JP2013544423A - リチウムイオン電池用の電極および電極を製造する方法 - Google Patents
リチウムイオン電池用の電極および電極を製造する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013544423A JP2013544423A JP2013540227A JP2013540227A JP2013544423A JP 2013544423 A JP2013544423 A JP 2013544423A JP 2013540227 A JP2013540227 A JP 2013540227A JP 2013540227 A JP2013540227 A JP 2013540227A JP 2013544423 A JP2013544423 A JP 2013544423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- electrode
- silicon
- carbon fiber
- fiber foil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 106
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 101
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 86
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 86
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 85
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 70
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 70
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011206 ternary composite Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 19
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 18
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 6
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 6
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 4
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 11
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 2
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000713 high-energy ball milling Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
本発明は、リチウムイオン電池用の、ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の三元複合材から形成された電極に関する。また、本発明は、以下のステップを含む、リチウムイオン電池用の、ケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極を製造する方法にも関する。それらステップは、A.ケイ素と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とを、溶媒中で、スラリーを形成するために混合するステップ、B.炭素繊維箔を、スラリー中に、スラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで浸漬するステップ、C.スラリーで被覆および浸透された炭素繊維箔を、不活性ガスの雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中において、低くとも400℃で少なくとも2時間加熱するステップである。
【選択図】図1c
【選択図】図1c
Description
本発明は、電極に関し、詳細には、ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の三元複合材から形成された、リチウムイオン電池用の電極に関する。また、本発明は、その電極の製造方法にも関する。
今日、リチウムイオン電池は、携帯電話、ノートパソコン、カメラ、電動工具などの装置や工具で、一般的に使用されている。黒鉛(グラファイト)は、リチウムイオン電池において最も重要なカソード材料である。自動車産業においては電気自動車がより注目を集めるにつれて、エネルギー密度の高いリチウムイオン電池を開発することが、電気自動車産業にとって急務となっている。現在の黒鉛カソードのリチウムイオンを蓄える容量が比較的低いことが、電池のエネルギー密度が比較的低いことの重要な理由となっている。
そこで、研究者らは、黒鉛をケイ素複合材で置き換えた場合、リチウムイオン電池のカソードの容量を何倍にも増やせることに気が付いた。従来技術では、黒鉛をケイ素/炭素複合材で置き換えることが提案されてきた。熱分解、機械的混合、もしくは高エネルギーボールミル粉砕、またはそれらの組合せによって一般的に製造された、従来のケイ素/炭素複合材は、高密度な炭素マトリックスに埋め込まれたSi粒子から成る。しかしながら、Siの体積変化効果は、上記の方法で製造されたケイ素/炭素複合材によって、限られた程度までしか抑制することができないため、限られた安定性やサイクル寿命しか得ることができない。充電および放電サイクルの間に、リチウムイオンがケイ素材料の構造体の中に埋め込まれる場合、構造的な破損および粉末化が起こりやすい。その結果、電池のサイクル能力が非常に不十分になる。
また、従来技術には、ケイ素/炭素活性層と、剛体の銅の集電層とによって形成された複合電極も開示されている。ケイ素などの、体積効果の大きいリチウム電池のカソード材料については、大きな体積変化が、充電および放電サイクルの間にケイ素/炭素活性層に発生することになるため、大きな機械的応力を、活性層の内部だけでなく、ケイ素/炭素活性層と剛体の銅の集電層との間でも発生させ、さらに、ケイ素材料の粉末化および剥離を引き起こし、材料の粒子間での電気接触、および、被覆層と銅の集電層との間での電気接触を破壊し、充放電容量を著しく低下させる。その結果、電池はすぐに使えなくなる。
したがって、上記の欠点を克服することができるリチウムイオン電池用のカソードが、充放電容量の著しい低下や、電池がすぐに使えなくなるといった問題を解決し、リチウム電池を、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、および純粋な電気自動車で広く利用することができるように、早期に必要とされている。
一態様によれば、本発明は、ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の三元複合材からから成る、リチウムイオン電池用の電極を提供する。
一実施形態では、前記炭素は元素の炭素である。
別の実施形態では、炭素は、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質の熱処理によって形成される。
一実施形態では、電極におけるケイ素と炭素との重量比は、4.0〜0.1の範囲に、好ましくは2.33〜0.50の範囲にある。
別の実施形態では、電極におけるケイ素および炭素の全重量による含有量は、ケイ素/炭素/および炭素繊維箔の三元複合材の全重量に対して、20%超である。
別の実施形態によれば、本発明は、以下のステップを含む、ケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極を製造する方法をさらに提供する。
A.ケイ素と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とを、溶媒中で、スラリーを形成するために混合するステップ。
B.炭素繊維箔を、スラリー中に、スラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで浸漬するステップ。
C.スラリーで被覆および浸透された炭素繊維箔を、不活性ガスの雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中において、低くとも400℃で少なくとも2時間加熱するステップ。
A.ケイ素と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とを、溶媒中で、スラリーを形成するために混合するステップ。
B.炭素繊維箔を、スラリー中に、スラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで浸漬するステップ。
C.スラリーで被覆および浸透された炭素繊維箔を、不活性ガスの雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中において、低くとも400℃で少なくとも2時間加熱するステップ。
本発明の方法の実施形態では、ステップAでの熱処理後に炭素を形成することができる有機物質は、熱処理後に炭素を形成できるという条件で、従来技術で知られているあらゆる有機物質のことを言う。有機物質は、アスファルト、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、および蔗糖から成るグループから選択される任意の材料であり得る。
本発明の方法の実施形態では、ステップCで用いられる不活性ガスはアルゴン(Ar)であり、還元ガスは水素(H2)である。好ましくは、アルゴンと水素との体積比は90〜100:10〜0である。
本発明の方法のステップCでは、不活性ガス雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中においての加熱する処理は、好ましくは、400〜1000℃の温度で少なくとも2時間実施される。
本発明は、以下の図面からより明らかとなるだろう。
第1の態様では、本発明は、ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の三元複合材(以下、「三元複合材」と称される)から形成された、リチウムイオン電池用の新規の電極に関する。
本明細書では、用語「三元複合材」は、炭素繊維箔の気孔(空隙、空間)にケイ素および炭素を分配することで形成された三元複合材を言う。炭素繊維箔に分配された炭素は、任意の形態の元素の炭素、または、熱処理後に炭素を形成することができる、任意の有機化合物であってもよい。
本明細書では、用語「ケイ素」は、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質(アモルファス)シリコンなどの、元素のシリコンを言う。元素のシリコンの粒子がより小さくなると、性能はより高くなる。
本明細書では、用語「炭素」は、元素の炭素を言い、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質で形成されてもよい。熱処理後に炭素を形成することができる有機物質は、熱処理後に炭素を形成できるという条件で、従来技術で知られている任意の有機物質のことを言う。有機物質は、好ましくは、アスファルト、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、および蔗糖(ショ糖、スクロース)から成るグループから選択される任意の材料、より好ましくは、ポリ塩化ビニル(PVC)であり得る。
本発明による電極では、ケイ素と炭素との比率は、最終生成物の性能に応じて、当業者により決定することができる。例えば、ケイ素の含有量を、電極の電気容量を増やすために、増加してもよい。反対に、炭素の含有量を、電極の安定性を増加させるために、ならびに、サイクル寿命を延ばすために、増加してもよい。本発明による電極におけるケイ素と炭素との重量比は、好ましくは4.0〜0.1の範囲に、より好ましくは2.5〜0.25の範囲に、最も好ましくは2.33〜0.50の範囲にある。構造的な破損および粉末化の起こる可能性は、ケイ素の含有量が多すぎる場合に高くなることがあり、電極の容量は、炭素の含有量が多すぎる場合に小さくなることがある。
本発明の電極では、ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の三元複合材の全重量に対する、ケイ素および炭素の全重量による含有量は、電極に最終的に求められるものに応じて、当業者により決定することができる。例えば、電極の機械的安定性を考慮することが好ましい場合、ケイ素および炭素の重量による含有量は、減少されるべきである。反対に、電極の容量およびサイクル性能を考慮することが好ましい場合、ケイ素および炭素の重量による含有量は、適切に増加されてもよい。好ましくは、ケイ素および炭素の全重量による含有量は、ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の三元複合材の全重量に対して、20%超である。
本発明において、リチウムイオン電池用のケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極の一部として使用される炭素繊維箔は、従来の銅箔と異なり、多孔質構造を備える、炭素繊維で編まれた層である。具体的には、本明細書では、用語「炭素繊維箔」は、炭素繊維が互いに交わって重なり合い、多孔質構造を形成する、気孔を備えた炭素繊維箔を言う。上記炭素繊維箔は、型式TGP−H−030(東レ、日本)などの、様々な出発原料から、また様々なプロセスによって製造された、多くの種類の炭素繊維を含む。実施形態による炭素繊維箔の構造を示す図1aおよび図1bを参照すると、図1bから、繊維同士の間に気孔があるのを見て取ることができる。炭素繊維箔は、比較的薄い。炭素繊維箔は、円形、正方形、または不規則な形状など、任意の形状であってもよく、必要に応じて決定することができる。
図1cを参照すると、本発明の実施形態による三元複合材の構造を示している。三元複合材では、ケイ素および炭素は、炭素繊維箔を被覆し、炭素繊維箔の気孔に浸透している。
別の態様によれば、本発明は、以下のステップを含む、ケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極を製造する方法に関する。
A.ケイ素と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とを、溶媒中で、スラリーを形成するために混合するステップ。
B.炭素繊維箔を、上記スラリー中に、スラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで浸漬するステップ。
C.スラリーで被覆および浸透された炭素繊維箔を、不活性ガスの雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中において、低くとも400℃で少なくとも2時間加熱するステップ。
A.ケイ素と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とを、溶媒中で、スラリーを形成するために混合するステップ。
B.炭素繊維箔を、上記スラリー中に、スラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで浸漬するステップ。
C.スラリーで被覆および浸透された炭素繊維箔を、不活性ガスの雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中において、低くとも400℃で少なくとも2時間加熱するステップ。
上記の方法のステップAでは、ケイ素の出発原料と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とは、先ず、適切であれば撹拌して、溶媒中で混合されて、スラリーを形成する。本明細書では、出発原料である「熱処理後に炭素を形成することができる有機物質」は、熱処理後に炭素を形成できるという条件で、当技術分野で知られている任意の有機物質のことを言う。有機物質は、アスファルト、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、および蔗糖から成るグループから選択される任意の材料、より好ましくは、ポリ塩化ビニルであり得る。溶媒は、出発原料、つまり熱処理後に炭素を形成することができる有機物質またはケイ素と反応しないという条件で、任意適切な溶媒であればよい。好ましくは、溶媒は揮発性溶媒である。溶媒は、例えば、アセトン、シクロヘキサノン、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、テトラヒドロフラン(THF)、水などであってもよく、最も好ましいのはTHFである。
ステップAでは、ケイ素の出発原料と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質との重量比は、所望の最終製品の電極に応じて、決定することができる。先ず、本発明の電極の炭素は、熱処理によって形成され、それにより、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質の炭化速度は、実験的に計算することができ、かつ、出発原料中の有機物質の重量は、所望の最終製品の電極中の炭素の重量から計算することができるようになっており、その結果、ケイ素の出発原料と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質との重量比を、所望の設計電極におけるケイ素と炭素との重量比によって決定することができる。例えば、ポリ塩化ビニルが有機物質として用いられる場合、発明者は、あるポリ塩化ビニルが、熱処理後に17%の炭化速度であることを実験的に決定しており、それにより、出発原料におけるケイ素とポリ塩化ビニルとの重量比を、設計電極におけるケイ素と炭素との重量比によって決定することができるようになっている。
本発明によって製造された電極では、ケイ素と炭素との重量比は、4.0〜0.1の範囲に、好ましくは2.5〜0.25の範囲に、より好ましくは2.33〜0.50の範囲にある。ケイ素の出発原料と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質との重量比は、したがって、選択することができる。例えば、有機物質がポリ塩化ビニルである場合、ケイ素の出発原料とポリ塩化ビニルとの重量比は、0.40であってもよく、本明細書の電極におけるケイ素と炭素との重量比は、したがって、2.33である。
ケイ素の出発原料と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とが、溶媒中で混合された後、混合物は好ましくは、例えば、機械的撹拌手段または超音波撹拌手段によって撹拌され、混合物を均一に混合し、スラリーを形成する。撹拌時間は、厳密に制限されているわけではないが、好ましくは少なくとも20分、より好ましくは、少なくとも30分である。
ステップBでは、炭素繊維箔は、スラリーが形成された後に、そのスラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するように、スラリーに浸漬される。用いられる炭素繊維箔は、円形、正方形、または不規則な形態など、必要に応じて決定することができる任意の形態であってもよい。
ステップCでは、炭素繊維箔は、スラリーで被覆および浸透されており、不活性ガス雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中において、少なくとも400℃、好ましくは600〜1000℃、より好ましくは800〜1000℃の温度で、少なくとも2時間加熱され、それにより、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質は、完全に炭化され、かつ、ケイ素および炭素は、炭素繊維箔と完全に結合されるようになっている。
ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、または窒素、あるいはそれらの混合物、好ましくはアルゴン、窒素などの任意の不活性ガス雰囲気が、工程中に用いられてもよい。酸化を防止するために、好ましくは、不活性ガスは酸素を含んでおらず、最も好ましくは、高純度の不活性ガスが用いられる。溶媒中および不活性ガス中に存在する可能性のある酸素の影響を完全に排除するために、不活性ガスの混合ガス雰囲気および少量の還元ガスが用いられてもよく、還元ガスは好ましくはH2である。好ましくは、不活性ガスの混合ガス雰囲気および少量の還元ガスは、アルゴンおよび水素の混合ガスである。好ましくは、不活性ガスと還元ガスとの比率は、90〜100:10〜0である。
ステップCでの加熱時間は、厳密に制限されているわけではないが、典型的には2時間であり、望むように決定することができる。
ステップCでは、スラリーで被覆および浸透された炭素繊維箔は、加熱される前に、選択的に乾燥されてもよい。上記乾燥工程は、室温以上で、好ましくは50〜70℃で実施することができる。乾燥時間は、溶媒が実質的に揮発されるという条件で、厳密に制限されることはなく、好ましくは、乾燥工程は少なくとも4時間実施される。
ケイ素/炭素/銅箔から形成された従来技術の電極と比較して、本発明の、ケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極では、サイクル性能が大幅に改善される。本発明は、ケイ素炭素活性層と剛体の銅の集電層との間で機械的応力が発生するという問題に、根本的な解決策を提供し、電極のサイクル寿命を改善する。例えば、第2実施例(第4電極)に示すように、電極は、何百回ものリチウムの挿入/抽出サイクルを、高電流密度(0.5C)の下で実施することができる。さらに、たとえ90サイクル実施されたとしても、容量の保存率は少なくとも84.2%であり、具体的な容量は少なくとも977mAh/gである。
以下の実施例は、本発明をさらに例示している。本明細書では、特に明記されていない場合、本発明で用いられるすべての比率および百分率は、重量に基づいている。
(実施例)
(実施例1):本発明の方法により製造されたケイ素/炭素/炭素繊維箔の電極(第1電極)
(実施例1):本発明の方法により製造されたケイ素/炭素/炭素繊維箔の電極(第1電極)
出発原料のケイ素(ケイ素粉末、50nm、99.5%、Nanjing Emperor Nano Material Co.,Ltd.,Nanjing,China)と、PVC(ポリ塩化ビニル、Mw=約233,000g/mol、Aldrich)(Si/PVCの重量比は1:4)とがTHF中で混合され、超音波処理の下、30分間撹拌され、スラリーが形成された。炭素繊維箔(D=12mmの小円形、TGP−H−030、厚さ=110μm、東レ)がスラリー中に浸漬され、スラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで、スラリーがさらに1分間超音波処理された。60℃で5時間乾燥された後、被覆されて浸透された炭素繊維箔が、H2−Ar雰囲気(5体積パーセントのH2、95体積パーセントのAr)の下、900℃で2時間加熱され、ケイ素/炭素/炭素繊維箔の三元複合材から形成された、ケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極(第1電極)が得られた。炭素繊維箔におけるケイ素/炭素の質量負荷は、重量で約25%である。電極におけるケイ素と炭素との重量比は、ポリ塩化ビニルの炭化速度に基づいて、2.33となるように計算される。
(比較例1):従来技術の方法により製造されたケイ素/炭素/銅箔の電極(第3電極)
出発原料のケイ素(実施例1と同じもの)と、PVC(実施例1と同じもの)(Si/PVCの重量比は1:4)とがTHF中で混合され、超音波処理の下、30分間撹拌され、予備スラリーが形成された。次に、得られた予備スラリーが、平坦ガラス面上に噴霧され、80℃で乾燥され、得られた前駆体が、H2−Ar雰囲気(5体積パーセントのH2、95体積パーセントのAr)の下、900℃で2時間加熱された。得られた物質は、さらなる使用のための活性物質と命名された。スラリーは、80重量パーセントの活性物質、10重量パーセントのポリフッ化ビニリデン(PVDF)結合剤(Aldrich)、および、導電剤として10重量パーセントのカーボンブラック(Super P、40nm、Timcal)を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)の溶液中で用いることで調製された。スラリーが銅箔に被覆されて、均質層が得られた。被覆の後、均質層が、80℃で10分間乾燥され、NMPの溶媒が除去された。
そして、直径12mmの円形品の電極が、乾燥された層から、第3電極として切り出された。その電極が、さらに、100℃で6時間乾燥された。銅箔におけるケイ素/炭素の質量負荷は、重量で約20%である。電極におけるケイ素と炭素との重量比は、ポリ塩化ビニルの炭化速度に基づいて、2.33となるように計算される。
(比較例2):従来技術の方法により製造されたケイ素/炭素/炭素繊維箔の電極(第2電極)
炭素繊維箔(直径が12mmの小円形)が、比較例1で調製されたスラリー中に浸漬され、スラリーが炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで、スラリーが1分間超音波処理された。炭素繊維箔が、さらに、100℃で6時間乾燥され、第2電極が形成された。炭素繊維箔におけるケイ素/炭素の質量負荷は、約60重量パーセントである。電極におけるケイ素と炭素との重量比は、ポリ塩化ビニルの炭化速度に基づいて、2.33となるように計算される。
(実施例2,実施例3):本発明の方法により製造されたケイ素/炭素/炭素繊維箔の電極(第4電極および第5電極)
(実施例2,実施例3):本発明の方法により製造されたケイ素/炭素/炭素繊維箔の電極(第4電極および第5電極)
第4電極および第5電極は、ケイ素と炭素との重量比が、第4電極では1.17、第5電極では0.50であったことと、第4電極および第5電極の炭素繊維箔におけるケイ素/炭素の質量負荷が約25重量パーセントであったこととを除いて、実施例1と同様の方法によって製造された。第1電極、第4電極、および第5電極の電気化学的性能を、図3に示した。
CR2016のコイン型電池は、アルゴンで満たされたブローブボックス(MB−10 compact、MBRAUN)内において、第1電極、第2電極、第3電極、第4電極、および第5電極をそれぞれ作用電極とし、金属リチウムを対電極とし、EC:DMC(エチレンカーボネート(EC):炭酸ジメチル(DMC)が1:1の体積比)で1mol/LのLiPF6を電解液とし、ならびに、ET20−26(Entek)を隔離体として、組み立てられた。
電気化学的試験の例
充電と放電との試験は、LAND電池試験システム(Wuhan Kingnuo Electronics Co.Ltd.,China)において、25℃で0.5mA/mgの電流密度で行われた。カットオフ電圧は、放電(Li挿入)については金属リチウムに対して0.01V、充電(Li抽出)については金属リチウムに対して1.2Vとされた。
第1電極、第2電極、および第3電極の電気化学的性能が、図2に示されている。図2は、作用電極としての第1電極、第2電極、および第3電極のセルのそれぞれのサイクル数および容量を示す。
図2に示すように、同じ製造条件の下では、比較例1において従来技術によって製造されたケイ素/炭素/銅箔の電極(第3電極)と比較すると、比較例2において銅箔の代わりに炭素繊維箔を用いて製造されたケイ素/炭素/炭素繊維箔の電極(第2電極)では、容量がより大きく、サイクル寿命がより長い。さらに、実施例1において本発明の方法によって製造されたケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極は、容量が最も大きく、サイクル寿命が最も長くなっている。
第1電極、第4電極、および第5電極の電気化学的性能が、図3に示されている。図3は、作用電極としての第1電極、第4電極、および第5電極のセルのそれぞれのサイクル数および容量を示す。
図3に示すように、本発明の電極では、ケイ素/炭素の比率が、電極の性能に大きな影響を与える。電極においてケイ素の含有量がより多くなると、電極の容量はより大きくなり、サイクル寿命はより短くなり、ケイ素の含有量がより少なくなると、電極の容量はより小さくなり、サイクル寿命はより長くなる。
上記の例は、本発明を例示するように働くにすぎず、本発明の範囲をいかなる方法も限定しない。むしろ、当業者なら、前述の記載を読めば、本発明の趣旨から逸脱することなく、任意の実施形態および変更をなすことができることを理解されたい。
Claims (11)
- ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の三元複合材から形成された、リチウムイオン電池用の電極。
- 前記炭素は元素の炭素である、請求項1に記載の電極。
- 前記炭素は、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質の熱処理によって形成される、請求項1に記載の電極。
- 前記ケイ素と前記炭素との重量比が4.0〜0.1の範囲にある、請求項2または3に記載の電極。
- 前記ケイ素と前記炭素との重量比が2.33〜0.50の範囲にある、請求項4に記載の電極。
- ケイ素および炭素の全重量による含有量が、ケイ素、炭素、および炭素繊維箔の前記三元複合材の全重量に対して、20%超である、請求項1から3のいずれか一項に記載の電極。
- リチウムイオン電池用の、ケイ素/炭素/炭素繊維箔の複合電極を製造する方法であって、
A.ケイ素と、熱処理後に炭素を形成することができる有機物質とを、溶媒中で、スラリーを形成するために混合するステップと、
B.前記炭素繊維箔を、前記スラリー中に、前記スラリーが前記炭素繊維箔を被覆して内部に浸透するまで浸漬するステップと、
C.前記スラリーで被覆および浸透された前記炭素繊維箔を、不活性ガスの雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中において、低くとも400℃で少なくとも2時間加熱するステップと
を含む方法。 - 熱処理後に炭素を形成することができる前記有機物質は、アスファルト、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、フェノール樹脂、および蔗糖から選択される、請求項7記載の方法。
- 前記不活性ガスはアルゴンであり、前記還元ガスは水素である、請求項7記載の方法。
- アルゴンと水素との比率が90〜100:10〜0である、請求項9記載の方法。
- ステップCにおいて、不活性ガス雰囲気中、または、還元ガスと混合された不活性ガスの雰囲気中においての前記加熱することが、400〜1000℃の温度で少なくとも2時間実施される、請求項7から10のいずれか一項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201010574779.XA CN102479939B (zh) | 2010-11-25 | 2010-11-25 | 用于锂离子电池的电极及其制造方法 |
CN201010574779.X | 2010-11-25 | ||
PCT/CN2011/082696 WO2012068987A1 (en) | 2010-11-25 | 2011-11-23 | An electrode for lithium ion batteries and the method for manufacturing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013544423A true JP2013544423A (ja) | 2013-12-12 |
Family
ID=46092485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013540227A Pending JP2013544423A (ja) | 2010-11-25 | 2011-11-23 | リチウムイオン電池用の電極および電極を製造する方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130316244A1 (ja) |
JP (1) | JP2013544423A (ja) |
KR (1) | KR20130116895A (ja) |
CN (1) | CN102479939B (ja) |
WO (1) | WO2012068987A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015141853A1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 株式会社クレハ | 電極用炭素質成形体、及びその製造方法 |
JP2015176867A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-05 | ベレノス・クリーン・パワー・ホールディング・アーゲー | 高い単位面積あたり容量を維持するリチウムイオン電池のためのSi/C複合体アノード |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102295365B1 (ko) | 2014-12-31 | 2021-08-31 | 삼성전자주식회사 | 복합 음극 활물질, 그 제조방법, 이를 포함하는 음극 및 리튬이차전지 |
CN105845954A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-10 | 浙江理工大学 | 一种蚕丝衍生的氮掺杂类石墨烯纤维 |
KR102110800B1 (ko) | 2016-10-26 | 2020-05-14 | 주식회사 엘지화학 | 카본 나노 튜브 시트를 포함하고 있는 이차전지용 전극 |
CN115050925B (zh) * | 2022-07-01 | 2023-09-01 | 山东仁丰特种材料股份有限公司 | 一种电极材料及制备方法、电极片和电池 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4385589B2 (ja) * | 2002-11-26 | 2009-12-16 | 昭和電工株式会社 | 負極材料及びそれを用いた二次電池 |
CN1903793A (zh) * | 2005-07-26 | 2007-01-31 | 中国科学院物理研究所 | 一种碳硅复合材料及其制备方法和用途 |
JP2007122927A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Bussan Nanotech Research Institute Inc | 導電性シート |
ATE525761T1 (de) * | 2006-07-14 | 2011-10-15 | Korea Kumho Petrochem Co Ltd | Anodenaktives material für eine lithium- sekundärbatterie hybridisiert mit kohlenstoffnanofasern |
CN1913200B (zh) * | 2006-08-22 | 2010-05-26 | 深圳市贝特瑞电子材料有限公司 | 锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法 |
CN101808819A (zh) * | 2007-09-07 | 2010-08-18 | 无机专家公司 | 作为用于锂二次电池的阳极材料的硅改性纳米纤维纸 |
CN101740766B (zh) * | 2008-11-21 | 2012-07-25 | 比亚迪股份有限公司 | 一种负极活性材料及其制备方法以及使用该材料的锂电池 |
-
2010
- 2010-11-25 CN CN201010574779.XA patent/CN102479939B/zh active Active
-
2011
- 2011-11-23 JP JP2013540227A patent/JP2013544423A/ja active Pending
- 2011-11-23 US US13/989,268 patent/US20130316244A1/en not_active Abandoned
- 2011-11-23 KR KR1020137016327A patent/KR20130116895A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-11-23 WO PCT/CN2011/082696 patent/WO2012068987A1/en active Application Filing
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015176867A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-05 | ベレノス・クリーン・パワー・ホールディング・アーゲー | 高い単位面積あたり容量を維持するリチウムイオン電池のためのSi/C複合体アノード |
WO2015141853A1 (ja) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 株式会社クレハ | 電極用炭素質成形体、及びその製造方法 |
JPWO2015141853A1 (ja) * | 2014-03-20 | 2017-04-13 | 株式会社クレハ | 電極用炭素質成形体、及びその製造方法 |
US10388956B2 (en) | 2014-03-20 | 2019-08-20 | Kureha Corporation | Carbonaceous molded article for electrodes and method of manufacturing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130316244A1 (en) | 2013-11-28 |
CN102479939B (zh) | 2016-08-03 |
CN102479939A (zh) | 2012-05-30 |
WO2012068987A1 (en) | 2012-05-31 |
KR20130116895A (ko) | 2013-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fu et al. | Iron Fluoride–Carbon Nanocomposite Nanofibers as Free‐Standing Cathodes for High‐Energy Lithium Batteries | |
JP6770565B2 (ja) | 内部ナノ粒子を有する骨格マトリックス | |
Zhu et al. | Walnut‐Like Multicore–Shell MnO Encapsulated Nitrogen‐Rich Carbon Nanocapsules as Anode Material for Long‐Cycling and Soft‐Packed Lithium‐Ion Batteries | |
Chen et al. | Hollow core–shell structured silicon@ carbon nanoparticles embed in carbon nanofibers as binder-free anodes for lithium-ion batteries | |
Wang et al. | Encapsulating micro-nano Si/SiO x into conjugated nitrogen-doped carbon as binder-free monolithic anodes for advanced lithium ion batteries | |
Kamali et al. | Review on carbon and silicon based materials as anode materials for lithium ion batteries | |
Pham-Cong et al. | Enhanced cycle stability of polypyrrole-derived nitrogen-doped carbon-coated tin oxide hollow nanofibers for lithium battery anodes | |
EP1903628A2 (en) | A Negative Electrode Active Material for an Electricity Storage Device and Method for Manufacturing the Same | |
WO2012171450A1 (zh) | 电极复合材料及其制备方法、正极、具有该正极的电池 | |
Kwon et al. | Porous SnO2/C nanofiber anodes and LiFePO4/C nanofiber cathodes with a wrinkle structure for stretchable lithium polymer batteries with high electrochemical performance | |
CN101494286A (zh) | 二次电池材料及其制备方法 | |
CN111403806A (zh) | 一种碳包覆固态电解质材料及其制备方法和用途 | |
JP2013544423A (ja) | リチウムイオン電池用の電極および電極を製造する方法 | |
Ma et al. | To achieve controlled specific capacities of silicon-based anodes for high-performance lithium-ion batteries | |
CN104716307A (zh) | 负极活性物质、其制备方法以及包含它的可再充电锂电池 | |
Liang et al. | Fast Energy Storage of SnS2 Anode Nanoconfined in Hollow Porous Carbon Nanofibers for Lithium‐Ion Batteries | |
CN112310465A (zh) | 硫化物浸渍的固态电池的制造方法 | |
CN117174873A (zh) | 正极材料的制备方法、正极材料、正极极片、钠离子电池和用电装置 | |
Liu et al. | A self-sacrifice template strategy to synthesize silicon@ carbon with interior void space for boosting lithium storage performance | |
Yang et al. | From Flower‐Like to Spherical Deposition: A GCNT Aerogel Scaffold for Fast‐Charging Lithium Metal Batteries | |
CN111370656B (zh) | 一种硅碳复合材料及其制备方法和应用 | |
CN113451575B (zh) | 锂离子电池负极材料及其制备方法、负极和锂离子电池 | |
JP2022514452A (ja) | 改良されたアノード材料および再充電可能な電池用のアノード、それらの製造方法、およびそれらから作製された電気化学セル | |
Li et al. | Monodispersed LiFePO4@ C Core‐Shell Nanoparticles Anchored on 3D Carbon Cloth for High‐Rate Performance Binder‐Free Lithium Ion Battery Cathode | |
CN114335475A (zh) | 一种金属氟化物/多孔碳复合正极材料及包括其的正极片和电池 |