 representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en el volumen del material del ánodo que es mayor que el tamaño de partícula del 50 % de las partículas, Dv99 representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en el volumen del material del ánodo que es mayor que el tamaño de partícula del 99 % de las partículas, y BET es el área superficial específica del material del ánodo, donde Dv50 y Dv99 se expresan en μm y BET se expresa en m2/g. El material del ánodo es capaz de mejorar significativamente el rendimiento de velocidad de los dispositivos electroquímicos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Material de ánodo, ánodo y dispositivo electroquímico que comprende el material de ánodo
Estado de la técnica anterior
Sector de la invención
La presente solicitud se refiere al sector técnico del almacenamiento de energía, y particularmente a un material de ánodo, a un ánodo y a un dispositivo electroquímico que comprende el material de ánodo.
Descripción de la técnica anterior
Con el desarrollo de herramientas eléctricas, los requisitos para las baterías de iones de litio adecuadas para herramientas eléctricas también son cada vez mayores. En particular, se requiere que las baterías de iones de litio tengan un rendimiento de descarga de potencia ultra alta. Esto requiere que las baterías de iones de litio puedan lograr una rápida intercalación y desintercalación de los iones de litio durante el proceso de carga y descarga.
La Patente KR 2018-0070302 A enseña un material activo de ánodo que tiene una estructura de capa de material compuesto poroso-revestimiento y un tamaño controlado de partículas de carbono cristalino contenidas en el material compuesto poroso. El material activo de ánodo contribuye a permitir que la eficiencia inicial de una batería, las características de carga/descarga de la batería y la relación de retención de capacidad (características de vida útil) se exhiban de manera amplia y excelente. El material compuesto poroso comprende partículas de silicio, partículas de carbono cristalino, carbono duro y brea; y una capa de revestimiento dispuesta sobre la superficie del material compuesto poroso y que incluye una brea. Las partículas de carbono cristalino en el material compuesto poroso tienen un diámetro de partícula D50 de 1,80 pm o más y menos de 2,71 pm. El material activo de ánodo se puede utilizar para baterías secundarias de litio.
La Patente US 2018/342732 A1 describe partículas de núcleo-envoltura de material compuesto en las que el núcleo es una matriz porosa a base de carbono que contiene partículas de silicio encerradas en poros de la matriz; los poros que contienen las partículas de silicio tienen un diámetro de >60 nm, determinado mediante microscopía electrónica de barrido (SEM,Scanning Electron Microscopy);la envoltura se puede obtener carbonizando uno o más precursores de carbono seleccionados entre el grupo que comprende alquitranes, breas, carbono duro, carbono blando e hidrocarburos que tienen de 1 a 20 átomos de carbono, lo que da como resultado una envoltura no porosa.
Características de la invención
Para cumplir los requisitos mencionados anteriormente para una batería de iones de litio de velocidad súper alta, una realización de la presente solicitud da a conocer un material de ánodo. Una realización de la presente solicitud también da a conocer un ánodo, un dispositivo electroquímico y un dispositivo electrónico que utiliza el material de ánodo.
La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Según un primer aspecto de la presente solicitud, la presente solicitud da a conocer un material de ánodo que cumple las siguientes ecuaciones de relación:
0,8<0,06 x (Dv50)2 - 2,5 x Dv50 Dv99<12,
y 2
1,2<0,2 x Dv50 - 0,006 x (Dv50)2 BET<5,
en las que Dv50 representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo que cubre el tamaño de partícula del 50 % de las partículas, Dv99 representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo que cubre el tamaño de partícula del 99 % de las partículas, y BET es un área superficial específica del material de ánodo, en las que Dv50 y Dv99 se expresan en pm y BET se expresa en m2/g;
en el que el material de ánodo comprende grafito natural, grafito artificial o una combinación de los mismos, en el que, como mínimo, una parte de una superficie del material de ánodo comprende carbono amorfo, en el que el Dv50 varía de, aproximadamente, 4 a, aproximadamente, 17, expresado en pm, el Dv99 varía de, aproximadamente, 15 a, aproximadamente, 35, expresado en pm, y el área superficial específica BET varía de, aproximadamente, 1,0 a, aproximadamente, 4,0, expresada en m2/g,
en el que los tamaños de partícula Dv50 y Dv99 del material de ánodo se miden mediante un analizador de tamaño de partícula, mediante las siguientes etapas: dispersar el material de ánodo en un dispersante; someter a ultrasonidos la solución obtenida durante 30 min; y analizar la muestra obtenida después de añadir la muestra obtenida al analizador de tamaño de partícula, y
en el que el área superficial específica del material de ánodo se mide con el procedimiento Brunauer-Emmett-Teller, en el que se utiliza un analizador de superficie específica Tri Star II, en el que se alimentan de 3 g a 6 g de una muestra a un tubo de muestra, se sitúa en una estación de desgasificación, se calienta, se somete a vacío y, a continuación, se enfría hasta temperatura ambiente después de calentar y someter a vacío, en el que después de la extracción, se miden los pesos de la muestra y el tubo de muestra, y la muestra se analiza en una estación de análisis, seguido del procesamiento y cálculo de datos.
Por consiguiente, el material de ánodo incluye grafito natural, grafito artificial o una combinación de los mismos.
Como mínimo una parte de la superficie del material de ánodo comprende una capa de carbono amorfo. Según un segundo aspecto de la presente solicitud, la presente solicitud da a conocer un ánodo que comprende un colector de corriente de ánodo y una capa de material activo de ánodo, en el que la capa de material activo de ánodo está dispuesta sobre, como mínimo, una superficie del colector de corriente de ánodo, y la capa de material activo de ánodo comprende cualquiera de los materiales de ánodo anteriores. En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo tiene una relación C004/C110 de, aproximadamente, 11,81 a, aproximadamente, 17,08.
En algunas realizaciones, el tamaño de partícula Dv99 del material de ánodo y un espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
Dv99<0,8THK<40 (3),
en las que THK se expresa en pm.
En algunas realizaciones, un peso de revestimiento del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
1,2<CW/(THK x 1.540,25) x 1000<1,9 (4)
en la que CW representa el peso de revestimiento en mg de la capa de material activo de ánodo en un área de 1.540,25 mm2 sobre un lado del ánodo
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo comprende además un aglutinante que incluye uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, un copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno, una poliamida, poliacrilonitrilo, un éster de poliacrilato, ácido poliacrílico, una sal de poliacrilato, carboximetilcelulosa sódica, polivinilpirrolidona, poliviniléter, polimetacrilato de metilo, politetrafluoroetileno, polihexafluoropropileno, caucho de estireno-butadieno, un éster de acrilato y una resina epoxi.
En algunas realizaciones, el ánodo comprende además un revestimiento conductor entre la capa de material activo de ánodo y el colector de corriente. El revestimiento conductor comprende uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fibras de carbono, negro de Ketjen, negro de acetileno, nanotubos de carbono y grafeno.
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo tiene el CW que está en un intervalo de, aproximadamente, 40 a, aproximadamente, 100, expresado en mg.
Según la presente invención, el Dv50 varía de, aproximadamente, 4 a, aproximadamente, 17, expresado en pm, el Dv99 varía de, aproximadamente, 15 a, aproximadamente, 35, expresado en pm, y el área superficial específica BET varía de, aproximadamente, 1,0 a, aproximadamente, 4,0, expresada en m2/g.
En algunas realizaciones, el revestimiento conductor tiene un espesor de, aproximadamente, 0,5 pm a, aproximadamente, 1,5 pm.
Según un tercer aspecto de la presente solicitud, la presente solicitud da a conocer un dispositivo electroquímico, que comprende un cátodo, un separador, un electrolito y cualquiera de los ánodos descritos anteriormente.
En algunas realizaciones, una capa de material activo de ánodo sobre el ánodo tiene una relación C004/C110 de, aproximadamente, 7,45 a, aproximadamente, 9,57 después de que el dispositivo electroquímico esté completamente cargado y desmontado.
La solución técnica de la presente solicitud mejora el rendimiento de velocidad de la batería de iones de litio principalmente por los dos aspectos siguientes: cribar el tamaño de partícula y el área superficial específica de la materia prima para cumplir un determinado intervalo para reducir la trayectoria de transmisión en la transmisión de los iones de litio, acelerando de este modo la rápida desintercalación de los iones de litio; y limitar el peso de revestimiento y el espesor del material activo de ánodo para mejorar la capacidad de infiltración del electrolito, acelerando de este modo en última instancia la velocidad de transmisión de los iones de litio.
Aspectos y ventajas adicionales de las realizaciones de la presente solicitud se describirán o mostrarán parcialmente en la siguiente descripción o se interpretarán al implementar las realizaciones de la presente solicitud.
Descripción breve de los dibujos
A continuación, se describirán brevemente los dibujos necesarios para describir las realizaciones de la presente solicitud para facilitar la descripción de las realizaciones de la presente solicitud. Obviamente, los dibujos en la siguiente descripción solo muestran algunas realizaciones de la presente solicitud. Para los expertos en la materia, los dibujos de otras realizaciones pueden obtenerse según las estructuras ilustradas en los dibujos sin esfuerzo creativo.
La figura 1 muestra una imagen de SEM del material de ánodo en el ejemplo 6.
La figura 2 muestra la relación entre el tiempo de descarga y el voltaje de corte de descarga de las baterías de iones de litio del ejemplo 6 y el ejemplo comparativo 2 a una velocidad de 135 C.
Descripción detallada
A continuación se describirá en detalle la presente solicitud. Se debe entender que los términos utilizados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben explicarse como limitados a significados en un sentido común y significados encontrados en diccionarios, sino que se explican basándose en significados y conceptos correspondientes a los aspectos técnicos de la presente solicitud sobre la base del principio de que al inventor se le permite definir adecuadamente los términos para hacer una explicación óptima. Por lo tanto, las implementaciones en la memoria descriptiva y la descripción en los dibujos son simplemente ejemplos específicos utilizados con fines de descripción en lugar de intenciones de ilustrar todos los aspectos técnicos de la presente solicitud, y debe entenderse que cuando se presenta la presente solicitud, se pueden hacer diversos equivalentes y variantes alternativas a la misma.
Tal como se utilizan en la presente solicitud, los términos “aproximadamente”, “sustancialmente” y “esencialmente” se utilizan para describir y explicar una pequeña variación. Cuando se utiliza en relación con un evento o circunstancia, el término puede referirse a un ejemplo en el que el evento o circunstancia ocurre de manera precisa y a un ejemplo en el que el evento o circunstancia ocurre de manera aproximada. Por ejemplo, cuando se utiliza en relación con un valor, el término puede referirse a un intervalo de variación menor o igual a ±10 % del valor indicado, tal como menor o igual a ±5 %, menor o igual a ±4 %, menor o igual a ±3 %, menor o igual a ±2 %, menor o igual a ±1 %, menor o igual a ±0,5 %, menor o igual a ±0,1 % o menor o igual a ±0,05 %. Por ejemplo, si una diferencia entre dos valores es menor o igual a ±10 % de un valor promedio del valor (por ejemplo, menor o igual a ±5 %, menor o igual a ±4 %, menor o igual a ±3 %, menor o igual a ±2 %, menor o igual a ±1 %, menor o igual a ±0,5 %, menor o igual a ±0,1 %, o menor o igual a ±0,05 %), se podría considerar que los dos valores son “sustancialmente” iguales.
Además, en la presente solicitud a veces se presentan cantidades, relaciones y otros valores en formato de intervalo. Se debe entender que dicho formato de intervalo se proporciona por razones de comodidad y sencillez, y debe entenderse de manera flexible que incluye no solo los valores numéricos que se definen explícitamente en el intervalo, sino también todos los valores individuales o subintervalos que se incluyen en el intervalo, como si cada valor y subintervalo se especificaran explícitamente.
I. Material de ánodo
La presente solicitud da a conocer un material de ánodo que cumple las siguientes ecuaciones de relación:
0,8<0,06 x (Dv50)2 - 2,5 x Dv50 Dv99<12 (1),
y 2
1,2<0,2 x Dv50 - 0,006 x (Dv50)2 BET<5 (2)
en las que Dv50, también denominado “tamaño de partícula mediano”, representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo que cubre el tamaño de partícula del 50 % de las partículas, Dv99 representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo que cubre el tamaño de partícula del 99 % de las partículas, y BET es un área superficial específica del material de ánodo, en las que Dv50 y Dv99 se expresan en p.m y BET se expresa en m2/g. La investigación en la presente solicitud muestra que el tamaño de partícula y el área superficial específica de los materiales activos de ánodo, tales como grafito, pueden afectar a la trayectoria de intercalación o desintercalación de los iones de litio, la velocidad de intercalación o desintercalación de los iones de litio y la reacción de los iones de litio con el electrolito, afectando de este modo al rendimiento de carga y descarga de alta velocidad de las baterías de iones de litio, afectando al espesor de la película de interfaz sólido-electrolito (SEI,Solid-Electrolyte Interfacé)formada durante el primer proceso de intercalación de litio y afectando a la primera eficiencia coulombiana de las baterías de iones de litio. La utilización de grafito de tamaño pequeño con excelente isotropía y una estructura porosa en la superficie puede reducir el área superficial específica del plano basal y aumentar el área superficial específica del plano de borde tanto como sea posible mientras se mantiene sin cambios el área superficial específica total. El plano de borde es un plano en la dirección Lc, el plano basal es un plano en la dirección La, en la que La es un tamaño promedio del cristal de grafito a lo largo de la dirección del eje a, y Lc se refiere al espesor de las láminas de grafito apiladas a lo largo de la dirección del eje c perpendicular a las mismas. El aumento del área superficial específica del plano de borde y la formación de una superficie de grafito con una estructura porosa permiten que los iones de litio entren directamente entre las láminas de grafito desde los sitios defectuosos en el plano de borde para lograr una rápida migración de iones de litio, logrando de este modo, además, un rendimiento de descarga de alta velocidad de los iones de litio. Durante los ciclos, es más probable que la desintercalación de los iones de litio provoque expansión a lo largo de la dirección Lc, y el pequeño tamaño de partícula de excelente isotropía suprimirá la expansión entre las láminas de grafito, mejorando de este modo el rendimiento de ciclos.
Después de una investigación exhaustiva en la presente solicitud, se descubrió que cuando Dv50 y Dv99 del material de ánodo cumplen la ecuación de relación de (1) 0,8<0,06 x (Dv50)2-2,5 x Dv50+Dv99<12 y Dv50 y el área superficial específica BET del material de ánodo cumplen la ecuación de relación de (2) 1,2<0,2 x Dv50-0,006 x (Dv50)2 BET<5, se pueden lograr las características de tamaño de partícula pequeño, área superficial específica alta en el plano de borde y área superficial específica baja en el plano basal del material de ánodo. La figura 1 es una imagen de SEM que muestra la morfología de un material de ánodo obtenido en el ejemplo 6 de la presente solicitud. Como se muestra en la figura 1, el material de ánodo que cumple las ecuaciones de relación (1) y (2) tiene las características de tamaño de partícula pequeño, excelente isotropía y morfología de superficie porosa.
En algunas realizaciones, el material de ánodo cumple además la siguiente ecuación de relación:
1,0<0,06 x (Dv50)2 - 2,5 x Dv50 Dv99<11,6 (1)'.
En algunas realizaciones, el material de ánodo cumple además la siguiente ecuación de relación:
1,5<0,06 x (Dv50)2 - 2,5 x Dv50 Dv99<5,8 (1)''.
En algunas realizaciones, el material de ánodo cumple además la siguiente ecuación de relación:
2,2<0,2 x Dv50 - 0,006 x (Dv50)2 BET<3,6 (2)'.
Según la presente invención, el material de ánodo tiene un Dv50 que cumple la ecuación de relación de 4<Dv50<17. En algunas realizaciones, el material de ánodo tiene un Dv50 que cumple la ecuación de relación de 4<Dv50<12. En algunas realizaciones, el material de ánodo tiene un Dv50 que cumple la ecuación de relación de 5<Dv50<9. Según la presente invención, el material de ánodo tiene un Dv99 que cumple la ecuación de relación de 15<Dv99<35. En algunas realizaciones, el material de ánodo tiene un Dv99 que cumple la ecuación de relación de 17<Dv99<32. En algunas realizaciones, el material de ánodo tiene un Dv99 que cumple la ecuación de relación de 18<Dv99<30. Los tamaños de partícula Dv50 y Dv99 del material de ánodo se miden mediante un analizador de tamaño de partícula Malvern, mediante las siguientes etapas: dispersar el material de ánodo en un dispersante (etanol o acetona, u otro surfactante); someter a ultrasonidos la solución obtenida durante 30 minutos; y analizar la muestra obtenida después de añadir la muestra obtenida al analizador de tamaño de partícula Malvern. El área superficial específica del material de ánodo se mide mediante el procedimiento de prueba Brunauer-Emmett-Teller (BET). Se utiliza un analizador de superficie específica Tri Star II. Se introducen de 3 g a 6 g de una muestra en un tubo de muestra, se sitúa en una estación de desgasificación, se calienta, se somete a vacío y, a continuación, se enfría a temperatura ambiente después de calentar y someter a vacío. Después de la extracción, se miden los pesos de la muestra y del tubo de muestra, y la muestra se analiza en una estación de análisis, seguido del procesamiento y cálculo de los datos.
Según la presente invención, el material de ánodo incluye grafito natural, grafito artificial o una combinación de los mismos.
En algunas realizaciones, el material de ánodo comprende además silicio cristalino, sílice, aleación de silicio o combinaciones de los mismos.
En algunas realizaciones, el grafito natural o el grafito artificial incluye uno o más de grafito mesofásico, grafito microcristalino y grafito expandido.
Según la presente invención, como mínimo, una parte de una superficie del grafito comprende carbono amorfo.
En algunas realizaciones, la superficie de grafito está revestida con carbono amorfo obtenido carbonizando un revestimiento de asfalto o un revestimiento de resina.
En algunas realizaciones, el precursor del grafito artificial es uno o más de coque crudo a base de carbón, coque calcinado a base de carbón, coque crudo a base de petróleo y coque calcinado a base de petróleo, y el diámetro de partícula Dv50 del coque está estrictamente controlado a de, aproximadamente, 4 pm a, aproximadamente, 10,0 pm.
II. Ánodo
La presente solicitud da a conocer un ánodo que comprende un colector de corriente de ánodo y una capa de material activo de ánodo dispuesta sobre, como mínimo, una superficie del colector de corriente de ánodo, en el que la capa de material activo de ánodo comprende cualquiera de los materiales de ánodo, según las realizaciones anteriores. En algunas realizaciones de la presente solicitud, el colector de corriente de ánodo puede ser, sin limitación a las mismas, una lámina de cobre o una lámina de níquel.
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo tiene un pico d002 que aparece a de, aproximadamente, 26,5379° a, aproximadamente, 26,5448° y que tiene un área de pico de, aproximadamente, 23.190 (cts x °2Th.) a, aproximadamente, 24.916 (cts x °2Th.); un pico d004 que aparece a de, aproximadamente, 54,632° a, aproximadamente, 54,640° y que tiene un área de pico de, aproximadamente, 891,79 (cts x °2Th.) a, aproximadamente, 983,3 (cts x °2Th.); y un pico d110 que aparece a de, aproximadamente, 77,50° a, aproximadamente, 77,54° y que tiene un área de pico de, aproximadamente, 57,58 (cts x °2Th.) a, aproximadamente, 75,48 (cts x °2Th.).
Para materiales de grafito cristalino, se utiliza el difractómetro de rayos X Bruker para evaluar la difracción de rayos X según las normas JIS K 0131-1996 Reglas generales para el análisis difractométrico de rayos X y JB/T 4220-2011 Procedimiento de determinación de parámetros de red de grafito artificial. Las diferentes posiciones de los picos representan diferentes tamaños de celdas unitarias de grafito, lo que refleja el grado de grafitización de los materiales de grafito. El área de pico se obtiene integrando la intensidad de pico respecto a la anchura de medio pico. La relación del área de pico del pico 004 con respecto al área de pico del pico 110 es C004/C110.
C004/C110 afecta a la trayectoria de transmisión de los iones de litio. En algunas realizaciones, la relación C004/C110 de la capa de material activo de ánodo en el ánodo de la presente solicitud es de, aproximadamente, 11,81 a, aproximadamente, 17,08. En algunas realizaciones, la relación C004/C110 de la capa de material activo de ánodo en el ánodo de la presente solicitud es de, aproximadamente, 12,00 a, aproximadamente, 16,15. En algunas realizaciones, la relación C004/C110 de la capa de material activo de ánodo en el ánodo de la presente solicitud es de, aproximadamente, 12,03 a, aproximadamente, 15,45. Para lograr un rendimiento de descarga de alta velocidad, se utiliza un proceso de revestimiento de película delgada para la producción del ánodo en la presente solicitud. El espesor del ánodo se reduce para permitir una rápida infiltración de electrolitos, de modo que los iones de litio puedan, rápidamente, intercalarse en la superficie del material de ánodo y desintercalarse desde la misma para completar el proceso de intercalación y desintercalación de los iones de litio.
El proceso de revestimiento de película delgada se puede lograr controlando el tamaño de partícula Dv99 del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo, o controlando la relación entre el espesor THK de la capa de material activo de ánodo y el peso de revestimiento CW.
En algunas realizaciones, el tamaño de partícula Dv99 del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
Dv99<0,8THK<40 (3),
en la que Dv99 y THK se expresan en pm.
En algunas realizaciones, el tamaño de partícula Dv99 del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
Dv99<0,8THK<25 (3)',
en la que Dv99 y THK se expresan en p.m.
En algunas realizaciones, el peso de revestimiento del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
1,2<CW/(THK x 1.540,25) x 1.000<1,9 (4)
en la que THK se expresa en p.m y CW representa el peso de revestimiento en mg de la capa de material activo de ánodo en un área de 1.540,25 mm2 sobre un lado del ánodo.
En algunas realizaciones, el peso de revestimiento del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
1,3<CW/(THK x 1.540,25) x 1.000<1,7 (4)'.
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo comprende además un aglutinante que incluye uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, un copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno, una poliamida, poliacrilonitrilo, un éster de poliacrilato, ácido poliacrílico, una sal de poliacrilato, carboximetilcelulosa sódica, polivinilpirrolidona, poliviniléter, polimetracrilato de metilo, politetrafluoroetileno, polihexafluoropropileno, caucho de estireno-butadieno, un éster de acrilato y una resina epoxi.
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo comprende además un agente conductor. En algunas realizaciones, el agente conductor comprende uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fibras de carbono, negro de Ketjen, negro de acetileno, nanotubos de carbono y grafeno.
En algunas realizaciones, el ánodo comprende además un revestimiento conductor entre la capa de material activo de ánodo y el colector de corriente.
En algunas realizaciones, el revestimiento conductor comprende uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fibras de carbono, negro de Ketjen, negro de acetileno, nanotubos de carbono y grafeno.
En algunas realizaciones, el revestimiento conductor está dispuesto sobre, como mínimo, una parte de la superficie del colector de corriente.
En algunas realizaciones, el revestimiento conductor comprende además un aglutinante que incluye uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, un copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno, una poliamida, poliacrilonitrilo, un éster de poliacrilato, ácido poliacrílico, una sal de poliacrilato, carboximetilcelulosa sódica, polivinilpirrolidona, poliviniléter, polimetracrilato de metilo, politetrafluoroetileno, polihexafluoropropileno, caucho de estireno-butadieno, un éster de acrilato y una resina epoxi.
En algunas realizaciones, el revestimiento conductor tiene un espesor de, aproximadamente, 0,5 pm a, aproximadamente, 1,5 pm.
Un espesor apropiado del revestimiento conductor contribuye a la conducción de electrones y aumenta la adhesión de la capa de material activo al colector de corriente para reducir el desprendimiento de la capa de material activo durante la ciclación, de modo que la batería de iones de litio exhibe una menor resistencia a la transferencia de carga y una mejor dinámica.
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo tiene un CW en un intervalo de, aproximadamente, 40 a, aproximadamente, 100, expresado en mg.
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo tiene una densidad de, aproximadamente, 0,032 mg/mm2 a, aproximadamente, 0,058 mg/mm2.
Según la presente invención, el material de ánodo tiene un Dv50 que varía de, aproximadamente, 4 a, aproximadamente, 17, expresado en pm, y un Dv99 que varía de, aproximadamente, 15 a, aproximadamente, 35, expresado en pm, en el que, preferentemente, Dv50<Dv99<4 Dv50; y un área superficial específica BET que varía de, aproximadamente, 1,0 a, aproximadamente, 4,0, expresada en m2/g.
En algunas realizaciones, la fuerza de adhesión entre la capa de material activo de ánodo y el colector de corriente es de, aproximadamente, 1,0 N/m a, aproximadamente, 15 N/m, y la fuerza de cohesión entre partículas del material de ánodo es de, aproximadamente, 0,5 N/m a, aproximadamente, 13 N/m.
En algunas realizaciones, la fuerza de adhesión entre la capa de material activo de ánodo y el colector de corriente es de, aproximadamente, 2,8 N/m a, aproximadamente, 4,2 N/m, y la fuerza de cohesión entre partículas del material de ánodo es de, aproximadamente, 1,5 N/m a, aproximadamente, 2,9 N/m.
En algunas realizaciones, la suspensión para producir el ánodo tiene un Dv50 de, aproximadamente, 4,5 pm a, aproximadamente, 9,1 pm, y un Dv90 de, aproximadamente, 12,5 pm a, aproximadamente, 27,6 pm.III. Dispositivo electroquímico
Una realización de la presente solicitud también da a conocer un dispositivo electroquímico que utiliza el material de ánodo de la presente solicitud.
En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo sobre el ánodo tiene una relación C004/C110 de, aproximadamente, 7,45 a, aproximadamente, 9,57 después de que el dispositivo electroquímico esté completamente cargado y desmontado. En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo sobre el ánodo tiene una relación C004/C110 de, aproximadamente, 7,95 a, aproximadamente, 9,17 después de que el dispositivo electroquímico esté completamente cargado y desmontado. En algunas realizaciones, la capa de material activo de ánodo sobre el ánodo tiene una relación C004/C110 de, aproximadamente, 8,35 a, aproximadamente, 8,97 después de que el dispositivo electroquímico esté completamente cargado y desmontado. Después que una batería está completamente cargada y desmontada, la capa de material activo de ánodo sobre el ánodo que tiene una relación C004/C110 que se encuentra en dicho intervalo puede mejorar el rendimiento de velocidad y el rendimiento dinámico de la batería. En algunas realizaciones, después de que el dispositivo electroquímico está completamente cargado y desmontado, la capa de material activo de ánodo sobre el ánodo tiene un pico 002 que aparece a de, aproximadamente, 26,5379° a, aproximadamente, 26,5423° y que tiene un área de pico de, aproximadamente, 145.955 (cts ■ °2Th.) a, aproximadamente, 15.145 (cts ■ °2Th.); un pico 004 que aparece a de, aproximadamente, 54,629° a, aproximadamente, 54,640° y que tiene un área de pico de, aproximadamente, 517,345 (cts ■ °2Th.) a, aproximadamente, 525,03 (cts ■ °2Th.); y un pico 110 que aparece a de, aproximadamente, 77,49° a, aproximadamente, 77,50° y que tiene un área de pico de, aproximadamente, 60,365 (cts ■ °2Th.) a, aproximadamente, 62,11 (cts ■ °2Th.).
En algunas realizaciones, después de que el dispositivo electroquímico está completamente cargado y desmontado, la relación en peso del elemento Li con respecto al elemento S en la capa de material activo de ánodo sobre el ánodo es de, aproximadamente, 25:1 a, aproximadamente, 34:1.
En algunas realizaciones, después de que el dispositivo electroquímico está completamente cargado y desmontado, la relación en peso del elemento Li con respecto al elemento P en la capa de material activo de ánodo sobre el ánodo es de, aproximadamente, 11:1 a, aproximadamente, 14:1.
En algunas realizaciones, después de que el dispositivo electroquímico está completamente cargado y desmontado, la relación en peso del elemento C con respecto al elemento S en la capa de material activo de ánodo en el ánodo es de, aproximadamente, 185:1 a, aproximadamente, 439:1.
En algunos ejemplos, el dispositivo electroquímico incluye un cátodo que comprende un material de cátodo, un ánodo que comprende un material de ánodo de la presente solicitud, un separador y un electrolito. En algunas realizaciones de la presente solicitud, el dispositivo electroquímico es una batería de iones de litio. En la batería de iones de litio, el cátodo comprende un material de cátodo capaz de absorber y liberar litio (Li) (en lo sucesivo, a veces denominado “un material de cátodo capaz de absorber/liberar litio (Li)”) y un colector de corriente de cátodo. En algunas realizaciones de la presente solicitud, el colector de corriente de cátodo puede ser, sin limitación, una lámina de aluminio o una lámina de níquel. Entre los ejemplos del material de cátodo capaz de absorber/liberar litio (Li) se pueden incluir uno o más de óxido de cobalto y litio, óxido de cobalto, litio, manganeso y níquel, óxido de aluminio, cobalto, litio y níquel, óxido de litio y manganeso, fosfato de litio y manganeso, fosfato de litio y vanadio, fosfato de litio y vanadilo, fosfato de hierro y litio, óxido de litio y titanio o un material a base de manganeso que contenga litio.
En el material de cátodo, la fórmula química del óxido de cobalto y litio puede ser LixCoaM1bÜ2-c, en la que M1 se selecciona entre el grupo que consiste en níquel (Ni), manganeso (Mn), magnesio (Mg), aluminio (Al), boro (B), titanio (Ti), vanadio (V), cromo (Cr), hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn), molibdeno (Mo), estaño (Sn), calcio (Ca), estroncio (Sr), wolframio (W), itrio (Y), lantano (La), zirconio (Zr), silicio (Si) y combinaciones de los mismos, y x, a, b y c están respectivamente en los siguientes intervalos: 0,8<x<1,2, 0,8<A<1, 0<b<0,2 y -0,1<c<0,2.
En el material de cátodo, la fórmula química del óxido de cobalto, litio, manganeso y níquel o del óxido de aluminio, cobalto, litio y níquel puede ser LiyNidM2eO2-f, en la que M2 se selecciona entre el grupo que consiste en cobalto (Co), manganeso (Mn), magnesio (Mg), aluminio (Al), boro (B), titanio (Ti), vanadio (V), cromo (Cr), hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn), molibdeno (Mo), estaño (Sn), calcio (Ca), estroncio (Sr), wolframio (W), zirconio (Zr), silicio (Si) y combinaciones de los mismos, e y, d, e y f están respectivamente en los siguientes intervalos: 0,8<y<1,2, 0,3<d<0,98, 0,02<e<0,7 y -0,1<f<0,2.
En el material de cátodo, la fórmula química del óxido de litio y manganeso es LizMn2-gM3gO4-h, en la que M3 se selecciona entre el grupo que consiste en cobalto (Co), níquel (Ni), magnesio (Mg), aluminio (Al), boro (B), titanio (Ti), vanadio (V), cromo (Cr), hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn), molibdeno (Mo), estaño (Sn), calcio (Ca), estroncio (Sr), wolframio (W) y combinaciones de los mismos, y z, g y h están respectivamente en los siguientes intervalos: 0,8<z<1,2, 0<g<1,0 y -0,2<h<0,2.
La batería de iones de litio incluye además un electrolito, que puede estar en uno o más de un estado de gel, un estado sólido y un estado líquido. El electrolito líquido comprende una sal de litio y un disolvente no acuoso.
La sal de litio es una o más seleccionadas entre LiPF6, UBF4, LiAsF6, LiClO4, LiB(C6H5)4, UCH3SO3, UCF3SO3, LiN(SO2CF3)2, LiC(SO2CF3)3, LiBOB y UPO2F2. Por ejemplo, la sal de litio es LiPF6, porque puede proporcionar una alta conductividad iónica y mejorar las características de ciclo.
El disolvente no acuoso puede ser un compuesto carbonato, un compuesto carboxilato, un compuesto éter, un compuesto nitrilo, otros disolventes orgánicos o una combinación de los mismos.
Entre los ejemplos del compuesto carbonato se incluyen carbonato de dietilo (DEC), carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dipropilo (DPC), carbonato de metilpropilo (MPC), carbonato de etilpropilo (EPC),<carbonato de metiletilo>(MeC),<carbonato de etileno (EC), carbonato de propileno (PC), carbonato de butileno>(BC), carbonato de viniletileno (VEC), carbonato de fluoroetileno (FEC), carbonato de 1,2-difluoroetileno, carbonato de 1, 1 -difluoroetileno, carbonato de 1,1,2-trifluoroetileno, carbonato de 1, 1,2,2-tetrafluoroetileno, carbonato de 1 -fluoro-2-metiletileno, carbonato de 1 -fluoro-1 -metiletileno, carbonato de 1,2-difluoro-1 -metiletileno, carbonato de 1, 1,2-trifluoro-2-metiletileno, carbonato de trifluorometiletileno y combinaciones de los mismos.
En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 1 % en peso o más basándose en el peso total del electrolito. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 3 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 5 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 10 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 50 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 58 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 60 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 50 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato cíclico es de, aproximadamente, el 40 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carbonato es de, aproximadamente, el 1 % en peso a, aproximadamente, el 60 % en peso. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto de carbonato es de, aproximadamente, el 3 % en peso a, aproximadamente, el 50 % en peso.
Entre los ejemplos del compuesto carboxilato se incluyen acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de n-propilo, acetato de t-butilo, propionato de metilo, propionato de etilo, propionato de propilo, y-butirolactona, decalactona, valerolactona, mevalonolactona, caprolactona o una combinación de los mismos.
En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 1 % en peso o más basándose en el peso total del electrolito. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 3 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 5 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 10 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 60 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 50 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 40 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 1 % en peso a, aproximadamente, el 60 % en peso. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto carboxilato es de, aproximadamente, el 3 % en peso a, aproximadamente, el 50 % en peso.
Entre los ejemplos del compuesto éter se incluyen tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, 1,3-dioxolano, 2-metil-1,3-dioxolano, 4-metil-1,3-dioxolano, 1,3-dioxano, 1,4-dioxano, dimetoxipropano, dimetoximetano, 1.1- dimetoxietano, 1,2-dimetoxietano, dietoximetano, 1,1-dietoxietano, 1,2-dietoxietano, etoximetoximetano, 1.1- etoximetoxietano, 1,2-etoximetoxietano, HCF2CF2CH2OCF2CF2H, (CF3)2CFCF(CF2CF3)(OCH3), CF3CHFCF2CH(CH3)OCF2CHFCF3, HCF2CF2CH2OCF2CF2CF2CF2H, HCF2CF2OCH2CF3, HCF2CF2OCH2CH2OCF2CF2H, HCF2CF2OCH2CH2CH2OCF2CF2H y combinaciones de los mismos.
En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 0,01 % en peso o más basándose en el peso total del electrolito. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 0,05 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 1 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 2 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 10 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 6 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 5 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 0,01 % en peso a, aproximadamente, el 10 % en peso. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto éter es de, aproximadamente, el 1 % en peso a, aproximadamente, el 6 % en peso.
Entre los ejemplos del compuesto nitrilo se incluyen butanodinitrilo, glutaronitrilo, adipodinitrilo, 1,5-dicianopentano, 1,6-dicianohexano, 1,7-dicianoheptano, 1,8-dicianooctano, 1,9-dicianononano, 1,10-dicianodecano, 1,12-dicianododecano, tetrametilbutanodinitrilo, 2-metilglutaronitrilo, 2,4-dimetilglutaronitrilo, 2,2,4,4-tetrametilglutaronitrilo, 1,4-dicianopentano, 1,4-dicianopentano, 2,5-dimetil-2,5-hexanodinitrilo, 2,6-dicianoheptano, 2,7-dicianooctano, 2,8-dicianononano, 1,6-dicianodecano, 1,2-dicianobenceno, 1,3-dicianobenceno, 1,4-dicianobenceno, 3,5-dioxa-pimelonitrilo, 1,4-bis(cianoetoxi)butano, etilenglicol bis(2-cianoetil)éter, dietilenglicolbis(2-cianoetil)éter, trietilenglicolbis(2-cianoetil)éter, tetraetilenglicolbis(2-cianoetil)éter, dinitrilo 3,6,9,12,15,18-hexaoxaeicosanoico, 1,3-bis(2-cianoetoxi)propano, 1,4-bis(2-cianoetoxi)butano, 1,5-bis(2-cianoetoxi)pentano, etilenglicolbis(4-cianobutil)éter, 1,3,5-pentanotricarbonitrilo, 1,2,3-propanotricarbonitrilo, 1,3,6-hexanotricarbonitrilo, 1,2,6-hexanotricarbonitrilo, 1,2,3-tris(2-cianoetoxi)propano o 1,2,4-tris(2-cianoetoxi)butano, y combinaciones de los mismos.
En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 0,01 % en peso o más basándose en el peso total del electrolito. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 0,05 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 1 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 2 % en peso o más. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 10 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 6 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 5 % en peso o menos. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 0,01 % en peso a, aproximadamente, el 10 % en peso. En algunas realizaciones, el contenido del compuesto nitrilo es de, aproximadamente, el 1 % en peso a, aproximadamente, el 6 % en peso.
Entre los ejemplos de otros disolventes orgánicos se incluyen dimetilsulfóxido, 1,3-propanosultona, sulfolano, metilsulfolano, 1,3-dimetil-2-imidazolidinona, N-metil-2-pirrolidona, formamida, dimetilformamida, fosfato de trimetilo, fosfato de trietilo, fosfato de trioctilo, fosfato de propilo y combinaciones de los mismos.
En algunas realizaciones, el dispositivo electroquímico de la presente solicitud está provisto de un separador entre el cátodo y el ánodo para impedir un cortocircuito. El material y la forma del separador utilizado en el dispositivo electroquímico de la presente solicitud no están particularmente limitados y pueden ser cualquiera de las técnicas dadas a conocer en la técnica anterior. En algunas realizaciones, el separador incluye un polímero o una sustancia inorgánica o similar formada de un material que es estable en la solución electrolítica de la presente solicitud.
Por ejemplo, el separador puede incluir una capa de sustrato y una capa de tratamiento superficial. La capa de sustrato es una tela no tejida, una película o una película de material compuesto que tiene una estructura porosa, y el material de la capa de sustrato es, como mínimo, uno seleccionado entre el grupo que consiste en polietileno, polipropileno, tereftalato de polietileno y poliimida. En particular, se puede utilizar una película de polipropileno poroso, una película de polietileno poroso, una tela no tejida de polipropileno, una tela no tejida de polietileno y una película de material compuesto porosa de polipropileno-polietileno-polipropileno. Como mínimo, una superficie de la capa de sustrato está provista de una capa de tratamiento superficial, que puede ser una capa polimérica o una capa inorgánica, o una capa formada mezclando un polímero y un material inorgánico.
La capa inorgánica comprende partículas inorgánicas y un aglutinante. Las partículas inorgánicas son, como mínimo, una seleccionada entre el grupo que consiste en alúmina, sílice, magnesia, titania, dióxido de hafnio, óxido de estaño, dióxido de cerio, óxido de níquel, óxido de zinc, óxido de calcio, zirconia, itria, carburo de silicio, boehmita, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, hidróxido de calcio y sulfato de bario, o una combinación de más de uno de los mismos. El aglutinante es uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, un copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno, una poliamida, poliacrilonitrilo, un éster de poliacrilato, ácido poliacrílico, una sal de poliacrilato, polivinilpirrolidona, poliviniléter, polimetracrilato de metilo, politetrafluoroetileno y polihexafluoropropileno. La capa polimérica contiene un polímero, y el material del polímero incluye, como mínimo, uno de los siguientes: poliamida, poliacrilonitrilo, un éster de poliacrilato, ácido poliacrílico, una sal de poliacrilato, polivinilpirrolidona, poliviniléter, fluoruro de polivinilideno o poli(fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno).
El separador necesita ser mecánicamente robusto para soportar el estiramiento y la perforación del material de electrodo, y el separador habitualmente tiene un tamaño de poro de menos de 1 micrómetro. En las baterías de iones de litio se han utilizado diversos separadores, incluidas películas de polímeros microporosos, esteras de tela no tejida y películas inorgánicas, de los cuales las películas poliméricas basadas en materiales de poliolefina microporosos son los separadores más comúnmente utilizados en combinación con los electrolitos. Las películas de polímero microporosas pueden hacerse muy delgadas (habitualmente entre 5 pm y 25 pm) y altamente porosas (habitualmente entre un 20 % y un 50 %) para reducir la resistencia eléctrica y mejorar la conductividad iónica. Al mismo tiempo, la película polimérica todavía tiene robustez mecánica. Los expertos en la materia deben comprender que diversos separadores ampliamente utilizados en baterías de iones de litio son adecuados para su utilización en la presente solicitud. Aunque anteriormente se ha ejemplificado una batería de iones de litio, a los expertos en la materia se les pueden ocurrir otros dispositivos electroquímicos adecuados con los que se puede utilizar el material de cátodo de la presente solicitud después de leer la presente solicitud. Dichos dispositivos electroquímicos incluyen cualquier dispositivo en el que tenga lugar una reacción electroquímica, y entre los ejemplos específicos se incluyen todo tipo de baterías primarias, baterías secundarias, celdas de combustible, celdas solares o condensadores. En particular, el dispositivo electroquímico es una batería secundaria de litio que incluye una batería secundaria de metal de litio, una batería secundaria de iones de litio, una batería secundaria de polímero de litio o una batería secundaria de polímero de iones de litio.
IV. Dispositivo electrónico
Una realización de la presente solicitud da a conocer un dispositivo electrónico, que puede ser cualquier dispositivo que utilice un dispositivo electroquímico, según una realización de la presente solicitud.
Según algunas realizaciones de la presente solicitud, el dispositivo electrónico comprende, pero no se limita a los mismos, ordenadores portátiles, ordenadores táctiles, ordenadores móviles, reproductores de libros electrónicos, teléfonos portátiles, máquinas de fax portátiles, fotocopiadoras portátiles, impresoras portátiles, auriculares estéreo de diadema, grabadoras de vídeo, televisores LCD, limpiadoras portátiles, reproductores de CD portátiles, reproductores de minidiscos, transceptores, agendas electrónicas, calculadoras, tarjetas de memoria, grabadoras portátiles, radios, fuentes de energía de reserva, motores, vehículos, motocicletas, ciclomotores, bicicletas, aparatos de iluminación, juguetes, consolas de juegos, relojes, herramientas eléctricas, luces intermitentes, cámaras, baterías grandes para utilización doméstica y condensadores de iones de litio.
A continuación, se explican los beneficios y ventajas que aporta la presente solicitud, tomando como ejemplo una batería de iones de litio en relación con una realización específica para preparar un material de ánodo de la presente solicitud y un procedimiento de prueba para un dispositivo electroquímico. Sin embargo, los expertos en la materia entenderán que los procedimientos de preparación descritos en la presente solicitud son meramente de ejemplo y cualquier otro procedimiento de preparación adecuado también está dentro del alcance de protección de la presente solicitud.
V. Ejemplos
Prueba de rendimiento
(1) Prueba de SEM
Se utilizó un microscopio electrónico de barrido (SEM) para obtener una estructura morfológica de una muestra mediante la interacción de un haz de electrones y la muestra y utilizando señales electrónicas secundarias para la obtención de imágenes. El SEM utilizado en la presente solicitud fue un SEM modelo JSM-6360LV de JEOL Company y un espectrómetro de energía de rayos X acoplado al mismo, que se utilizaron para analizar la estructura morfológica y la distribución de elementos de la muestra.
(2) Prueba de resistencia a corriente continua (DCR,Direct Current Resistance)
La batería de iones de litio se cargó a 4,2 V a una corriente constante de 1,5 C y, a continuación, se cargó a 0. 05 C a un voltaje constante; se dejó reposar durante 30 minutos; y se descargó a 0,1 C durante 10 s (se muestreó una vez cada 0,1 s para registrar el voltaje correspondiente U1) y, a continuación, se descargó a 1 C durante 360 s (se muestreó una vez cada 0,1 s para registrar el voltaje correspondiente U2). El procedimiento de carga y descarga se repitió 5 veces. "1 C" es el valor de corriente cuando la capacidad de la batería se descarga completamente en 1 hora.
La DCR se calcula según la siguiente fórmula: R=(U2-U1)/(1C-0,1C). La DCR mencionada en la presente solicitud es un valor al 50 % del SOC(state of charge,estado de carga).
(3) Prueba de descarga de alta velocidad (a 135 C durante 3 s)
La batería de iones de litio se descargó a 3,0 V a una corriente constante de 1 C a temperatura normal y se dejó reposar durante 10 minutos. A continuación, la batería se cargó a 4,2 V a una corriente constante de 1,5 C y, a continuación, se cargó a 0,02 C a un voltaje constante de 4,2 V. Después de reposar durante 5 minutos, la batería de iones de litio se descargó a una corriente constante de 135 C durante 3 segundos, y el voltaje al final de los 3 segundos se tomó como criterio para evaluar el rendimiento de descarga de alta velocidad de la batería de iones de litio a 135 C.
(4) Prueba de ciclo a 45 °C
La batería de prueba se dejó reposar durante 5 minutos a una temperatura de prueba de 45 °C. La batería de iones de litio se cargó a 4,2 V a una corriente constante de 1,5 C y, a continuación, a 0,05 C con un voltaje constante de 4,2 V; se dejó reposar durante 5 minutos; y se descargó a 3,0 V con una corriente constante de 1,5 C y se dejó reposar durante 5 minutos. El proceso de carga y descarga se repitió 500 veces y se registró la capacidad de descarga después de cada ciclo. La tasa de retención de capacidad después de un ciclo de la batería de iones de litio se calculó mediante la siguiente fórmula:
Tasa de retención de capacidad después de un ciclo = (Capacidad de descarga después de un ciclo / Capacidad de descarga del primer ciclo) x 100 %
1. Ejemplos 1-21, ejemplo de referencia 22 y ejemplos comparativos 1-3
Para analizar los efectos de Dv50 y Dv99 sobre el rendimiento del material de ánodo, en los ejemplos 1-21, el ejemplo de referencia 22 y los ejemplos comparativos 1-3 de la presente solicitud, se estudiaron los efectos de las variables Dv50 y el coeficiente de correlación entre Dv50 y Dv99 (0,06 x (Dv50)2-2,5 x Dv50+Dv99), y las variables Dv50 y el coeficiente de correlación entre Dv50 y BET (0,2 x Dv50-0,006 x (Dv50)2+BET) sobre el efecto de prensado en frío del ánodo, la fuerza de adhesión entre la capa de material activo de ánodo y el colector de corriente de ánodo, y la DCR de una batería de iones de litio producida con un material de ánodo correspondiente, en el que Dv50 y Dv99 se expresaron en |j.m.
En la presente solicitud, se utilizó un analizador de tamaño de partícula Malvern para medir el tamaño de partícula del material de ánodo. El material de ánodo se dispersó en un dispersante (etanol) y se trató con ultrasonidos durante 30 minutos. A continuación, la muestra se añadió al analizador de tamaño de partícula Malvern y se analizó. Desde el lado de tamaño de partícula pequeño de la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo, el tamaño de partícula que alcanza una distribución de volumen acumulado del 50 % es Dv50, es decir, el tamaño de partícula promedio del material de ánodo; y desde el lado de tamaño de partícula pequeño de la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo, el tamaño de partícula que alcanza una distribución de volumen acumulado del 99 % es Dv99 del material de ánodo.
El proceso de preparación en los ejemplos 1-21, el ejemplo de referencia 22 y los ejemplos comparativos 1-3 fue el siguiente.
Preparación del ánodo: se dispersaron grafito artificial que cumple las ecuaciones de relación 0,8<0,06 x (Dv50)2-2,5 x Dv50+Dv99<12 (1) y 1,2<0,2 x Dv50-0,006 x (Dv50)+BET<5 (2), caucho de estireno-butadieno (SBR,styrene-butadiene rubbei)y carboximetilcelulosa sódica (CMC) en agua desionizada disolvente a una relación en peso de 97,4: 1,2: 1,4, se mezclaron uniformemente mediante agitación completa, se revistió con ellos un colector de corriente de ánodo de lámina de Cu revestido previamente con un revestimiento conductor de negro de acetileno de 1 |o.m de espesor, se secaron y se prensaron en frío para obtener un ánodo. El grafito artificial en los ejemplos 1 a 21 y los ejemplos comparativos 1 a 3 contenía carbono amorfo sobre la superficie, y el grafito artificial en el ejemplo de referencia 22 no contenía carbono amorfo sobre la superficie.
Preparación del cátodo: el material activo de cátodo, óxido de cobalto y litio (LÍC0O2), el agente conductor negro de acetileno y el aglutinante fluoruro de polivinilideno (PVDF) se mezclaron uniformemente a una relación en peso de 96:2:2 mediante agitación completa en una cantidad adecuada de disolvente N-metilpirrolidona (NMP), se revistió con ellos un colector de corriente de cátodo de lámina de Al, se secaron y se prensaron en frío para obtener un cátodo.
Separador: se utilizó una película polimérica de PE poroso de 12 pmi como separador.
Electrolito: en atmósfera de argón seco, se mezclaron EC, PC y DEC (a una relación en peso de, aproximadamente, 1:1:1) y, a continuación, se añadió LiPF6 y se mezcló hasta homogeneizarse, en el que la concentración de LiPF6 fue de 1,15 mol/l. Basándose en el peso total del electrolito, se añadió al electrolito un 3 % de carbonato de fluoroetileno.
Preparación de las baterías de iones de litio: se laminaron el cátodo, el separador y el ánodo de modo que el separador se ubicara entre el cátodo y el ánodo para su aislamiento. Se enrolló, se colocó en un paquete exterior, se le inyectó un electrolito, se encapsuló, se conformó, se desgasificó y se recortó para obtener una batería de iones de litio.
En la tabla 1 se enumera el Dv50 adoptado, el coeficiente de correlación entre Dv50 y Dv99, y el coeficiente de correlación entre Dv50 y BET del grafito, la apariencia del ánodo, la resistencia a corriente continua (DCR) y el voltaje de descarga a 135 C durante 3 s de la batería de iones de litio en los ejemplos 1-22 y los ejemplos comparativos 1-3.
Tabla 1
El análisis del ejemplo 6 y los ejemplos comparativos 1-2 muestra que, cuando Dv50 y el valor de la ecuación de relación (2) permanecen sin cambios, al ajustar el valor de la ecuación de relación (1), el material de ánodo en el ejemplo 6 que cumple la ecuación de relación (1) 0,8<0,06 x (Dv50)2-2,5 x Dv50+Dv99<12 tiene una DCR más baja y un voltaje de descarga más alto a 135 C durante 3 s, en comparación con los materiales de ánodo en el ejemplo comparativo 1 y el ejemplo comparativo 2 que no cumplen la ecuación de relación (1). El material de ánodo que cumple las ecuaciones de relación (1) y (2) tiene una DCR más baja y un voltaje de descarga más alto a 135 C durante 3 s. Esto se debe principalmente a que el material de ánodo que cumple las ecuaciones de relación (1) y (2) tiene las siguientes funciones: acortar eficazmente la trayectoria de desintercalación de los iones de litio para lograr la rápida intercalación o desintercalación de los iones de litio, mejorando de este modo el rendimiento de carga y descarga de alta velocidad de la batería de iones de litio; reducir el área superficial específica del plano basal y aumentar el área superficial específica del plano de borde tanto como sea posible mientras se mantiene sin cambios el área superficial específica total, lo que permite que los iones de litio entren directamente entre las láminas de grafito desde los sitios defectuosos en el plano de borde para lograr una rápida migración de iones de litio, logrando de este modo un rendimiento de descarga de alta velocidad de los iones de litio; y suprimir la expansión entre las láminas de grafito, mejorando de este modo el rendimiento de ciclo.
Se puede observar a partir del análisis respectivo de los ejemplos 1-4, ejemplos 5-8, ejemplos 9-12 y ejemplos 13-16 que cuando se cumplen la ecuación de relación (1) 0,8<0,06 x (Dv50)2-2,5 x Dv50+Dv99<12 y la ecuación de relación (2) 1,2<0,2 x Dv50-0,006 x (Dv50)2+BET<5, y el valor de la ecuación de relación (1) y Dv50 permanecen constantes: a medida que aumenta el valor de la ecuación de relación (2), la DCR tiende a disminuir y el voltaje de descarga a 135 C durante 3 s tiende a aumentar. Esto puede deberse a que cuando el valor de la ecuación de relación (1) y Dv50 permanecen constantes, a medida que aumenta el valor de la<ecuación de relación (2), el valor de>BEt<aumenta en consecuencia. En la situación en la que la distribución>del tamaño de partícula del material de ánodo permanece básicamente igual dentro del intervalo, a medida que aumenta el área de contacto entre el material y el electrolito, el litio solvatado transportado por el electrolito alcanzará la superficie del material de ánodo más fácilmente, la película de SEI formada por el electrolito está en un intervalo adecuado, las reacciones secundarias se suprimen durante el proceso de carga y descarga, acelerando de este modo la intercalación o desintercalación de los iones de litio y dando como resultado una resistencia reducida en la transmisión de los iones de litio y un rendimiento de descarga optimizado. Dentro de este intervalo, el contacto entre partículas se vuelve bueno, la impedancia de contacto se reduce y la posibilidad de distribución superpuesta de dos partículas grandes en el ánodo se reduce y el riesgo de rayones y protuberancias de las partículas se reduce. Se ha descubierto a través de investigaciones que, cuando el área superficial específica BET del material de ánodo es de, aproximadamente, 1,0 m2/g a, aproximadamente, 4,0 m2/g, la batería de iones de litio preparada a partir del mismo tiene un mejor rendimiento electroquímico.
El análisis del ejemplo de referencia 22 y el ejemplo 6 muestra que, en comparación con el ejemplo de referencia 22, en el que se utiliza un ánodo de grafito sin un revestimiento de carbono amorfo, la utilización de un ánodo de grafito revestido de carbono amorfo en el ejemplo 6 muestra una DCR más baja y un voltaje de descarga más alto a 135 C durante 3 s. Esto puede deberse a que la estructura de carbono amorfo con el que se reviste la superficie de grafito permite que los iones de litio entren rápidamente en la superficie del carbono amorfo durante la fase inicial de intercalación y desintercalación de litio, y la intercalación y desintercalación directa de litio ocurren en la superficie del carbono amorfo. De esta manera se consigue una alta velocidad de carga y descarga de la batería de litio.
Además, la figura 2 muestra el resultado de una prueba de descarga de alta velocidad (a 135 C durante 3 s) de las baterías de iones de litio del ejemplo 6 y del ejemplo comparativo 2. Se puede ver a partir de la curva de voltaje-tiempo de descarga a una velocidad de 135 C en la figura 2 que después de una descarga continua a 135 C durante 3 s, el voltaje de corte en el ejemplo 6 todavía se puede mantener a un nivel alto. Esto indica que durante el proceso de descarga de la batería de iones de litio en el ejemplo 6, se alivia la polarización electroquímica y se mejora el rendimiento cinético.
2. Ejemplos 23-30
El proceso de revestimiento de película delgada puede optimizar aún más el rendimiento de carga y descarga de alta velocidad de las baterías de iones de litio sobre la base de la modificación del material de ánodo de grafito. El proceso de revestimiento de película delgada depende en gran medida del espesor de la capa de material activo de ánodo después del prensado en frío. El peso de revestimiento está estrechamente relacionado con la potencia de la batería y el rendimiento de ciclo.
Por lo tanto, sobre la base de los ejemplos anteriores, se estudió en los ejemplos 23-30 la influencia de la relación entre el Dv99 del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo, y la relación entre el espesor THK de la capa de material activo de ánodo y el peso de revestimiento CW de la capa de material activo de ánodo sobre el rendimiento.
El proceso de preparación de los ánodos en los ejemplos 23-30 fue el siguiente.
Preparación del ánodo: se dispersaron grafito artificial que cumple las ecuaciones de relación 0,06 x (Dv50)2-2,5 x Dv50+Dv99=5 y 0,2 x Dv50-0,006 x (Dv50)2+BET=2,7, caucho de estireno-butadieno (s Br) y carboximetilcelulosa sódica (CMC) en un disolvente de agua desionizada a una relación en peso de 97,4: 1,2: 1,4, se mezcló uniformemente mediante agitación completa, se revistió con ellos un colector de corriente de ánodo de lámina de Cu revestido previamente con un revestimiento conductor de negro de acetileno de 1 pm de espesor, se secaron y se prensaron en frío para obtener un ánodo, en el que el grafito artificial tenía carbono amorfo en su superficie. El Dv99 del material de ánodo y el espesor THK prensado en frío de un solo lado de la capa de material activo de ánodo se controlaron para cumplir la siguiente ecuación de relación: Dv99<0,8THK<40; y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo y el peso de revestimiento CW del material de ánodo se controlaron para cumplir con la siguiente ecuación de relación:
1,2<CW/(THK x 1.540,25) x 1.000<1,9.
CW representa el peso de revestimiento en mg de la capa de material activo de ánodo (grafito aglutinante dispersante) en un área de 1.540,25 mm2 en un lado del ánodo después del prensado en frío.
Al ajustar el espacio entre el rodillo de revestimiento y el rodillo posterior durante el proceso de revestimiento, se obtuvieron ánodos con revestimientos que tenían THK y<c>W variables, obteniendo de este modo ánodos que cumplen las ecuaciones de relación mencionadas anteriormente.
Los procesos de preparación del cátodo, el separador, el electrolito y la batería de iones de litio fueron los mismos que los procesos de preparación del cátodo, el separador, el electrolito y la batería de iones de litio en los ejemplos 1-22 y los ejemplos comparativos 1-3.
La tabla 2 muestra el Dv99 adoptado, 0,8THK y el coeficiente de correlación entre CW y THK (densidad compactada) del grafito, la apariencia del ánodo, la resistencia de corriente continua (DCR), el voltaje de descarga a 135 C durante 3 s y la tasa de retención de capacidad después de 500 ciclos a 1,5 C a 45 °C de la batería de iones de litio en los ejemplos 23-30.
Tabla 2
El análisis de los ejemplos 23-30 muestra que cuando otros factores permanecen sin cambios, la apariencia de los ejemplos 23-29 que cumplen la ecuación de relación (3) Dv99<0,8THK<40 es mejor que la del ejemplo 30 con un material de ánodo que no cumple la ecuación de relación (3). Esto se debe principalmente a que, con un Dv99 dentro de este intervalo, se reduce la aparición de partículas grandes que bloquean la punta de la cuchilla de revestimiento durante el proceso de revestimiento y se reduce la aparición de rayones después del prensado en frío. Después del prensado en frío, habrá menos protuberancias grandes.
Al ajustar la relación entre el espesor THK de la capa de material activo de ánodo y el peso de revestimiento CW del material de ánodo, se descubre que el material de ánodo cumple la ecuación de relación (3) Dv99<0,8THK<40 y la ecuación de relación (4) 1,2<CW/(THK x 1.540,25) x 1.000<1,9, tanto el voltaje de descarga a 135 C durante 3 s como la apariencia de prensado en frío mejoran en cierta medida. Esto puede deberse a que, dentro de este intervalo, la trayectoria de transmisión de los iones de litio se acorta, la polarización de los electrodos es leve, las reacciones secundarias se reducen y el consumo de iones de litio se reduce, mostrando un alto voltaje de descarga a 135 C durante 3 s y un buen rendimiento dinámico. Además, la apariencia de la superficie del ánodo es buena.
3. Ejemplos 31-36
Para analizar la influencia del revestimiento conductor sobre el colector de corriente del ánodo sobre el rendimiento de las baterías de iones de litio, sobre la base de la investigación anterior, se analizó con más detalle en los ejemplos 31-36 la influencia de la presencia, el tipo y el espesor del revestimiento conductor sobre el colector de corriente del ánodo sobre el rendimiento electroquímico de las baterías de iones de litio. El procedimiento de preparación de los ejemplos 31-34 fue básicamente el mismo que el del ejemplo 26 descrito anteriormente, excepto en que el espesor del revestimiento conductor sobre el colector de corriente de los ejemplos 31-34 varió.
El procedimiento de preparación del ejemplo 35 fue básicamente el mismo que el del ejemplo 26 descrito anteriormente, excepto en que el revestimiento conductor sobre el colector de corriente del ejemplo 35 era un revestimiento de grafeno.
El procedimiento de preparación del ejemplo 36 fue básicamente el mismo que el del ejemplo 26 descrito anteriormente, excepto en que no había ningún revestimiento conductor presente sobre el colector de corriente del ejemplo 35.
La tabla 3 muestra el espesor del revestimiento conductor sobre el colector de corriente, el tipo del revestimiento conductor, la DCR, el voltaje de descarga a 135 C durante 3 s y la tasa de retención de capacidad después de 500 ciclos a 1,5 C a 45 °C de la batería de iones de litio en los ejemplos 31-36.
Tabla 3
El análisis de los ejemplos 26 y 31-36 muestra que cuando el revestimiento conductor sobre el colector de corriente es de, aproximadamente, 0,5 pm a, aproximadamente, 1,5 pm, la DCR del ánodo es baja. Esto se debe a que el revestimiento conductor en el colector de corriente contribuye a la conducción de electrones y aumenta la adhesión de la capa de material activo al colector de corriente para reducir el desprendimiento de la capa de material activo durante los ciclos, de modo que se exhiben una menor resistencia de transferencia de carga y una mejor dinámica.
4. Ejemplos 37-41
Sobre la base de la investigación anterior, la influencia de la porosidad del material activo de ánodo y C004/C110 del material de ánodo antes y después de la carga sobre el rendimiento electroquímico de las baterías de iones de litio se analizó con más detalle en los ejemplos 37-41.
El procedimiento de preparación de los ejemplos 37-41 fue básicamente el mismo que el del ejemplo 32 descrito anteriormente, excepto que la porosidad de la capa de material activo en los ejemplos 37-41 varió. La tabla 4 muestra la porosidad de la capa de material activo, DCR, C004/C110 antes y después de la carga, el voltaje de descarga a 135 C durante 3 s y la tasa de retención de capacidad después de 500 ciclos a 1,5 C a 45 °C en los ejemplos 37-41.
Tabla 4
A partir de los ejemplos 32 y 37-40, se puede observar que cuando la porosidad es del 31 % al 41 %, la DCR y el rendimiento de descarga a 135 C durante 3 s han mejorado hasta cierto punto. Esto puede deberse a que la porosidad en dicho intervalo permite que el electrolito penetre en la superficie de la capa de grafito más fácilmente, de modo que los iones de litio pueden alcanzar directamente la superficie del grafito para completar la intercalación de litio, lo que acorta en gran medida la trayectoria de transmisión de los iones de litio, permite que la película de SEI esté en un intervalo adecuado y reduce la pérdida excesiva de iones de litio. Con una porosidad demasiado grande, aunque se ha mejorado hasta cierto punto el rendimiento dinámico, el ciclo de vida se reduce en gran medida ya que se forman más películas de SEI y se consumen más iones de litio, como se muestra en el ejemplo 41.
Cuando la relación C004/C110 está dentro de un intervalo determinado, se garantiza que los iones de litio solvatados se infiltren bien con el electrolito para alcanzar mejor la superficie del grafito y experimenten intercalación y desintercalación rápidamente, y se reduce la formación excesiva de una película de SEI para mantener un buen ciclo de vida.
En resumen, la presente solicitud proporciona un procedimiento simple adecuado para su utilización en la producción industrial para preparar un material de ánodo con rendimiento de alta velocidad .
Las referencias a lo largo de la memoria descriptiva a “algunas realizaciones”, “realizaciones parciales”, “una realización”, “otro ejemplo”, “ejemplo”, “ejemplo específico” o “ejemplos parciales” significan que, como mínimo, una realización o ejemplo de la presente solicitud incluye los rasgos característicos, estructuras, materiales o características específicos descritos en las realizaciones o ejemplos. De este modo, las descripciones que aparecen a lo largo de la memoria descriptiva, tales como “en algunas realizaciones”, “en una realización”, “en otro ejemplo”, “en un ejemplo”, “en un ejemplo particular” o “por ejemplo”, no son necesariamente la misma realización o ejemplo en la solicitud. Además, los rasgos característicos, estructuras, materiales o características particulares en la presente memoria descriptiva se pueden combinar de cualquier manera adecuada en una o varias realizaciones o ejemplos.
La descripción anterior resume los rasgos característicos de varias realizaciones, lo que permitirá a los expertos en la materia comprender mejor diversos aspectos de la presente solicitud.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Material de ánodo,caracterizado por queel material de ánodo cumple las siguientes ecuaciones de relación:
0,8<0,06 x (Dv50)2 - 2,5 x Dv50 Dv99<12,
y 2
1,2<0,2 x Dv50 - 0,006 x (Dv50)2 BET<5,
en las que Dv50 representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo que es mayor que el tamaño de partícula del 50 % de las partículas, Dv99 representa un valor en la distribución del tamaño de partícula basada en volumen del material de ánodo que es mayor que el tamaño de partícula del 99 % de las partículas, y BET es un área superficial específica del material de ánodo, en las que Dv50 y Dv99 se expresan en pm y BET se expresa en m2/g;
en el que el material de ánodo comprende grafito natural, grafito artificial o una combinación de los mismos, en el que, como mínimo, una parte de una superficie del material de ánodo comprende carbono amorfo, en el que el Dv50 varía de, aproximadamente, 4 a, aproximadamente, 17, expresado en pm, el Dv99 varía de, aproximadamente, 15 a, aproximadamente, 35, expresado en pm, y el área superficial específica BET varía de, aproximadamente, 1,0 a, aproximadamente, 4,0, expresada en m2/g,
en el que los tamaños de partícula Dv50 y Dv99 del material de ánodo se miden mediante un analizador de tamaño de partícula, mediante las siguientes etapas: dispersar el material de ánodo en un dispersante; someter a ultrasonidos la solución obtenida durante 30 min; y analizar la muestra obtenida después de añadir la muestra obtenida al analizador de tamaño de partícula, y
en el que el área superficial específica del material de ánodo se mide con el procedimiento Brunauer-Emmett-Teller, en el que se utiliza un analizador de superficie específica Tri Star II, en el que se alimentan de 3 g a 6 g de una muestra a un tubo de muestra, se sitúa en una estación de desgasificación, se calienta, se somete a vacío y, a continuación, se enfría hasta temperatura ambiente después de calentar y someter a vacío, en el que después de la extracción, se miden los pesos de la muestra y el tubo de muestra, y la muestra se analiza en una estación de análisis, seguido del procesamiento y cálculo de datos.
2. Ánodo, que comprende un colector de corriente de ánodo y una capa de material activo de ánodo dispuesta sobre, como mínimo, una superficie del colector de corriente de ánodo, en el que la capa de material activo de ánodo comprende el material de ánodo, según la reivindicación 1.
3. Ánodo, según la reivindicación 2, en el que la capa de material activo de ánodo tiene una relación C004/C110 de 11,81 a 17,08,
en el que para materiales de grafito cristalino se utiliza XRD según las normas JIS K 0131-1996 Reglas generales para análisis difractométrico de rayos X y JB/T 4220-2011 Procedimiento de determinación de parámetros de red de grafito artificial, en el que el área de pico se obtiene integrando la intensidad de pico respecto a la anchura de medio pico y la relación del área de pico del pico 004 respecto al área de pico del pico 110 es C004/C110.
4. Ánodo, según cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que el tamaño de partícula Dv99 del material de ánodo y un espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
Dv99<0,8THK<40;
en la que THK se expresa en pm.
5. Ánodo, según cualquiera de las reivindicaciones 2-4, en el que un peso de revestimiento del material de ánodo y el espesor THK de la capa de material activo de ánodo cumplen la siguiente ecuación de relación:
1,2<CW/(THK x 1.540,25) x 1.000<1,9,
en la que CW representa el peso de revestimiento en mg de la capa de material activo de ánodo en un área de 1.540,25 mm2 sobre un lado del ánodo.
6. Ánodo, según cualquiera de las reivindicaciones 2-5, en el que la capa de material activo de ánodo comprende además un aglutinante; el aglutinante incluye uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, un copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno, una poliamida, poliacrilonitrilo, un éster de poliacrilato, ácido poliacrílico, una sal de poliacrilato, carboximetilcelulosa sódica, polivinilpirrolidona, poliviniléter, polimetracrilato de metilo, politetrafluoroetileno, polihexafluoropropileno, caucho de estireno-butadieno, un éster de acrilato y una resina epoxi.
7. Ánodo, según cualquiera de las reivindicaciones 2-6, que comprende además un revestimiento conductor entre la capa de material activo de ánodo y el colector de corriente; el revestimiento conductor comprende uno o más seleccionados entre el grupo que consiste en fibras de carbono, negro de Ketjen, negro de acetileno, nanotubos de carbono y grafeno.
8. Ánodo, según cualquiera de las reivindicaciones 5-7, en el que el CW está en un intervalo de 40 a 100 expresado en mg.
9. Ánodo, según la reivindicación 7 u 8, en el que el revestimiento conductor tiene un espesor de 0,5 p.m a 1,5 p.m.
10. Dispositivo electroquímico, que comprende un cátodo, un separador, un electrolito y el ánodo, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9.
11. Dispositivo electroquímico, según la reivindicación 10, en el que la capa de material activo de ánodo tiene una relación C004/C110 de 7,45 a 9,57 después de que el dispositivo electroquímico esté completamente cargado y desmontado.
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109841831B (zh) 2019-03-21 2020-12-25 宁德新能源科技有限公司 负极材料及包含该负极材料的负极及电化学装置
CN110797520B (zh) * 2019-11-14 2021-06-25 宁德新能源科技有限公司 负极材料及包含其的电化学装置和电子装置
CN112825373B (zh) * 2019-11-20 2022-06-14 珠海冠宇电池股份有限公司 一种非水电解液及包括所述非水电解液的锂二次电池
WO2021127993A1 (zh) * 2019-12-24 2021-07-01 宁德新能源科技有限公司 电解液以及使用其的电化学装置和电子装置
WO2021127991A1 (zh) 2019-12-24 2021-07-01 东莞新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN111082129B (zh) * 2019-12-24 2021-01-12 东莞新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN111384395B (zh) * 2020-03-20 2021-06-29 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN111370695B (zh) * 2020-03-20 2021-05-18 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及使用其的电化学装置和电子装置
CN111354944B (zh) * 2020-03-20 2021-03-26 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及使用其的电化学装置和电子装置
CN112952030A (zh) 2020-03-27 2021-06-11 宁德新能源科技有限公司 一种正极极片及包含所述正极极片的电化学装置和电子装置
CN112640163B (zh) * 2020-04-10 2022-08-09 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及使用其的电化学装置和电子装置
KR102633472B1 (ko) * 2020-04-30 2024-02-06 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 부극 활성 재료, 이의 제조 방법, 이차 전지 및 이차 전지를 포함하는 장치
CN114628625B (zh) 2020-06-04 2024-12-13 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及使用其的电化学装置和电子装置
US11721801B2 (en) * 2020-08-17 2023-08-08 International Business Machines Corporation, Armonk Low resistance composite silicon-based electrode
EP4071860A4 (en) * 2020-10-15 2023-05-03 Contemporary Amperex Technology Co., Limited NEGATIVE ELECTRODE ACTIVE MATERIAL, METHOD OF MANUFACTURE THEREOF, SECONDARY BATTERY, BATTERY MODULE WITH SECONDARY BATTERY, BATTERY PACK AND DEVICE
WO2022077370A1 (zh) 2020-10-15 2022-04-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池、其制备方法及含有该二次电池的电池模块、电池包和装置
WO2022110204A1 (zh) * 2020-11-30 2022-06-02 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置和电子装置
CN112635710B (zh) * 2020-12-17 2022-04-01 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
WO2022141302A1 (zh) * 2020-12-30 2022-07-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其制备方法、含有该二次电池的电池模块、电池包和装置
CN113826242B (zh) * 2021-01-22 2024-01-16 宁德新能源科技有限公司 极片、二次电池及电子装置
WO2022160332A1 (zh) * 2021-02-01 2022-08-04 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及包含其的负极、电化学装置和电子装置
CN113078292B (zh) * 2021-03-29 2022-08-19 宁德新能源科技有限公司 一种负极和包含该负极的电化学装置和电子装置
CN117317137A (zh) * 2021-06-21 2023-12-29 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN113451546B (zh) * 2021-06-26 2022-05-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 钠金属电池、电化学装置
WO2023123027A1 (zh) * 2021-12-29 2023-07-06 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN114373927B (zh) * 2021-12-30 2024-11-22 珠海冠宇电池股份有限公司 一种负极材料及包括该负极材料的负极极片
EP4365994A4 (en) * 2022-09-14 2025-04-02 Contemporary Amperex Technology (Hong Kong) Limited Negative electrode sheet, sodium-ion battery, electric device, and application
CN117276538A (zh) * 2022-09-26 2023-12-22 欣旺达动力科技股份有限公司 二次电池及电池包
JP2024543316A (ja) * 2022-09-26 2024-11-21 欣旺達動力科技股▲フン▼有限公司 二次電池及び電気使用装置
CN115876817A (zh) * 2022-12-29 2023-03-31 蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司 石墨化度测试方法
CN116093257B (zh) * 2023-03-29 2025-09-16 远景动力技术(江苏)有限公司 锂离子二次电池用负极、其制备方法及包含其的锂离子二次电池
CN116314612B (zh) * 2023-05-11 2023-08-18 中创新航科技集团股份有限公司 一种负极极片及其应用
CN116666565B (zh) * 2023-07-26 2024-02-09 深圳海辰储能控制技术有限公司 负极极片、电池和用电设备
CN119833580B (zh) * 2023-11-30 2025-09-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极活性材料、负极极片、电池和用电装置
CN117477039B (zh) * 2023-12-19 2024-06-28 宁德新能源科技有限公司 二次电池和包括该二次电池的电子设备
CN117976888B (zh) * 2024-03-28 2024-06-07 溧阳紫宸新材料科技有限公司 一种负极材料及其制备方法和二次电池

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4252846B2 (ja) 2002-07-31 2009-04-08 パナソニック株式会社 リチウム二次電池
CN100452493C (zh) * 2003-01-06 2009-01-14 三星Sdi株式会社 再充电锂电池用的负极活性材料、其制法和再充电锂电池
CN1279635C (zh) * 2003-05-16 2006-10-11 比亚迪股份有限公司 一种改性石墨的制备方法
CN101604743A (zh) * 2009-07-24 2009-12-16 长春锂源新能源科技有限公司 锂离子电池复合负极材料及制备方法
CN102332604A (zh) * 2011-03-09 2012-01-25 东莞新能源科技有限公司 一种高功率锂离子电池
JP6040022B2 (ja) 2012-03-02 2016-12-07 Ｊｆｅケミカル株式会社 リチウムイオン二次電池用負極材料、リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
JP5601388B2 (ja) * 2012-03-27 2014-10-08 Ｔｄｋ株式会社 負極及びリチウムイオン二次電池
JP2014053268A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd リチウムイオン二次電池負極用活物質及びそれを用いたリチウムイオン二次電池負極並びにリチウムイオン二次電池
JP6274390B2 (ja) 2012-10-24 2018-02-07 東海カーボン株式会社 リチウム二次電池負極材用黒鉛粉末の製造方法
CN103078089B (zh) 2012-12-03 2015-06-03 湖州创亚动力电池材料有限公司 一种高容量锂离子电池用复合石墨负极材料及其制备方法
KR101582718B1 (ko) * 2013-02-04 2016-01-06 주식회사 엘지화학 구형 천연 흑연을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN110112377A (zh) * 2013-03-14 2019-08-09 14族科技公司 包含锂合金化的电化学改性剂的复合碳材料
CN103682350B (zh) * 2013-12-25 2014-07-23 东莞市凯金新能源科技有限公司 一种沥青液相包覆改性人造石墨的锂电池负极材料的制备方法
JP2015187972A (ja) 2014-03-13 2015-10-29 新日鉄住金化学株式会社 リチウムイオン二次電池用負極活物質及びそれを用いたリチウムイオン二次電池負極並びにリチウムイオン二次電池
WO2015158741A2 (en) 2014-04-14 2015-10-22 Imerys Graphite & Carbon Switzerland Ltd. Amorphous carbon coating of carbonaceous particles from dispersions including amphiphilic organic compounds
KR101685832B1 (ko) 2014-07-29 2016-12-12 주식회사 엘지화학 흑연 2차 입자 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
GB2529409A (en) * 2014-08-18 2016-02-24 Nexeon Ltd Electroactive materials for metal-ion batteries
CN104282896A (zh) * 2014-09-18 2015-01-14 东莞市翔丰华电池材料有限公司 一种掺氮碳包覆石墨负极材料及其制备方法
JP6447013B2 (ja) 2014-10-30 2019-01-09 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池用負極材、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池
WO2016159108A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 旭化成株式会社 非水系電解液及び非水系二次電池
KR102515097B1 (ko) * 2015-10-26 2023-03-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
CN106960945B (zh) * 2016-01-11 2019-11-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 富锂负极片及二次电池
DE102016202459A1 (de) 2016-02-17 2017-08-17 Wacker Chemie Ag Kern-Schale-Kompositpartikel
JP6995488B2 (ja) 2016-04-21 2022-02-04 信越化学工業株式会社 負極活物質、混合負極活物質材料、及び負極活物質の製造方法
CN107381563B (zh) 2016-05-17 2020-06-09 深圳格林德能源集团有限公司 一种石墨负极材料及使用该石墨的快充锂离子电池
JP2018006071A (ja) * 2016-06-29 2018-01-11 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 リチウムイオン二次電池用負極
KR102008873B1 (ko) 2016-12-16 2019-08-08 주식회사 포스코 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN106601994B (zh) 2017-01-05 2020-05-22 深圳市优特利电源有限公司 负电极及其制备方法和低温锂离子电池
EP3580798B1 (de) 2017-02-07 2020-05-06 Wacker Chemie AG Kern-schale-kompositpartikel für lithium-ionen-batterien
CN108392893B (zh) * 2017-02-08 2021-03-23 万向一二三股份公司 一种hev/phev的动力锂离子电池用浆料过滤系统
JP6278135B1 (ja) * 2017-02-24 2018-02-14 Tdk株式会社 負極活物質、負極及びリチウムイオン二次電池
CN108511685B (zh) * 2017-04-05 2021-02-26 万向一二三股份公司 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片及其制备方法
CN107331888A (zh) * 2017-08-03 2017-11-07 桑顿新能源科技有限公司 一种含有硅碳材料负极片的锂离子电池及其制备方法
CN108232148A (zh) * 2017-12-28 2018-06-29 福建猛狮新能源科技有限公司 锂离子电池负极及其制备方法及电池的制备方法
CN110010851B (zh) * 2018-04-28 2020-08-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池
CN108808068B (zh) * 2018-05-10 2019-09-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN108807848B (zh) * 2018-05-11 2019-10-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片及含有它的二次电池
CN108807849B (zh) * 2018-05-16 2019-11-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片及含有它的二次电池
CN108808072A (zh) * 2018-06-29 2018-11-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池
CN109449446B (zh) * 2018-10-17 2020-09-11 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN111200114B (zh) * 2018-11-16 2021-06-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片及电化学装置
CN109841831B (zh) * 2019-03-21 2020-12-25 宁德新能源科技有限公司 负极材料及包含该负极材料的负极及电化学装置

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CN112563491B (zh) 2023-10-24
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JP7280942B2 (ja) 2023-05-24
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HUE072120T2 (hu) 2025-10-28
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DK3900085T3 (da) 2025-06-30
US11563214B2 (en) 2023-01-24
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FI3900085T3 (fi) 2025-07-09
CN112563491A (zh) 2021-03-26
JP2021536104A (ja) 2021-12-23

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