KR101358000B1 - 탄소가 코팅된 리튬 티타늄 스피넬 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄소로 코팅된 리튬 티타늄 산화물 1차 입자로 구성되는, 1~80㎛의 직경을 가지는 구형 입자 집단을 포함하는, 탄소 함유 리튬 티타늄 산화물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 탄소 함유 리튬 티타늄 산화물을 제조하는 방법은 물론이고, 활성 물질로서 그러한 탄소-함유 리튬 티타늄 산화물을 포함하는 전극 및 상술된 전극을 포함하는 리튬 이온 2차 전지에 관한 것이다.

Description

탄소가 코팅된 리튬 티타늄 스피넬 {CARBON-COATED LITHIUM TITANIUM SPINEL}
본 발명은 탄소가 코팅된 리튬 티타네이트 (carbon-coated lithium titanate) Li4Ti5O12 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
리튬 티타네이트 Li4Ti5O12, 간단히 리튬 티타늄 스피넬(lithium titanium spinel)을, 특히 충전식 리튬 이온 전지의 애노드 물질인 흑연의 대체제로 이용하는 것은, 오래전부터 제안되었다.
그러한 전지의 애노드 물질에 대한 최근의 흐름을, 예를 들어 Bruce 등, Angew.Chem.Int.Ed. 2008, 47, 2930-2946에서 찾을 수 있다.
흑연에 비교되는 Li4Ti5O12의 장점은 특히 사이클 안정성(cycle stability)과 열적 부하 용량(thermal load capacity)이 좋고 작동 신뢰성이 높다는 것이다. Li4Ti5O12는 리튬에 대하여 상대적으로 일정한 1. 55V의 전위차를 가지고 있으며, 20% 미만의 용량 손실로 수천 번의 충방전 사이클(charge and discharge cycles)을 행한다.
이와 같이 리튬 티타네이트는, 종래 충전식 리튬 이온 전지의 애노드로서 이용되었던 흑연보다 분명히 더 큰 양 전위를 가진다.
그런데, 보다 높은 전위차는 보다 낮은 전압을 발생시킨다. 흑연의 372mAh/g(이론치)에 비하여 175mAh/g의 감소된 용량과 함께, 이는 흑연 애노드를 구비하는 리튬 이온 전지에 비하여 에너지 밀도를 더 낮춘다.
그러나, Li4Ti5O12는 수명이 길고 비독성적이며, 또한 그렇기 때문에 환경을 위협하는 것으로 분류되지 않는다.
최근에는 LiFePO4가 리튬 이온 전지의 캐소드 물질로 사용되고 있는데, Li4Ti5O12 와 LiFePO4의 조합으로 2V의 전압차를 달성할 수 있게 되었다.
리튬 티타네이트 Li4Ti5O12을 제조하기 위한 다양한 양태가 자세히 기술되어 있다. Li4Ti5O12는, US 5,545,468 또는 EP 1 057 783 A1에 기술된 바와 같이, 보통은, 750℃ 이상의 고온에서, 티타늄 화합물, 전형적으로는 TiO2와, 리튬 화합물, 전형적으로는 Li2CO3 사이의 고상 반응에 의하여, 수득한다.
Li4Ti5O12을 제조하기 위한 졸-겔 방법도 기술되어 있다(DE 103 19 464 A1). 또한, 화염분무열분해(flame spray pyrolysis)(Ernst, F.O. 등 Materials Chemistry and Physics 2007, 101(2~3, 372~378쪽) 뿐만 아니라, 이른바 무수매질에서의 "열수방법(hydrothermal methods)(Kalbac, M. 등, Journal of Solid State Electrochemistry 2003, 8(1) 2~6쪽)에 의한 제조 방법도 제안되고 있다.
전극으로서의 리튬 티타네이트는 일반적으로 탄소, 특히 흑연 또는 카본 블랙을 함유하는 전극으로 압축되기 때문에, EP 1 796 189 A2는 복합 리튬 전이 금속 산화물(complex lithium transition oxides)을, 엑스 시츄(ex situ)로, 즉 탄소 함유 코팅물과의 완전한 합성 후에, 제공하는 것을 제안한다. 그러나, 이 방법에 따른 단점은 함유된 생성물의 입자 크기, 특히 2차 입자 크기가 크다는 것이다. 더욱이, 이 방법에서의 탄소 코팅물은 1차 입자가 아닌 2차 입자 상에 위치하며, 이것은 특히 용량 거동(capacity behaviour)과 관련하여, 전기화학적 성질을 열화시킨다.
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리튬 티타늄 산화물(lithium titanium oxide), 특히 입자가 작고 전기화학적 성질이 향상된, 리튬 티타네이트 Li4Ti5O12를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 탄소로 코팅된 리튬 티타늄 산화물 1차 입자로 구성되는 직경 1~80㎛의 구형 (2차) 입자 집단(aggregate)을, 함유한 탄소 함유 리튬 티타늄 산화물에 의하여 달성된다.
독일 용어 "파티켈(Partikel)"과 "테일첸(Teilchen)"은 본원에서 입자와 같은 뜻으로 이용된다.
이하에서, 리튬 티타늄 산화물은, 공간군(spatial group) Fd3m의 Li1 + xTi2 -xO4(0≤x≤1/3)형의 모든 리튬 티타늄 스피넬을 포함하고, 또한 일반식 LixTiyO(0<x,y<1)의 모든 혼합 리튬 티타늄 산화물도 포함하는, 본 발명에 따른 리튬 티타네이트를 의미한다.
본 발명에 따른 탄소가 코팅된 리튬 티타늄 산화물은, 언급한 바와 같이, 탄소로 코팅된 1차 입자로 형성되는, 2차 입자로 구성되어 있다. 2차 입자는 구 형상을 가진다.
본 발명에 따른 2차 입자가 가지는 입자 크기로 인하여, 본 발명에 따른 탄소가 코팅된 리튬 티타늄 산화물 물질을 함유하는 전극에서의 전류 밀도가 특히 높으며, 종래 기술, 특히 EP 1796 189 A2에서의 물질에 비하여 사이클 안정성이 높다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 탄소 함유 리튬 티타늄 산화물의 BET 표면적(DIN 66134에 따라 측정함)이 1~10㎡/g, 바람직하게는 10㎡/g 미만, 더 바람직하게는 8㎡/g 미만, 더욱 바람직하게는 5㎡/g 미만임을 확인하였다. 특히 바람직한 구체예에서, 전형적인 값은 3~5㎡/g의 범위에 있다.
탄소로 코팅된 1차 입자는 일반적으로 1㎛ 미만의 크기를 가진다. 본 발명에 따르면, 1차 입자가 소형이며, 적어도 부분적으로 탄소로 코팅되는 것이 중요한데, 그 결과로 본 발명에 따른 리튬 티타늄 산화물을 함유한 전극의 전류 용량(current-carrying capacity)과 사이클 안정성은, 탄소가 코팅되지 않은 물질 또는 균질하게 코팅되지 않은 물질에 비하여, 또는 2차 입자만에 코팅되어 있는 물질에 비하여, 특히 높다.
본 발명의 바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 리튬 티타늄 산화물의 탄소 함량은 0.05 내지 2wt%, 특히 바람직한 구체예에서는 0.05 내지 0.5wt%이다.
놀랍게도, 1차 입자의 상대적으로 낮은 탄소 함량, 즉 그럼으로써 1차 입자에 상대적으로 얇게 탄소 코팅된 것이, 본 발명에 따른 물질을 함유하는 전극에 있어서 상기에서 언급한 이로운 효과를 발생하기에 충분하다는 것을 확인하였다.
리튬 티타늄 산화물 중에서, Li4Ti5O12이 바람직한데, 이는 이것이 전극 물질로서 특히 적절하기 때문이다.
본 발명의 목적은,
a) 리튬염, 티탄 산화물 및 탄소 함유 화합물을 용매에 혼합하는 단계;
b) 단계 a)의 혼합물을 건조하는 단계;
c) 상기 건조된 혼합물을 하소하는 단계
를 포함하는 탄소 함유 리튬 티타늄 산화물을 제조하는 방법에 의하여 더욱 달성할 수 있다.
리튬염 대 티타늄 산화물의 비율에 따라, 상기에서 서술된 공간군 Fd3m의 리튬 티타네이트 스피넬 Li1 + xTi2 - xO4 또는 일반식 LixTiyO의 혼합 리튬 티타늄 산화물을 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 따른 리튬 티타늄 산화물의 최종 탄소 함량을 상기 혼합 단계에서 설정할 수 있다.
본원에서 용어 "용매"는 출발 물질들 중 적어도 하나의 성분이 상기 용매에 적어도 부분적으로 용해될 수 있는, 즉 적어도 0.5의 용해도 상수 L을 가지도록 하는 것으로, 본원에서 정의된다. 용매는 바람직하게는 물이다. 특히 바람직한 구체예에서, 출발 물질들 중 하나의 성분은 물에 쉽게 녹을 수 있는, 즉 적어도 10의 용해도 상수 L을 가진다.
특히 바람직하게는, Li 대 Ti의 원자비가 4:5이며, 그 결과로 특히 탄소 코팅물을 가지는 순수한 상(phase-pure) Li4Ti5O12을 얻을 수 있다. 이 때, 순수한 상이란, 통상의 측정 정확도(measurement accuracy)의 한계 내에서, XRD 측정에 의하여 루틸상(rutile phase) TiO2를 검출할 수 없다는 것을 의미한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 리튬염을 LiOH, LiNO3, Li2CO3, Li2O, LiHCO3, 및 리튬 아세테이트(lithium acetate)로 구성되는 군에서 선택하는데, 이는 다른 출발 화합물을 첨가할 수 있는 수용액을 이들 출발 화합물로부터 특히 용이하게 제조할 수 있기 때문이다.
바람직하게는, 아나타제형 또는 비정질형의 TiO2 을 이용하는데, 이들은 유리하게도 본 발명에 따른 방법으로 인하여 루틸(rutile)로 변하지 않는다.
본 발명에 따른 방법을 실시하기에 적절한 탄소 함유 화합물은, 예를 들어, 다환 방향족(polycyclic aromatics) 및 이의 유도체, 페릴렌(perylene) 및 이의 유도체와 같은 탄화수소류 및 이의 유도체; 폴리올레핀(polyolefins), 분말형 폴리프로필렌 공중합체(polypropylene copolymers), 스티렌-폴리부타디엔 블록 공중합체(styrene-polybutadiene block copolymers)과 같은 중합체 및 공중합체; 당류 및 그의 유도체와 같은 탄수화물(carbonhydrate) 및 그의 유도체;로부터 선택할 수 있다. 특히 바람직한 중합체는 폴리올레핀(polyolefins), 폴리부타디엔(polybutadienes), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 페놀로부터의 축합 생성물(condensation products from phenol), 푸르푸릴(furfuryl)로부터 유도된 중합체, 스티렌 유도체(styrene derivatives), 디비닐벤젠 유도체(divinylbenzene derivatives), 나프톨 페릴렌(naphthol perylene), 아크릴로니트릴 및 비닐 아세테이트(acrylonitrile and vinyl acetate), 젤라틴, 셀룰로스, 전분 및 그의 에스테르 및 에테르, 그리고 이들의 혼합물이다.
당류를 선택하는 것이 본 발명에 따른 방법을 실시하는 데 특히 바람직할 것으로 보이는데, 이는 이것들이 물에 특히 잘 용해되기 때문이다. 당류 중에서, 락토스, 슈크로스 및 사카로스가 특히 바람직한데, 락토스가 가장 바람직하다.
건조 단계 b)를 일반적으로 소위 분무 건조(spray drying)의 형태로 실시하는데, 수득된 혼합물은 노즐을 통하여 미세하게 분사되어 예비-생성물(pre-product)의 형태로 침전(precipitate)한다. 그러나, 출발 화합물을 균질하게 혼합한 다음 건조용 가스 스트림(stream)으로 도입하는 것이라면 어떠한 방법도 이용될 수 있다. 이러한 방법들로, 분무 건조 이외에, 예를 들어 유동층 건조(fluid-bed drying), 롤링 과립 및 건조(rolling granulation and drying) 또는 동결 건조(freeze-drying)가 있는데, 이 방법들을 단독으로 또는 조합하여 사용한다. 분무 건조가 특히 바람직한데, 일반적으로 90~300℃의 온도 구배에서 실시한다.
종래 기술의 기타 방법에 있어서의 용매 문제들을 유리하게도 피할 수 있는 단계 a)에서 얻은 수성 혼합물을 건조하여 생성물을 수득한 후에, 예컨대, 탄소 코팅물의 산화와 같은, 원하지 않는 결과를 가져 올 수도 있는, 하소 과정 중 발생할 수도 있는 2차 반응을 피하기 위하여,수득한 분무 건조된 예비 생성물을, 바람직하게는 보호 분위기(protective atmosphere) 하에서, 700 내지 1000℃의 온도에서 하소한다. 바람직한 보호 가스는, 예컨대, 질소, 아르곤, 등 또는 이들의 혼합물이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법에 의하여 수득할 수 있는 리튬 티타늄 산화물에 관한 것으로, 이미 기술된 바와 같이, 1차 입자뿐만 아니라 1차 입자로부터 형성된 2차 입자가, 작은 BET 표면적 및 작은 입자 크기를 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 탄소가 코팅된 리튬 티타늄 산화물을 함유하는 전극을 더 제공한다. 바람직하게는, 상기 전극은 애노드이다. 특히, 그러한 전극은, 리튬 이온 2차 전지에서, 1C와 4C 사이의 용량 비율(capacity ratio)이 85%보다 크고, C/10에서 적어도 165mAh/g의 방전 용량을 가진다는 것을 확인하였다.
본 발명의 리튬 티타늄 산화물을 함유하는 전극은, 리튬 이온 2차 전지에서, 1C와 4C 사이의 용량 비율(capacity ratio)이 85%보다 크고, C/10에서 적어도 165mAh/g의 방전 용량을 가진다.
본 발명을 제한하지 않는 구체예 및 도면을 참조하여, 본 발명을 하기에서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 탄소가 코팅된 Li4Ti5O12의 SEM 현미경 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 (인-시츄(in-situ)) 탄소가 코팅된 리튬 티타네이트를 함유하는 전극의 충전 및 방전 용량을 보여주는 도면이다.
도 3은, 비교를 위하여, 엑스-시츄(ex-situ) 코팅된 리튬 티타네이트의 충전 및 방전 용량을 보인 것이다.
도 4는 이후의 (엑스-시츄(ex-situ)) 탄소가 코팅된 Li4Ti5O12의 SEM 현미경 사진이다.
도 5는 코팅되지 않은 Li4Ti5O12의 SEM 현미경 사진이다.
도 6은 코팅되지 않은 Li4Ti5O12의 충전 및 방전 용량을 보인 것이며, 충전 동안에 그리고 방전 동안에 전류는 동일하였다.
구체예 :
1. 일반
LiOH·H2O 뿐만 아니라 아나타제형 TiO2을 출발물로서 하기에서 이용한다. 상업적으로 구입가능한 LiOH·H2O (Merck)의 경우 수분 함량(water content)은 배치(batch) 마다 다르며, 합성 전에 결정되었다.
물에 LiOH·H2O을 우선 용해한 다음, 교반하면서 아나타제형 TiO2와 락토스를 첨가하여, 30~35℃에서 LiOH/TiO2/락토스의 현탁액을 제조하였다.
실시예 1:
본 발명에 따른 리튬 티타네이트 ( Li 4 Ti 5 O 12 )의 제조
9.2kg의 LiOH·H2O를 45l의 물에 용해한 다음, 20.8kg의 TiO2를 첨가하였다. 이어서 상이한 양의 락토스를 첨가하였다. 락토스의 양을 변화시켰는데, 본 발명에 따른 리튬 티타네이트 내의 탄소의 양을 변화시키기 위하여, (30g 락토스)/(kg LiOH+TiO2), (60g 락토스)/(kg LiOH+TiO2), (90g 락토스)/(kg LiOH+TiO2)를 함유한 배치들을 제조하였다.
놀랍게도, 락토스가 원래의 현탁액의 점성을 줄이는 효과를 가지며, 그 때문에 당해 현탁액을 제조하기 위하여 락토스를 첨가하지 않은 경우보다 물을 25% 적게 사용해야 한다는 것을 알게 되었다. 이어서, Nubilosa 분무 건조기에서 혼합물을 대략 300℃의 시작 온도 및 100℃의 종료 온도에서 분무 건조하였다.
우선, 수 마이크미터 정도의 다공성 구형 집단(aggregate)이 형성되었다.
이어서, 이러한 방법으로 수득한 생성물을 질소 분위기 하에서 800℃에서 한 시간 동안 하소 하였다. 1차 입자들(1차 입자의 입자 크기가 1㎛ 미만임)이 응집되어 있는 큰(1~80㎛) 집단을 수득하였다.
도 1은 0.2wt%의 총 탄소 함량(60g 락토스/kg LiOH+TiO2)을 가지는 본 발명에 따른 탄소가 코팅된 리튬 티타네이트를 보여주는 반면에, 도 5는 분무 건조에 의하여 수득한 코팅되지 않은 리튬 티타네이트를 보여 준다. 본 발명에 따른 방법의 출발 생성물에서 탄소 함유 화합물은 소결 배양자(sintering incubator)로 작용하며, 확실하게 입자를 더 작게 만든다.
비교예 :
코팅되지 않은 리튬 티타네이트를 실시예 1의 방법에 따라, 즉 락토스를 첨가하지 않고서 제조하였다.
이렇게 하여 수득하고 소결한 리튬 티타네이트를 락토스 용액에 3시간 동안 함침시키고, 750℃에서 3시간 동안 가열하였다 (EP 1 796 198 A2 참조). 생성물의 SEM 현미경 사진이 도 4에 제시되어 있으며, 도 1에 보인 본 발명에 따른 생성물과 비교하여, 1㎛ 미만 크기의 1차 입자들이 아닌, 이보다 더 큰 입자가 함께 소결되어 비슷하게 구성된 확실히 굵은 입자들을 보여 준다. 덧붙여, 비교 실시예의 2차 입자들은 “얼룩진(smeared)" 코팅물을 가진다. 탄소 함량은 대략 0.2wt% 정도였다.
이어서 본 발명에 따른 물질뿐만 아니라 비교 실시예의 물질에 대하여, 즉 동일한 방법에 의하여 수득한, 이후에 코팅된 리튬 티타네이트(EP 1 796 198 A2에 따름)뿐만 아니라 코팅되지 않는 리튬 티타네이트에 대하여, 충전/방전 사이클을 행하였다.
각 경우에, 애노드를 85%의 활성 물질, 10%의 Super P 카본 블랙 및 5% PVDF 21256 바인더로 구성하였다. 금속 리튬에 비교하여, 반쪽 전지의 애노드로서의 본 발명에 따른 물질 또는 비교 물질에 대하여 측정을 실시하였다. 전극의 활성 물질 함량은 2.2　mg/㎠이었다. 사이클 동안의 범위는 1.0~2.0볼트였다. 도 2는 본 발명에 따른 탄소가 코팅된 리튬 티타네이트의 충전/방전 곡선을 보여주는데, 여기에서 1C와 4C 사이의 용량 비율은 87.5%였으며, 전류는 충전 동안에 그리고 방전 동안에 동일하였다.
도 6이 보여 주는 82%의 해당 용량 거동을 가지는 코팅되지 않는 리튬 티타네이트에 비교할 때, 본 발명에 따른 물질에서 확실한 안정성이 관찰되었다.
또한, 이와 유사하게, 4C에서 단지 75%의 용량이 측정된 엑스 시츄(ex situ)로 코팅된 리튬 티나네이트(도 3)에 비교할 때, 본 명에 따른 물질이 더 우수함을 알 수 있다. 전류는 충전 동안에 그리고 방전 동안에 동일하였다.
이러한 결과를 통하여, 본 발명에 따른 인 시츄(in situ)로 탄소가 코팅된 리튬 티타네이트가, 이후에 탄소 코팅물이 적용되는 경우 또는 코팅되지 않은 리튬 티타네이트와 비교할 때, 그 용량 비율에 있어서 유리하다는 것을 알 수 있다.

Claims (23)

  1. a) 용매에 리튬 염, 티탄 산화물과 락토스, 수크로스, 및 사카로스로 구성되는 군의 당류에서 하나 이상 선택되는 탄소 함유 화합물을 혼합하는 단계; b) 상기 a)단계에서 얻은 혼합물을 분무 건조하는 단계; c) 상기 분무 건조된 혼합물을 보호 분위기 하에서 700~1000℃의 온도에서 하소하는 단계를 포함하여 제조되어, 탄소로 코팅된 리튬 티타늄 산화물 1차 입자로 구성되는 1 내지 80㎛의 직경의 구형 응집체(aggregate)를 포함하며, 1~10㎡/g의 BET 표면적을 가지고, 0.05 내지 0.5wt%의 탄소 함량을 갖는 리튬 티타늄 산화물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    1㎛ 미만의 1차 입자 크기를 가지는 리튬 티타늄 산화물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 리튬 티타늄 산화물은 Li4Ti5O12인 리튬 티타늄 산화물.
  7. a) 용매에 리튬 염, 티탄 산화물과 락토스, 수크로스, 및 사카로스로 구성되는 군의 당류에서 선택되는 탄소 함유 화합물을 혼합하는 단계;
    b) 상기 a)단계에서 얻은 혼합물을 분무 건조하는 단계;
    c) 상기 분무 건조된 혼합물을 보호 분위기 하에서 700~1000℃의 온도에서 하소하는 단계를 포함하는 제1항에 따른 리튬 티타늄 산화물의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 용매는 물인 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    Li:Ti 의 원자비를 4:5로 설정하는 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 리튬 염은 LiOH, Li2O, LiNO3, LiHCO3, 및 LiCH3COO로 구성되는 군에서 선택하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    아나타제형 또는 비정질형의 TiO2가 이용되는 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제7항에 있어서,
    상기 분무 건조를 90~350℃의 온도 구배에서 실시하는 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1항, 제3항 또는 제6항에 따른 리튬 티타늄 산화물을 포함하는 전극.
  19. 제18항에 따른 전극을 포함하는 리튬 이온 2차 전지.
  20. 제19항에 있어서,
    C/10에서 165mAh/g 이상의 충전/방전 용량을 가지는 리튬 이온 2차 전지.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010006082A1 (de) 2010-01-28 2011-08-18 Süd-Chemie AG, 80333 Leitmittelzusatzfreie Elektrode für eine Sekundärlithiumionenbatterie
DE102010018041A1 (de) * 2010-04-23 2011-10-27 Süd-Chemie AG Kohlenstoffhaltiges Verbundmaterial enthaltend eine sauerstoffhaltige Lithium-Übergangsmetallverbindung
EP2586086B1 (en) 2010-06-25 2017-03-08 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. An electrode material for a lithium-ion battery and a method of manufacturing the same
CN101944590B (zh) * 2010-08-19 2013-03-27 东莞新能源科技有限公司 碳包覆钛酸锂的制备方法
DE102011016836A1 (de) 2011-04-12 2012-10-18 Süd-Chemie AG Verfahren zur Herstellung von Lithiumtitan-Spinell
KR101400557B1 (ko) * 2011-06-28 2014-05-27 공주대학교 산학협력단 리튬이온이차전지용 비정질 탄소 복합화 음극재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 비정질 탄소 복합화 음극재
WO2013002483A2 (ko) * 2011-06-28 2013-01-03 공주대학교 산학협력단 리튬이온이차전지용 비정질 탄소 복합화 음극재의 제조방법 및 이를 통해 제조된 비정질 탄소 복합화 음극재
JP5916007B2 (ja) * 2011-09-28 2016-05-11 日本ケミコン株式会社 チタン酸リチウムとカーボンナノファイバーとの複合体の製造方法
CN103066265B (zh) * 2011-10-24 2015-03-04 中国科学院物理研究所 钠离子电池负极活性物质及其制备方法和应用
EP2595224A1 (en) 2011-11-18 2013-05-22 Süd-Chemie IP GmbH & Co. KG Doped lithium titanium spinel compound and electrode comprising the same
FR2983190B1 (fr) * 2011-11-28 2014-04-11 Renault Sa Obtention d'un materiau a base de li4ti5o12 avec broyage en presence de carbone
US9048496B2 (en) * 2012-03-07 2015-06-02 A123 Systems Llc Surface treatment of electrochemically active materials for rechargeable cells
KR101282593B1 (ko) * 2012-05-08 2013-07-12 한국과학기술연구원 리튬 티타늄 산화물계 음극활물질 나노입자의 카본코팅방법 및 이에 의해 제조된 카본코팅된 리튬 티타늄 산화물계 음극활물질 나노입자
GB2510413A (en) * 2013-02-04 2014-08-06 Leclanch Sa Electrolyte composition for electrochemical cells
KR101479626B1 (ko) * 2013-05-03 2015-01-06 삼화콘덴서공업주식회사 Ｌｔｏ/탄소 복합체, ｌｔｏ/탄소 복합체 제조방법, ｌｔｏ/탄소 복합체를 이용한 이용한 음극활물질 및 음극활물질을 이용한 하이브리드 슈퍼커패시터
KR101486649B1 (ko) * 2013-05-24 2015-01-29 세종대학교산학협력단 나트륨 이차전지용 음극 재료 및 이를 포함하는 나트륨 이차전지
BR112015030347A2 (pt) * 2013-06-05 2017-07-25 Johnson Matthey Plc óxido compósito, processo para a preparação de um óxido compósito, uso de um óxido compósito, composição de titanato de lítio, uso de uma composição, e, bateria de íon de lítio secundária
WO2014200076A1 (ja) * 2013-06-14 2014-12-18 株式会社クラレ 不定比チタン化合物・炭素複合体及びその製造方法、並びに負極活物質及びリチウムイオン二次電池
WO2016088193A1 (ja) 2014-12-02 2016-06-09 株式会社 東芝 負極活物質、非水電解質電池及び電池パック
JP6490101B2 (ja) * 2014-12-16 2019-03-27 大塚化学株式会社 チタン酸リチウム粒子と炭素質物質の複合体の製造方法
EP3034565A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-22 Technische Hochschule Nuernberg Georg-Simon-Ohm Titanhaltige, elektrisch leitfähige nanostrukturen
CN105845922B (zh) 2015-01-30 2018-11-09 株式会社东芝 活性物质、非水电解质电池、电池包及电池组
WO2016121947A1 (ja) 2015-01-30 2016-08-04 株式会社 東芝 組電池及び電池パック
CN104577074B (zh) * 2015-02-03 2017-01-25 北京师范大学 一种钛酸锂/碳复合材料的制备方法
JP6067902B2 (ja) 2015-03-13 2017-01-25 株式会社東芝 活物質、非水電解質電池、電池パック、組電池、及び自動車
KR101693711B1 (ko) * 2015-03-23 2017-01-06 한국과학기술연구원 탄소, 질소 코팅된 리튬티타늄산화물 입자의 제조방법, 전극 활물질 및 리튬이차전지
KR101906511B1 (ko) * 2016-12-27 2018-12-06 한국철도기술연구원 탄소 코팅 음극 활물질 제조방법
JP6751042B2 (ja) 2017-03-24 2020-09-02 株式会社東芝 活物質、電極、二次電池、電池パック、及び車両
EP3651240A4 (en) * 2017-07-07 2021-03-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. SECONDARY BATTERY, BATTERY PACK, ELECTRIC VEHICLE, POWER STORAGE SYSTEM, ELECTRIC TOOL AND ELECTRONIC DEVICE
CN109244415A (zh) * 2018-09-29 2019-01-18 北京泰丰先行新能源科技有限公司 一种球形碳包覆钛酸盐复合负极材料的制备方法
CN110627135B (zh) * 2019-09-27 2022-03-18 天津巴莫科技有限责任公司 一种化学气相沉积包覆碳的方法及制备的包覆高电压三元材料
CN112736233B (zh) * 2021-01-14 2023-01-24 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种锂离子电池电极活性物质、制备方法及其电极和电池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005504693A (ja) * 2000-12-05 2005-02-17 ハイドロ−ケベック Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２，Ｌｉ（４−α）ＺαＴｉ５Ｏ１２，又はＬｉ４ＺβＴｉ（５−β）Ｏ１２を主成分とする粒子群，それらの粒子群の獲得方法、及び、電気化学装置に於けるそれらの粒子群の利用方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3502118B2 (ja) 1993-03-17 2004-03-02 松下電器産業株式会社 リチウム二次電池およびその負極の製造法
CA2270771A1 (fr) 1999-04-30 2000-10-30 Hydro-Quebec Nouveaux materiaux d'electrode presentant une conductivite de surface elevee
JP4768901B2 (ja) 1999-06-03 2011-09-07 チタン工業株式会社 リチウムチタン複合酸化物及びその製造方法、並びにその用途
US7211350B2 (en) * 2001-01-29 2007-05-01 Rutgers University Foundation Nanostructure lithium titanate electrode for high cycle rate rechargeable electrochemical cell
DE10319464A1 (de) 2003-04-29 2004-11-18 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von nanokristallinen Lithiumtitanat-Spinellen
FR2865576B1 (fr) * 2004-01-28 2006-04-28 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation de materiaux composites comprenant un compose actif d'electrode et un compose conducteur electronique tel que le carbone notamment pour accumulateurs au lithium
JP4797332B2 (ja) * 2004-03-24 2011-10-19 三菱化学株式会社 リチウム二次電池正極活物質用リチウム遷移金属複合酸化物粉体、リチウム二次電池正極及びリチウム二次電池
KR100766896B1 (ko) 2005-11-29 2007-10-15 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 고분자 전해질 막 및 이를 포함하는 연료 전지시스템
US7968231B2 (en) * 2005-12-23 2011-06-28 U Chicago Argonne, Llc Electrode materials and lithium battery systems
CA2569991A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-07 Michel Gauthier C-treated nanoparticles and agglomerate and composite thereof as transition metal polyanion cathode materials and process for making
CN100491602C (zh) * 2006-12-12 2009-05-27 成都理工大学 钛酸锂晶须的制备方法
CN100530780C (zh) * 2006-12-29 2009-08-19 深圳市贝特瑞电子材料有限公司 复合钛酸锂电极材料及其制备方法
JP2010086955A (ja) * 2008-09-04 2010-04-15 Toyo Ink Mfg Co Ltd 電池電極用複合材料

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005504693A (ja) * 2000-12-05 2005-02-17 ハイドロ−ケベック Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２，Ｌｉ（４−α）ＺαＴｉ５Ｏ１２，又はＬｉ４ＺβＴｉ（５−β）Ｏ１２を主成分とする粒子群，それらの粒子群の獲得方法、及び、電気化学装置に於けるそれらの粒子群の利用方法

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