JP6404908B2 - リチウムイオン電池用の導電性炭素 - Google Patents
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Description
リチウムイオン系電気活性材料;
100〜250mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含む正極配合物であって、
このカーボンブラックは、ラマン分光法によって測定される少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有している、
正極配合物が提供される。
リチウムイオン系電気活性材料;
100〜300mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含む正極配合物であって、
このカーボンブラックは、10mJ/m2以下の表面エネルギーを有する、
正極配合物が提供される。
リチウムイオン系電気活性材料;
100〜300mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含む正極配合物であって、
このカーボンブラックが、ラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有する、
正極配合物が提供される。
カーボンブラック、リチウムイオン系電気活性材料、およびバインダーを含む粒子を、溶媒の存在の下で混合して、ペーストを生成させる工程;
このペーストを基材上に堆積させる工程;ならびに、
正極を形成させる工程;
を含む正極の製造方法であって、
このカーボンブラックは、以下の(i)〜(iii)の1つから選択される、
(i)100〜250mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック、
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、および10mJ/m2以下の表面エネルギーを有するカーボンブラック、および、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック、
正極の製造方法が提供される。
バインダー;および、
溶媒、
を更に含み、このカーボンブラックが以下の(i)〜(iii)の1つから選択される、
(i)100〜250mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック、
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、および10mJ/m2以下の表面エネルギーを有するカーボンブラック、および、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック、
正極ペーストが提供される。
La=43.5×(Gバンドの面積/Dバンドの面積)
式中、Laは、オングストロームで計算される。従って、より高いLa値は、より規則的な結晶構造に相当する。他の態様では、カーボンブラックは、少なくとも35Å、少なくとも40Å、少なくとも45Å、または少なくとも50Åの結晶子サイズを有している。
(i)100〜250mL/100gの範囲のOANおよび、ラマン分光法によって測定された少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック;
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOANおよび、10mJ/m2以下の表面エネルギーを有するカーボンブラック;ならびに、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOANおよび、ラマン分光法によって測定された少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック。
LiMPO4、ここでMは、Fe、Mn、Co、およびNiから選択される1種または2種以上の金属を表している;
LiM’O2、ここでM’は、Ni、Mn、Co、Al、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Zr、Ga、およびSiから選択される1種または2種以上の金属を表している;
Li(M’’)2O4、ここでM’’は、Ni、Mn、Co、Al、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Zr、Ga、およびSiから選択される1種または2種以上の金属を表している(例えば、Li[Mn(M’’)]2O4);および、
Li1+x(NiyCo1−y−zMnz)1−xO2、ここでxは、0〜1の範囲、yは0〜1の範囲、そしてzは、0〜1の範囲である。
リチウムイオン系電気活性材料およびカーボンブラックを含む、から本質的になる、または、からなる、正極配合物が提供され、このカーボンブラックは以下の(i)〜(iii)の1つから選択される。
(i)100〜250mL/100gの範囲のOANおよび、ラマン分光法によって測定される、少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック;
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOANおよび、10mJ/m2以下の表面エネルギーを有するカーボンブラック;および、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOANおよび、ラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック。
(i)100〜250mL/100gの範囲のOANおよび、ラマン分光法によって測定される、少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック;
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOANおよび、10mJ/m2以下の表面エネルギーを有するカーボンブラック;および、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOANおよび、ラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック。
カーボンブラック、リチウムイオン系電気活性材料、およびバインダーを含む粒子を、溶媒の存在の下で混合して、ペーストを生成させる工程;
このペーストを基材上に堆積させる工程;ならびに、
正極を形成させる工程;
を含み、
このカーボンブラックは、以下の(i)〜(iii)の1つから選択される、
(i)100〜250mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック、
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、および10mJ/m2以下の表面エネルギーを有するカーボンブラック、および、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック、
正極の製造方法が提供される。
バインダ;および、
溶媒、
を更に含んでおり、このカーボンブラックは、以下の(i)〜(iii)の1つから選択される。
(i)100〜250mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック、
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、および10mJ/m2以下の表面エネルギーを有するカーボンブラック、および、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有するカーボンブラック。
この例では、基礎となるカーボンブラックの直接抵抗加熱処理による高度に黒鉛化されたカーボンブラックの調製が記載されている。カーボンブラック試料は、連続モードで運転された電熱式の流動床反応器中で処理された。カーボンブラックは、30分間〜4時間の範囲の目標とする反応器滞留時間を得ることを基準として定められた速度で、この反応器から供給および排出された。窒素ガスが、分配器を通して、カーボンブラックを流動化するように導入された。直接抵抗加熱は、中心の電極と円筒形の反応器壁との間の円環中のカーボンブラック床を通して直流を通すことによって適用された。反応器温度は、電力入力を調整することによって、1200〜2000℃の目標範囲に設定された。カーボンブラック試料AおよびBは、窒素の不活性雰囲気下での、それぞれ約1400℃および2000℃での、基礎となるカーボンブラックの直接抵抗熱処理によって得た。下記の表1に、結果として得た粉末の物理的特徴をまとめた。
黒鉛化の異なる水準の、炭素の電気化学的安定性および電解質酸化に対するその活性への影響を、コインセル構成において、標準のリチウムイオン電池電解質(1%のビニレンカーボネート(VC)添加剤)の存在下で測定した。
この例には、ここに開示した黒鉛化されたカーボンブラックを含む正極の向上した電力能力を示す実験が記載されている。
この例は、ここに開示された黒鉛化されたカーボンブラックの、サイクル寿命性能への効果を説明している。例3に記載されたセルを、1Cの一定の速度で連続的な充電−放電サイクルに付し、そしてセルの能力の変化を、サイクル数の関数として記録した。
本発明は、以下の態様を有している。
(1)リチウムイオン系電気活性材料;
100〜250mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含んでなり、
該カーボンブラックは、ラマン分光法によって測定される、少なくとも30Åの結晶子サイズ(L a )、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I D /I G )を有している、
正極配合物。
(2)リチウムイオン系電気活性材料;
100〜300mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含んでなり、
該カーボンブラックは、10mJ/m 2 以下の表面エネルギー、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I D /I G )を有している、
正極配合物。
(3)リチウムイオン系電気活性材料;
100〜300mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含んでなり、
該カーボンブラックは、ラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(L a )を有している、正極配合物。
(4)前記カーボンブラックが、ラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(L a )を有している、(1)または(2)記載の正極配合物。
(5)前記カーボンブラックが、ラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I D /I G )を有する、(3)記載の正極配合物。
(6)前記カーボンブラックが、10mJ/m 2 以下の表面エネルギーを有する、(1)および(3)〜(5)のいずれか1項記載の正極配合物。
(7)前記カーボンブラックが、7mJ/m 2 以下の表面エネルギーを有する、(1)〜(5)のいずれか1項記載の正極配合物。
(8)前記カーボンブラックが、25〜800m 2 /gの範囲のBET表面エネルギーを有する、(1)〜(7)のいずれか1項記載の正極配合物。
(9)前記カーボンブラックが、熱処理されたカーボンブラックである、(1)〜(8)のいずれか1項記載の正極配合物。
(10)前記熱処理されたカーボンブラックが、少なくとも1000℃の温度で熱処理されている、(9)記載の正極配合物。
(11)前記熱処理されたカーボンブラックが、1000℃〜2500℃の範囲の温度で熱処理されている、(9)記載の正極配合物。
(12)前記カーボンブラックが、前記配合物の全質量に対して、0.5質量%〜10質量%の範囲の量で存在する、(1)〜(11)のいずれか1項記載の正極配合物。
(13)前記電気活性材料が、前記配合物の全質量に対して、少なくとも80質量%の量で存在する、(1)〜(12)のいずれか1項記載の正極配合物。
(14)前記電気活性材料が、
LiMPO 4 、ここでMは、Fe、Mn、Co、およびNiから選択される1種または2種以上の金属を表している;
LiM’O 2 、ここでM’は、Ni、Mn、Co、Al、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Zr、Ga、およびSiから選択される1種または2種以上の金属を表している;
Li(M’’) 2 O 4 、ここでM’’は、Ni、Mn、Co、Al、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Zr、Ga、およびSiから選択される1種または2種以上の金属を表している;ならびに、
Li 1+x (Ni y Co 1−y−z Mn z ) 1−x O 2 、ここでxは0〜1の範囲、yは0〜1の範囲、そしてzは0〜1の範囲である、
の少なくとも1つから選択されたリチウムイオン系材料である、(1)〜(13)のいずれか1項記載の正極配合物。
(15)前記電気活性材料が、LiNiO 2 ;LiNi x Al y O 2 、ここでxは、0.8〜0.99の範囲であり、yは0.01〜0.2の範囲、そしてx+y=1である;LiCoO 2 ;LiMn 2 O 4 ;Li 2 MnO 3 ;LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 ;LiFe x Mn y Co z PO 4 、ここで、xは0.01〜1の範囲、yは0.01〜1の範囲、zは0.01〜0.2の範囲、そしてx+y+z=1である;LiNi 1−x−y Mn x Co y O 2 、ここでxは0.01〜0.99の範囲、そしてyは0.01〜0.99の範囲である;ならびにLi 2 MnO 3 相もしくはLiMn 2 O 3 相を含む層−層組成物、の少なくとも1つから選択される、(1)〜(14)のいずれか1項記載の正極配合物。
(16)電気活性材料が、Li 2 MnO 3 ;LiNi 1−x−y Mn x Co y O 2 、ここでxは0.01〜0.99の範囲そしてyは0.01〜0.99の範囲;LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 ;Li 1+x (Ni y Co 1−y−z Mn z ) 1−x O 2 、ここでxは0〜1の範囲、yは0〜1の範囲、そしてzは0〜1の範囲;ならびにLi 2 MnO 3 相およびLiMn 2 O 3 相の少なくとも1つを含む層−層組成物、の少なくとも1つから選択される、
(1)〜(14)のいずれか1項記載の正極配合物。
(17)前記カーボンブラックが、前記電気活性材料と均質に散在されている、(1)〜(15)のいずれか1項記載の正極配合物。
(18)(1)〜(17)のいずれか1項記載の前記正極配合物を含む正極。
(19)前記正極が、少なくとも30μmの厚さを有する、(18)記載の正極。
(20)バインダーを更に含む、(18)または(19)記載の正極。
(21)(18)〜(20)のいずれか1項記載の前記正極を含む、電気化学セル。
(22)カーボンブラック、リチウムイオン系電気活性材料、およびバインダーを含む粒子を、溶媒の存在下で混合してペーストを生成させる工程;
該ペーストを、基材上に堆積させる工程;ならびに、
正極を形成させる工程、
を含む正極の製造方法であって、
該カーボンブラックは、下記の、
(i)100〜250mL/100gの範囲のOAN、ラマン分光法によって測定される少なくとも30Åの結晶子サイズ(L a )、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I D /I G )を有するカーボンブラック、
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、10mJ/m 2 以下の表面エネルギー、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I D /I G )を有するカーボンブラック、ならびに、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(L a )を有するカーボンブラック、
の1つから選択される、方法。
(23)前記形成させる工程が、前記溶媒を除去する工程を含む、(22)記載の方法。
(24)リチウムイオン系電気活性材料およびカーボンブラックを含む粒子を含む正極ペーストであって、該ペーストが、
バインダー;および、
溶媒、
を更に含み、
該カーボンブラックが、以下の、
(i)100〜250mL/100gの範囲のOAN、ラマン分光法によって測定される少なくとも30Åの結晶子サイズ(L a )、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I D /I G )を有するカーボンブラック、
(ii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、10mJ/m 2 以下の表面エネルギー、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I D /I G )を有するカーボンブラック、ならびに、
(iii)100〜300mL/100gの範囲のOAN、およびラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(L a )を有するカーボンブラック、
の1つから選択される、正極ペースト。
Claims (21)
- リチウムイオン系電気活性材料;
100〜250mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含んでなり、
該カーボンブラックは、ラマン分光法によって測定される、少なくとも30Åの結晶子サイズ(La)、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I G /I D )を有しており、カーボンブラック粒子は、1μm〜30μmの範囲のD 50 粒子径分布を有している、
正極配合物。 - リチウムイオン系電気活性材料;
100〜300mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含んでなり、
該カーボンブラックは、10mJ/m2以下の表面エネルギー、およびラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I G /I D )を有しており、カーボンブラック粒子は、1μm〜30μmの範囲のD 50 粒子径分布を有している、
正極配合物。 - リチウムイオン系電気活性材料;
100〜300mL/100gの範囲のOANを有するカーボンブラック、
を含んでなり、
該カーボンブラックは、ラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有しており、カーボンブラック粒子は、1μm〜30μmの範囲のD 50 粒子径分布を有している、正極配合物。 - 前記カーボンブラックが、ラマン分光法によって測定される、少なくとも35Åの結晶子サイズ(La)を有している、請求項1または2記載の正極配合物。
- 前記カーボンブラックが、ラマン分光法で測定して、少なくとも40%の%結晶化度(I G /I D )を有する、請求項3記載の正極配合物。
- 前記カーボンブラックが、10mJ/m2以下の表面エネルギーを有する、請求項1および3〜5のいずれか1項記載の正極配合物。
- 前記カーボンブラックが、7mJ/m2以下の表面エネルギーを有する、請求項1〜5のいずれか1項記載の正極配合物。
- 前記カーボンブラックが、25〜800m2/gの範囲のBET表面積を有する、請求項1〜7のいずれか1項記載の正極配合物。
- 前記カーボンブラックが、熱処理されたカーボンブラックである、請求項1〜8のいずれか1項記載の正極配合物。
- 前記熱処理されたカーボンブラックが、少なくとも1000℃の温度で熱処理されている、請求項9記載の正極配合物。
- 前記熱処理されたカーボンブラックが、1000℃〜2500℃の範囲の温度で熱処理されている、請求項9記載の正極配合物。
- 前記カーボンブラックが、前記配合物の全質量に対して、0.5質量%〜10質量%の範囲の量で存在する、請求項1〜11のいずれか1項記載の正極配合物。
- 前記電気活性材料が、前記配合物の全質量に対して、少なくとも80質量%の量で存在する、請求項1〜12のいずれか1項記載の正極配合物。
- 前記電気活性材料が、
LiMPO4、ここでMは、Fe、Mn、Co、およびNiから選択される1種または2種以上の金属を表している;
LiM’O2、ここでM’は、Ni、Mn、Co、Al、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Zr、Ga、およびSiから選択される1種または2種以上の金属を表している;
Li(M’’)2O4、ここでM’’は、Ni、Mn、Co、Al、Mg、Ti、V、Cr、Fe、Zr、Ga、およびSiから選択される1種または2種以上の金属を表している;ならびに、
Li1+x(NiyCo1−y−zMnz)1−xO2、ここでxは0〜1の範囲、yは0〜1の範囲、そしてzは0〜1の範囲である、
の少なくとも1つから選択されたリチウムイオン系材料である、請求項1〜13のいずれか1項記載の正極配合物。 - 前記電気活性材料が、LiNiO2;LiNixAlyO2、ここでxは、0.8〜0.99の範囲であり、yは0.01〜0.2の範囲、そしてx+y=1である;LiCoO2;LiMn2O4;Li2MnO3;LiNi0.5Mn1.5O4;LiFexMnyCozPO4、ここで、xは0.01〜1の範囲、yは0.01〜1の範囲、zは0.01〜0.2の範囲、そしてx+y+z=1である;LiNi1−x−yMnxCoyO2、ここでxは0.01〜0.99の範囲、そしてyは0.01〜0.99の範囲である;ならびにLi2MnO3相もしくはLiMn2O3相を含む層−層組成物、の少なくとも1つから選択される、請求項1〜14のいずれか1項記載の正極配合物。
- 電気活性材料が、Li2MnO3;LiNi1−x−yMnxCoyO2、ここでxは0.01〜0.99の範囲そしてyは0.01〜0.99の範囲;LiNi0.5Mn1.5O4;Li1+x(NiyCo1−y−zMnz)1−xO2、ここでxは0〜1の範囲、yは0〜1の範囲、そしてzは0〜1の範囲;ならびにLi2MnO3相およびLiMn2O3相の少なくとも1つを含む層−層組成物、の少なくとも1つから選択される、
請求項1〜14のいずれか1項記載の正極配合物。 - 前記カーボンブラックが、前記電気活性材料と均質に散在されている、請求項1〜15のいずれか1項記載の正極配合物。
- 請求項1〜17のいずれか1項記載の前記正極配合物を含む正極。
- 前記正極が、少なくとも30μmの厚さを有する、請求項18の正極。
- バインダーを更に含む、請求項18または19記載の正極。
- 請求項18〜20のいずれか1項記載の前記正極を含む、電気化学セル。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023194057A1 (de) * | 2022-04-05 | 2023-10-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrodenzusammensetzung sowie elektrode mit der elektrodenzusammensetzung |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105765773B (zh) * | 2013-10-17 | 2018-10-02 | 日本贵弥功株式会社 | 导电性碳、包含该碳的电极材料、使用该电极材料的电极和具备该电极的蓄电器件 |
US10370539B2 (en) | 2014-01-30 | 2019-08-06 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
US10138378B2 (en) | 2014-01-30 | 2018-11-27 | Monolith Materials, Inc. | Plasma gas throat assembly and method |
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CA2975723C (en) | 2015-02-03 | 2023-08-22 | Monolith Materials, Inc. | Regenerative cooling method and apparatus |
JP6699087B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2020-05-27 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極およびその製造方法、並びにリチウムイオン二次電池 |
CN111601447A (zh) | 2015-07-29 | 2020-08-28 | 巨石材料公司 | Dc等离子体焰炬电力设计方法和设备 |
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DE112017000597B4 (de) | 2016-02-01 | 2022-09-22 | Cabot Corporation | Compoundierter Kautschuk mit verbesserter Wärmeübertragung sowie daraus hergestellter Reifen-Heizbalg und Elastomergegenstand |
DE102016203349A1 (de) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | Wacker Chemie Ag | Herstellung von Si/C-Kompositpartikeln |
CA3060565C (en) | 2016-04-29 | 2024-03-12 | Monolith Materials, Inc. | Torch stinger method and apparatus |
MX2018013162A (es) | 2016-04-29 | 2019-07-04 | Monolith Mat Inc | Adicion de calor secundario para el proceso y aparato de produccion de particulas. |
CN109196695A (zh) * | 2016-05-05 | 2019-01-11 | 卡博特公司 | 具有高结构炭黑的电极、组合物、以及设备 |
JP6937761B2 (ja) * | 2016-08-24 | 2021-09-22 | デンカ株式会社 | 電池用カーボンブラック、電極用導電性組成物、電池用電極、および電池 |
MX2019010619A (es) | 2017-03-08 | 2019-12-19 | Monolith Mat Inc | Sistemas y metodos para fabricar particulas de carbono con gas de transferencia termica. |
EP3612600A4 (en) | 2017-04-20 | 2021-01-27 | Monolith Materials, Inc. | PARTICULAR SYSTEMS AND PROCEDURES |
PL3639312T3 (pl) | 2017-06-15 | 2022-01-31 | Cabot Corporation | Elektrody i baterie zawierające różniące się cząstki sadzy |
KR102311252B1 (ko) * | 2017-06-15 | 2021-10-12 | 캐보트 코포레이션 | 카본 블랙 입자를 함유하는 전극 및 관련 방법 |
KR20210075032A (ko) * | 2017-08-28 | 2021-06-22 | 모놀리스 머티어리얼스 인코포레이티드 | 입자 시스템 및 방법 |
WO2019084200A1 (en) | 2017-10-24 | 2019-05-02 | Monolith Materials, Inc. | PARTICULAR SYSTEMS AND METHODS |
EP3841632A4 (en) * | 2018-08-20 | 2022-07-20 | Cabot Corporation | COMPOSITIONS CONTAINING CONDUCTIVE ADDITIVES, RELATED ELECTRODES AND RELATED BATTERIES |
CN112679995A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-04-20 | 安徽枡水新能源科技有限公司 | 一种提升导电碳黑抗电化学腐蚀性能的方法 |
CN114388798A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-22 | 万向一二三股份公司 | 一种导电剂、电池正极片及其制备方法和用途 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001110424A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-04-20 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池正極導電材材料およびそれを導電材に用いたリチウム二次電池用正極 |
JP4151210B2 (ja) * | 2000-08-30 | 2008-09-17 | ソニー株式会社 | 正極活物質及びその製造方法、並びに非水電解質電池及びその製造方法 |
JP2003123764A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池 |
JP3914048B2 (ja) * | 2001-12-21 | 2007-05-16 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池及びこれを用いた携帯機器 |
US8163427B2 (en) * | 2003-07-17 | 2012-04-24 | Ube Industries, Ltd. | Nonaqueous electrolytic solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same |
US20050062205A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-03-24 | Zak Mark S. | Method and apparatus for heat treatment of particulates in an electrothermal fluidized bed furnace and resultant products |
BRPI0414310A (pt) * | 2003-09-18 | 2006-11-07 | Columbian Chem | negros de fumo modificados termicamente, células alcalinas e eletroquìmicas, conjunto ou parte de uma célula eletroquìmica aplicação dependente de energia elétrica e composto para membrana curada |
US20050063892A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-03-24 | Deepak Tandon | Thermally modified carbon blacks for various type applications and a process for producing same |
JP4198658B2 (ja) * | 2004-09-24 | 2008-12-17 | 株式会社東芝 | 非水電解質二次電池 |
JP4826877B2 (ja) * | 2005-01-25 | 2011-11-30 | 三菱化学株式会社 | 電気化学素子用電極およびそれを用いたリチウム二次電池 |
JP4888411B2 (ja) * | 2008-02-13 | 2012-02-29 | ソニー株式会社 | 正極および非水電解質電池 |
EP1936721B1 (en) * | 2005-09-21 | 2015-11-11 | Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. | Positive electrode active material, method for producing same, and nonaqueous electrolyte battery having positive electrode containing positive electrode active material |
JP2007317534A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
JP2008041502A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Sony Corp | 非水電解質二次電池用正極、その製造方法及び非水電解質二次電池 |
US8460403B2 (en) * | 2007-09-14 | 2013-06-11 | The Gillette Company | Method of storing iron disulfide (FeS2) particles |
WO2009063907A1 (ja) * | 2007-11-14 | 2009-05-22 | Kureha Corporation | 非水系電池用正極合剤および正極構造体 |
DE102010011414A1 (de) * | 2010-03-15 | 2011-09-15 | Li-Tec Battery Gmbh | Lithiumionenzelle mit intrinsischem Schutz gegen thermisches Durchgehen |
CN103250295B (zh) * | 2010-12-07 | 2016-09-14 | 日本电气株式会社 | 锂二次电池 |
WO2013008524A1 (ja) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Necエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン電池用負極及びリチウムイオン電池 |
JP6039687B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2016-12-07 | キャボット コーポレイションCabot Corporation | カーボンブラックおよび鉛蓄電池のための電極における使用 |
-
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023194057A1 (de) * | 2022-04-05 | 2023-10-12 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Elektrodenzusammensetzung sowie elektrode mit der elektrodenzusammensetzung |
Also Published As
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