JP4628626B2 - 再充電可能なリチウム電池用アノード - Google Patents
再充電可能なリチウム電池用アノード Download PDFInfo
- Publication number
- JP4628626B2 JP4628626B2 JP2001519511A JP2001519511A JP4628626B2 JP 4628626 B2 JP4628626 B2 JP 4628626B2 JP 2001519511 A JP2001519511 A JP 2001519511A JP 2001519511 A JP2001519511 A JP 2001519511A JP 4628626 B2 JP4628626 B2 JP 4628626B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- anode
- nanotubes
- lithium
- lithium battery
- metal
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 15
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 7
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 4
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 4
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 4
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- -1 antimony / tin Chemical compound 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- OQMIRQSWHKCKNJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethene;1,1,2,3,3,3-hexafluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)=C.FC(F)=C(F)C(F)(F)F OQMIRQSWHKCKNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 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
- H01M4/13—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
- H01M4/36—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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- 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
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、再充電可能なリチウム電池用アノード、及びそのようなアノードを導入した電池に関する。
長年、リチウム金属アノード、及びリチウムイオンをインターカレート(intercalate)又は挿入可能な材料のカソードで電池を製造することが知られている。幅広い種々のインターカレーション又は挿入材料が、TiS2、V6O13及びLixCoO2(式中、xは1未満である)等の、再充電可能なリチウム電池用カソード材料として知られており;これらの材料は、固形電解質材料と混合されて、複合体カソードを形成することが多い。サイクリングの間のリチウム金属アノードにおけるデンドライト成長により生じる問題を避けるために、グラファイド等のインターカレーション材料をアノード材料として用いることが意図されており、また、これは、固形電解質材料と混合されて、複合体アノードを形成し得る。アノード及びカソードの両者がインターカレートされたリチウムイオンを含む、このタイプの再充電可能な電池は、現在、商業的に入手可能で、リチウムイオン電池、又はスウィング若しくはロッキング−チェア電池と称されている。
【0002】
他に知られているのは、アノード材料として、リチウムとの合金を形成するアルミニウム等の金属を用いることである。しかしながら、リチウム/アルミニウム合金アノードを有する電池の繰返しサイクリングにより、体積の変化及び構造的ダメージが生じる。また、酸化錫が、リチウムイオン電池における可逆性アノード材料として提案されている。リチウム挿入工程は、酸化錫の初期還元(initial reduction)(リチウム合金の可逆的形成が続く)により進められるとされる。バルクの錫金属中へのリチウムの繰り返し挿入及び除去では、体積変化が大きいために可逆性が劣ったものとなる傾向にあるが、金属錫粒子の周囲の酸化物フレーム構造の存在のために、酸化錫アノードの安定性が改良される。
【0003】
本発明によれば、再充電可能なリチウム電池用アノードは、組成全体にわたりリチウムとの合金を可逆的に形成し得る金属又はメタロイドをそれらの中に含むカーボンナノチューブを含む。
好ましくは、前記ナノチューブ中における金属又はメタロイドは、金属元素、例えば、アルミニウム又は錫、又は金属合金、例えば、アンチモン/錫であるが、それはまた、ケイ素等のメタロイドであってもよい。用語“合金”は、従来の合金と、一般式MLix(式中、Mは他の元素(金属又はメタロイド)を表し、かつ、xは異なる値の範囲を有していてもよい)のリチウム/元素化合物との両者を包含するものとして理解すべきである。
好ましくは、カーボンナノチューブは、例えば、弗化ポリビニリデンであってもよい高分子バインダーにより共に結合する。
本発明により、また、上記で特定したようなアノード、可逆性カソード、及び電解質を導入した再充電可能なリチウム電池が提供される。電解質は、固形高分子電解質又は液体電解質のいずれであってもよい。電解質が液体である場合、不活性な、液体―透過性セパレータが通常用いられて、アノードをカソードから分離する。種々の異なるインターカレーション材料をそのようなカソード中に用いることができる。
【0004】
そのような電池は、改良されたキャパシティ及び改良された可逆性を有すると期待することができ、なぜなら、前記ナノチューブが合金のための安定フレーム構造を提供するであろうからである。カーボンナノチューブは、また、更なるリチウムインターカレーションキャパシティを提供し得る。
カーボンナノチューブは、数ナノメーター以下の直径を有するチューブ様構造物であるが、それは、数ミクロンの長さを有していてもよい。それらは、(グラファイト層におけるような)炭素原子のシート又は六方格子で、それは、ロールアップされて、各末端に、フラーレン分子の半分のような半球状キャップを有する、シリンダーを製造するとして考えることができる。前記ナノチューブは、それらの直径、及びそれらのヘリシティ(シートをロールする軸により決定される)により特徴付けることができる。それらは、コバルト/ニッケル触媒の存在下での炉中におけるカーボンターゲットのレーザー蒸発により製造することができ;それらは、また、カーボンアークを用いて製造する。
【0005】
本発明を、単なる実施例により更に詳細に説明する。カーボンナノチューブは、塩化ナトリウム等の溶融塩の浴中においてカソードとして炭素電極を用いることにより電解的に製造する。電流をかけると、ナトリウムがグラファイト構造中に押しこまれ、これにより、ナノチューブの押出しが生じると考えられる。より安定性の低い塩、例えば塩化錫が、また、溶融塩浴中に導入される。これが、最初に分解し、得られる金属(錫)が、最初に、グラファイトの表面上に堆積する。この手段により得られるナノチューブは、その内側に安定性の低い金属塩を含むことを見い出した。電気分解後、その塩は水中に溶解され;ナノチューブがサスペンション中に残存するが、水溶液と不混和性有機溶液の界面に集まるであろう。このように、ナノチューブは、高収率で製造することができる。
【0006】
上述のようにして製造した錫充填ナノチューブを完全に乾燥させる。その後、ナノチューブを使用して、90質量部のナノチューブを10質量部の弗化ポリビニリデンホモポリマー(PVdF)と混合し、PVdF用溶剤としてのN−メチルピロリドンを有するスラリーを形成し、銅箔集電器上にキャスティングし、かつ、キャスト層を完全に乾燥させてNMP溶剤を除去することによりアノードを形成する。その後、同様の手順を用いて、リチウムコバルト酸化物、炭素及びPVdFを溶剤としてのNMPと混合してスラリーを形成し、アルミニウム箔集電器上にキャスティングし、キャスト層を完全に乾燥させてNMP溶剤を除去することによりカソードを製造する。その後、アノード及びカソードを微孔性ポリエチレンセパレータにより分離し、ワインドアップしてコイルを形成し、かつ、缶に挿入する。缶を、その後、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート混合物中に溶解された1M LiPF6からなる有機液体電解質で充填し、かつ、シールする。
【0007】
ナノチューブ及び高分子バインダー(弗化ポリビニリデン等)のみを含むアノードが、液体電解質を有する電池において使用するのに適していることが理解されるであろう。代わりのアノードでは、ナノチューブ及び高分子バインダーと共に可塑化溶剤(エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネート)、及びリチウム塩が導入され、固形高分子電解質についての使用に適する。更に別のアノードでは、可塑化溶剤、ナノチューブ及び高分子バインダーが導入されるが、リチウム塩は導入されない。そのようなアノードは取り扱いが容易であり、なぜなら、リチウム塩を含むアノードは、全体的に乾燥環境下に保持されなければならないからである。
アルミニウム充填ナノチューブを製造するために、電気分解工程は、先に記載したものと実質的に同一のものとするが、但し、溶融塩浴に添加する、安定性の低い塩は塩化アルミニウムである。
【0008】
従って、代わりの電池を、次のように、完全に乾燥させたアルミニウム充填ナノチューブを用いて製造することができる。48部のナノチューブを、24部の揮発性溶剤テトラヒドロフランと混合して、スラリーを製造する(全ての部は、質量部による)。これを、その後、6部のPVdFコポリマー、30部の塩溶液(3部のエチレンカーボネート及び2部のプロピレンカーボネートの混合物における1M LiPF6)、及び40部のテトラヒドロフランを含む高分子溶液と混合する。この混合物を、その後、0.5mmのブレードギャップのローラーにわたるドクターブレードを用い、銅箔上にキャスティングし、70℃の乾燥機に通して、揮発性溶剤テトラヒドロフランの蒸発を確実なものとする。この具体的な実施例において、コポリマーは、ヘキサフルオロプロピレン2質量%の弗化ビニリデンを有し、かつ、そのメルトフローインデックス(温度230℃で荷重21.6kg)がほんの3.1g/10分である十分に高い分子量を有する。
得られるアノードは、アルミニウム充填ナノチューブ、コポリマー、可塑化溶剤及びリチウム塩を含む。それは、複合カソード及び高分子電解質と組み合わせて、可逆的リチウムイオン電池を形成することができる。
Claims (4)
- カーボンナノチューブを含む、再充電可能なリチウム電池用アノードであって、該ナノチューブが、それらの中に、組成全体にわたりリチウムとの合金を可逆的に形成し得るアルミニウム、錫、アルミニウム若しくは錫を含む金属合金、又はケイ素から選ばれる金属又はメタロイドを含み、該金属又はメタロイドはナノチューブの内側に含まれる、該アノード。
- カーボンナノチューブが、高分子バインダーにより共に結合している請求項1に記載のアノード。
- 高分子バインダーと可塑化溶剤の両方を含む請求項2に記載のアノード。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のアノード、可逆性カソード、及び電解質を導入した再充電可能なリチウム電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB9919807.9A GB9919807D0 (en) | 1999-08-21 | 1999-08-21 | Anode for rechargeable lithium cell |
GB9919807.9 | 1999-08-21 | ||
PCT/GB2000/003211 WO2001015251A1 (en) | 1999-08-21 | 2000-08-18 | Anode for rechargeable lithium cell |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003514342A JP2003514342A (ja) | 2003-04-15 |
JP2003514342A5 JP2003514342A5 (ja) | 2007-10-04 |
JP4628626B2 true JP4628626B2 (ja) | 2011-02-09 |
Family
ID=10859560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001519511A Expired - Fee Related JP4628626B2 (ja) | 1999-08-21 | 2000-08-18 | 再充電可能なリチウム電池用アノード |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7189476B1 (ja) |
EP (1) | EP1206806B1 (ja) |
JP (1) | JP4628626B2 (ja) |
KR (1) | KR100703581B1 (ja) |
CN (1) | CN1379916A (ja) |
AU (1) | AU6708600A (ja) |
DE (1) | DE60001967T2 (ja) |
GB (1) | GB9919807D0 (ja) |
TW (1) | TW518786B (ja) |
WO (1) | WO2001015251A1 (ja) |
Families Citing this family (56)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6783702B2 (en) * | 2001-07-11 | 2004-08-31 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Polyvinylidene fluoride composites and methods for preparing same |
US20030152835A1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | Sankar Dasgupta | Carbon fibre containing negative electrode for lithium battery |
GB0211164D0 (en) * | 2002-05-16 | 2002-06-26 | Accentus Plc | Electrochemical cell assembly |
US7777597B2 (en) * | 2004-10-29 | 2010-08-17 | Nortel Networks Limited | Band reject filters |
US7767349B2 (en) * | 2005-07-25 | 2010-08-03 | 3M Innovative Properties Company | Alloy compositions for lithium ion batteries |
US8377586B2 (en) * | 2005-10-05 | 2013-02-19 | California Institute Of Technology | Fluoride ion electrochemical cell |
US20100221603A1 (en) * | 2006-03-03 | 2010-09-02 | Rachid Yazami | Lithium ion fluoride battery |
JP5032038B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2012-09-26 | 株式会社東芝 | 非水電解質電池用電極材料、非水電解質電池および電池パック |
EP2132756B1 (en) * | 2007-03-15 | 2016-11-09 | Yazaki Corporation | Capacitor electrodes comprising carbon nanotubes filled with one or more non-carbon materials |
KR101400994B1 (ko) * | 2007-04-10 | 2014-05-29 | 한국과학기술원 | 고용량 리튬 이차전지용 전극 및 이를 함유하는 리튬이차전지 |
US8828481B2 (en) * | 2007-04-23 | 2014-09-09 | Applied Sciences, Inc. | Method of depositing silicon on carbon materials and forming an anode for use in lithium ion batteries |
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 |
CN101409338A (zh) * | 2007-10-10 | 2009-04-15 | 清华大学 | 锂离子电池负极,其制备方法和应用该负极的锂离子电池 |
CN101409337B (zh) | 2007-10-10 | 2011-07-27 | 清华大学 | 锂离子电池负极,其制备方法和应用该负极的锂离子电池 |
CN101388447B (zh) | 2007-09-14 | 2011-08-24 | 清华大学 | 锂离子电池负极及其制备方法 |
TWI414100B (zh) * | 2007-09-28 | 2013-11-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 鋰離子電池負極及其製備方法 |
CN101420021B (zh) | 2007-10-26 | 2011-07-27 | 清华大学 | 锂离子电池正极及其制备方法 |
TWI474544B (zh) * | 2007-10-26 | 2015-02-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 鋰離子電池負極,其製備方法和應用該負極的鋰離子電池 |
KR100903503B1 (ko) * | 2007-11-02 | 2009-06-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극활물질, 그 제조방법 및 그 음극활물질을 구비한 리튬이차전지 |
US9979017B2 (en) | 2009-02-25 | 2018-05-22 | Cf Traverse Llc | Energy storage devices |
US10205166B2 (en) | 2008-02-25 | 2019-02-12 | Cf Traverse Llc | Energy storage devices including stabilized silicon |
US10056602B2 (en) | 2009-02-25 | 2018-08-21 | Cf Traverse Llc | Hybrid energy storage device production |
US8481214B2 (en) * | 2008-02-25 | 2013-07-09 | Catalyst Power Technologies | Electrodes including support filament with collar stop |
US9349544B2 (en) | 2009-02-25 | 2016-05-24 | Ronald A Rojeski | Hybrid energy storage devices including support filaments |
US10193142B2 (en) | 2008-02-25 | 2019-01-29 | Cf Traverse Llc | Lithium-ion battery anode including preloaded lithium |
KR101307623B1 (ko) | 2008-02-25 | 2013-09-12 | 로날드 앤쏘니 로제스키 | 고용량 전극 |
US9966197B2 (en) | 2009-02-25 | 2018-05-08 | Cf Traverse Llc | Energy storage devices including support filaments |
US10727481B2 (en) | 2009-02-25 | 2020-07-28 | Cf Traverse Llc | Energy storage devices |
US9705136B2 (en) | 2008-02-25 | 2017-07-11 | Traverse Technologies Corp. | High capacity energy storage |
US9362549B2 (en) | 2011-12-21 | 2016-06-07 | Cpt Ip Holdings, Llc | Lithium-ion battery anode including core-shell heterostructure of silicon coated vertically aligned carbon nanofibers |
US11233234B2 (en) | 2008-02-25 | 2022-01-25 | Cf Traverse Llc | Energy storage devices |
US9941709B2 (en) | 2009-02-25 | 2018-04-10 | Cf Traverse Llc | Hybrid energy storage device charging |
US9917300B2 (en) | 2009-02-25 | 2018-03-13 | Cf Traverse Llc | Hybrid energy storage devices including surface effect dominant sites |
US9431181B2 (en) | 2009-02-25 | 2016-08-30 | Catalyst Power Technologies | Energy storage devices including silicon and graphite |
US9412998B2 (en) | 2009-02-25 | 2016-08-09 | Ronald A. Rojeski | Energy storage devices |
WO2010036448A2 (en) * | 2008-07-24 | 2010-04-01 | California Institute Of Technology | Carbon cathodes for fluoride ion storage |
KR20100073506A (ko) * | 2008-12-23 | 2010-07-01 | 삼성전자주식회사 | 음극 활물질, 이를 포함하는 음극, 음극의 제조 방법 및 리튬 전지 |
US20100285358A1 (en) | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Amprius, Inc. | Electrode Including Nanostructures for Rechargeable Cells |
US20140370380A9 (en) * | 2009-05-07 | 2014-12-18 | Yi Cui | Core-shell high capacity nanowires for battery electrodes |
US8450012B2 (en) | 2009-05-27 | 2013-05-28 | Amprius, Inc. | Interconnected hollow nanostructures containing high capacity active materials for use in rechargeable batteries |
US10366802B2 (en) | 2009-06-05 | 2019-07-30 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Compositions including nano-particles and a nano-structured support matrix and methods of preparation as reversible high capacity anodes in energy storage systems |
KR101098518B1 (ko) | 2009-06-18 | 2011-12-26 | 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 | 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 리튬 이차 전지 |
US20110183206A1 (en) * | 2009-12-02 | 2011-07-28 | Brigham Young University | Apparatus, system, and method for carbon nanotube templated battery electrodes |
US9061902B2 (en) | 2009-12-18 | 2015-06-23 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Crystalline-amorphous nanowires for battery electrodes |
US9780365B2 (en) | 2010-03-03 | 2017-10-03 | Amprius, Inc. | High-capacity electrodes with active material coatings on multilayered nanostructured templates |
US9172088B2 (en) | 2010-05-24 | 2015-10-27 | Amprius, Inc. | Multidimensional electrochemically active structures for battery electrodes |
WO2012067943A1 (en) | 2010-11-15 | 2012-05-24 | Amprius, Inc. | Electrolytes for rechargeable batteries |
CN103210525B (zh) * | 2010-11-26 | 2015-11-25 | 株式会社爱发科 | 锂硫二次电池用正极及其形成方法 |
GB201104096D0 (en) | 2011-03-10 | 2011-04-27 | Univ Manchester | Production of graphene |
KR101272081B1 (ko) | 2011-06-09 | 2013-06-07 | 한국과학기술연구원 | 금속이 도핑된 탄소박막으로 코팅된 전극 |
EP2615674B1 (en) | 2012-01-10 | 2017-05-10 | Samsung SDI Co., Ltd. | Binder for electrode of lithium battery and lithium battery containing the binder |
CN103199257B (zh) * | 2012-01-10 | 2017-05-31 | 三星Sdi株式会社 | 用于锂电池电极的粘结剂和包含所述粘结剂的锂电池 |
GB2500611A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-02 | Cambridge Entpr Ltd | Powder comprising carbon nanostructures and method of preparation |
JP7182758B2 (ja) | 2014-05-12 | 2022-12-05 | アンプリウス テクノロジーズ インコーポレイテッド | リチウムバッテリのためのアノードおよびその製造方法 |
WO2018094303A1 (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Mossey Creek Technologies, Inc. | Thixotropic nanoparticle silicon anodes and deoxygenated lithium metal oxide cathodes |
PE20210786A1 (es) * | 2018-06-06 | 2021-04-22 | Univ Tecnica Federico Santa Maria Utfsm | Anodo nanoestructurado, metodo para su elaboracion y uso |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4945014A (en) * | 1988-02-10 | 1990-07-31 | Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. | Secondary battery |
JP2546114B2 (ja) * | 1992-12-22 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 異物質内包カーボンナノチューブとその製造方法 |
JP2526789B2 (ja) * | 1993-06-24 | 1996-08-21 | 日本電気株式会社 | 非水電解液二次電池 |
US5879836A (en) * | 1993-09-10 | 1999-03-09 | Hyperion Catalysis International Inc. | Lithium battery with electrodes containing carbon fibrils |
GB9418937D0 (en) * | 1994-09-20 | 1994-11-09 | Isis Innovation | Opening and filling carbon nanotubes |
JPH0945312A (ja) * | 1995-07-31 | 1997-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池用負極とこれを用いた電池 |
US5561007A (en) * | 1995-11-17 | 1996-10-01 | Saidi; M. Yazid | Cathode-active material blends of Lix Mn2 O4 and Liy -α-MnO2 |
JPH10125321A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Sony Corp | 電池負極用炭素質材料及び非水電解液二次電池 |
US6177213B1 (en) * | 1998-08-17 | 2001-01-23 | Energy Conversion Devices, Inc. | Composite positive electrode material and method for making same |
US6280697B1 (en) * | 1999-03-01 | 2001-08-28 | The University Of North Carolina-Chapel Hill | Nanotube-based high energy material and method |
JP2001048509A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-20 | Ricoh Co Ltd | Cntとcnt集合体、電界放出型冷陰極電子放出素子とその製造方法、および該電子放出素子を用いた表示装置 |
JP2002025638A (ja) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Nec Corp | 電 池 |
-
1999
- 1999-08-21 GB GBGB9919807.9A patent/GB9919807D0/en not_active Ceased
-
2000
- 2000-08-17 TW TW089116649A patent/TW518786B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-08-18 EP EP00954727A patent/EP1206806B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-18 KR KR1020027002141A patent/KR100703581B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-08-18 AU AU67086/00A patent/AU6708600A/en not_active Abandoned
- 2000-08-18 US US10/069,011 patent/US7189476B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-18 WO PCT/GB2000/003211 patent/WO2001015251A1/en active IP Right Grant
- 2000-08-18 CN CN00811729A patent/CN1379916A/zh active Pending
- 2000-08-18 JP JP2001519511A patent/JP4628626B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-08-18 DE DE60001967T patent/DE60001967T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60001967T2 (de) | 2003-11-06 |
JP2003514342A (ja) | 2003-04-15 |
TW518786B (en) | 2003-01-21 |
AU6708600A (en) | 2001-03-19 |
KR20020042646A (ko) | 2002-06-05 |
WO2001015251A1 (en) | 2001-03-01 |
GB9919807D0 (en) | 1999-10-27 |
DE60001967D1 (de) | 2003-05-08 |
KR100703581B1 (ko) | 2007-04-05 |
US7189476B1 (en) | 2007-03-13 |
CN1379916A (zh) | 2002-11-13 |
EP1206806A1 (en) | 2002-05-22 |
EP1206806B1 (en) | 2003-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4628626B2 (ja) | 再充電可能なリチウム電池用アノード | |
JP5860834B2 (ja) | リチウムイオン再充電可能電池セル | |
Li et al. | Rate capabilities of nanostructured LiMn2 O 4 electrodes in aqueous electrolyte | |
JP2014522355A (ja) | 粒状多孔質炭素材料、リチウム電池に該粒状多孔質炭素材料を使用する方法 | |
JP6159709B2 (ja) | 高分子で置換されたシリコンナノ粒子と自己組織化ブロック共重合体を含む高性能リチウム−ポリマー電池 | |
JP2002530838A (ja) | 改善された低温性能を有する電解質 | |
US20130157106A1 (en) | Lithium metal powder-carbon powder composite anode for lithium secondary battery and lithium metal secondary battery comprising the same | |
Flores et al. | Production of carbon fibers through Forcespinning® for use as anode materials in sodium ion batteries | |
TW201624819A (zh) | 鋰離子電池以及用於鋰離子電池單元中的製備預鋰化陽極的方法 | |
JP2005158401A (ja) | 正極活物質およびその製造方法ならびにリチウムイオン二次電池 | |
JP6952885B2 (ja) | リチウム−硫黄二次電池の正極製造用バインダー及びこれを使用した正極の製造方法 | |
KR102077160B1 (ko) | 리튬/탄소직물 복합 전극 및 이의 제조방법 | |
JPH11260363A (ja) | リチウム二次電池 | |
JPH0883606A (ja) | リチウム二次電池 | |
JP2002246017A (ja) | 非水系2次電池用負極材料とその製造方法および負極 | |
JP4947873B2 (ja) | 二次電池用電解液 | |
KR102165013B1 (ko) | 휘어진 헥사벤조코로넨 유도체를 포함하는 이차전지용 음극활물질, 이를 이용한 음극의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지 | |
JP2004273168A (ja) | 非水電解質電池 | |
JPH07296795A (ja) | リチウム二次電池用負極およびそれを用いてなるリチウム二次電池 | |
JP7491254B2 (ja) | 多孔質シリコン材料の製造方法及び多孔質シリコン材料 | |
JP7515631B2 (ja) | リチウム‐硫黄電池の正極製造用バインダー組成物、及びこれによって製造されたリチウム‐硫黄電池の正極 | |
JP4196894B2 (ja) | 非水系2次電池用負極材料 | |
JP2023154884A (ja) | 多孔質シリコン材料の製造方法、多孔質シリコン材料及び蓄電デバイス | |
WO2024142914A1 (ja) | 二次電池用正極活物質の製造方法 | |
JP2002110158A (ja) | リチウムイオン二次電池負極用炭素材料およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070817 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070817 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20081105 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20091006 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20100326 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20100415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100510 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100810 |
|
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: 20101025 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101110 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4628626 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |