JP5722800B2 - 固体電池用の複合電極の製造方法、複合電極、蓄電池及び電池 - Google Patents
固体電池用の複合電極の製造方法、複合電極、蓄電池及び電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5722800B2 JP5722800B2 JP2011549624A JP2011549624A JP5722800B2 JP 5722800 B2 JP5722800 B2 JP 5722800B2 JP 2011549624 A JP2011549624 A JP 2011549624A JP 2011549624 A JP2011549624 A JP 2011549624A JP 5722800 B2 JP5722800 B2 JP 5722800B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite electrode
- electrode
- battery
- lithium
- carbon atoms
- 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.)
- Active
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 30
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims description 7
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 22
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 17
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 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 claims description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 11
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 claims description 10
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical group C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O Pyrrolidinium ion Chemical compound C1CC[NH2+]C1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 6
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 19
- -1 alkoxy silane Chemical compound 0.000 description 14
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 12
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 12
- 229910003473 lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012703 sol-gel precursor Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoro-n-(trifluoromethylsulfonyl)methanesulfonamide Chemical compound FC(F)(F)S(=O)(=O)NS(=O)(=O)C(F)(F)F ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGLIVJFAKNJZRE-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-1-propylpiperidin-1-ium Chemical compound CCC[N+]1(C)CCCCC1 OGLIVJFAKNJZRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical compound C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013372 LiC 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013528 LiN(SO2 CF3)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014422 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012258 LiPO Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical group C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 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
- 125000005428 anthryl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C([H])=C3C(*)=C([H])C([H])=C([H])C3=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- DKNRELLLVOYIIB-UHFFFAOYSA-N bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide;1-methyl-1-propylpyrrolidin-1-ium Chemical compound CCC[N+]1(C)CCCC1.FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F DKNRELLLVOYIIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- BRWZYZWZBMGMMG-UHFFFAOYSA-J dodecanoate tin(4+) Chemical group [Sn+4].CCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCC([O-])=O BRWZYZWZBMGMMG-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000004170 methylsulfonyl group Chemical group [H]C([H])([H])S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002902 organometallic 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
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 125000005561 phenanthryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000012056 semi-solid material Substances 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N sulfamide Chemical class NS(N)(=O)=O NVBFHJWHLNUMCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005023 xylyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 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
- 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
-
- 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
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/431—Inorganic material
- H01M50/434—Ceramics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0045—Room temperature molten salts comprising at least one organic ion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0088—Composites
- H01M2300/0091—Composites in the form of mixtures
-
- 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
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
更に、高エネルギーの全固体状電池を入手可能にすることが必要とされている。
本発明の更なる対象は、
a.- 少なくとも1つのイオン液体及び任意に
- 少なくとも1つの溶媒、又は
- 少なくとも1つのポリマー又は
- 少なくとも1つの溶媒と1つのポリマーの混合物
を含む媒体を複合電極上に、注加する工程と、
前記媒体は、少なくとも1つのリチウム、ナトリウム又はマグネシウム塩と、
i.酸の非存在下、及び任意に触媒の存在下及び任意に重縮合時間を減少させうる触媒の存在下、少なくとも1つの加水分解性基を含む少なくとも1つの無機分子前駆体、
ii.又は少なくとも1つの重合性モノマー、
iii.又は2つの混合物
も含み、
電極の多孔(porosity)に含浸させ、かつ前記電極の表面に膜を形成させるための前記媒体が過剰であり、
b.イオン液体及び上記リチウム、ナトリウム又はマグネシウム塩と任意に溶媒又はポリマー又は2つの混合物を含むゲルが得られるまで数日に延長しうる期間放置することにより、少なくとも1つの無機分子前駆体のその場(in situ)重縮合工程、又は少なくとも1つの重合性モノマー又はモノマー混合物の重合工程、前記ゲルは、電極内に含まれる電解質と電極と接するように位置するイオノゲル電解質との間で連続マトリックスを得るために、前記複合電極の多孔内と前記複合電極と接する層の型枠内の両方に位置し、及び任意に、
c.イオン導電ゲルの水含量が50ppm以下になるまでの水の除去工程
を含む複合電極の製造方法である。
それゆえ、本発明によれば、単一工程(「ワンポット」:one pot)で方法を実施できる。
表現「イオン液体」は、室温付近の温度で液状、例えば-20及び+100℃の間に含まれる温度で液体であるカチオンとアニオンの組み合わせを意味する。
重合性モノマーもこの分野で従来使用されており、当業者に知られているものである。
イオン液体/溶媒、イオン液体ポリマー、又はイオン液体/溶媒/ポリマー混合物の割合は、使用される化合物の種類により当業者により確定され、かつ一般知識の一部を形成する。
表現「加水分解性基」は、分子本体に結合しかつ加水分解により分子から分離しうる化学基を意味する。本発明の枠組みの範囲で使用される分子前駆体は、少なくとも3つの加水分解性基を含むか、1つ又は2つの加水分解性基がゲルの形成に十分である寸法(多少の分岐ポリマー鎖)を既に有している。
本発明によれば、イオン液体、溶媒又はポリマーは、乾燥させて使用でき(50ppm以下の水)、又は前もって水和させてもよい(通常10重量%以下の水を含む)。それらがかなり乾燥している場合、それらは重縮合又は重合反応間、次第に水和されるようになる。
本発明による方法の他の有利な実施の形態において、媒体に含まれる塩はリチウム塩である。
本発明の有利な方法によれば、イオン液体は、イミダゾリウム又はピリジニウム、ピロリジニウム又はピペリジニウム環をカチオンとして含むものから選択され、この環は窒素原子において、特に、炭素原子数1〜8である1以上のアルキル基で置換可能であり、炭素原子において、特に、炭素原子数1〜30である1以上のアルキル基で置換可能である。
本発明の意味の範囲内で、炭素原子数1〜30であるアルキル基は、1〜30の炭素原子、有利には1〜18の炭素原子、更により有利には1〜8の炭素原子を含み、飽和炭化水素鎖又は1以上の二重結合を有する鎖であり;例示のために、メチル、エチル、プロピル、iso-プロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、t-ブチル、ペンチル、イソペンチル、2,2-ジメチル-プロピル、ヘキシル、2,3-ジメチル-2-ブチル、ヘプチル、2,2-ジメチル-3-ペンチル、2-メチル-2-ヘキシル、オクチル、4-メチル-3-ヘプチル、ノニル、デシル、ウンデシル及びドデシル基を挙げることができる。
本発明の有利な実施の形態において、カチオンは、以下の式(I):
R3〜R6は、互いに独立で、水素原子又は炭素原子数1〜30のアルキル基であり、有利には炭素原子数1〜18、更により有利には炭素原子数1〜8のアルキル基を意味する)
のピロリジニウム環又は、
以下の式(II):
R3〜R7は、互いに独立で、水素原子又は炭素原子数1〜30のアルキル基であり、有利には炭素原子数1〜18、更により有利には炭素原子数1〜8のアルキル基を意味する)
のピペリジニウム環である。
特に有利な実施の形態において、カチオンは、
ハロゲン化物アニオンは、特に、次のアニオン:塩化物、臭化物、フッ化物又はヨウ化物から選択される。
本発明の特に有利な実施の形態において、アニオンは:
- 式:
- 式PF6 -のヘキサフルオロホスフェート、
- 式BF4 -のテトラフルオロボレート及び
- 式
周期表の3、4及び5周期の元素の誘導体により、特にシリコン及び他の有機金属化合物、特にチタン、亜鉛、ジルコニウム、銀、スズ又はアルミニウムに基づく、例えば、TiCl4、Ti(OCH(CH3)2)4、Al(OCH(CH3)2)3Si(OCH3)4、SnCl4のような化合物、が意味される。
R'x(RO)4-xSi
(式中、
- xは0〜4の間で変化する整数であり、
- Rは炭素原子数1〜4のアルキル基を意味し、及び
- R'は:
* 1〜4の炭素原子を含むアルキル基、又は
* 6〜30の炭素原子、有利には6〜10の炭素原子を含むアリール基又は
* ハロゲン原子を意味する)
の化合物であり、この化合物は、特に、テトラメトキシシランやメチルトリメトキシシラン又はこれら化合物の混合物である。
本発明によれば、水の除去工程c)は、当業者に知られたあらゆる技術により実施でき、特に、減圧(vacuum)下、50及び100℃の間に含まれる温度で、1h及び5日の間に含まれる期間、オーブン中に置くことにより実施できる。
a.:
- 少なくとも1つのイオン液体及び任意に、
- 少なくとも1つの溶媒、又は
- 少なくとも1つのポリマー又は
- 2つの混合物
を含む媒体を注加する工程、前記媒体は、少なくとも1つのリチウム、ナトリウム又はマグネシウム塩と、
i.酸の非存在下及び任意に重縮合時間を短縮させうる触媒の存在下、少なくとも1つの加水分解性基を含む少なくとも1つの無機分子前駆体、
ii.又は少なくとも1つの重合性モノマー、
iii.又は2つの混合物のいずれか
とも含み、
b.:イオン液体及び前記リチウム、ナトリウム又はマグネシウム塩、及び任意に溶媒やポリマー又は2つの混合物と、それとを含み、成形可能、特に、透明一体状固体の形状であるゲルが得られるまで、工程a)で得られた混合物を、数日(several days)間保持したままにし、
c.:イオン伝導ゲルの水含量が50ppm以下となるまで、水を除去する工程
を含む方法は、固体形状で「イオノゲル」とも呼ばれるイオン-伝導ゲルの製造を許容する。
- それらは連続膜である、
- それらは約250℃、特に約100℃の温度まで安定である、
- それらは透明である、
- それらはイオン伝導体であり、イオン伝導度は、特に室温で10-4及び10-3S.cm-1の間、230℃で10-2及び10-1の間に含まれ、
- それらは電気絶縁体であり及び
- それらは水の排除後に20体積%以下の収縮量を示す
を有する。
それらは連続イオノ-共結合性マトリックスの存在により特徴付けられる。
表現「閉じ込める」は、イオン液体又は溶媒又はポリマーが材料中に含まれ、材料から流れず、材料から蒸発せずに残ることを意味する。
それらは高エネルギー全固体電池の構成に特に有用である。
本発明の更なる目的は、本発明による方法により得られうる複合電極である。
全固体リチウム、ナトリウム又はマグネシウム蓄電池又は電池は、本発明により製造された負極や正極、又は両極のいずれかを含む連続電極-電解質界面を有する。
本発明による蓄電池又は電池は、電池の従来用途、特にリチウム電池、特に例えば携帯電話、ラップトップ、コンピュータ及びカムコーダのような携帯電子機器の、全てで使用できる。
図1は、イオン液体とリチウム塩から本発明による方法によりえられ得る本発明による電極を示している。領域Aは電極に対応し、孔がイオノゲルで満たされている(より明るい色でグレインの形成で現れている)。領域Bは電極の表面で堆積したイオノゲルに対応し、蓄電池を形成するための他の電極と共に組み立てられた場合、セパレータと電極として機能し、Cは硬構造で閉じ込められたイオン液体/リチウム塩媒体を含むイオノゲルの構造を示している。
図2は、従来技術の状態を表し、正極(Li1N1/3Mn1/3Co1/3O2)/固体電解質(イオノゲル)の界面が連続でない場合に得られる比容量を示している。
図3は、正極(Li1N1/3Mn1/3Co1/3O2)/固体電解質(イオノゲル)の界面が、シリコンに対するイオン液体の可変モル比(---):モル比=0.25、(------):モル比=0.5及び(−):モル比=1の存在で、本発明(実施例2)により最適化された場合に得られた容量を示す。
図4は、正極の充電/放電反応(Li+イオンの抽出/挿入)の繰り返し性を示している。●は放電;▲は充電。
図5は、実施例2(------):基準重量=2mg.cm-2;(−)基準重量=42mg.cm-2により製造された電極の電気化学性能を基準重量で所望しない効果が存在しないことを示している。
1.1.操作方法
1.1.1.イオノゲルの一般的合成
a)電極をイオン液体である1-メチル-1-プロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(Py13-TFSI)又はイオン液体である1-メチル-1-プロピルピペリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(PP13-TFSI)及びリチウム塩(LiTFSI)の混合物を使用して合成する。LiTFSIの濃度は、0.1及び2モルL-1の間に設定する。この混合物を溶液1と呼ぶ。
b)テトラメトキシシラン(TMOS)量とメチルトリメトキシシラン(MTMS)量との混合物を作る。この混合物を溶液2と呼ぶ。
c)ゾルの合成:電解質(溶液1)をシリカ前駆体(溶液2)と、以下の表1及び表2で示される重量による割合により混合する。
従来技術で知られた技術により、電極上にイオノゲルの単純堆積により電極を製造する。
これらは図2に示す。
この場合、正極(Li1N1/3Mn1/3Co1/3O2)/固体電解質(イオノゲル)界面が連続的ではない。結果として、得られた比容量は、非常に低く(2、3(few)mAh.g-1)、装置が使用可能でないことを意味する。
得られた低比容量(Py13-TFSI+0.35モル/kg LiTFSIのイオン液体の電解質で得られた約1%の比容量)は、恐らく複合電極の表面グレインにより、固体電解質との界面で直接接するもののみであることによる。
1.1.操作方法
電解質は、Py13-TFSIを8.0709gとLiTFSIを0.8119gの混合物、即ちPy13-TFSI+0.35モル/kg LiTFSI(即ち、約0.5モル/L)から予め合成したものを使用する。
この電解質の0.4645gを、ガラスタブレットボトル中で、TMOS-MTMSの0.2948gと混合して使用する。このようにしてシリコンに対するイオン液体のモル比0.5を有するゾルを得る。それを磁気撹拌棒を使用して1時間混合する。
次いで、この混合物200μLを移動し、Li1N1/3Mn1/3Co1/3O2型の(多孔)複合電極上に注ぐ。残ったイオノゲルをガラスタブレットボトル中に残し、ゲル化時間を確認する。この場合、ゲル化時間は30時間である。
30時間後、ゲル化複合電極をT=100℃で、減圧下に24時間、オーブン中に置く。
この手順でイオノゲル化され、連続正極(Li1N1/3Mn1/3Co1/3O2)/固体電解質(イオノゲル)の界面(又は接合)を有する複合電極は、リチウム蓄電池中で使用できる。かくしてリチウム金属補助電極は、固体電解質(イオノゲル)上に、下降圧力(downward pressure)(1kg/cm2のオーダー)を介して添加される。
これらを図3及び4に示す。
正極(Li1N1/3Mn1/3Co1/3O2)/固体電解質(イオノゲル)の界面が最適化された場合、得られた電気化学性能はLi1N1/3Mn1/3Co1/3O2/イオン液体(Py13-TFSI+0.35モル/kg LiTFSI)半セルで得られた容量と同一である。即ち、20時間で、1つのLi+イオンの抽出/挿入の充電/放電率において110mAh.g-1の比容量である。極性は、全固体電解質及びイオン液体電解質と同一である。更に、シリコンに対するイオン液体のモル比は、電気化学性能に影響しない(図3参照)。この実施例中、副電極はリチウム金属電極である。Li金属/電解質界面は、Li金属電極と固体電解質との間の圧(1kg/cm2のオーダー)により規定される。
正極の充電/放電反応(Li+イオンの抽出/挿入)は、図4に示すように、可逆性である。循環が対Li+/Liで4.5Vに達する電位まで可能であること明らかである。
新たな電気化学還元や酸化工程は、定電流(galvanostatic)曲線(ここで示さない)に生じておらず、電解質が対Li+/Liで4.5Vまで電気化学的に安定であることが示されている。
3.1.操作方法
実施例2で製造されたLi1N1/3Mn1/3Co1/3O2/固体電解質(イオノゲル)/Li蓄電池を、封止されたスワゲロク(Swagelok)(商標)型電気化学セル中に置く。この工程は湿度と酸素レベルを5ppm以下とするグローブボックス中で行う。充電-放電実験は、コンピュータに接続されかつEC-Lab(Bio-Logic)ソフトウェアにより制御されたVMP(Bio-Logic)マルチ-ウェイポテンシオスタット/ガルバノスタットを使用して行う。
蓄電池での充電-放電実験を定電流で行う。電流はユーザーにより計算されセットされる。1モルのリチウムイオンがユーザーによりセットされた時間(通常20時間)で挿入(又は抽出)される。この時間は蓄電池の充電-放電率を規定する。循環が対Li+/Liで2.7Vと4.5Vの間に含まれる電位窓内で行われる。循環温度を、調節しうるオーブン中にスワゲロク(商標)セルを置くことにより、ユーザーによりセットする。
これらを図5に示す。
複合電極の基準重量(単位表面積当たり活物質の質量による量に対応する)は、固体イオノゲル電解質で得られた電気化学性能に影響しない。
従って、イオノゲル技術を、配合を変更することなく、既に商業的に発達した複合電極に使用可能である。同様に、現在開発されている全固体電池の主たる課題が、低い基準重量:活物質40質量%のみ(最大値)を含む複合電極である。現在、イオノゲル電解質の場合、市販の複合電極の多孔率がイオノゲルにより完全に吸収され:質量による活物質90%が複合電極中に保持され、得られた電気化学性能がイオン液体型の電解質で得られた性能と同一である。
Claims (9)
- a.イミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム又はピペリジニウム環をカチオンとして、アニオンとして、ハロゲン化物、ペルフルオロ化アニオン及びホウ酸塩から選択されるものを含むものから選択される少なくとも1つのイオン液体を含む媒体を原料の複合電極上に注加する工程であって、
前記媒体は、少なくとも1つのリチウム、ナトリウム又はマグネシウム塩と、
酸の非存在下、
一般式:
R'x(RO)4-xSi
(式中、
- xは0〜4の間を変化する整数であり、
- Rは炭素原子数1〜4のアルキル基を意味し、及び
- R'は:
* 1〜4の炭素原子を含むアルキル基、又は
* 6〜30の炭素原子を含むアリール基又は
* ハロゲン原子を意味する)
で表される少なくとも1つの加水分解性基を含む少なくとも1つの無機分子前駆体も含み、
前記原料の複合電極の多孔に含浸させ、かつ前記原料の複合電極の表面に膜を形成させるために使用される前記媒体が過剰量使用される工程と、
b.上記イオン液体及びリチウム、ナトリウム又はマグネシウム塩を含むイオン導電ゲルが得られるまで9日までの期間放置することによる、少なくとも1つの無機分子前駆体のその場(in situ)重縮合工程であって、この工程により、前記イオン導電ゲルは、前記原料の複合電極内に含まれるイオン導電ゲルと前記原料の複合電極と接するように位置するイオン導電ゲルとの両方での連続マトリックスを得るために、前記原料の複合電極の多孔内と前記原料の複合電極と接する膜の形態での両方に位置する工程と、
を含むイオン導電ゲルを含有した固体電池用の複合電極の製造方法。 - 前記イミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム又はピペリジニウム環が、窒素原子において、特に、炭素原子数1〜8である1又は2つのアルキル基で置換可能であり、炭素原子において、特に、炭素原子数1〜30である1以上のアルキル基で置換可能であることを特徴とする請求項1による方法。
- 前記媒体が、
1つのみの前記イオン液体と、少なくとも1つの前記リチウム又はナトリウム塩と、
酸の非存在下、少なくとも1つの加水分解性基を含む少なくとも1つの前記無機分子前駆体
を含むことを特徴とする請求項1又は2のいずれか1つによる方法。 - 前記工程aの媒体が、更に、
- 少なくとも1つの溶媒、又は
- 少なくとも1つのポリマー又は
- 少なくとも1つの溶媒と1つのポリマーの混合物
を含み、及び
前記工程bのイオン導電ゲルが、前記溶媒又は前記ポリマー又は前記溶媒とポリマーの混合物を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つによる方法。 - 前記工程aの媒体が、更に、重縮合時間を減少させうる触媒の存在下、前記少なくとも1つのリチウム、ナトリウム又はマグネシウム塩と、前記少なくとも1つの無機分子前駆体も含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つによる方法。
- 前記工程bの後に、c.イオン導電ゲルの水含量が50ppm以下になるまでの水の除去工程を更に含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つによる方法。
- 媒体中に含まれる塩がリチウム塩であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つによる方法。
- 請求項1〜7のいずれか1つの方法により得られうる固体電池用の複合電極。
- 請求項8による固体電池用の複合電極が、連続した複合電極-イオン導電ゲル界面を有し、負極、正極又は両極である全固体リチウム、ナトリウム又はマグネシウム蓄電池又は電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0950936A FR2942235B1 (fr) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | Gels conducteurs ioniques, leur procede de preparation et leur utilisation comme electrolyte |
FR09/50936 | 2009-02-13 | ||
PCT/FR2010/000115 WO2010092258A1 (fr) | 2009-02-13 | 2010-02-12 | Batteries non aqueuses a haute energie a base de gels conducteurs ioniques, leur procédé de préparation et leur utilisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012518248A JP2012518248A (ja) | 2012-08-09 |
JP5722800B2 true JP5722800B2 (ja) | 2015-05-27 |
Family
ID=40821644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011549624A Active JP5722800B2 (ja) | 2009-02-13 | 2010-02-12 | 固体電池用の複合電極の製造方法、複合電極、蓄電池及び電池 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8915975B2 (ja) |
EP (1) | EP2396839B1 (ja) |
JP (1) | JP5722800B2 (ja) |
CN (1) | CN102405542B (ja) |
ES (1) | ES2673997T3 (ja) |
FR (1) | FR2942235B1 (ja) |
WO (1) | WO2010092258A1 (ja) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8795544B2 (en) | 2010-06-30 | 2014-08-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device, lithium-ion secondary battery, electric double layer capacitor and lithium-ion capacitor |
CN102651485B (zh) * | 2011-02-28 | 2016-03-30 | 丰田自动车株式会社 | 可充镁电池、电解液在可充镁电池中的应用、以及用于可充镁电池的电解液 |
US9245694B2 (en) * | 2011-05-12 | 2016-01-26 | The Regents Of The University Of California | Solid-state supercapacitor |
US8951664B2 (en) | 2011-06-03 | 2015-02-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Ionic liquid and power storage device including the same |
JP6099887B2 (ja) * | 2011-06-24 | 2017-03-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置 |
JP6151910B2 (ja) | 2011-12-23 | 2017-06-21 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | イオン液体、非水溶媒、電解液、蓄電装置 |
KR20130073822A (ko) | 2011-12-23 | 2013-07-03 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 이온 액체, 비수 전해질 및 축전 장치 |
US10227462B2 (en) | 2012-04-23 | 2019-03-12 | Solvay Sa | Fluoropolymer film |
KR20140045880A (ko) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 축전 장치 |
JP6220973B2 (ja) * | 2013-07-29 | 2017-10-25 | ハチンソン | バイオポリマーマトリックスを含むモノリシックイオノゲル、及びその製造方法 |
CN106463771B (zh) * | 2014-02-06 | 2019-09-27 | 格利恩技术私人有限公司 | 凝胶化离子液体膜涂布的表面及其应用 |
JP6299251B2 (ja) * | 2014-02-10 | 2018-03-28 | セイコーエプソン株式会社 | 電極複合体の製造方法、電極複合体および電池 |
FR3018395A1 (fr) * | 2014-03-06 | 2015-09-11 | St Microelectronics Tours Sas | Procede de fabrication d'une microbatterie |
US9911981B1 (en) * | 2014-04-10 | 2018-03-06 | National Technology & Engineering Solutions Of Sandia, Llc | Catalyzed, high energy density, metal-air battery |
CN105374980B (zh) * | 2014-08-15 | 2021-07-13 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 界面浸润的准固态碱金属电池、电池电极及电池制备方法 |
US10158108B2 (en) | 2014-10-24 | 2018-12-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device including separator surrounding electrode |
US10551162B2 (en) * | 2015-05-06 | 2020-02-04 | North Carolina State University | Code-modulated phased-array interferometric imaging |
FR3043404B1 (fr) | 2015-11-05 | 2017-11-24 | Hutchinson | Ionogel formant un film autosupporte d'electrolyte solide, dispositif electrochimique l'incorporant et procede de fabrication de l'ionogel. |
KR20180114112A (ko) * | 2016-02-19 | 2018-10-17 | 솔베이 스페셜티 폴리머스 이태리 에스.피.에이. | 다층 어셈블리 |
US10868332B2 (en) | 2016-04-01 | 2020-12-15 | NOHMs Technologies, Inc. | Modified ionic liquids containing phosphorus |
WO2018191959A1 (en) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Polymer electrolyte composition and polymer secondary battery |
WO2018193630A1 (ja) | 2017-04-21 | 2018-10-25 | 日立化成株式会社 | 電気化学デバイス用電極及び電気化学デバイス |
WO2018198168A1 (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-01 | 日立化成株式会社 | 二次電池用電池部材、並びに、二次電池及びその製造方法 |
EP3614469A4 (en) | 2017-04-21 | 2021-01-13 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | ELECTRODE OF ELECTROCHEMICAL DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR IT, ELECTROCHEMICAL DEVICE, AND POLYMER ELECTROLYTE COMPOSITION |
EP3614481A4 (en) | 2017-04-21 | 2020-11-25 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | POLYMER ELECTROLYTE COMPOSITION AND POLYMER SECONDARY BATTERY |
WO2018197073A1 (en) | 2017-04-24 | 2018-11-01 | Imec Vzw | Solid nanocomposite electrolyte materials |
WO2019018432A1 (en) | 2017-07-17 | 2019-01-24 | NOHMs Technologies, Inc. | ELECTROLYTES CONTAINING PHOSPHORUS |
US10673095B2 (en) * | 2017-09-13 | 2020-06-02 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Electrochemical cells having ionic liquid-containing electrolytes |
WO2019088196A1 (ja) | 2017-11-02 | 2019-05-09 | アイメック・ヴェーゼットウェー | 固体電解質、電極、蓄電素子及び固体電解質の製造方法 |
JP7177044B2 (ja) | 2017-11-02 | 2022-11-22 | アイメック・ヴェーゼットウェー | 固体電解質、電極、及び蓄電素子 |
JP7178347B2 (ja) * | 2018-06-12 | 2022-11-25 | アイメック・ヴェーゼットウェー | 固体電解質、電極及び蓄電素子 |
US11545614B2 (en) | 2018-07-03 | 2023-01-03 | Sabic Global Technologies, B.V. | Ionic polymer compositions |
CN112424974B (zh) | 2019-06-21 | 2024-05-31 | Imec非营利协会 | 固体电解质、电极、蓄电元件及固体电解质的制造方法 |
EP4160715A1 (en) | 2020-05-29 | 2023-04-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Solid electrolyte, electrode, power storage element, and method for producing solid electrolyte |
CN115347230B (zh) * | 2022-09-14 | 2024-09-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种原位生成镁盐的镁二次电池非亲核电解液及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0415250A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 高分子固体電解質 |
US6203949B1 (en) * | 1997-08-22 | 2001-03-20 | Yardney Technical Products, Inc. | Solid electrolyte for an electrochemical cell composed of an inorganic metal oxide network encapsulating a liquid electrolyte |
US6858346B2 (en) * | 2002-04-15 | 2005-02-22 | Ener1 Battery Company | Salts of alkali metals of N, N′ disubstituted amides of alkane sulfinic acid and nonaqueous electrolytes on their basis |
JP4163032B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2008-10-08 | 日本山村硝子株式会社 | イオン伝導性材料 |
FR2857004B1 (fr) * | 2003-07-04 | 2005-09-23 | Centre Nat Rech Scient | Gels conducteurs ioniques, leur procede de preparation et leurs utilisations |
DE102004018930A1 (de) * | 2004-04-20 | 2005-11-17 | Degussa Ag | Verwendung eines keramischen Separators in Lithium-Ionenbatterien, die einen Elektrolyten aufweisen, der ionische Flüssigkeiten enthält |
JP2006049158A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Trekion Co Ltd | リチウム・ポリマー電池およびその製造方法 |
CN1296426C (zh) * | 2005-02-04 | 2007-01-24 | 武汉大学 | 一种非水/水两相凝胶电解质及其制备方法和电池 |
JP4519685B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2010-08-04 | 株式会社東芝 | 非水電解質電池 |
CN100423356C (zh) * | 2006-04-20 | 2008-10-01 | 武汉大学 | 锂-硫电池电解液及其可充锂-硫电池 |
KR101329905B1 (ko) * | 2006-08-30 | 2013-11-14 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 비수계 이차 전지용 세퍼레이터 및 그의 제조 방법 및비수전해질 이차 전지 |
JP2008192346A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | プロトン伝導性ガラス及びその製造方法 |
CN101689679A (zh) | 2007-04-02 | 2010-03-31 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 电化学能量源及配置有该电化学能量源的电子装置 |
JP2010097696A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Nec Tokin Corp | リチウムイオン電池 |
-
2009
- 2009-02-13 FR FR0950936A patent/FR2942235B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-02-12 CN CN201080013243.9A patent/CN102405542B/zh active Active
- 2010-02-12 JP JP2011549624A patent/JP5722800B2/ja active Active
- 2010-02-12 ES ES10707094.8T patent/ES2673997T3/es active Active
- 2010-02-12 US US13/148,401 patent/US8915975B2/en active Active
- 2010-02-12 EP EP10707094.8A patent/EP2396839B1/fr active Active
- 2010-02-12 WO PCT/FR2010/000115 patent/WO2010092258A1/fr active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2673997T3 (es) | 2018-06-26 |
US20120021279A1 (en) | 2012-01-26 |
EP2396839B1 (fr) | 2018-03-21 |
WO2010092258A8 (fr) | 2012-01-05 |
US8915975B2 (en) | 2014-12-23 |
CN102405542B (zh) | 2016-10-12 |
CN102405542A (zh) | 2012-04-04 |
WO2010092258A1 (fr) | 2010-08-19 |
FR2942235A1 (fr) | 2010-08-20 |
EP2396839A1 (fr) | 2011-12-21 |
JP2012518248A (ja) | 2012-08-09 |
FR2942235B1 (fr) | 2011-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5722800B2 (ja) | 固体電池用の複合電極の製造方法、複合電極、蓄電池及び電池 | |
Chen et al. | Ionogel electrolytes for high‐performance lithium batteries: A review | |
Judez et al. | Solid electrolytes for safe and high energy density lithium-sulfur batteries: promises and challenges | |
Nazar et al. | Lithium-sulfur batteries | |
Lu et al. | Facilitating lithium-ion conduction in gel polymer electrolyte by metal-organic frameworks | |
JP5462949B2 (ja) | 電解質、電解液、ゲル電解質、電解質膜、ゲル電解質電池の製造方法及びリチウムイオン二次電池 | |
US20120244438A1 (en) | Anodes with mesoporous silicon particles | |
US6558850B2 (en) | Method of fabricating an electrolytic cell employing a solid polymer electrolyte | |
Wang et al. | Effect of alumina on triethylene glycol diacetate-2-propenoic acid butyl ester composite polymer electrolytes for flexible lithium ion batteries | |
Zhai et al. | Composite hybrid quasi-solid electrolyte for high-energy lithium metal batteries | |
CN108963328A (zh) | 基于多功能层状复合固态电解质的固态锂电池及制备方法 | |
Chen et al. | Hybrid solid electrolytes with excellent electrochemical properties and their applications in all-solid-state cells | |
CN113330608A (zh) | 用于高性能电池的具有电极添加剂的电极及其应用 | |
JP2012018909A (ja) | 電解質及び電解質膜 | |
Nagasaki et al. | High-performance lithium metal rechargeable battery using an ultrafine porous polyimide separator with three-dimensionally ordered macroporous structure | |
KR20090019892A (ko) | 금속성 리튬 전극의 계면 저항을 개질하는 방법 | |
Kim et al. | Lithium bis (trimethylsilyl) phosphate as a novel bifunctional additive for high-voltage LiNi1. 5Mn0. 5O4/graphite lithium-ion batteries | |
JP7177044B2 (ja) | 固体電解質、電極、及び蓄電素子 | |
Ciurduc et al. | Development of high performing polymer electrolytes based on superconcentrated solutions | |
Huang et al. | In situ synthesis of a Li6. 4La3Zr1. 4Ta0. 6O12/Poly (vinylene carbonate) hybrid solid-state electrolyte with enhanced ionic conductivity and stability | |
Blanga et al. | Quasi-solid polymer-in-ceramic membrane for Li-ion batteries | |
Sagara et al. | High-Rate Performance Solid-State Lithium Batteries with Silica-Gel Solid Nanocomposite Electrolytes using Bis (fluorosulfonyl) imide-Based Ionic Liquid | |
CN107180998B (zh) | 一种电解质及锂离子电池 | |
Johnston et al. | Mechanisms of water-stimulated Mg2+ intercalation in vanadium oxide: toward the development of hydrated vanadium oxide cathodes for mg batteries | |
Li et al. | A Thin Composite Polymer Electrolyte Functionalized by a Novel Antihydrolysis Additive to Enable All‐Solid‐State Lithium Battery with Excellent Rate and Cycle Performance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130208 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131203 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140224 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140303 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140603 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140819 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141224 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150209 |
|
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: 20150303 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150326 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5722800 Country of ref document: JP 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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |