JP2020508541A - コンフォーマルグラフェン分散によるナノ構造リチウムイオンバッテリ電極複合材料 - Google Patents
コンフォーマルグラフェン分散によるナノ構造リチウムイオンバッテリ電極複合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020508541A JP2020508541A JP2019542529A JP2019542529A JP2020508541A JP 2020508541 A JP2020508541 A JP 2020508541A JP 2019542529 A JP2019542529 A JP 2019542529A JP 2019542529 A JP2019542529 A JP 2019542529A JP 2020508541 A JP2020508541 A JP 2020508541A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lmo
- graphene
- composite
- cathode
- lithium
- 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.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims description 29
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 28
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title description 8
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 26
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 26
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 26
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 24
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 23
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 19
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 18
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 18
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 15
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 11
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 5
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Mn].[Li] Chemical compound [Ni].[Mn].[Li] ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 3
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 3
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 2
- CRHLEZORXKQUEI-UHFFFAOYSA-N dialuminum;cobalt(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Co+2].[Co+2] CRHLEZORXKQUEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 claims description 2
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NDPGDHBNXZOBJS-UHFFFAOYSA-N aluminum lithium cobalt(2+) nickel(2+) oxygen(2-) Chemical compound [Li+].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Co++].[Ni++] NDPGDHBNXZOBJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011234 nano-particulate material Substances 0.000 claims 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 20
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 19
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 14
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 6
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 5
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 5
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000002060 nanoflake Substances 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- -1 monolayer Chemical compound 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 1-[6-[4-(5-chloro-6-methyl-1H-indazol-4-yl)-5-methyl-3-(1-methylindazol-5-yl)pyrazol-1-yl]-2-azaspiro[3.3]heptan-2-yl]prop-2-en-1-one Chemical compound ClC=1C(=C2C=NNC2=CC=1C)C=1C(=NN(C=1C)C1CC2(CN(C2)C(C=C)=O)C1)C=1C=C2C=NN(C2=CC=1)C AZUYLZMQTIKGSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000033978 Device electrical impedance issue Diseases 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000627 alternating current impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000006257 cathode slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000034964 establishment of cell polarity Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000003334 potential effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
- C01B32/19—Preparation by exfoliation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/194—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
-
- 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
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- 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
- H01M4/134—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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
LMO活物質は、Sigma−Aldrich社から直接購入した(99%超)。受け取ったままのLMO原料粉末は、ミクロ粒子とナノ粒子の混合物で構成されていた。粒子の結晶化度を向上させるために周囲雰囲気中700℃で12時間熱アニーリングした後、LMO粉末をNMPに分散させた。LMO/NMP分散体を超音波処理槽で3時間撹拌し、その後2,000rpmで5分間遠心分離した。上清を集め、n−LG及びナノLMO対照の両方のサンプル用のナノ構造LMOとして使用した。
グラフェン/エチルセルロースを既に確立されている方法に従い調製した(米国特許第9,834,693号及び9,902,866号参照−これらのそれぞれは、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる)。端的に言えば、エチルセルロース(Sigma−Aldrich社、4cPグレード)をエタノール(Koptec社、200プルーフ)に10mg/mLの濃度で溶解させた。グラファイト(Asbury Graphite Mills社、グレード3061)をこの溶液(180gグラファイト:900mL溶液)添加し、Silverson社のL5M−A高せん断ミキサーを使用して10,230rpmで2時間せん断混合した。結果として得られた分散体をBeckman Coulter社のJ26XPI遠心分離器を使用して7,500rpm(約10,000g)で2時間遠心分離し、大きなグラファイトフレークを除去した。グラフェン、エチルセルロース、及びエタノールを含有する上清を集め、塩化ナトリウム溶液(0.04g/mL)を9:16の質量比(NaCl(水溶液):分散体)で添加することにより凝集させ、次いで、7,500rpmで6分間遠心分離してグラフェン/エチルセルロース固体を集めた。この固体を脱イオン水で洗浄し、真空ろ過によって集め、乾燥させて27%wtグラフェンを含むグラフェン/エチルセルロース複合粉末を得た。
最後に、ナノLMOとグラフェン/エチルセルロース粉末を両方とも9:3.7の質量比でNMPに分散させ、結果として得られた分散体を更に3時間超音波処理してから電極製造に使用した。
グラフェン剥離のための様々な他の有機溶媒及びアノード及びカソード(例えば、LMO)活物質分散用の疎水性流体は、アノード及びカソード製造用の媒体と共に、本発明を認識した当業者には周知であり、かかる溶媒、流体及び媒体としては、前述の組み込まれた’693及び’866特許に記載されているものを含むが、これに限定されない。
電極の充填密度を推定するため、n−LG分散体とナノLMO対照両方のスラリーを300nmの熱酸化物の層と共にSiウエハ上に均一にコーティングした。その後、対照電極を真空炉中90℃で12時間完全に乾燥させ、n−LGを周囲雰囲気中285℃で3時間アニーリングした。次いでSiウエハを1cm2の正方形片に切断し、計量してバッテリ電極を含むSi基板の総質量を得た。Si基板を切断し、バッテリ電極の鮮明な断面図を形成した。その後、バッテリ電極の厚さをSEMにより調べた。厚さの均一性と値を確認した後、バッテリ電極の体積を得た。最後に、クリーンなSi基板の質量を測定するためにバッテリ電極をSi基板から除去し、バッテリ電極の除去前後の基板の質量を差し引くことによりバッテリ電極の質量が計算できるようにした。ナノLMOの他の添加剤に対する既知の比を考慮すると、ナノLMOの質量のみに基づく充填密度が得られた。断面SEM観察により推定された活物質充填密度は、FIB−SEM分析から得られた値2.1gcm−3とよく一致している。
下記の手順に従いFIB−SEMトモグラフィを遂行した。まず、Al箔上のカソード膜のごく一部(電気化学測定に使用するサンプルよりも意図的に薄くした)を切り取り、次いで、2次元SEM画像における空隙、導電性炭素(即ち、グラフェン又はカーボンブラック)、及びナノLMO粒子間に信号コントラストを生じさせる低粘度エポキシ(Buehler社のEpothin)を真空浸透させた。調製したサンプルは、Zeiss社のNVision40 FIB−SEMにおいて、画像解像度6.25nm、及び連続する2次元断面画像間の間隔6.25nmで連続して切片を作成した。
Horiba Scientific社のXploRA PLUSラマン顕微鏡を使用してラマン分光法を実施した。取得は、532nmの励起レーザーライン、約1mWの入射電力、及び約1μm2のスポットサイズで遂行した。信号を集めるため、100倍のOlympus社の対物レンズ(NA=0.9)を使用した。信号は、スペクトル分解能が約2cm−1のSyncerity CCD検出器に向けて1800溝/mmを持つ回折格子により分散させた。
200kVで作動させたJEOL社の2100F透過型電子顕微鏡(TEM)を使用してTEM分析を実施した。n−LGのごく一部をn−LG複合材膜からこすり落とし、集めた。次いで、集めた粉末をTEMグリッド(Ted Pella Inc社から購入したレース状カーボン)上に堆積させ、微細構造を調べるためにTEMカラムに移した。
半電池及び全電池の調査では、Li金属箔と前処理したグラファイトアノードをそれぞれ対電極として含む2032コイン型電池をAr充填グローブボックス内で組み立てた。グラファイトアノードの前処理は、Li金属箔を対電極として用いてグラファイトアノードを3回サイクル付し、その後完全に放電させてグラファイトアノード上に安定化したSEIを形成することにより達成した。n−LGとナノLMO対照サンプル両方の活物質質量負荷は2mgcm−2であるが、グラファイトアノードは4mgcm−2である。全ての電池の製造に使用した電解質はエチレンカーボネート/ジメチルカーボネート(1:1vol%)中の1MLiPF6であった。定電流充電/放電測定は全て、Arbin社のバッテリ試験機器を使用して実施した。容量保持率評価及び室温レート能力試験に使用した電圧ウィンドウは、半電池と全電池の両方のケースで3.5V〜4.4Vであり、両方の調査に使用した電流レートは、1C(148mAhg−1)であった。低温特性評価では、−20℃でのレート能力試験と0.5C及び1Cの電流レートで3.1Vと4.5Vの間の電圧ウィンドウを使用した以外は、電圧ウィンドウは、3.1Vと4.4Vの間であった。
サイクル前及び55℃での20サイクル後、Solartron社の1470E電池試験システムを使用し、50%の放電深度での2電極コイン電池のACインピーダンス分光法を実施した。周波数範囲は、100kHzと100mHzの間であった。
ICP−MSを使用してMn溶出を測定するためのサンプル調製。同量のナノLMO(3mg)を含有するn−LG複合材とナノLMO対照の電極を、同じ体積のLiPF6電解質(5mL)に55℃で48時間浸漬させた。次いで、電解質中のMnの量を、ICP−MSを使用して定量化した。電解質のアリコートを濃硝酸(70%)中65℃で一晩温浸し、次いで、ThermoFisher社のX Series II ICP−MSでの測定のために脱イオン水で希釈した。
エネルギー容量及び効率は、LIB電池の性能評価において重要な指標である。エネルギー容量は、充電/放電サイクル中のLIBの動作電圧及び電流の積を積分することにより判定される。従って、電圧プラトーの形状と位置、及び充電容量に直接関係している。図13は、図7DのV対dQ/dVプロットにおけるn−LGと対照の充電/放電ピーク分離(上)を要約し、対応するエネルギー容量保持率を示している。n−LGのエネルギー保持率は、電圧プラトーの一定の位置のために200回目のサイクルで80%であり、これは、n−LGの電荷容量保持率と同一であることが明らかである。他方、ナノLMO対照のエネルギー保持率は200回目のサイクルで50%に過ぎず、これは、対照電池の充電容量保持率(55%)よりも5%低い。対照のエネルギー容量保持率の更なる低下は、電極分極の増加により生じる放電電圧曲線の実質的下降によるものである。従って、高い作動温度で最良のエネルギー容量保持率を確保するには、n−LGの安定した電圧プロファイルが非常に望ましい。
Claims (40)
- 単層、二層及びn層グラフェンを含む数層グラフェンであり、nが3〜約6から選択される整数である、数層グラフェンと;リチウムイオンバッテリ用のリチウムイオンカソード活物質及びリチウムイオンバッテリ用のリチウムイオンアノード活物質から選択される材料のナノ粒子であり、その表面が前記数層グラフェンに結合され、それでコンフォーマルコーティングされている、ナノ粒子とを含む複合材であって、ただし、前記グラフェンが、グラフェン酸化物でも還元グラフェン酸化物でもない、複合材。
- 前記カソード活物質が、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム(LMO)、ニッケルマンガンコバルト酸リチウム及びニッケルコバルトアルミニウム酸リチウムから選択される、請求項1に記載の複合材。
- 前記活物質がLMOである、請求項2に記載の複合材。
- 前記ナノ粒子がスピネルLMO構造を含む、請求項3に記載の複合材。
- 前記アノード活物質が、チタン酸リチウム、天然グラファイト、人工グラファイト、活性炭、カーボンブラック及びケイ素から選択される、請求項1に記載の複合材。
- エチルセルロースのアニーリング生成物を含む、請求項1に記載の複合材。
- 単層、二層及びn層グラフェンを含む数層グラフェンであり、nが3〜約6から選択される整数である、数層グラフェンと;リチウムイオンバッテリ用のリチウムイオンカソード活物質のナノ粒子であり、その表面が前記数層グラフェンに結合され、それでコンフォーマルコーティングされている、ナノ粒子とを含む複合材であって、ただし、前記グラフェンが、グラフェン酸化物でも還元グラフェン酸化物でもない、複合材。
- 前記活物質が、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウム(LMO)、ニッケルマンガンコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム及びチタン酸リチウムから選択される、請求項7に記載の複合材。
- 前記活物質がLMOである、請求項8に記載の複合材。
- 前記ナノ粒子がスピネルLMO構造を含む、請求項9に記載の複合材。
- エチルセルロースのアニーリング生成物を含む、請求項7に記載の複合材。
- 単層、二層及びn層グラフェンを含む数層グラフェンであり、nが3〜約6から選択される整数である、数層グラフェンと;LMOナノ粒子であり、その表面が前記数層グラフェンに結合され、それでコンフォーマルコーティングされている、ナノ粒子とを含むリチウムイオンバッテリカソード複合材料であって、ただし、前記グラフェンが、グラフェン酸化物でも還元グラフェン酸化物でもない、リチウムイオンバッテリカソード複合材料。
- 前記ナノ粒子がスピネルLMO構造を含む、請求項12に記載の組成物。
- 前記LMOが前記複合材の少なくとも約80wt%である、請求項12に記載の複合材。
- エチルセルロースのアニーリング生成物を含む、請求項12に記載の複合材。
- 単層、二層及びn層グラフェンを含む数層グラフェンであり、nが3〜約6から選択される整数である、数層グラフェンと;LMOナノ粒子であり、その表面が前記数層グラフェンに結合され、それでコンフォーマルコーティングされている、ナノ粒子と;エチルセルロースのアニーリング生成物とを含むリチウムイオンバッテリカソード複合材料であって、ただし、前記グラフェンが、グラフェン酸化物でも還元グラフェン酸化物でもない、リチウムイオンバッテリカソード複合材料。
- 前記ナノ粒子がスピネルLMO構造を含む、請求項16に記載の組成物。
- 前記LMOが前記複合材の少なくとも約80wt%である、請求項16に記載の複合材。
- 請求項16に記載の複合材料を含むリチウムイオンバッテリカソード。
- 前記ナノ粒子がスピネルLMO構造を含む、請求項19に記載のカソード。
- 前記LMOの充填密度が約2.0gcm−3より大きい、請求項20に記載のカソード。
- 前記LMOが前記複合材の少なくとも約80wt%である、請求項19に記載のカソード。
- リチウムイオンバッテリ電極を調製する方法であって、
グラフェン源材料を、少なくとも部分的に水と混和する有機溶媒及び前記有機溶媒に少なくとも部分的に可溶性のセルロースポリマーを含む媒体で剥離する工程と;
前記剥離したグラフェン−セルロースポリマー組成物を、カソード活物質及びアノード活物質から選択されるナノ粒子状物質並びに疎水性流体成分を含む組成物と接触させる工程と;
前記組成物をリチウムイオンバッテリ電極基板上に堆積させる工程と
を含む、方法。 - 前記セルロースポリマーがエチルセルロースである、請求項23に記載の方法。
- 前記有機溶媒及び前記疎水性流体成分のそれぞれが、C2〜C5アルコール、エステル、アミド、エーテル及びケトン、並びにこれらの組合せから独立して選択される、請求項23に記載の方法。
- 前記有機溶媒が、エタノール及びジメチルホルムアミドから選択される、請求項25に記載の方法。
- 前記疎水性流体成分がN−メチル−2−ピロリドンを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記グラフェン源材料がグラファイトである、請求項23に記載の方法。
- 前記堆積させた組成物がアニーリングされる、請求項23に記載の方法。
- 前記剥離したグラフェン媒体の少なくとも一部を水性媒体と接触させて、剥離したグラフェンと前記セルロースポリマーを固体組成物に濃縮する、請求項23に記載の方法。
- 前記固体グラフェン−セルロースポリマー組成物が前記剥離用媒体及び前記水性媒体から単離される、請求項30に記載の方法。
- 前記ナノ粒子状物質がカソード活物質である、請求項23に記載の方法。
- 前記活物質がLMOである、請求項32に記載の方法。
- グラフェン−セルロースポリマー組成物を使用してリチウムイオンバッテリカソードの性能を調節する方法であって、
剥離したグラフェン−セルロースポリマー組成物を、ナノ粒子状LMO及び疎水性流体成分を含む組成物と接触させる工程と;
前記組成物をリチウムイオンバッテリカソード基板上に堆積させる工程と;
前記堆積させた組成物をアニーリングして、前記LMOナノ粒子を前記グラフェン及び前記セルロースポリマーのアニーリング生成物の少なくとも一方でコンフォーマルコーティングし、それによって前記LMOナノ粒子の充填密度及び前記ナノ粒子からのマンガンイオン溶出の少なくとも一方を調節する工程と
を含む、方法。 - 前記セルロースポリマーがエチルセルロースである、請求項34に記載の方法。
- 前記疎水性流体成分が、C2〜C5アルコール、エステル、アミド、エーテル及びケトン、並びにこれらの組合せから選択される、請求項34に記載の方法。
- 前記疎水性流体成分がN−メチル−2−ピロリドンを含む、請求項36に記載の方法。
- 前記LMOの充填密度が約2.0gcm−3より大きい、請求項34に記載のカソード。
- 前記LMOが前記複合材の少なくとも約80wt%である、請求項34に記載のカソード。
- 前記カソードをリチウムイオンバッテリに組み込み、それによって前記バッテリの電解質へのマンガンイオンの溶出を減少させる工程を含む、請求項34に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201762464167P | 2017-02-27 | 2017-02-27 | |
US62/464,167 | 2017-02-27 | ||
PCT/US2018/019965 WO2018217263A2 (en) | 2017-02-27 | 2018-02-27 | Nanostructured lithium-ion battery electrode composite materials via conformal graphene dispersion |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020508541A true JP2020508541A (ja) | 2020-03-19 |
JP2020508541A5 JP2020508541A5 (ja) | 2021-03-04 |
JP7262392B2 JP7262392B2 (ja) | 2023-04-21 |
Family
ID=63355355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019542529A Active JP7262392B2 (ja) | 2017-02-27 | 2018-02-27 | コンフォーマルグラフェン分散によるナノ構造リチウムイオンバッテリ電極複合材料 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US11088392B2 (ja) |
EP (1) | EP3586388A4 (ja) |
JP (1) | JP7262392B2 (ja) |
KR (1) | KR102520522B1 (ja) |
CN (1) | CN110832681B (ja) |
WO (1) | WO2018217263A2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021158083A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 住友大阪セメント株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極材料、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池 |
WO2023054844A1 (ko) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 경상국립대학교산학협력단 | 아연-이온 전지용 집전체 및 음극재, 이의 제조방법 및 아연-이온 전지 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018217263A2 (en) * | 2017-02-27 | 2018-11-29 | Northwestern University | Nanostructured lithium-ion battery electrode composite materials via conformal graphene dispersion |
US20230335730A1 (en) * | 2020-10-05 | 2023-10-19 | Northwestern University | Composites with surface refining and conformal graphene coating, electrodes, and fabricating methods of same |
CN113830755B (zh) * | 2021-09-14 | 2023-08-08 | 广西师范大学 | 一种一步法电化学制备钴单质-石墨烯插层化合物的方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120064409A1 (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Aruna Zhamu | Graphene-enhanced anode particulates for lithium ion batteries |
JP2012219010A (ja) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | ナノ複合素材及びその製造方法並びにこれを含むエネルギ貯藏装置 |
JP2013054958A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Hitachi Maxell Energy Ltd | 非水電解質二次電池用負極材、リチウムイオン二次電池及び電気化学キャパシタ |
JP2013067543A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Asahi Glass Co Ltd | ケイ酸化合物、二次電池用正極および二次電池の製造方法 |
US20150044556A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Yanbo Wang | Cathode active material-coated discrete graphene sheets for lithium batteries and process for producing same |
US20150044564A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Yanbo Wang | Anode containing active material-coated graphene sheets and lithium-ion batteries containg same |
US20150072162A1 (en) * | 2011-04-22 | 2015-03-12 | Northwestern University | Methods for preparation of concentrated graphene ink compositions and related composite materials |
JP2015527707A (ja) * | 2012-07-20 | 2015-09-17 | アカデミア シニカAcademia Sinica | グラフェンを被覆した電極 |
CN105047917A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-11 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法 |
JP2016189294A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 東ソー株式会社 | リチウムイオン2次電池用負極活物質およびその製造方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6159636A (en) * | 1996-04-08 | 2000-12-12 | The Gillette Company | Mixtures of lithium manganese oxide spinel as cathode active material |
EP2569249B1 (de) | 2010-05-14 | 2017-07-12 | Basf Se | Verfahren zur einkapselung von metalloxiden mit graphen und die verwendung dieser materialien |
US8691441B2 (en) | 2010-09-07 | 2014-04-08 | Nanotek Instruments, Inc. | Graphene-enhanced cathode materials for lithium batteries |
US20120088151A1 (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Positive-electrode active material and power storage device |
CN102087921B (zh) * | 2011-01-21 | 2014-01-01 | 清华大学 | 一种自支撑超级电容器电极材料及其制备方法 |
US9079764B1 (en) | 2011-04-22 | 2015-07-14 | Northwestern University | Methods for preparation of concentrated graphene compositions and related composite materials |
US9902866B2 (en) | 2011-04-22 | 2018-02-27 | Northwestern University | Methods for preparation of concentrated graphene ink compositions and related composite materials |
CN108140812B (zh) | 2015-10-14 | 2022-02-01 | 西北大学 | 石墨烯涂层金属氧化物尖晶石阴极及其制备方法 |
CN105932296B (zh) * | 2016-05-26 | 2018-04-27 | 宁波维科电池股份有限公司 | 一种高分散性石墨烯复合浆料的制备方法 |
CN106340653B (zh) * | 2016-09-29 | 2018-10-30 | 叶盛 | 一种褶皱状石墨烯复合导电剂及制备方法 |
WO2018217263A2 (en) * | 2017-02-27 | 2018-11-29 | Northwestern University | Nanostructured lithium-ion battery electrode composite materials via conformal graphene dispersion |
-
2018
- 2018-02-27 WO PCT/US2018/019965 patent/WO2018217263A2/en active Application Filing
- 2018-02-27 JP JP2019542529A patent/JP7262392B2/ja active Active
- 2018-02-27 KR KR1020197023314A patent/KR102520522B1/ko active IP Right Grant
- 2018-02-27 US US15/906,776 patent/US11088392B2/en active Active
- 2018-02-27 EP EP18805721.0A patent/EP3586388A4/en active Pending
- 2018-02-27 CN CN201880012170.8A patent/CN110832681B/zh active Active
-
2021
- 2021-07-07 US US17/369,058 patent/US11876168B2/en active Active
-
2023
- 2023-11-07 US US18/387,509 patent/US20240079637A1/en active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120064409A1 (en) * | 2010-09-10 | 2012-03-15 | Aruna Zhamu | Graphene-enhanced anode particulates for lithium ion batteries |
JP2012219010A (ja) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | ナノ複合素材及びその製造方法並びにこれを含むエネルギ貯藏装置 |
US20150072162A1 (en) * | 2011-04-22 | 2015-03-12 | Northwestern University | Methods for preparation of concentrated graphene ink compositions and related composite materials |
JP2013054958A (ja) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Hitachi Maxell Energy Ltd | 非水電解質二次電池用負極材、リチウムイオン二次電池及び電気化学キャパシタ |
JP2013067543A (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Asahi Glass Co Ltd | ケイ酸化合物、二次電池用正極および二次電池の製造方法 |
JP2015527707A (ja) * | 2012-07-20 | 2015-09-17 | アカデミア シニカAcademia Sinica | グラフェンを被覆した電極 |
US20150044556A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Yanbo Wang | Cathode active material-coated discrete graphene sheets for lithium batteries and process for producing same |
US20150044564A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Yanbo Wang | Anode containing active material-coated graphene sheets and lithium-ion batteries containg same |
JP2016189294A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 東ソー株式会社 | リチウムイオン2次電池用負極活物質およびその製造方法 |
CN105047917A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-11 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021158083A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 住友大阪セメント株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極材料、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池 |
US11444282B2 (en) | 2020-03-30 | 2022-09-13 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Positive electrode material for lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery |
WO2023054844A1 (ko) * | 2021-09-29 | 2023-04-06 | 경상국립대학교산학협력단 | 아연-이온 전지용 집전체 및 음극재, 이의 제조방법 및 아연-이온 전지 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180254517A1 (en) | 2018-09-06 |
CN110832681A (zh) | 2020-02-21 |
US20210344036A1 (en) | 2021-11-04 |
JP7262392B2 (ja) | 2023-04-21 |
EP3586388A2 (en) | 2020-01-01 |
CN110832681B (zh) | 2023-03-03 |
KR20190114994A (ko) | 2019-10-10 |
US20240079637A1 (en) | 2024-03-07 |
US11876168B2 (en) | 2024-01-16 |
WO2018217263A2 (en) | 2018-11-29 |
KR102520522B1 (ko) | 2023-04-12 |
US11088392B2 (en) | 2021-08-10 |
EP3586388A4 (en) | 2020-12-23 |
WO2018217263A3 (en) | 2019-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xu et al. | MoS2‐quantum‐dot‐interspersed Li4Ti5O12 nanosheets with enhanced performance for Li‐and Na‐ion batteries | |
JP7262392B2 (ja) | コンフォーマルグラフェン分散によるナノ構造リチウムイオンバッテリ電極複合材料 | |
Li et al. | TiNb 2 O 7/graphene composites as high-rate anode materials for lithium/sodium ion batteries | |
Wu et al. | Improved sodium-storage performance of stannous sulfide@ reduced graphene oxide composite as high capacity anodes for sodium-ion batteries | |
Huang et al. | Improved cycle stability and high-rate capability of Li3VO4-coated Li [Ni0. 5Co0. 2Mn0. 3] O2 cathode material under different voltages | |
Zou et al. | Silver-incorporated composites of Fe2O3 carbon nanofibers as anodes for high-performance lithium batteries | |
Tian et al. | Liquid exfoliated SnP3 nanosheets for very high areal capacity lithium‐ion batteries | |
de Guzman et al. | A silicon nanoparticle/reduced graphene oxide composite anode with excellent nanoparticle dispersion to improve lithium ion battery performance | |
John et al. | Conformal coating of TiO2 shell on silicon nanoparticles for improved electrochemical performance in Li-ion battery applications | |
Yen et al. | Sputtered copper coating on silicon/graphite composite anode for lithium ion batteries | |
Zhang et al. | Electrochemical performance of ZnWO4/CNTs composite as anode materials for lithium-ion battery | |
Kang et al. | Surface modification of cathodes with nanosized amorphous MnO2 coating for high-power application in lithium-ion batteries | |
Zhu et al. | Atomic layer deposited aluminum oxynitride coating for high-performance Si anode in lithium-ion batteries | |
Lin et al. | Graphene-wrapped Li4Ti5O12 hollow spheres consisting of nanosheets as novel anode material for lithium-ion batteries | |
Wang et al. | Improved capacity and rate capability of Fe2O3 modified Li4Ti5O12 anode material | |
Chen et al. | Liquid phase exfoliation of nonlayered non-van der Waals iron trifluoride (FeF3) into 2D-platelets for high-capacity lithium storing cathodes | |
Capone et al. | A red phosphorus-graphite composite as anode material for potassium-ion batteries | |
Gittleson et al. | Polymer coating of vanadium oxide nanowires to improve cathodic capacity in lithium batteries | |
Malik et al. | Synthesis of layered silicon-graphene hetero-structures by wet jet milling for high capacity anodes in Li-ion batteries | |
US10176932B2 (en) | Method of manufacturing graphene composite including ultrasonic-wave pulverization post-treatment process and method of manufacturing active material using the same | |
Peng et al. | Self-ordered nano-concave-regulated Al foil anode for high-stability dual-ion batteries | |
Daali et al. | In situ microscopy and spectroscopy characterization of microsized Sn anode for sodium-ion batteries | |
JP2021144955A (ja) | グラフェン系炭素粒子を含むリチウムイオンバッテリ電極 | |
Mateti et al. | In situ prepared V 2 O 5/graphene hybrid as a superior cathode material for lithium-ion batteries | |
Jiao et al. | Collector and binder-free high quality graphene film as a high performance anode for lithium-ion batteries |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210122 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230313 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230411 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7262392 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |