JP2020508541A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 前記ナノ粒子がスピネルＬＭＯ構造を含み、前記ＬＭＯが前記複合材の少なくとも約８０ｗｔ％である、請求項２又は４に記載の複合材。
6. 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又は４に記載の複合材。
7. 請求項１から６の何れか一項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。
8. 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
   を含み、
   前記堆積させた組成物がアニーリングされる、方法。
9. 前記グラフェン源材料がグラファイトである、請求項８に記載の方法。
10. 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８に記載の方法。
11. 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１０に記載の方法。
12. 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。
13. 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８又は１２に記載の方法。
14. 前記疎水性流体成分が、Ｃ_２〜Ｃ_５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８又は１２に記載の方法。
15. 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１４に記載の方法。