ES3036683T3 - Electrochemical apparatus and electronic apparatus - Google Patents

Electrochemical apparatus and electronic apparatus

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ES3036683T3 ES23206922T ES23206922T ES3036683T3 ES 3036683 T3 ES3036683 T3 ES 3036683T3 ES 23206922 T ES23206922 T ES 23206922T ES 23206922 T ES23206922 T ES 23206922T ES 3036683 T3 ES3036683 T3 ES 3036683T3
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Abstract

El aparato electroquímico incluye una placa de electrodo positivo. Esta placa incluye un colector de corriente y una capa de material activo dispuesta sobre la superficie de dicho colector. Esta capa incluye un material activo y un agente conductor. Este agente conductor contiene partículas secundarias. El área seccional total S0 de las partículas secundarias y el área seccional S1 de la capa de material activo satisfacen 0<S0/S1<=0,1; y el diámetro D0 de las partículas secundarias y el porcentaje de partículas secundarias con diámetro D0 dentro de cada rango satisfacen además: cuando 0 μm<D0<=3 μm, 30%<=η1<=50%; cuando 3 μm<D0<=10 μm, 30%<=η2<=50%; Y cuando 10 μm < D0 <= 18 μm, 0 % <= η3 <= 20 %. Este aparato electroquímico tiene un buen rendimiento cíclico en entornos de alta temperatura y, por lo tanto, una larga vida útil. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparatos electroquímicos y aparatos electrónicos
Campo
Esta solicitud se refiere al campo de las tecnologías de aparatos electroquímicos y, específicamente, a un aparato electroquímico y un aparato electrónico.
Antecedentes
Un aparato electroquímico es un aparato de almacenamiento de energía capaz de almacenar y liberar energía eléctrica. Como representante, las baterías se han utilizado ampliamente en diversos campos, como los dispositivos electrónicos de consumo y las herramientas de transporte eléctrico, debido a las ventajas de la alta densidad de energía, la capacidad de recarga, el ciclo de vida deseable y similares. El documento US 2017/365858 A1 divulga ejemplos de tales baterías.
Con la creciente demanda de aparatos electroquímicos en diversos campos, se imponen requisitos cada vez más altos en cuanto a la densidad de energía, el rendimiento cíclico y similares de los aparatos electroquímicos.
Sin embargo, en la técnica relacionada, el rendimiento cíclico de los aparatos electroquímicos se deteriora en entornos de alta temperatura y, en consecuencia, afecta a la vida útil de los mismos.
Compendio
Esta solicitud proporciona un aparato electroquímico y un aparato electrónico. Dicho aparato electroquímico tiene un buen rendimiento cíclico en entornos de alta temperatura y, por lo tanto, tiene una larga vida útil.
Según un primer aspecto, una realización de esta solicitud proporciona un aparato electroquímico que incluye una placa de electrodo positivo. La placa de electrodo positivo incluye un colector de corriente de electrodo positivo y una capa de material activo de electrodo positivo dispuesta sobre una superficie del colector de corriente de electrodo positivo. La capa de material activo de electrodo positivo incluye un material activo de electrodo positivo y un agente conductor, el agente conductor que contiene partículas secundarias, donde un área de sección total S<0>de las partículas secundarias y un área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo satisfacen 0<So/Si<0,1; el diámetro D<0>de las partículas secundarias satisface 0 pm<D<ü><18 pm; y porcentajes por número de partículas secundarias con un diámetro D<0>dentro de diferentes intervalos en un total el número de partículas secundarias satisface además:
(i) un porcentaje por el número r|1 de las partículas secundarias cuyo diámetro D<0>que satisface 0 pm<D<0><3 pm en las partículas secundarias satisface 30 % <r|1<50 %;
(ii) un porcentaje por el número r|<2>de las partículas secundarias cuyo diámetro D<0>que satisface 3 pm<D<0><10 pm en las partículas secundarias satisface 30 % <r|<2><50 %; y
(iii) un porcentaje por el número r|<3>de las partículas secundarias cuyo diámetro D<0>que satisface 10 pm<D<0><18 pm en las partículas secundarias satisface 0%<r|<3><20%.
En el aparato electroquímico proporcionado en esta realización de la presente solicitud, el agente conductor contiene partículas secundarias, donde el área de sección total S<0>de las partículas secundarias y el área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo cumplen con la relación anterior, el diámetro D<0>de las partículas secundarias satisface 0 pm<D<0><18 pm, y el porcentaje en número de partículas secundarias con el diámetro D<0>dentro de cada intervalo en el secundario las partículas satisfacen las relaciones anteriores. Esto puede reducir la aglomeración del agente conductor para facilitar la construcción de una buena estructura de red conductora en el material activo de electrodo positivo. Además, con el agente conductor, se puede formar una buena estructura de red conductora en el material activo de electrodo positivo, y la estructura de red conductora ayuda a mejorar la capacidad de conducción de electrones de la placa de electrodo positivo en entornos de alta temperatura, ayudando así a reducir la resistencia de la placa de electrodo positivo. Por lo tanto, el aparato electroquímico proporcionado en esta realización de la presente solicitud tiene un buen rendimiento cíclico en entornos de alta temperatura y, por lo tanto, tiene una larga vida útil.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, un área de sección total S<0>de las partículas secundarias y un área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo satisfacen además 0,04<S<0>/S<1><0,08.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, la distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,15<Dv10/Dv50<0,9.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, la distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,38<Dv10/Dv50<0,78.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, la distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,59<Dv10/Dv50<0,64.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, el material activo de electrodo positivo incluye un material ternario de níquel-cobalto-manganeso.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, el porcentaje del número de moles de níquel con respecto al número total de moles de níquel, cobalto y manganeso en el material ternario de níquel-cobalto-manganeso es mayor o igual al 60 %.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, en una sección a lo largo de la dirección del grosor de la capa de material activo de electrodo positivo, la densidad numérica p de las partículas secundarias por unidad de área satisface p<20.000 /cm2.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, la partícula secundaria se forma mediante la aglomeración de una pluralidad de partículas primarias, donde las partículas primarias incluyen al menos uno de los nanotubos de carbono o carbono conductores granulares.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, la longitud L de los nanotubos de carbono y el diámetro D1 de los nanotubos de carbono satisfacen las siguientes características:
(i) la longitud L de los nanotubos de carbono satisface 0,1 gm<L<6 gm;
(ii) el diámetro D1 de los nanotubos de carbono satisface 4 nm<D1<20 nm; y
(iii) una relación longitud-diámetro L/D1 de los nanotubos de carbono satisface 100<L/D1<300.
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, la capa de material activo de electrodo positivo incluye además un aglutinante, y el aglutinante satisface al menos una de las siguientes características:
(I) el aglutinante tiene un pico característico del espectro infrarrojo de la transformada de Fourier correspondiente: 1654 cm-1;
(II) un peso molecular promedio ponderado Mw del aglutinante satisface: 900.000<Mw<1.200.000; (III) el peso molecular promedio ponderado Mw y el peso molecular promedio numérico Mn del aglutinante satisfacen: 1,8<Mw/Mn<2,4;
(IV) una relación de expansión volumétrica del aglutinante está dentro de un intervalo del 15 % al 35 % en términos de porcentaje de volumen
En cualquiera de las realizaciones anteriores según el primer aspecto de esta solicitud, el aglutinante tiene una fórmula molecular (A):
(VDF)m(TFE)n(HFP)r(PVP)x (A)
donde en la fórmula (A), VDF representa fluoruro de vinilideno, que es una unidad estructural del poli(fluoruro de vinilideno); TFE representa tetrafluoroetileno, que es una unidad estructural de politetrafluoroetileno; HFP representa hexafluoropropileno, que es una unidad estructural de polihexafluoropropileno; PVP representa vinilpirrolidona, que es una unidad estructural de polivinilpirrolidona hecho; 0,35<m<1; 0<n<0,4; 0<r<0,2; 0<x<0,2; y m+n+r+x=1.
Según un segundo aspecto, una realización de esta solicitud proporciona un aparato electrónico que incluye el aparato electroquímico según las realizaciones anteriores según el primer aspecto.
La descripción anterior es simplemente una visión general de la solución técnica de esta solicitud. Para un mejor entendimiento de los medios técnicos de esta solicitud de manera que puedan implementarse según el contenido de la memoria descriptiva, y para hacer que los objetivos, características y ventajas anteriores y otros de esta solicitud sean más obvios y fáciles de entender, a continuación se describen realizaciones específicas de esta solicitud.
Breve descripción de los dibujos
Los expertos en la técnica pueden entender claramente otras ventajas y beneficios leyendo la descripción detallada de algunas realizaciones a continuación. Los dibujos adjuntos están destinados simplemente a ilustrar algunas realizaciones y no se interpretan como una limitación de esta solicitud. Además, en todos los dibujos adjuntos, las mismas partes se indican con los mismos signos de referencia. En los dibujos adjuntos:
la FIG. 1 es un diagrama estructural esquemático de un aparato electroquímico según una realización de esta solicitud.
La FIG. 2 es una vista esquemática estructural del aparato electroquímico mostrado en la FIG. 1.
La FIG. 3 es una imagen SEM de una placa de electrodo positivo en un aparato electroquímico según una realización de esta solicitud.
Descripción de los signos de referencia:
1. aparato electroquímico; 11. carcasa; 12. conjunto de electrodo; y 13. conjunto de cubierta superior.
Descripción de realizaciones
A continuación se describen en detalle algunas realizaciones las soluciones técnicas de esta solicitud con referencia a los dibujos adjuntos. Las siguientes realizaciones están destinadas simplemente a una descripción más clara de las soluciones técnicas de esta solicitud y, por lo tanto, se utilizan solo como ejemplos que no constituyen ninguna limitación en el alcance de protección de esta solicitud.
A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente memoria tendrán los mismos significados que entiende habitualmente un experto en la técnica con la que se relaciona esta solicitud. Los términos utilizados en esta memoria pretenden simplemente describir las realizaciones específicas en lugar de limitar esta solicitud. Los términos «incluir», «comprender» y cualquier otra variación de los mismos en la memoria descriptiva, las reivindicaciones y la breve descripción de los dibujos de esta solicitud pretenden cubrir inclusiones no exclusivas.
En esta memoria descriptiva, la referencia a «realización» significa que las características, estructuras o características específicas descritas con referencia a la realización pueden incorporarse en al menos una realización de esta solicitud. La palabra "realización" que aparece en diversos lugares de la memoria descriptiva no hace referencia necesariamente a la misma realización o a una realización independiente o alternativa que es exclusiva de otras realizaciones. Los expertos en la técnica entienden explícita o implícitamente que algunas realizaciones descritas en esta memoria pueden combinarse con otras realizaciones.
En la descripción de algunas realizaciones de esta solicitud, el término «y/o» es solo una relación asociativa para describir objetos asociados, lo que indica que pueden estar presentes tres relaciones. Por ejemplo, A y/o B pueden indicar los tres casos siguientes: la presencia de solo A, presencia tanto de A como de B y presencia de solo B. Además, el carácter «/» en esta memoria descriptiva generalmente indica una relación «o» entre objetos asociados contextualmente.
En la descripción de algunas realizaciones de esta solicitud, cabe señalar que, a menos que se indique lo contrario, «más que» y «menos que» incluyen el número en sí, y «más tipos» en «uno o más tipos» y «más» en «uno o más» significan más de dos tipos (dos).
Las reivindicaciones adjuntas definen el objeto de la invención.
Antes de explicar el alcance de protección proporcionado por algunas realizaciones de esta solicitud, es necesario proporcionar primero una descripción específica de algunos problemas existentes en la técnica relacionada para un mejor entendimiento de algunas realizaciones de esta solicitud.
Con el desarrollo de las tecnologías de aparatos electroquímicos, su aplicación en diversos campos se ha generalizado cada vez más. además, se imponen requisitos cada vez más altos a la densidad de energía, el rendimiento cíclico y similares de los aparatos electroquímicos.
En la técnica relacionada, un aparato electroquímico normalmente incluye una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo y un separador proporcionado entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo, donde la placa de electrodo positivo incluye un colector de corriente de electrodo positivo y una capa de material activo de electrodo positivo dispuesta sobre una superficie del colector de corriente. Para mejorar la capacidad de conducción de electrones de la placa de electrodo positivo, normalmente se añade un agente conductor a la capa de material activo de placa de electrodo positivo, el agente conductor se mezcla con un material activo de electrodo positivo, un aglutinante y similares para formar una suspensión de electrodo positivo, y luego la suspensión se aplica sobre la superficie del colector de corriente de electrodo positivo para formar la capa de material activo de electrodo positivo. Sin embargo, la aglomeración del agente conductor en la suspensión de electrodo positivo aumenta la resistencia de la placa de electrodo positivo, lo que resulta en una degradación del rendimiento cíclico del aparato electroquímico en entornos de alta temperatura.
En vista de esto, una realización de esta solicitud proporciona un aparato electroquímico y un aparato electrónico. Dicho aparato electroquímico tiene un buen rendimiento cíclico en entornos de alta temperatura.
En esta solicitud, el aparato electroquímico incluye cualquier aparato en el que tenga lugar una reacción electroquímica. Ejemplos específicos del aparato incluyen todos tipos de baterías primarias, baterías secundarias, baterías de combustible, baterías solares, o condensadores. Por ejemplo, el aparato electroquímico es una batería secundaria de litio, donde la batería secundaria de litio puede incluir una batería secundaria de metal litio, una batería secundaria de iones de litio, una batería secundaria de polímero de litio, una batería secundaria de polímero de iones de litio o similares.
Aparato electroquímico
Una realización de esta solicitud proporciona un aparato electroquímico que incluye una placa de electrodo positivo. La placa de electrodo positivo incluye un colector de corriente de electrodo positivo y una capa de material activo de electrodo positivo dispuesta sobre una superficie del colector de corriente de electrodo positivo. La capa de material activo de electrodo positivo incluye un material activo de electrodo positivo y un agente conductor, el agente conductor que contiene partículas secundarias, donde un área de sección total S<0>de las partículas secundarias y un área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo satisfacen 0<S<0>/S<i><0,1; el diámetro D<0>de las partículas secundarias satisface 0 pm<D<0><18 pm; y porcentajes por número de partículas secundarias con un diámetro D<0>dentro de diferentes intervalos en un total el número de partículas secundarias satisface además:
(i) un porcentaje por el número r|1 de las partículas secundarias cuyo diámetro D<0>que satisface 0 pm<D<ü><3 pm en las partículas secundarias satisface 30 % <r|<1><50 %;
(ii) un porcentaje por el número r|<2>de las partículas secundarias cuyo diámetro D<0>que satisface 3 pm<D<ü><10 pm en las partículas secundarias satisface 30 % <r|<2><50 %; y
(iii) un porcentaje por el número r|<3>de las partículas secundarias cuyo diámetro D<0>que satisface 10 pm<D<0><18 pm en las partículas secundarias satisface 0%<r|<3><20%.
En esta realización de esta solicitud, la placa de electrodo positivo puede proveerse de la capa de material activo de electrodo positivo en una superficie del colector de corriente de electrodo positivo o en ambas superficies del colector de corriente de electrodo positivo. Esto no está particularmente limitado en esta realización de esta solicitud.
En esta solicitud, la partícula secundaria contenida en el agente conductor se forma por la aglomeración de una pluralidad de partículas primarias.
En el aparato electroquímico proporcionado en esta realización de la presente solicitud, el agente conductor contiene partículas secundarias, donde el área de sección total S<0>de las partículas secundarias y el área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo cumplen con la relación anterior, el diámetro D<0>de las partículas secundarias satisface 0 pm<D<0><18 pm, y el porcentaje en número de partículas secundarias con el diámetro D<0>dentro de cada intervalo en el secundario las partículas satisfacen las relaciones anteriores. Esto puede reducir la aglomeración del agente conductor para facilitar la construcción de una buena estructura de red conductora en el material activo de electrodo positivo. Además, con el agente conductor, se puede formar una buena estructura de red conductora en el material activo de electrodo positivo, y la estructura de red conductora ayuda a mejorar la capacidad de conducción de electrones de la placa de electrodo positivo en entornos de alta temperatura, ayudando así a reducir la resistencia de la placa de electrodo positivo. Por lo tanto, el aparato electroquímico proporcionado en esta realización de la presente solicitud tiene un buen rendimiento cíclico en entornos de alta temperatura y, por lo tanto, tiene una larga vida útil.
El colector de corriente de electrodo positivo no está particularmente limitado en esta realización de esta solicitud. El colector de corriente de electrodo positivo puede ser una lámina metálica o una placa metálica porosa, por ejemplo, una lámina o placa porosa hecha de un metal tal como aluminio, cobre, níquel, titanio, hierro o una aleación de los mismos. En algunas realizaciones de esta solicitud, el colector de corriente de electrodo positivo es una lámina de aluminio.
En algunas realizaciones anteriores de esta solicitud, un área de sección total S<0>de las partículas secundarias y un área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo satisfacen además 0,04<S<0>/S<1><0,08.
En las realizaciones anteriores, el área de sección total S<0>de las partículas secundarias y el área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo son útiles para reducir la resistencia de la placa de electrodo positivo, para reducir la velocidad de hinchamiento de la placa de electrodo positivo y mejorar el rendimiento cíclico del aparato electroquímico.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface: 0,15<D<v>10/D<v>50<0,9.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,38<D<v>10/D<v>50<0,78.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,59<D<v>10/D<v>50<0,64.
D<v>10 se refiere a un tamaño de partícula en el que el porcentaje de distribución de volumen acumulativo del material activo de electrodo positivo alcanza el 10 %.
Dv50 se refiere a un tamaño de partícula en el que el porcentaje de distribución de volumen acumulativo del material activo de electrodo positivo alcanza el 50 %.
En las realizaciones anteriores, el tamaño de partícula en volumen del material activo de electrodo positivo satisface la relación anterior, lo que ayuda a aumentar la densidad compactada de la capa de material activo de electrodo positivo para permitir la formación de una buena estructura de red conductora en el material activo de electrodo positivo, haciendo así que el aparato electroquímico logre una alta densidad de energía y un buen rendimiento de velocidad de carga y descarga.
En algunos ejemplos, el tamaño de partícula en volumen D<v>10 del material activo de electrodo positivo puede ser de 2 gm, 3 gm, 4 gm, 5 gm, 6 gm o 7 gm. El tamaño de partícula en volumen D<v>50 del material activo de electrodo positivo puede ser de 4,5 gm, 5 gm, 5,5 gm, 6 gm, 6,5 gm, 7 gm, 7,5 gm, 8 gm, 8,5 gm, 9 gm, 9,5 gm, 10 gm, 10,5 gm, 11 gm, 11,5 gm o 12 gm. El tamaño de partícula en volumen D<v>99 del material activo de electrodo positivo puede ser de 10 gm, 11 gm, 12 gm, 13 gm, 14 gm, 15 gm, 16 gm, 17 gm, 18 gm, 19 gm o 20 gm. La relación entre el tamaño de partícula en volumen D<v>10 y el tamaño de partícula en volumen D<v>50 del material activo de electrodo positivo puede ser de 0,15, 0,2, 0,25, 0,3, 0,35, 0,4, 0,45, 0,5, 0,55, 0,6, 0,65, 0,7, 0,75, 0,8, 0,85 o 0,9.
En algunas realizaciones de esta solicitud, el material activo de electrodo positivo incluye un material ternario de níquel-cobalto-manganeso. Esto puede aumentar la capacidad del aparato electroquímico y, en consecuencia, aumentar la densidad de energía del aparato electroquímico.
En algunas realizaciones de esta solicitud, el material ternario de níquel-cobalto-manganeso puede ser un material estructural ternario tal como NCM811, NCM622, NCM613, NCM523 o NCM111.
En NCM811, N representa níquel, C representa cobalto, M representa manganeso y 811 representa una relación molar del elemento níquel, el elemento cobalto y el elemento manganeso en el material ternario. Para ser específicos, la relación molar del elemento níquel:elemento cobalto:elemento manganeso es 8:1:1, y en este caso, el porcentaje del número de moles de níquel con respecto al número total de moles de níquel, cobalto y manganeso en el material ternario de níquel-cobalto-manganeso es del 80 %. En NCM523, una relación molar del elemento níquel:elemento cobalto:elemento manganeso es 5:2:3, y el porcentaje del número de moles de níquel con respecto al número total de moles de níquel, cobalto y manganeso en el material ternario de níquelcobalto-manganeso es del 50 %.
En algunas realizaciones de esta solicitud, el porcentaje del número de moles de níquel con respecto al número total de moles de níquel, cobalto y manganeso en el material ternario de níquel-cobalto-manganeso es mayor o igual al 60 %. Esto hace que el aparato electroquímico alcance una alta densidad de energía.
En algunas otras realizaciones de esta solicitud, el material activo de electrodo positivo puede incluir además un material con estructura de olivina, tal como fosfato de hierro y manganeso de litio, fosfato de hierro y litio o fosfato de litio y manganeso, así como al menos uno de un material de cobaltato de litio, un material de manganato de litio u otros óxidos metálicos que permitan la intercalación y desintercalación del litio.
En algunas realizaciones de esta solicitud, en una sección a lo largo de la dirección del grosor de la capa de material activo de electrodo positivo, la densidad numérica p de las partículas secundarias por unidad de área satisface p<20.000 /cm<2>.
En las realizaciones anteriores, la densidad numérica de las partículas secundarias por unidad de área, que está dentro del intervalo apropiado mencionado anteriormente, contribuye a la dispersión uniforme del agente conductor en la superficie del material activo de electrodo positivo, de manera que la placa de electrodo positivo tenga una mejor estructura de red conductora, lo que reduce la resistencia del aparato electroquímico, mejorando así el rendimiento cíclico del aparato electroquímico en entornos de alta temperatura.
En algunos ejemplos, la densidad numérica de las partículas secundarias por unidad de área puede ser 1.000/cm2, 1.500/cm2, 2.000/cm2, 2.500/cm2, 3.000/cm2, 3.500/cm2, 4.000/cm2, 4.500/cm2, 5.000/cm2, 5.500/cm2, 6.000/cm2, 6.500/cm2, 7.000/cm2, 7.500/cm2, 8.000/cm2, 8.500/cm2, 9.000/cm2, 9.500/cm2, o 10.000/cm2.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la partícula secundaria se forma mediante la aglomeración de una pluralidad de partículas primarias, donde las partículas primarias incluyen al menos uno de los nanotubos de carbono o carbono conductores granulares.
Puede entenderse que la partícula secundaria puede formarse por aglomeración de una pluralidad de carbono conductor granular, por aglomeración de una pluralidad de nanotubos de carbono o por aglomeración de carbono conductor granular y nanotubos de carbono.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la longitud L de los nanotubos de carbono y el diámetro D1 de los nanotubos de carbono satisfacen las siguientes características:
(i) la longitud L de los nanotubos de carbono satisface 0,1 pm<L<6 pm;
(ii) el diámetro D1 de los nanotubos de carbono satisface 4 nm<D1<20 nm; y
(iii) una relación longitud-diámetro L/D1 de los nanotubos de carbono satisface 100<L/D1 <300.
En las realizaciones anteriores, los nanotubos de carbono que cumplen las relaciones anteriores no solo pueden contribuir a la construcción de una estructura de red conductora en el material activo de electrodo positivo, sino que también permiten conectar el material activo de electrodo positivo roto para construir aún más una mejor estructura de red conductora, mejorando así el rendimiento cíclico del aparato electroquímico en entornos de alta temperatura.
En algunos ejemplos, la longitud L de los nanotubos de carbono puede ser de 0,1 pm, 0,2 pm, 0,3 pm, 0,4 pm, 0,5 pm, 0,6 pm, 0,7 pm, 0,8 pm, 0,9 pm, 1 pm, 1,5 pm, 2 pm, 2,5 pm, 3 pm, 3,5 pm, 4 pm, 4,5 pm, 5 pm, 5,5 pm o 6 pm. El diámetro D1 de los nanotubos de carbono puede ser de 4 nm, 5 nm, 6 nm, 7 nm, 8 nm, 9 nm, 10 nm, 11 nm, 12 nm, 13 nm, 14 nm, 15 nm, 16 nm, 17 nm, 18 nm, 19 nm o 20 nm. La relación longitud-diámetro L/D1 de los nanotubos de carbono puede ser 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290 o 300.
En algunos otros ejemplos, el carbono conductor granular puede ser negro de carbono, negro de acetileno, negro de Ketjen o similares.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la capa de material activo de electrodo positivo incluye además un aglutinante, y el aglutinante satisface al menos una de las siguientes características:
(I) el aglutinante tiene un pico característico del espectro infrarrojo de la transformada de Fourier correspondiente: 1654 cm-1;
(II) un peso molecular promedio ponderado Mw del aglutinante satisface: 900.000<Mw<1.200.000;
(III) el peso molecular promedio ponderado Mw y el peso molecular promedio numérico Mn del aglutinante satisfacen: 1,8<Mw/Mn<2,4;
(IV) una relación de expansión volumétrica del aglutinante está dentro de un intervalo del 15 % al 35 % en términos de porcentaje de volumen
En las realizaciones anteriores, el aglutinante satisface al menos uno de (I), (II), (III) o (IV). Esto puede contribuir a la dispersión de las composiciones en suspensión, tales como el agente conductor y el material activo de electrodo positivo para inhibir la formación de gel, reduciendo así la aparición de una aglomeración anormal de las composiciones. Especialmente en un sistema de material activo de electrodo positivo con alto contenido de níquel, se puede inhibir aún más la formación de gel en la suspensión y se puede mejorar la capacidad de conducción de electrones de la placa de electrodo positivo, mejorando así aún más el rendimiento cíclico del aparato electroquímico en entornos de alta temperatura.
En algunas realizaciones de esta solicitud, el aglutinante tiene una fórmula molecular (A):
(VDF)m(TFE)n(HFP)r(PVP)x (A)
donde en la fórmula (A), VDF representa una unidad estructural de fluoruro de vinilideno; TFE representa una unidad estructural de tetrafluoroetileno; HFP representa una unidad estructural de hexafluoropropileno; PVP representa una unidad estructural de polivinilpirrolidona; 0,35<m<1; 0<n<0,4; 0<r<0,2; 0<x<0,2; y m+n+r+x=1. En las realizaciones anteriores, cuando x = 0, el aglutinante que tiene la fórmula molecular (A) se puede preparar usando el siguiente método de preparación:
se vacía un reactor con un volumen de 25 L y se bombea nitrógeno y se reemplaza por oxígeno; luego, se añaden primero al reactor 18 kg de agua desionizada, 200 g de una solución de perfluorooctanoato de sodio con una concentración de masa del 5 % y 80 g de parafina (con un punto de fusión de 60 °C); la velocidad de agitación se regula a 130 rpm/min; el reactor se calienta a 85 °C;
un monómero de fluoruro de vinilideno, un monómero de tetrafluoroetileno y un monómero de hexafluoropropileno se añaden proporcionalmente al reactor con una presión de 5,0 MPa, y después se añaden 1,15 g de un peróxido de dicarbonato de dioctilo iniciador para una reacción de polimerización;
posteriormente, se complementa el monómero de fluoruro de vinilideno, la presión del reactor se mantiene a 5,0 MPa; cada 10 minutos, se añaden 0,01 g del iniciador en lotes y, a tasas de conversión del 20 %, 40 %, 60 % y 80 %, se añaden cuatro lotes de un agente de transferencia de cadena HFC-4310 en incrementos de 5 g cada vez; y un total de 5 kg del monómero de fluoruro de vinilideno se añade durante toda la reacción; y
después de que la presión en el reactor caiga a 4,0 MPa y la reacción se lleve a cabo durante 140 minutos, se agota el gas y el material resultante se recoge y, a continuación, se centrifuga, se lava y se seca para obtener un aglutinante que tiene la fórmula (A), donde el aglutinante tiene un peso molecular promedio ponderado de 900.000 a 1.200.000 y una distribución de peso molecular de Mw/Mn = 1,8-2,4.
En algunas realizaciones de esta solicitud, una fuerza de adhesión F de la capa de material activo de electrodo positivo satisface 10 N/m<F<80 N/m.
En las realizaciones anteriores, el aglutinante puede ayudar a que la capa de material activo de electrodo positivo tenga una fuerza de adhesión F que satisfaga la relación anterior. Esto ayuda a que la placa de electrodo positivo cumpla con los requisitos de fuerza de adhesión durante el procesamiento y también puede ralentizar el aumento de la tasa de hinchamiento de la placa de electrodo positivo durante el ciclo, lo que permite que el aparato electroquímico tenga un mejor rendimiento cíclico en entornos de alta temperatura.
La fuerza de adhesión mencionada en las realizaciones anteriores se puede probar usando el siguiente método de prueba:
(1) se corta una placa de electrodo positivo seca con un cuchillo para obtener una muestra con un ancho de 30 mm y una longitud de 100 mm a 160 mm;
(2) una cinta especial de doble cara, con un ancho de 20 mm y una longitud de 90 mm a 150 mm, se pega a una placa de acero;
(3) la muestra se pega a la cinta de doble cara y se adhiere a la cinta de doble cara, con una superficie de prueba orientada hacia abajo;
(4) una cinta de papel tan ancha como la muestra y 80 mm más larga que la muestra se inserta debajo de la muestra y se sujeta con una cinta de papel crepé para obtener una muestra de prueba;
(5) se enciende una máquina de tracción (de la que la marca es Sunstest y el modelo es Instron 3365), luego se enciende una luz indicadora y se ajusta un bloque limitador a la posición adecuada; 6 (6) la muestra de prueba se fija a un banco de prueba; la cinta de papel se dobla hacia arriba, se fija con un accesorio y se tracciona a una velocidad de 10 mm/min dentro de un intervalo de prueba de 0 mm a 40 mm; la cinta de papel comienza a estirarse a 90° para alejar la capa de material activo de electrodo positivo adherida a una superficie de la cinta de doble cara del colector de corriente de electrodo positivo hasta que finalice la prueba; y
(7) los datos de prueba se almacenan según las Instrucciones del software de modo que se obtienen datos sobre la adhesión entre la capa de material activo de electrodo positivo y el colector de corriente de electrodo positivo; y una vez finalizada la prueba, se extrae la muestra y se apagan los instrumentos.
La placa de electrodo positivo en esta solicitud se puede preparar según los métodos convencionales de la técnica. Por ejemplo, un material activo, un agente conductor y un aglutinante se dispersan y mezclan con N-metilpirrolidona (NMP) para formar una suspensión de electrodo positivo uniforme; y la suspensión de electrodo positivo se aplica sobre el colector de corriente de electrodo positivo y, a continuación, se seca, se prensa en frío, se corta, se corta, se corta y se seca de nuevo para obtener una placa de electrodo positivo.
En algunas realizaciones de esta solicitud, el aparato electroquímico incluye además una placa de electrodo negativo, un separador y un electrolito.
La placa de electrodo negativo incluye un colector de corriente de electrodo negativo y una capa de material activo de electrodo negativo dispuesta sobre al menos una superficie del colector de corriente de electrodo negativo. Se puede entender que la placa del electrodo negativo puede proveerse de la capa de material activo de electrodo negativo en una superficie del colector de corriente de electrodo negativo o en ambas superficies del colector de corriente de electrodo negativo. Esto no está particularmente limitado en estas realizaciones de esta solicitud.
El colector de corriente de electrodo negativo puede ser una lámina metálica o una placa metálica porosa, por ejemplo, una lámina o placa porosa hecha de un metal tal como cobre, níquel, titanio, hierro o una aleación de los mismos. En algunas realizaciones de esta solicitud, el colector de corriente de electrodo negativo es una lámina de cobre.
El tipo de material activo de electrodo negativo en la capa de material activo de electrodo negativo no se limita en esta solicitud y se puede seleccionar según sea necesario. Por ejemplo, otros materiales activos de electrodo negativo incluyen, pero no se limita a esto, grafito natural, grafito artificial, microperlas de mesocarbono (MCMB), carbono duro, carbono blando, silicio, un compuesto de silicio-carbono, SiO, aleación de Li-Sn, aleación de Li-Sn-O, Sn, SnO, SnO2, estructura de espinela de Li4Ti5O12, o aleación de Li-Al.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la capa de material activo de electrodo negativo incluye además un aglutinante. El aglutinante puede ser al menos uno seleccionado entre caucho de estireno-butadieno (SBR), poli(ácido acrílico) (PAA), poli(ácido acrílico sódico) (PAAS), poliacrilamida (PAM), poli(alcohol vinílico) (PVA), alginato de sodio (SA), poli(ácido metacrílico) (PMAA) o carboximetilquitosano (CMCS).
En algunas realizaciones de esta solicitud, la capa de material activo de electrodo negativo incluye además un agente conductor. El agente conductor puede ser al menos uno seleccionado de carbono superconductor, negro de acetileno, negro de carbono, negro de Ketjen, puntos de carbono, nanotubos de carbono, grafeno o nanofibra de carbono.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la capa de material activo de electrodo negativo puede incluir además otros aditivos tales como un espesante (por ejemplo, carboximetilcelulosa sódica (CMC-Na)).
Sin embargo, esta solicitud no se limita a los materiales anteriores. Alternativamente, se pueden usar otros materiales bien conocidos para la placa de electrodo negativo en esta solicitud, que sirven como materiales activos de electrodos negativos, agentes conductores, aglutinantes y espesantes.
La placa de electrodo negativo en esta solicitud se puede preparar según los métodos convencionales de la técnica. Por ejemplo, un material activo de electrodo negativo, un agente conductor, un aglutinante y un espesante se dispersan en un disolvente que puede ser N-metilpirrolidona (NMP) o agua desionizada, para formar una suspensión de electrodo negativo uniforme; la suspensión de electrodo negativo se aplica al colector de corriente de electrodo negativo y, a continuación, se seca y se prensa en frío para obtener una capa de material activo de electrodo negativo; y luego se obtiene una placa de electrodo negativo.
El separador se proporciona entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo para evitar principalmente un cortocircuito entre los electrodos positivo y negativo y para permitir el paso de iones activos. El separador no se limita a ningún tipo particular en esta solicitud, y puede ser cualquier separador poroso conocido con buena estabilidad química y estabilidad mecánica.
En algunas realizaciones de esta solicitud, un material del separador puede ser uno o más seleccionados entre fibra de vidrio, tela no tejida, polietileno, polipropileno y poli(fluoruro de vinilideno), pero no se limita a estos materiales. Opcionalmente, el separador puede hacerse de polietileno y/o polipropileno. El separador puede ser una película de una sola capa o una película compuesta de múltiples capas. Cuando el separador es una película compuesta de múltiples capas, todas las capas pueden hacerse de materiales iguales o diferentes. En algunas otras realizaciones de esta solicitud, el separador también puede proveerse un revestimiento cerámico o un revestimiento de óxido metálico.
En el aparato electroquímico, el electrolito es un portador para el transporte de iones y es capaz de transportar iones entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo, lo que garantiza las ventajas tales como un buen rendimiento cíclico del aparato electroquímico.
En algunas implementaciones de esta solicitud, el electrolito incluye un disolvente orgánico, una sal de litio y un aditivo opcional. Los tipos de disolvente orgánico, sal de litio y aditivo no están limitados específicamente y se pueden seleccionar según sea necesario.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la sal de litio incluye, pero no se limita a esto, al menos, uno de los siguientes: hexafluorofosfato de litio (LiPF6), tetrafluoroborato de litio (LiBF4), perclorato de litio (LiClO4), bis(fluorosulfonil)imida de litio (LiFSI), bistrifluorometanosulfonimida de litio (LiTFSI), difluoro(oxalato)borato de litio (LiDFOB), dioxalato borato de litio (LiBOB), difluorofosfato de litio (LiPO2F2), difluoro(dioxalato)fosfato de litio (LiDFOP) o tetrafluoroxalato fosfato de litio (LiTFOP). Una de las sales de litio anteriores puede usarse sola, o dos o más de las mismas pueden usarse juntas.
En algunas realizaciones de esta solicitud, el disolvente orgánico incluye, pero no se limita a esto, al menos uno de entre carbonato de etileno (EC), carbonato de propileno (PC), carbonato de etilmetilo (EMC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dipropilo (DPC), carbonato de metilpropilo (MPC), carbonato de etilpropilo (EPC), carbonato de butileno (BC), carbonato de fluoroetileno (FEC), formiato de metilmetilo (MF), acetato de metilo (MA), acetato de etilo (EA), acetato de propilo (PA), propionato de metilo<(MP), propionato de etilo (EP), propionato de propilo (PP), butirato de metilo>(M<b>),<butirato de etilo (EB), 1,4->butirolactona (GBL), sulfolano (SF), metilsulfonilmetano (MSM), etilmetilsulfona (EMS) o etilsulfoniletano (ESE). Uno de los disolventes orgánicos anteriores puede usarse solo, o dos o más de los mismos pueden usarse juntos.
En algunas realizaciones de esta solicitud, el aditivo puede incluir un aditivo formador de película de electrodo negativo o un aditivo formador de película de electrodo positivo o puede incluir un aditivo capaz de mejorar cierto rendimiento de la batería, por ejemplo, un aditivo para mejorar el rendimiento de sobrecarga de la batería, o un aditivo para mejorar el rendimiento a alta temperatura o a baja temperatura de la batería.
En algunos ejemplos, el aditivo incluye, pero no se limita a esto, al menos uno entre carbonato de fluoroetileno (FEC), carbonato de vinileno (VC), carbonato de viniletileno (VEC), ditiofosfato de dietilo (DTD), sulfato de ácido acrílico, sulfito de etileno (ES), 1,3-propilsultona (PS), 1,3-propano sultona (PST), sal sulfonato de amonio cuaternario cíclico, anhídrido succínico, succinonitrilo (SN), adiponitrilo (ADN), tri(metilsilil)fosfato (TMSP) o tri (metilsilil)borato (TMSB).
El electrolito se puede preparar usando métodos convencionales en la técnica. Por ejemplo, el electrolito se puede preparar mezclando uniformemente el disolvente orgánico, la sal de litio y el aditivo opcional. El orden de adición de los materiales no está particularmente limitado. Por ejemplo, el litio y el aditivo opcional se añaden al disolvente orgánico y la mezcla resultante se mezcla bien para obtener un electrolito. Alternativamente, la sal de litio se añade primero al disolvente orgánico, y después el aditivo opcional se añade al disolvente orgánico y la mezcla resultante se mezcla bien para obtener un electrolito.
En algunas realizaciones de esta solicitud, la placa de electrodo positivo, la placa de electrodo negativo y el separador pueden convertirse en un conjunto de electrodo mediante bobinado o laminación.
El aparato electroquímico en algunas realizaciones de esta solicitud incluye además un paquete exterior para empaquetar el conjunto de electrodo y el electrolito. En algunas realizaciones de esta solicitud, el paquete exterior puede ser una carcasa dura, por ejemplo, una carcasa de plástico duro, una carcasa de aluminio o una carcasa de acero. Alternativamente, el paquete exterior puede ser un paquete blando, por ejemplo, un paquete blando tipo bolsa. El paquete blando puede hacerse de plástico, por ejemplo, al menos uno de polipropileno (PP), poli(tereftalato de butileno) (PBT) o succinato de polibutileno (PBS).
El aparato electroquímico no se limita a ninguna forma particular y puede ser cilíndrico, rectangular o de cualquier otra forma. Por ejemplo, la FIG. 1 muestra un aparato electroquímico 1 de estructura rectangular como ejemplo.
En algunas realizaciones de esta solicitud, haciendo referencia a la FIG. 2, el paquete exterior puede incluir una carcasa 11 y un conjunto de cubierta superior 13. La carcasa 11 incluye una placa de base y placas laterales conectadas a la placa de base, y la placa de base y las placas laterales encierran una cavidad de alojamiento. La carcasa 11 tiene una abertura que se comunica con la cavidad de alojamiento, y el conjunto de cubierta superior 13 puede cubrir la abertura para cerrar la cavidad de alojamiento. La placa de electrodo positivo, la placa de electrodo negativo y el separador pueden convertirse en un conjunto de electrodo 12 mediante bobinado o laminación. El conjunto de electrodo 12 se empaqueta en la cavidad de alojamiento. El aparato electroquímico 1 puede incluir uno o más conjuntos de electrodos 12, y los expertos en la técnica pueden hacer elecciones según los requisitos reales.
Después de inyectarse en la carcasa, el electrolito se somete a procesos tales como el envasado al vacío, reposo, formación y formación al vacío para obtener un aparato electroquímico.
Aparato electrónico
Según un segundo aspecto, esta solicitud proporciona un aparato electrónico que incluye el aparato electroquímico según el primer aspecto de esta solicitud.
El aparato electrónico no está particularmente limitado en algunas realizaciones de esta solicitud, y puede ser cualquier aparato electrónico conocido usado en la técnica anterior. En algunas realizaciones de esta solicitud, el aparato electrónico puede incluir, pero sin limitación a esto, un ordenador portátil ligero, un ordenador con entrada tipo bolígrafo, un ordenador portátil, un reproductor de libros electrónicos, un teléfono portátil, una máquina de fax portátil, una fotocopiadora portátil, una impresora portátil, unos auriculares estéreo para colocar en la cabeza, un grabador de vídeo, un televisor de cristal líquido, un limpiador portátil, un reproductor de CD portátil, un minidisco, un transceptor, un cuaderno electrónico, una calculadora, una tarjeta de memoria, una grabadora portátil, una radio, una fuente de alimentación de respaldo, un motor, un automóvil, una motocicleta, una bicicleta asistida, una bicicleta, un aparato de iluminación, un juguete, una consola de juegos, un reloj, una herramienta eléctrica, una linterna, una cámara, una batería doméstica grande o un condensador de iones de litio.
El contenido descrito en esta solicitud se describe en detalle en los siguientes ejemplos. Estos ejemplos son meramente ilustrativos porque las diversas modificaciones y cambios realizados sin apartarse del alcance del contenido descrito en esta solicitud son evidentes para los expertos en la técnica. Todos los reactivos usados en los ejemplos están disponibles comercialmente o se sintetizan de una manera convencional, y se pueden usar directamente sin procesamiento adicional, y todos los instrumentos usados en los ejemplos están disponibles comercialmente.
Para facilitar la descripción, la batería secundaria de iones de litio se usa como ejemplo del aparato electroquímico para la descripción detallada del aparato electroquímico y el método de fabricación del mismo en los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1
Preparación de una placa de electrodo positivo
Se añadió un agente conductor (CNT-1) y un aglutinante Y1 al NMP, se agitaron y se mezclaron para preparar una solución de pegamento conductor (con un contenido de sólidos del 7 %);
se añadió un material activo de electrodo positivo, manganato de litio, níquel y cobalto 811 (Ni<0,8>Co<0,1>Mn<0,1>) a la solución de pegamento conductor y se agitó bajo la acción de un agitador de vacío hasta que el sistema fue uniforme para obtener una suspensión de electrodo positivo con un contenido de sólidos de aproximadamente el 75 %, donde la relación de masa del NCM, los tubos de carbono conductor y el aglutinante Y1 fue de 97,5:1:1,5, D<v>50 del material activo de electrodo positivo NCM811 (manganato de litio, níquel y cobalto) tenía 9,6 pm, una fórmula estructural del aglutinante Y1 se mostró en la Tabla 4, CNT-1 se mostró en la Tabla 6 y la relación longitud-diámetro L/D<1>del CNT-1 fue de 205; y
la suspensión de electrodo positivo se aplicó sobre una lámina de aluminio con un grosor de 10 pm, seguida de secado, prensado en frío, corte y soldadura con lengüetas, para obtener una placa de electrodo positivo.
Preparación de una placa de electrodo negativo
Grafito artificial, caucho de estireno-butadieno y carboximetilcelulosa sódica en una relación de masa de 96:2:2 se mezclaron con agua desionizada y un aditivo, y la mezcla resultante se agitó bien para obtener una suspensión de electrodo negativo; y
la suspensión de electrodo negativo se aplicó sobre una lámina de cobre con un grosor de 12 pm, seguida de secado, prensado en frío, corte y soldadura con lengüetas, para obtener una placa de electrodo negativo.
Preparación del electrolito
En un entorno de argón seco, se mezclaron EC, PC y DEC (en una relación en peso de 1:1:1), después se añadió LiPF6 y la mezcla resultante se mezcló bien para formar un electrolito base, donde la concentración de LiPF6 fue de 1,15 mol/L.
Preparación del separador
Como separador se utilizó una película de polímero poroso de polietileno (PE).
Preparación de la batería de iones de litio
La placa de electrodo positivo, el separador y la placa de electrodo negativo se enrollaron en secuencia para formar un conjunto de electrodo, el conjunto de electrodo se colocó en una lámina de embalaje exterior y el electrolito se inyectó en la lámina de embalaje exterior para infiltrarse en el conjunto de electrodo, seguido de procesos como el envasado, la formación y la conformación para obtener una batería secundaria de iones de litio.
Del Ejemplo 2 al Ejemplo 6
Los métodos de preparación fueron similares al método de preparación del Ejemplo 1, excepto en que algunos parámetros de la placa de electrodo positivo eran diferentes, específicamente como se muestra en la Tabla 1.
Del ejemplo Comparativo 1 al ejemplo Comparativo 4
Los métodos de preparación fueron similares al método de preparación del ejemplo 1, excepto en que algunos parámetros de la placa de electrodo positivo eran diferentes, específicamente como se muestra en la Tabla 1.
Del Ejemplo 7 al Ejemplo 13
Los métodos de preparación fueron similares al método de preparación del Ejemplo 3, excepto en que algunos parámetros de la placa de electrodo positivo eran diferentes, específicamente como se muestra en la Tabla 2.
Ejemplo 14
Los métodos de preparación fueron similares al método de preparación del Ejemplo 3, excepto en que algunos parámetros de la placa de electrodo positivo eran diferentes, específicamente como se muestra en la Tabla 3.
Del Ejemplo 15 al Ejemplo 18
Los métodos de preparación fueron similares al método de preparación del Ejemplo 3, excepto en que algunos parámetros de la placa de electrodo positivo eran diferentes, específicamente como se muestra en la Tabla 4.
Del Ejemplo 19 al Rjemplo 22
Los métodos de preparación fueron similares al método de preparación del Ejemplo 3, excepto en que algunos parámetros de la placa de electrodo positivo eran diferentes, específicamente como se muestra en la Tabla 5.
Pruebas
1. Prueba para el área de sección total S0 de las partículas secundarias, el área de sección S1 de la capa de material activo de electrodo positivo y el tamaño de partícula según el número D0 de las partículas secundarias 1234
(1) Se cortó una placa de electrodo positivo seca con un cuchillo para obtener una muestra con un ancho de 10 mm y una longitud de 10 mm, y la muestra se fijó a un banco de pruebas de SEM. (2) La placa de electrodo positivo se recubrió con Pt.
(3) La muestra procesada se sometió a un tratamiento de corte CP.
(4) Se puso en marcha un dispositivo de prueba SEM, la muestra cortada en CP se colocó en el dispositivo de prueba SEM y se realizó una aspiración con N2.
(5) Se inició la medición, se tomó un intervalo de observación de 0,1 cm x 0,05 cm como región de prueba (es decir, un área de sección Si de la capa de material activo de electrodo positivo) y se midió el diámetro de las partículas secundarias y se registró como D0.
(6) Se calculó un área de sección correspondiente S0 de las partículas secundarias basándose en D0.
Se puede hacer referencia a la imagen SEM mostrada en la FIG. 3.
2. Medición de la longitud L y el diámetro Di de los nanotubos de carbono
Se pueden usar instrumentos y métodos conocidos en la técnica para la medición. Por ejemplo, se usó un microscopio electrónico de barrido ZEISS SEM (sigma-02-33) para las pruebas. La placa de electrodos se sometió a una prueba de SEM. Dentro de un área de 50 gm*50 gm, se midieron las longitudes y los diámetros de 50 nanotubos de carbono y se promediaron respectivamente para obtener L y D i.
3. Prueba Dv50 and Dv10 para material activo de electrodo positivo
(1) Inicio del dispositivo: En primer lugar, se inició un sistema de introducción de muestras de un analizador de tamaño de partículas por difracción/dispersión láser (Master Sizer 3000), luego se puso en marcha un sistema óptico y un ordenador, y el dispositivo se precalentó durante 30 minutos.
(2) Limpieza del sistema de introducción de muestras: Un recipiente de introducción de muestras se llenó con agua, la velocidad de rotación se ajustó a un valor máximo, la limpieza se realizó durante 5 s, luego la velocidad de rotación se ajustó a 0 y la limpieza se repitió 3 veces para garantizar la limpieza del recipiente de introducción de muestras.
(3) Se mostró una interfaz de «medición manual» y se establecieron secuencialmente los nombres de los materiales, los índices de refracción, los tipos de materiales, el tiempo de medición y el número de mediciones.
(4) El enfoque de la luz y la medición de la luz de fondo de un electrodo se realizaron haciendo clic en «Iniciar».
(5) Se dispersó un material activo con electrodo positivo en una solución acuosa (10 ml) para preparar una muestra; la muestra se añadió al recipiente de introducción de la muestra, donde la opacidad aumentó a medida que se añadía la muestra; cuando la opacidad aumentó del 8 al 12 %, se detuvo la introducción de la muestra; una vez que la opacidad se mantuvo estable (por lo general, no hubo fluctuación después de 30 segundos), se hizo clic en «Iniciar» para iniciar la prueba del tamaño de las partículas; y Dv50 y Se obtuvieron Dv10 al final de la prueba.
(6) Fue necesario analizar tres muestras paralelas para calcular los valores promedio de Dv50 y Dv10.
4. Medición del peso molecular promedio ponderal Mw y del peso molecular promedio numérico Mn del aglutinante
El peso molecular y la distribución del peso molecular se probaron con referencia a la cromatografía de permeación en gel GB/T 21863-2008 usando un cromatógrafo polimérico de ultra alto rendimiento: ACQUITY APC, además de un detector: Detector de refracción diferencial ACQUITY. Las etapas de prueba fueron las siguientes:
(1) Inicio y precalentamiento del dispositivo: Se montó una columna cromatográfica y una tubería; se encendió secuencialmente una consola, una fuente de alimentación de prueba y similares; y se inició el software de prueba Empower.2
(2) Configuración de parámetros: Volumen de la muestra: 0 pL a 50 pL (según la concentración de la muestra); velocidad de flujo de bombeo: 0,2 ml/min; fase móvil: una solución de NMP con 30 mol/L de LiBr; solución de lavado de sellos: isopropanol; precolumna: Protector MiniMix-B de gel PL de 10 gm (tamaño: 50 mm x 4,6 mm x 2); columna analítica: MiniMix-B de gel PL de 10 gm (tamaño: 250 mm x 4,6 mm); estándar: kit de poliestireno; tiempo de funcionamiento: 30 minutos; detector: Detector de índice de refracción diferencial (RI) ACQUITY; temperatura del horno de columna: 90 °C; y temperatura del detector: 55 °C.
(3) Prueba de muestra: a. Preparación de muestras estándar y de prueba: Se pesaron de 0,002 g a 0,004 g de una muestra estándar/de prueba y se añadieron a 2 ml de un líquido de fase móvil para preparar un estándar mixto del 0,1 % al 0,5 %; y el estándar mixto se colocó en el refrigerador durante más de 8 h. b. Prueba estándar de solución/muestra: Se editó un grupo de muestras de prueba, se seleccionó un método de grupo de muestras establecido y, una vez que la línea de base se estabilizó, se hizo clic en «Ejecutar cola» para empezar a analizar la muestra.
(4) Procesamiento de datos: Se estableció una curva de calibración según la relación entre el tiempo de retención y el peso molecular en una estación de trabajo química; se integró cuantitativamente un espectro de muestra; y los resultados del peso molecular y la distribución del peso molecular se generaron automáticamente en la estación de trabajo química.
5. Prueba de tasa de retención de capacidad
En un entorno de prueba a 45 °C, una batería de iones de litio, una vez formada, se cargó a una tensión de corte de 4,5 V a una corriente de 1,3 °C en una etapa de carga de corriente constante y, posteriormente, se cargó a tensión constante hasta una corriente de corte de 0,05 °C, y luego se finalizó la carga; una vez completamente cargada, la batería se dejó reposar durante 5 minutos y luego se descargó a 3,0 V a una corriente de 1,0 °C, y este fue un ciclo de carga y descarga; y después de que dicho ciclo de carga y descarga se repitiera 500 veces, la capacidad de descarga en el ciclo 500ésimo se dividió por un capacidad de descarga en el primer ciclo para obtener la tasa de retención de la capacidad cíclica.
6. Prueba de hinchamiento de grosor de la batería secundaria de iones de litio
El grosor de la batería secundaria de iones de litio se midió utilizando un medidor de grosor de placas PPG, donde la tasa de hinchamiento de grosor de la batería secundaria de iones de litio = (grosor después de la carga completa después de un ciclo: grosor después de la primera carga completa) /grosor después de la primera carga x 100 %.
7. Medición del contenido sólido
Se colocaron de 8 g a 12 g de una suspensión de muestra en un recipiente y se pesaron usando una balanza para obtener un peso registrado como m1; posteriormente, el recipiente que contenía la suspensión se colocó en un horno a 120 °C durante 6 h hasta que el peso de la muestra no se redujo; y luego la muestra se sacó y se pesó nuevamente para obtener un peso m2, donde el contenido de sólidos = m2/m1.
8. Prueba de potencial de reducción de oxidación
Por lo general, la curva cíclica de tensión-corriente de una batería de iones de litio blanda o de botón ensamblada se prueba directamente en una estación de trabajo electroquímica. En primer lugar, una pinza verde de la estación de trabajo electroquímica sujetó un lado de un electrodo de trabajo de la batería ensamblada, una pinza roja (para un contraelectrodo) y una pinza blanca (para un electrodo de referencia) sujetaron el otro electrodo de la batería y, a continuación, los parámetros se establecieron mediante una función de prueba cíclica de tensión-corriente. En este caso, un intervalo de tensión seleccionable fue de 3 V a 5 V, y la velocidad de escaneo fue de 0,1 mV/s.
La tabla 1 enumera diferentes parámetros y resultados de prueba de los ejemplos 1 a 6 y los ejemplos comparativos 1 a 4.
Tabla 1
Como se muestra en la Tabla 1, se puede aprender de la comparación entre los resultados de las pruebas de los ejemplos 1-6 y los ejemplos comparativos 1-4 que cuando el área de sección total S<0>de las partículas secundarias y el área de sección S<1>de la capa de material activo de electrodo positivo satisfacen 0<S<»>'S<1><0,1, el diámetro D<0>de las partículas secundarias satisface 0 pm<D<0><18 pm, y el porcentaje en número de partículas secundarias con el diámetro D<0>dentro de cada intervalo en las partículas secundarias satisface además: cuando 0 pm<D<ü><3 pm, 30 %<r|<1><50 %; cuando 3 pm<D<ü><10 pm, 30 %<r|<2><50 %; y cuando 10 pm<D<ü><18 pm, 0 %<r|<3><20 %, el aparato electroquímico tiene un buen rendimiento cíclico en entornos de alta temperatura y, por lo tanto, tiene una larga vida útil.
La Tabla 2 enumera los resultados de las pruebas obtenidos cuando los materiales activos de electrodo positivo en el ejemplo 3 y los ejemplos 7-13 tienen diferentes proporciones D<v>10/D<v>50 y densidades numéricas.
Tabla 2
Como se muestra en la Tabla 2, la relación entre D<v>10 y D<v>50 de la capa de material activo de electrodo positivo está dentro de un intervalo apropiado, lo que no solo permite que las partículas de material activo de electrodo positivo con un tamaño de partícula pequeño llenen los huecos de las partículas de material activo de electrodo positivo con un tamaño de partícula grande para mejorar el contacto entre las partículas activas del material activo de electrodo positivo, pero también para permitir que los materiales activos de electrodo positivo se distribuyan uniformemente de modo que se reduzca su aglomeración, ayudando así a reducir la resistencia de la placa de electrodo positivo y a reducir la velocidad de hinchamiento del aparato electroquímico, de manera que el aparato electroquímico tenga un buen rendimiento cíclico a alta temperatura.
La Tabla 3 enumera los resultados de pruebas obtenidos cuando los materiales activos de electrodo positivo de los ejemplos 3, 6 y 14 tienen un contenido de níquel diferente, es decir, diferentes densidades numéricas.
Tabla 3
De la Tabla 3 se puede deducir que el porcentaje del número de moles de níquel con respecto al número total de moles de níquel, cobalto y manganeso en la capa de material activo de electrodo positivo está dentro de un intervalo apropiado, y la densidad numérica de las partículas secundarias está dentro de un intervalo apropiado. Por lo tanto, un alto contenido de níquel puede mejorar la conductividad de la placa de electrodo positivo, y el agente conductor que contiene las partículas secundarias puede inhibir eficazmente la formación de gel en la suspensión de electrodo positivo, ayudando así además a reducir la resistencia de la placa de electrodo positivo y a reducir la velocidad de hinchamiento del aparato electroquímico, de manera que el aparato electroquímico tenga un buen rendimiento cíclico a alta temperatura.
La Tabla 4 enumera diferentes aglutinantes y los resultados de las pruebas del ejemplo 3 y ejemplos 15-18.
Tabla 4
De la Tabla 4 se puede deducir que el aglutinante en la capa de material activo de electrodo positivo incluye diversas unidades estructurales y es capaz de inhibir eficazmente la formación de gel y reducir la aglomeración de las partículas secundarias, facilitando de ese modo la mejora del rendimiento cíclico de la batería secundaria de iones de litio en entornos a alta temperatura.
La Tabla 5 enumera los resultados de las pruebas del ejemplo 3 y los ejemplos 19-22 cuando los nanotubos de carbono tienen diferentes longitudes, diámetros y relaciones longitud-diámetro.
Tabla 5
De la Tabla 5 se puede deducir que una relación longitud-diámetro apropiada de los nanotubos de carbono facilita la formación de una estructura de red conductora en el material activo de electrodo positivo, mejorando así la capacidad de conducción de electrones de la placa de electrodo positivo y reduciendo también la aglomeración del material activo de electrodo positivo. Además, una relación longitud-diámetro adecuada de los nanotubos de carbono puede permitir que el aparato electroquímico tenga un potencial de reducción de la oxidación relativamente alto, reduciendo la aparición de reacciones secundarias en el electrolito, permitiendo así que el aparato electroquímico tenga una buena estabilidad electroquímica. Por lo tanto, una relación longitud-diámetro adecuada de los nanotubos de carbono puede permitir además que el aparato electroquímico tenga un buen rendimiento cíclico y estabilidad electroquímica en entornos de alta temperatura.
Esta solicitud no se limita a las realizaciones específicas descritas en esta memoria descriptiva, sino que incluye todas las soluciones técnicas que entran dentro del alcance de las reivindicaciones.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato electroquímico, que comprende: una placa de electrodo positivo, en donde la placa de electrodo positivo comprende un colector de corriente del electrodo positivo y una capa de material activo de electrodo positivo dispuesta sobre una superficie del colector de corriente del electrodo positivo, y la capa de material activo de electrodo positivo comprende una capa de material activo de electrodo positivo comprende un material activo de electrodo positivo y un agente conductor, el agente conductor contiene partículas secundarias;
en donde un área de sección total S0 de las partículas secundarias y un área de sección S1 de la capa de material activo de electrodo positivo satisfacen 0<S»'S1<0,1;
un diámetro D0 de las partículas secundarias satisface 0 pm<Dü <18 pm;
en donde un porcentaje r|1 de las partículas secundarias que tienen un diámetro D0 que satisface 0 pm<D0<3 pm en las partículas secundarias satisface 30 %<r|1<50 %;
un porcentaje r|2 de las partículas secundarias que tienen un diámetro D0 que satisface 3 pm<D0<10 pm en las partículas secundarias satisface 30 %<r|2<50 %; y
un porcentaje r|3 de las partículas secundarias que tienen un diámetro D0 que satisface 10 pm<D0<18 pm en las partículas secundarias satisface 0%<r|3<20%.
2. El aparato electroquímico según la reivindicación 1, en donde 0,04<S0/S1<0,08.
3. El aparato electroquímico según la reivindicación 1 o 2, en donde una distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,15<Dv10/Dv50<0,9.
4. El aparato electroquímico según la reivindicación 1 o 2, en donde una distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,38<Dv10/Dv50<0,78.
5. El aparato electroquímico según la reivindicación 1 o 2, en donde una distribución del tamaño de partícula del material activo de electrodo positivo satisface 0,59<Dv10/Dv50<0,64.
6. El aparato electroquímico según la reivindicación 1, en donde el material activo de electrodo positivo comprende un material ternario de níquel-cobalto-manganeso.
7. El aparato electroquímico según la reivindicación 6, en donde un porcentaje del número de moles de níquel con respecto a un número total de moles de níquel, cobalto y manganeso en el material ternario de níquel-cobalto-manganeso es mayor o igual al 60 %.
8. El aparato electroquímico según la reivindicación 1, en donde en una sección a lo largo de la dirección del grosor de la capa de material activo de electrodo positivo, una densidad numérica p de las partículas secundarias por unidad de área satisface p<20.000 /cm2.
9. El aparato electroquímico según la reivindicación 1, en donde cada partícula secundaria se forma mediante la aglomeración de una pluralidad de partículas primarias, en donde las partículas primarias comprenden al menos uno de los nanotubos de carbono o carbono conductores granulares.
10. El aparato electroquímico según la reivindicación 9, en donde las partículas primarias comprenden los nanotubos de carbono;
una longitud L de los nanotubos de carbono satisface 0,1 pm<L<6 pm;
un diámetro D1 de los nanotubos de carbono satisface 4 nm<D1<20 nm; y
una relación longitud-diámetro L/D1 de los nanotubos de carbono satisface 100<L/D1<300.
11. El aparato electroquímico según la reivindicación 10, en donde 1,5 pm<L<5 pm.
12. El aparato electroquímico según la reivindicación 11, en donde 200<L/D1 <300.
13. El aparato electroquímico según la reivindicación 9 o 10, en donde la capa de material activo de electrodo positivo comprende además un aglutinante, y el aglutinante satisface al menos una de las siguientes características:
(I) el aglutinante tiene un pico característico del espectro infrarrojo de la transformada de Fourier correspondiente: 1654 cm-1;
(II) un peso molecular promedio ponderado Mw del aglutinante satisface: 900.000<Mw<1.200.000; (III) el peso molecular promedio ponderado Mw y el peso molecular promedio numérico Mn del aglutinante satisfacen: 1,8<Mw/Mn<2,4;
14. El aparato electroquímico según la reivindicación 13, en donde el aglutinante tiene una fórmula molecular (A):
(VDF)m(TFE)n(HFP)r(PVP)x (A)
en donde en la fórmula (A), VDF representa fluoruro de vinilideno, que es una unidad estructural del poli(fluoruro de vinilideno); TFE representa tetrafluoroetileno, que es una unidad estructural de politetrafluoroetileno; HFP representa hexafluoropropileno, que es una unidad estructural de polihexafluoropropileno; PVP representa vinilpirrolidona, que es una unidad estructural de polivinilpirrolidona hecho; 0,35<m<1; 0<n<0,4; 0<r<0,2; 0<x<0,2; y m+n+r+x=1.
15. Un aparato electrónico, que comprende el aparato electroquímico según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117254113B (zh) * 2023-11-17 2024-04-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及用电装置
CN120829158A (zh) * 2024-04-19 2025-10-24 宁德时代新能源科技股份有限公司 碳基材料及其制备方法、二次电池以及用电装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090024137A (ko) * 2006-06-26 2009-03-06 파나소닉 주식회사 비수전해질 이차전지용 양극 활물질 및 비수전해질 이차전지
CN102509776B (zh) * 2011-10-19 2014-01-29 兰州理工大学 由微硅粉制备掺杂硅酸亚铁锂正极材料的方法
US10270102B2 (en) * 2013-03-19 2019-04-23 Lg Chem, Ltd. Electrode for electrochemical device with low resistance, method for manufacturing the same, and electrochemical device comprising the electrode
CN104779413A (zh) * 2015-04-09 2015-07-15 深圳市美拜电子有限公司 一种锂离子电池
KR101761524B1 (ko) * 2015-12-09 2017-07-25 주식회사 엘지화학 적어도 2종의 도전성 물질을 포함하는 리튬 이차전지용 양극재 슬러리 및 이를 이용한 리튬이차전지
US20190372119A1 (en) * 2016-11-22 2019-12-05 Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
US20220037649A1 (en) * 2020-07-29 2022-02-03 Samsung Electronics Co., Ltd. All solid-state lithium-ion cathode

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