KR101419280B1 - 실리콘 또는 실리콘계 물질로 구성되는 구조화된 입자의 제조 방법 및 리튬 충전용 배터리에서의 그의 용도 - Google Patents

실리콘 또는 실리콘계 물질로 구성되는 구조화된 입자의 제조 방법 및 리튬 충전용 배터리에서의 그의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR101419280B1
KR101419280B1 KR1020117010622A KR20117010622A KR101419280B1 KR 101419280 B1 KR101419280 B1 KR 101419280B1 KR 1020117010622 A KR1020117010622 A KR 1020117010622A KR 20117010622 A KR20117010622 A KR 20117010622A KR 101419280 B1 KR101419280 B1 KR 101419280B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon
delete delete
ions
solution
particles
Prior art date
Application number
KR1020117010622A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110082171A (ko
Inventor
미노 그린
펭밍 리우
Original Assignee
넥세온 엘티디
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 넥세온 엘티디 filed Critical 넥세온 엘티디
Publication of KR20110082171A publication Critical patent/KR20110082171A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101419280B1 publication Critical patent/KR101419280B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • 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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/02—Etching
    • C25F3/12—Etching of semiconducting materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H01L21/30608—Anisotropic liquid etching
    • 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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/049—Manufacturing of an active layer by chemical means
    • 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
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1395—Processes of manufacture of 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
    • H01M4/362—Composites
    • 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
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements 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
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • 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
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • 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
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • 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)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 실리콘을 식각하여, 특히 리튬-이온 배터리에서 활성 애노드 물질로서 이용되는 필라를 제공하는 것이다. 상기 방법은 상업적 규모로 간단하게 실시할 수 있는데, 이는 농도를 제어할 필요가 있는 소수의 성분만을 함유하는 식각조를 이용하고 때문이며, 이전 공정들보다 경제적으로 실시할 수 있다. 상기 식각 용액은, 5 내지 10, 예컨대 6 내지 8M HF, 0.01 내지 0.1M Ag+ 이온, 0.02 내지 0.2M NO3 -이온, 물, 수소 이온 및 수산화 이온, 그리고 선택적으로는, SiF6 2 - 이온, 알칼리 금속 또는 암모늄 이온, 및 부수적인 첨가물 및 불순물을 포함한다. 식각 공정 중에 추가의 NO3 - 이온을 예컨대 알칼리 금속 염 또는 질산 암모늄 염의 형태로 첨가하여 질산 이온의 농도를 상기 범위 내에서 유지한다.

Description

실리콘 또는 실리콘계 물질로 구성되는 구조화된 입자의 제조 방법 및 리튬 충전용 배터리에서의 그의 용도{A METHOD OF FABRICATING STRUCTURED PARTICLES COMPOSED OF SILICON OR A SILICON-BASED MATERIAL AND THEIR USE IN LITHIUM RECHARGEABLE BATTERIES}
본 발명은 표면 상에 식각된 필라를 가지는 실리콘, 예컨대 실리콘 입자, 하부 실리콘으로부터 필라를 분리하여 실리콘 섬유를 만드는 방법, 및 그러한 입자 또는 섬유를 활물질로서 포함하는 전극, 전기화학 전지, 및 리튬 충전용 전지 애노드에 관한 것이다.
최근 이동 전화 및 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자 장치에 대한 이용이 급속히 증가하고, 하이브리드 전기 자동차에서 충전용 배터리를 이용하는 경향이 나타나고 있어, 앞서 언급한 기기 또는 기타 배터리 전원 공급 장치(battery powered devices)에 전원을 공급하기 위한 더 작고, 더 가볍고, 더 오래 지속하는 충전용 배터리가 필요하게 되었다. 1990년대에, 리튬 충전용 배터리, 특히 리튬-이온 배터리는 대중화되었으며, 단위 판매량에 있어서 현재 휴대용 전자기기 시장을 지배하고 있으며, 새롭고 가격에 민감한 기기에 적용되게 되었다. 그러나, 점점 더 많은 전력을 필요로 하는 기능들(power hungry functions)이 앞서 언급된 장치들에 부가됨에 따라(예, 이동 전화의 카메라), 단위 질량당 및 단위 부피당 더 많은 에너지를 저장하는, 개선된 저가의 배터리가 요구된다.
흑연계 애노드 전극을 포함하는 종래의 리튬-이온 충전용 배터리 전지의 기본 구성이 도 1에 나타나 있다. 배터리 전지는 단일 전지를 포함하나 하나 이상의 전지도 포함할 수 있다.
일반적으로 배터리 전지는 애노드용 구리 집전체(10) 및 캐쏘드용 알루미늄 집전체(12)를 포함하는데, 이들은 적절한 부하(load) 또는 충전 소스(recharging source)에 외부적으로 연결될 수 있다. 흑연계 복합 애노드층(14)은 집전체(10)에 중첩하고 있으며, 리튬 함유 금속 산화물계 복합 캐쏘드층(16)은 집전체(12)에 중첩한다. 다공성 플라스틱 스페이서 또는 이격재(20)가 흑연계 복합 애노드층(14)과 리튬 함유 금속 산화물계 복합 캐쏘드층(16) 사이에 구비되며, 액상 전해질 물질이 다공성 플라스틱 스페이서 또는 이격재(20), 복합 애노드층(14) 및 복합 캐쏘드층(16)에 분산되어 있다. 일부 경우에, 다공성 플라스틱 스페이서 또는 이격재(20)는 폴리머 전해질 물질로 대체될 수 있으며, 그러한 경우, 폴리머 전해질 물질은 두 복합 애노드층(14) 및 복합 캐쏘드층(16) 내에 존재한다.
배터리 전지가 충분히 충전되면, 리튬은 전해질을 통하여 리튬 함유 금속 산화물에서 흑연계층으로 이동되는데, 여기에서 흑연과 반응하여 화합물 LiC6을 생성한다. 흑연은 복합 애노드층 내에서 전기화학적으로 활성인 물질로서, 372mAh/g의 최대 용량을 가진다. 용어 "애노드(anode)" 및 "캐쏘드(cathode)"는 배터리가 부하에 걸려 있다는 의미에서 사용됨을 알아야 할 것이다.
실리콘이 충전용 리튬-이온 전기화학 배터리 전지의 활성 애노드 물질로 이용될 수 있음은 잘 알려져 있다(예컨대, Insertion Electrode Materials for Rechargeable Lithium Batteries, M. Winter, J. O. Besenhard, M. E. Spahr, and P.Novak in Adv. Mater. 1998, 10, No. 10을 참조). 실리콘은 리튬-이온 충전용 전지에서 활성 애노드 물질로 사용되는 경우, 현재 이용되는 흑연보다 상당히 더 높은 용량을 제공할 수 있는 것으로 일반적으로 알려져 있다. 실리콘은, 전기화학 전지에서 리튬과 반응하여 화합물 Li21Si5으로 전환되는 경우, 흑연의 최대 용량보다 훨씬 더 높은 4,200mAh/g의 최대 용량을 가진다. 따라서, 리튬 충전용 배터리에서 흑연을 실리콘으로 대체할 수 있다면, 단위 질량당 그리고 단위 부피당 저장 에너지를 원하는 정도로 증가시킬 수 있다.
그러나, 실리콘 또는 실리콘계 활성 애노드 물질을 리튬-이온 전기화학 전지에 이용하는 것에 대한 기존의 많은 접근 방법들은, 필요한 횟수의 충전/방전 사이클 동안에 지속적인 용량(sustained capacity)을 나타내지 못하므로, 상용화할 수 없다.
당해 분야에서 공지된 한 접근 방법은, 실리콘을 10㎛ 직경의 입자를 가지는 분말의 형식으로 이용하는 것인데, 어떤 경우에 이것은 전자 첨가제(electronic additive)를 가지거나 가지지 않으며 폴리비닐리덴 디플루오라이드와 같은 적절한 바인더를 포함하는 복합체로 만들어지며; 이러한 애노드 물질이 구리 집전체 상에 코팅된다. 그러나, 이러한 전극 시스템은, 충전/방전 사이클을 반복할 경우, 지속적인 용량을 나타내지 못한다. 이러한 용량 손실은 호스트(host) 실리콘으로의 리튬 삽입 및 그로부터의 리튬 추출과 관련된 부피 팽창 및 축소로 인하여 발생하는 실리콘 분말 덩어리의 부분적인 기계적 분리에 인한 것이라고 알려져 있다. 이것은, 결국, 실리콘을 구리 집전체로부터 전기적으로 절연시키며 또한 실리콘 각각을 전기적으로 절연시킨다. 덧붙여, 이러한 부피 팽창 및 수축은 개별 입자들을 분해하여 구형 요소(spherical element) 자체 내에서 전기적 접촉의 손실을 초래한다.
당해 분야에서 공지된 또 다른 접근 방법은, 연속되는 사이클 동안에 부피 변화가 큰 것에 대한 문제를 해결하기 위하여, 실리콘 분말을 이루는 실리콘 입자의 크기를 매우 작게, 즉, 1~10nm의 범위로 만드는 것이다. 이 방법은, 실리콘 분말이 리튬 삽입 및 추출과 관련하여 부피 팽창 및 수축이 이루어질 때, 구형 요소들이 구리 집전체로부터 전기적으로 절연되고 구형 요소들 서로가 전기적으로 절연되는 것을 막지 못한다. 중요한 것은, 상기 나노 크기를 가지는 요소들의 큰 표면적이, 큰 비가역 용량을 리튬-이온 배터리 전지로 도입하는 리튬 함유 표면막을 생성하게 할 수 있다는 것이다. 또한, 소정의 실리콘 덩어리에서, 다수의 소형 실리콘 입자는 다수의 입자-대-입자 접촉을 만들며, 이들 각각은 접촉 저항을 가지고 있어서, 실리콘 덩어리의 전기 저항을 너무 높게 만들 수 있다.
따라서, 리튬 충전용 배터리, 특히 리튬-이온 배터리에 있어서, 상기 문제들은 실리콘 입자들이 상용화가 가능한 흑연의 대체체가 되는 것을 방해한다.
Journal of Power Sources 136 (2004) 303-306에서 Ohara 등에 의하여 기술된 또 다른 접근 방법은, 실리콘을 박막인 니켈 박 집전체 상으로 증발시킨 다음, 이 구조물을 이용하여 리튬-이온 전지의 애노드를 형성하는 것이다. 그러나, 이 접근 방법이 우수한 용량 보유력(capacity retention)을 제공한다 하더라도, 이는 단지 매우 얇은 막(즉, ~50 nm)의 경우에만 해당하며, 따라서 이러한 전극 구조는 단위 면적당 유용한 양의 용량을 제공하지 못한다.
리튬-이온 이차 전지용 나노- 및 벌크- 실리콘계 삽입 애노드에 대한 검토가 Kasavajjula 등 (J. Power Sources (2006), doi: 10.1016/jpowsour.2006.09.84)에 의하여 이루어졌으며, 이는 참조로서 본 출원에 병합되어 있다.
영국 특허 출원 번호 제 GB2395059A호에 기술된 또 다른 접근 방법은, 실리콘 기판 상에 제작된 규칙적인 또는 비규칙적인 실리콘 필라의 어레이를 포함하는 실리콘 전극을 이용하는 것이다. 이러한 구조화된 실리콘 전극은 충전/방전 사이클이 반복될 때 우수한 용량 보유력을 나타내는데, 본 발명자들은 이러한 우수한 용량 보유력은 필라가 부서지거나 파괴됨이 없이 호스트 실리콘으로부터 리튬 삽입 및 추출과 관련된 부피 팽창 및 수축을 흡수하는 실리콘 필라의 능력에 기인한 것으로 보고 있다. 그러나, 상기 공지물에 기술된 구조화된 실리콘 전극은 고순도의 단결정 실리콘 웨이퍼를 이용하여 제조되므로, 비싸다.
실리콘계 물질을 선택적으로 식각하여 실리콘 필라를 형성하는 것이 제 US-7033936호에 개시되어 있다. 이 문헌에 의하면, 필라는 마스크를 만들어서 제조하는데; 반구형 섬들의 염화 세슘을 실리콘 기판 표면 상에 증착하고, 상기 섬들을 포함하는 기판 표면을 막으로 덮고, 상기 표면으로부터 상기 반구형 구조들(그것들을 덮는 필름을 포함함)을 제거함으로써, 반구형 형상들이 있었던 노출 영역을 가지는 마스크를 형성한다. 다음에, 반응성 이온 식각을 이용하여 상기 기판에서 노출된 영역을 식각하고, 레지스트를, 예컨대 물리적 증착에 의하여 제거하여, 비식각된 영역에, 즉 반구형의 위치들 사이의 영역에, 실리콘 필라의 어레이를 남긴다.
대안적인 화학적 접근 방법이 Peng K-Q, Yan, Y-J, Gao S-P, 및 Zhu J., Adv. Materials, 14 (2002), 1164-1167, Adv. Functional Materials, (2003), 13, No 2 February, 127-132 및 Adv. Materials, 16 (2004), 73-76에 기재되어 있다. Peng 등은 화학적 방법에 의하여 실리콘 상에 나노 필라를 만드는 방법을 개시하였다. 이 방법에 따르면, n-형 또는 p-형일 수 있으며 용액에 노출되는 {111} 면을 가지는, 실리콘 웨이퍼를 5M HF 및 20mM AgNO3의 용액을 이용하여 50℃에서 식각한다. 이들 논문에서 가정하는 메커니즘은, 초기 단계(핵생성)에, 분리된 은 나노클러스터를 실리콘 표면 상에 무전해 방법으로 증착하는 것이다. 제 2단계(식각)에서, 은 나노클러스터 및 은 나노클러스터를 둘러싸는 실리콘 영역은, 은 나노클러스터를 둘러싸는 영역에서 실리콘의 전해 산화를 일으키는 국부 전극으로서 작용하여 SiF6 양이온을 형성하며, 이것은 식각 지점으로부터 멀리 확산하여 은 나노클러스터 하부에 있는 실리콘을 필라 형식으로 남긴다.
K. Peng 등, Angew. Chem. Int. Ed., 44 (2005), 2737-2742; 및 K. Peng 등, Adv. Funct. Mater., 16 (2006), 387-394에서의 실리콘 웨이퍼를 식각하는 방법은 Peng 등의 초기 논문에 기술된 것과 유사하나, 핵생성/은 나노입자 증착 단계 및 식각 단계는 상이한 용액에서 실시한다. 제1 단계(핵생성)에서, 실리콘 칩을 4.6M HF 및 0.01M AgNO3의 용액에 1분 동안 둔다. 이어서 제2 단계(식각)를 다른 용액, 즉 4.6M HF 및 0.135M Fe(NO3)3에서 30 또는 50분 동안 실시한다. 두 단계들을 50℃에서 실시한다. 이들 논문은, 초기 논문과 비교하여, 식각 단계에서 다른 메커니즘을 제안하는데, 즉, 은(Ag) 나노입자 아래에 있는 실리콘을 제거하고 나노 입자가 점진적으로 벌크 실리콘 내로 들어가게 하여, 은 나노입자의 바로 아래가 아닌 영역에, 실리콘 기둥을 남긴다.
실리콘 웨이퍼 상에서 성장된 필라의 균일성 및 밀도, 그리고 성장 속도를 증가시키기 위하여, 제 WO2007/083152호는 알코올이 있을 때 공정을 실시하는 것을 제안하였다.
제 WO2009/010758호는 리튬 이온 배터리에 이용될 수 있는 실리콘 물질을 제조하기 위하여, 웨이퍼 대신에 실리콘 분말을 식각하는 것을 개시한다. 그 결과의 식각된 입자, 즉 도 2에 나타낸 예는, 그의 표면 상에 필라를 포함하고, 그 결과의 입자들 전체가 배터리의 애노드 물질에 사용될 수 있으며; 대안적으로, 필라를 입자에서 절단하여 실리콘 섬유를 형성할 수 있으며, 실리콘 섬유만을 이용하여 애노드를 만든다. 이용된 식각 방법은 제 WO2007/083152호에 공지된 것과 동일하다.
본 발명의 제1 양태는 실리콘을 식각하여 필라를 형성하는 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법을 상업적 규모로 간단하게 실시할 수 있는데, 이는 단일 배스(bath)에서 실리콘을 핵을 생성하게 하고 식각할 수 있게 하기 때문인데, 즉, 실리콘을 배스에서 배스로 이동할 필요가 없고, 농도를 제어해야 하는 성분을 소수만을 함유하는 하나의 식각 배스를 이용하고, 이전 방법들보다 경제적으로 가동시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 공정에서 형성되는 필라는 품질이 우수하다. 식각되는 실리콘이 과립형이면, 공정의 제품은 "필라 입자", 즉 표면 상에 형성되는 필라를 가지는 입자일 수 있으며, 식각되는 실리콘이 벌크(bulk)형 또는 과립형이면, 공정의 제품은 섬유, 즉 하부의 실리콘 입자 또는 벌크 실리콘으로부터 분리된 필라일 수 있다. 필라 입자 및 섬유의 가장 중요한 용도는 리튬 이온 전지의 애노드 물질을 형성한다는 것이며, 상기 공정을 통하여 우수한 애노드 물질이 제공된다.
본 발명의 방법은,
실리콘, 예컨대 과립 또는 벌크 물질을,
5 내지 10M HF, 예컨대 6 내지 8M HF,
0.01 내지 0.1M Ag+ 이온,
0.02 내지 0.2M NO3 - 이온
을 포함하는 식각 용액으로 처리하고;
추가의 NO3 - 이온을, 예컨대 알칼리 금속 염 또는 질산 암모늄 염의 형태로 첨가하여, 질산 이온의 농도를 상기 범위 내에서 유지하며;
상기 식각된 실리콘을 상기 용액으로부터 분리하는 것
을 포함한다.
도 1은 배터리 전지의 성분을 나타내는 개략도이고;
도 2는 필라형 입자의 전자 현미경 사진이다.
이하에서는, 과립 실리콘을 식각하여 식각된 실리콘 입자를 형성하는 것에 의거하여 본 발명을 기술한다. 그러나, 동일한 사항이 벌크 물질 형태의 실리콘, 예컨대 실리콘 웨이퍼에도 적용된다.
실리콘 과립을 식각하는 공정을 두 단계, 즉 핵생성(nucleation) 및 식각(etching)으로 실시한다. 핵생성에 있어서, 은 섬들(islands)은 다음 반응에 따라 실리콘 과립 상에 무전해법으로 증착된다:
4Ag+ + 4e- → 4Ag (금속)
핵생성은 일반적으로 약 1분까지는 소요된다.
식각은 소정의 결정면을 따라 우선적으로 일어나며 실리콘은 기둥 상태로 식각된다. 실리콘은 다음 식에 따라 식각된다:
Si + 6F-+ SiF6 2 -+ 4e- 반쪽-반응 (1)
반쪽 반응 (1)에 의하여 생성된 전자는, 실리콘을 통하여, 용액 내의 은 이온이 은 원소로 환원되는 다음과 같은 반대 반응(counter reaction)이 일어나는, 증착된 은으로 전도된다.
4Ag+ + 4e- → 4Ag (금속) 반쪽-반응 (2)
증착된 은 원소는 초기 증착된 은 섬들로부터 연장되는 덴드라이트(dendrites)를 형성한다. 덴드라이트는 동일한 입자 및 다른 입자 상의 덴드라이트와 서로 연결되어 매트(mat)를 형성한다. 이러한 덴드라이트의 상호 연결은 전해 공정(electrolytic process)을 가속화시키는데, 이는 환원 반쪽 반응(2)이 일어날 수 있으며 전하가 분산될 수 있는 지점이 더 많기 때문이다. 일부 기체가 공정 중에 생겨날 것이고 이것은 매트를 부유하게 할 수 있다.
공정을 뒤섞어서 실시할 수 있지만 그렇게 할 필요는 없으며, 뒤섞는 것이 매트를 파괴시킨다면 그렇게 하는 것은 불리할 것이다.
과립 실리콘 출발 물질은 비도핑된 실리콘, 알루미늄이 도핑된 실리콘과 같은 p-형 또는 n-형의 도핑된 실리콘, 또는 그 혼합물을 포함할 수 있다. 실리콘은 일부 도핑물을 가지는 것이 좋은데, 이는 그것이 식각 공정 동안에 실리콘의 전도성을 향상시키기 때문이다. 1019 내지 1020 캐리어/cc를 갖는 p-도핑된 실리콘이 우수하게 작용한다는 것을 알게 되었다. 그러한 물질은, 도핑된 실리콘, 예컨대 IC 산업에서의 실리콘을 연삭한 후, 연삭된 물질을 체질하여 원하는 크기를 가지는 과립을 수득함으로써, 얻을 수 있다.
대안적으로, 상기 과립은 상업적으로 입수할 수 있는, 상대적으로 낮은 순도인 금속 실리콘일 수 있으며; 금속 실리콘은 (반도체 산업에 사용되는 실리콘 웨이퍼에 비교하여) 상대적으로 높은 결함 밀도로 인하여 특히 적절하다. 이것은 저항을 낮추며 그럼으로써 전도성을 높이는 데, 이러한 높은 전도성은 실리콘 필라 입자 또는 섬유가 충전용 전지의 애노드 물질로서 이용될 때 유리하다. 그러한 실리콘을 상기 검토되는 바와 같이 연삭하고 등급화할 수 있다. 그러한 실리콘의 예가 노르웨이 Elkem의 "Silgrain"인데, (필요한 경우) 이것을 연삭하고 체질하여, 5 내지 500㎛, 예컨대 15 내지 500㎛, 바람직하게는 필라 입자용으로는 15 내지 40㎛, 섬유용으로 50 내지 500㎛ 범위 내의 평균 입자 직경을 가지는 입자를 생산할 수 있다. 과립은 단면이 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다.
실리콘 섬유를 만들 때, 섬유가 제거된 후에 남아있는 과립을 재사용할 수 있다.
과립은 질량으로 90.00% 이상, 바람직하게는 99.0% 내지 99.99%의 실리콘-순도를 가질 수 있다. 실리콘은 임의의 물질, 예를 들어, 게르마늄, 인, 알루미늄, 은, 보론 및/또는 아연으로 도핑될 수 있다.
식각에 사용되는 과립은 요구되는 필라 높이와 같거나 더 큰 결정 크기를 가지는 결정질, 예컨대 단-결정질 또는 다-결정질일 수 있다. 다결정 입자는 임의의 수의 결정, 예컨대 2 이상의 결정을 포함할 수 있다.
공정을 0℃ 내지 70℃의 온도에서 실시할 수 있지만, 고가의 용기들만이 70℃에 이르는 온도에서 고도로 부식성인 HF를 견뎌낼 수 있을 것이기 때문에 실온에서 실시하는 가장 용이하다. 그러한 이유로, 온도는 일반적으로 40℃를 넘지 않을 것이다. 필요한 경우, 반응 혼합물은 발열성이기 때문에 공정의 과정 중에 냉각시켜야 한다.
반응 용기를 위한 바람직한 물질은 폴리프로필렌이지만, 다른 HF-내성 물질을 대신 사용할 수 있다.
실리콘이 충분히 식각된 때에 공정을 끝내야, 1 내지 100㎛, 예컨대 3 내지 100㎛, 더 바람직하게는 5 내지 40㎛의 높이를 가지는 뚜렷한 필라를 형성할 수 있다. 필라 입자의 필라 높이는 일반적으로 5 내지 15㎛일 수 있으며, 섬유를 만드는 경우에는, 예컨대 10 내지 50㎛로 더 클 수 있다. 공정의 최적 지속 기간은 용액 내의 물질의 농도, 실리콘의 전도성, 식각되는 과립 실리콘의 양에 비하여 사용되는 식각 용액의 온도 및 양에 따라 다를 것이다.
필라는 일반적으로 그 기저, 즉 필라가 하부 실리콘에 부착되는 곳에서부터 점점 가늘어질 것이며, 그 기저에서 필라의 직경은 일반적으로 대략 0.08 내지 0.70㎛, 예컨대 0.1 내지 0.5㎛, 예컨대 0.2 내지 0.4㎛, 및 0.3㎛와 같은 것일 수 있다. 이렇게 해서 필라는 일반적으로 10:1 보다 큰 종횡비를 가질 것이다. 필라는 실질적으로 원형 단면일 수 있으나 반드시 그런 것은 아니다.
필라 표면 밀도는 입자 표면 상의 필라의 밀도를 정의하는데 이용될 수 있다. 이것은 F = P / [R + P] 으로 정의되는데, F는 필라 표면 밀도이고; P는 필라에 의하여 점유된 입자의 총 표면적이고; R은 필라에 의하여 점유되지 않은 입자의 총 표면적이다.
필라 표면 밀도가 클수록, 실리콘 입자 전극의 단위 면적당 리튬 용량이 커지고, 섬유를 생성하는 데 이용할 수 있는 수득 가능한 필라의 양이 많아진다.
예컨대, 앞서 언급한 400㎛의 예비-식각 평균 입자 직경을 가지는 노르웨이의 Elken의 실리콘 분말을 이용하여, 대략 10 내지 50㎛의 필라 높이, 대략 0.2 내지 0.5㎛의 직경 및 10-50%, 전형적으로는 30%의 필라 표면 밀도 F를 가지는 필라를 표면 전체에 생산할 수 있다. 또 다른 예로써, 대략 63~80㎛의 예비-식각 평균 입자 직경을 가지는 과립이 대략 10 내지 15㎛의 높이, 대략 30%의 커버리지(coverage) 및 대략 0.2 내지 0.5㎛의 직경을 가지는 필라를 생산한다는 것을 알았다.
핵생성 단계 및 덴드라이트 성장 단계에서는 용액 내에서 은의 존재를 필요로 하나, 일단 이들 단계가 완료되면, 식각은 용액 내에서 환원될 수 있는 이온의 존재만을 필요로 한다. 이것은 은(반쪽 반응 2)일 수 있으나, 동일할 필요는 없는데, 은이 고가이기 때문에 일부 다른 반대 반응을 이용하는 것이 바람직하다. 제 WO2007/083152호에서, 본 출원인은 반대 반응에서 철 2가 이온으로 환원될 수 있는 철 3가 이온을 제공하기 위하여 질산 철을 첨가하는 것을 제안하였다. 그러나, 반응 혼합물에 철 3가 이온을 첨가하면 공정의 복잡도 및 비용이 증가한다는 것을 알게 되었다.
제 WO2007/083152호는 또한 수소 이온을 이용하여 반대 반응을 제공하는 것을 제안하나, 용액에서 수소 이온과 불소 이온이 이 목적을 위한 수소 이온의 이용성을 감소시킨다.
최적의 반대 반응은 용액에서 질산 이온의 환원인 것을 알게 되었다. 은이 질산 은의 형태로 첨가될 것이어서 용액 내에 이미 존재하기 때문에, 또한 다른 음이온들은 은을 침전시킬 수 있기 때문에, 질산 은을 선택한다. 제 WO2007/083152호가 식각 단계의 동안에 질산 이온을 첨가하는 것을 제안했지만, 이것은 질산 은 또는 질산 철의 형태로 첨가하는 것이다. 전자는 고가이며, 후자에서, 철 3가 이온 또한 앞서 언급한 단점을 가진 채 환원될 것이다. 그러므로, 식각 용액에 질산염을 알칼리 금속 질산염, 질산 암모늄, 특히 질산 나트륨 또는 질산 암모늄으로 첨가하는데, 이는 이들 물질이 높은 용해도를 가지나 질산 철보다는 저렴하고, 용액에서 해롭지 않은 비활성 양이온 (Na+ 및 NH4 +)을 가지기 때문이다.
따라서, 용액은 실질적으로 철 이온(철 3가 이온 또는 철 2가 이온)이 없다. "실질적으로 없다"는 것은 공정상에서 물질 효과를 가지기에는 충분하지 않은 농도인 것을 의미하며, 일반적으로 중량으로 0.05% 미만이고, 5mM 미만, 예컨대 2mM 미만이어야 한다.
제 WO2007/083152호는 알코올이 핵생성 단계에서 존재하여야 하고, 1 내지 40%의 양으로 존재하여야 한다는 것을 특징으로 하고 있다. 제 WO2007/083152에서는 공정을 칩이나 웨이퍼 상에서 실시하였다. 공정을 실리콘 과립 상에 실시하는 본 공정의 맥락에서 볼 때, 알코올은 용액 내에서 농도를 조절할 때 고려되어야 하는 또 다른 성분이기 때문에 알코올의 존재는 필요하지 않으며, 또한 그것의 존재는 공정을 복잡하게 만든다는 것을 알았다. 따라서, 본 발명의 한 구체예에 따르면, 본 발명에 사용되는 용액은 실질적으로 알코올이 없으며, 그것은 알코올의 양이 공정상에서 물질 효과를 가지는 농도보다 작다는 것을 의미하며, 부피로 0.5% 미만일 수 있다.
본 발명에서 초기에 이용되는 용액은 5 내지 10 M , 예컨대 6 내지 8 M, 예컨대 6.5M 내지 7.5M, 그리고 일반적으로는 약 7M 또는 7.5 M의 HF 농도를 가진다. 용액의 부피에 비하여 다량의 물질이 식각된다면, 공정의 과정에서 HF를 추가로 첨가하는 것이 가능하다 할지라도 그렇게 할 필요는 없다.
은 섬과 덴드라이트를 증착하기 위하여, Ag+의 농도는 0.01M 내지 0.1M, 예컨대 0.02M 내지 0.06M, 그리고 일반적으로는 약 0.03M의 범위일 수 있다. Ag+ 이온의 양은 공정에서 실리콘 모두를 식각하기에 불충분한 것이 바람직하나, 섬 및 덴드라이트를 형성하는데에는 충분한 양으로 한정해야 한다. 이어서 질산 이온의 환원에 의하여 식각 반쪽 반응에 대응하는 반쪽 반응이 제공된다. 식각 반응이 시작된 이후에 은은 용액에 첨가하지 않는 것이 바람직하다.
제시된 바와 같이, NO3 -는 실리콘 식각 (반쪽 반응 (1))에 대한 반대 반응을 제공할 수 있으며, 0.02M 내지 0.2M, 예컨대 0.04M 내지 0.08M, 예컨대 약 0.06M의 농도의 양으로 존재할 수 있다. 은은 일반적으로 질산 염의 형태로 식각 용액에 첨가하는데, 이는 다른 염들이 일반적으로 불용성이기 때문이다. 이것은 필요로 하는 질산 이온 일부를 제공하며, 공정 중에 알칼리 금속 질산 염 또는 질산 암모늄, 예컨대 질산 나트륨, 질산 칼륨, 또는 질산 암모늄을 첨가하여 균형을 이룰 수 있다.
일단 식각을 시작하면 SiF6 2 -는 용액에 존재한다.
염기, 바람직하게는, 상대적으로 저렴하고 이온들이 가용성이 높은 이유로 NaOH 또는 NH4OH를 첨가함으로써 용액의 조성을 조정할 수 있거나, 질산으로 산성화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 용액은 물을 제외한 다른 성분을 함유하지 않는다. 그러한 용액은, 공정 초기에, 본질적으로,
5 내지 10, 예컨대 6 내지 8M HF
0.01 내지 0.1M Ag+ 이온
0.02 내지 0.2M NO3 - 이온
물, 수소 이온 및 수산화 이온
및 선택적으로는
SiF6 2 - 이온
알칼리 금속 이온 또는 암모늄 이온, 및
부수적인 첨가물 및 불순물
을 포함한다.
실리콘 과립의 양과 관련되어 사용되는 식각 용액의 양은 필요로 하는 필라를 식각하기에 충분해야 한다. 20그램의 실리콘 과립에 대하여 3리터의 식각 용액은 양호한 결과를 만들어 내는 것을 알게 되었지만, 그의 상대적인 비율은 양이 증가하거나 감소함에 따라 조정할 필요가 있을 것이다.
본 발명의 다른 양태는 상기 방법에 의하여 만들어진 필라 입자 또는 섬유, 복합 전극, 특히 애노드를 제공하는데, 상기 애노드는, 선택적으로는 구리로 이루어질 수 있는 집전체와 함께 상기 입자 또는 섬유를 포함한다. 상기 복합 전극은, 상기 공정에 의하여 만들어진 필라형 입자 또는 섬유를 포함하는 용매계 슬러리를 제조하고, 상기 슬러리를 집전체 상에 코팅하고, 상기 용매를 증발시켜 복합 필름을 생성함으로써, 만들 수 있다.
본 발명은 상기에서 정의되는 전극과 캐쏘드를 포함하는, 전기화학 전지, 예컨대 충전용 전지를 추가로 제공하는데, 상기 캐쏘드는, 활물질로서 리튬 이온을 방출하고 재흡수할 수 있는 리튬 함유 화합물, 특히 리튬계 금속 산화물 또는 인산염 LiCoO2 또는 LiMnxNixCo1 -2 xO2 또는 LiFePO4, 특히 이산화 리튬 코발트를 포함한다.
실리콘 섬유는 스크래핑(scraping), 교반 (특히 초음파 진동에 의함), 또는 화학적 식각 중 하나 이상에 의하여 제1 양태의 입자로부터 필라를 분리시킴으로써 만들어질 수 있다.
본 발명의 구조화된 입자 및 섬유에서, 충전용 전지에서의 리튬과의 실리콘의 가역 반응은 우수하다. 특히, 입자 또는 섬유, 폴리머 바인더 및 전도성 첨가제의 혼합물인 복합 구조에 입자 또는 섬유를 정렬함으로써, 또는 입자 또는 섬유를 집전체에 직접 결합시킴으로써, 충전/방전 공정을 가역성 및 반복성이 가능하게 하여 우수한 용량 보유력을 달성할 수 있다. 본 발명자들은 이러한 우수한 가역성은, 필라가 부서지거나 파괴되지 않으면서, 호스트 실리콘으로부터의 리튬 삽입/추출과 관련된 부피 팽창/수축을 흡수할 수 있는, 구조화된 실리콘 입자 및 실리콘 섬유의 두 실리콘 필라 형성부의 능력에 기인한 것이라고 생각한다.
중요한 것은, 본 발명에서 기술된 공정은 실리콘 과립의 공급 원료로서 저순도의 금속 실리콘을 이용하기 때문에, 공급 원료로서 실리콘 웨이퍼를 사용하는 종래의 기술에 비하여 충전용 전지의 전극에 사용하기 위한 실리콘 과립 및 섬유를 제조하는 비용을 감소시킬 수 있다는 것이다. 이미 언급된 바와 같이, 실리콘 입자는 주로 n-형 또는 p-형일 수 있으며, 임의의 노출된 결정면 상에서 식각될 수 있다. 식각 공정이 결정면을 따라 진행하므로, 그 결과의 필라는 단결정이다. 이러한 구조적 특징으로 인하여, 필라는 10:1 보다 큰 길이 대 직경 비율을 가질 수 있는 실질적으로는 직선형일 것이다.
개관하면, 본 발명은, 본 발명자가 믿는, 충전용 리튬 이온 전지의 이용에 특히 적용될 수 있는 실리콘 필라 입자 또는 실리콘 섬유를 식각하기에 최적인 조건이 되는 것을 제공한다.
본 발명은 다음의 하나 이상의 비제한된 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
실시예 1 - 필라 입자 수득
8리터 부피의 폴리에틸렌 용기 내에서 반응을 실시하였다. 성분을 도입하기 위한 홀, 및 교반기를 가지는 뚜껑이 제공된다. 다음 반응물을 사용하였다:
실리콘 분말 - Si Elkem Silgrain HQ J272.1, 20~40㎛의 입자 크기를 가짐; 더 큰 입자 크기는 탈이온수에서 분말을 3번 체질하고 세척하여 제거하였음
불산- HF Aldrich Honeywell, 17735, 40% (w/w) 반도체급 PURANAL
AgNO3/HNO3 용액 AgNO3 및 HNO3의 농도는 각각 2.56M 및 3.65M임
질산 나트륨 - NaNO3 Sigma-Aldrich, 무수, 결정 분말, ACS 시약, =99.0%
수산화 나트륨 - NaOH VWR BDH AnalaR, Lot B0138150 734, Prod 102525P
실온(10~25℃)에서 반응을 실시하였다. 반응기에서 35ml의 AgNO3/HNO3 용액을 3리터의 7M HF 용액과 혼합한 다음, 30ml의 물에 용해된 5.1 그램 NaOH를 첨가한다. 그 결과의 용액은 0.0299M AgNO3를 함유한다.
깔때기에 의하여 20그램의 체질화된 Si 분말(<40mm)을 용기의 뚜껑에서 홀을 통하여 첨가하고 나서, 이 덩어리를 막대를 이용하여 뚜껑의 홀을 통하여, 손으로 1분 동안 부드럽게 교반한다.
이 반응 혼합물을 40분 동안 정치해둔다. 실리콘에 은을 더한 "매트"가 처음 1~2분 내에 식각 용액의 표면 상에 형성된다.
40분 후에, 15그램의 NaNO3 (또는 13 그램의 NH4NO3)을 첨가한다. NaNO3 또는 NH4NO3 를 50ml의 물에 용해하고 나서, 깔때기를 통하여 첨가한다. NaNO3 또는 NH4NO3 첨가가 완료된 후에, 이 용액을 약 1분 동안 교반한다. 이 혼합물을 추가 50분 동안 정치한다. 이어서 공정 시작 후 90분에, 식각이 거의 완성될 때, 폐 식각 용액을 저장 체임버로 펌핑하는데, 이것은 약 4~5분 소요되면 총 식각 시간은 약 95분이 된다.
매트를 3~4 리터의 물에 세 번 세척한다. 처음 두 번의 세척은 물이 5분 동안 접촉하게 하고, 세 번째 세척은 1분간 세척한다. 실리콘과 은인 젖은 매트를 질산으로 신속하게 처리하여 은을 제거한다. 식각된 실리콘을 추가로 세척하여 젖은 상태에서 보관한다. 세척수는 은을 포함하는데, 은 내용물을 회수하기 위하여 따로 둔다.
실시예 2 - 섬유 수득
반응 용기 및 반응물은 실시예 1에서와 동일하다. 실온에서 반응을 다시 실시하는데 이는 반응 혼합물이 아주 뜨거워지지 않기 때문이다.
반응 체임버에서 40ml의 AgNO3/HNO3 용액을 3 리터의 7M HF 용액과 혼합한 다음, 30ml의 물에 용해된 5.9그램의 NaOH를 첨가한다. 최종 용액은 0.033M의 AgNO3를 함유한다.
용기의 상단에서 깔때기를 통하여 20그램의 Si 분말(J272.1)을 첨가하고, 뚜껑의 홀을 통하여 이 덩어리를 막대를 이용하여, 손으로 1분 동안 부드럽게 교반한다. 이 반응 혼합물을 40분 동안 정치해둔다. 실리콘에 은을 더한 "매트"가 처음 1~2분 내에 식각 용액의 표면 상에 형성된다.
40분 종료 때에, 14그램의 NaNO3 (또는 12 그램의 NH4NO3)을 첨가한다. NaNO3 또는 NH4NO3 를 50ml의 물에서 용해하고 나서, 상단에서 깔때기를 통하여 첨가한다. 첨가 후에 1분 동안 용액을 교반한다. 이 혼합물을 추가로 50분 동안 정치해둔다. 이어서, 공정 시작 후 90분에, 식각이 거의 완성될 때, 폐 식각 용액을 저장 체임버로 펌핑하는데, 이것은 약 4~5분이 소요되며 총 식각 시간은 약 95분이 된다. 이어서 매트를 3~4 리터의 물에 세번 세척한다. 처음 두 번의 세척은 물에 5분 동안 접촉시키고, 세 번째 세척은 1분간 실시한다.
실리콘과 은으로 구성되는, 젖은 매트를 질산으로 5~10분 동안 신속하게 처리하여 은을 제거해야 한다. 실리콘을 추가로 세척하고 젖은 상태로 보관한다. 세척수는 은을 포함하는데, 은 내용물을 회수하기 위하여 따로 둔다.
필라가 부착된 결과의 입자로부터 섬유를 수득할 수 있는데, 입자를 비커 또는 임의의 적절한 용기 내에 놓고, 에탄올 또는 물과 같은 비활성 액체로 입자를 덮고, 초음파로 교반함으로써, 초음파 진동에 의하여 상기 섬유를 수득할 수 있다. 수 분 내에 액체가 흐려지는 것을 볼 수 있으며, 전자 현미경에 의하여 이 단계에서는 필라가 입자로부터 제거되었음을 알 수 있었다.
2 단계 공정으로 필라를 입자로부터 제거할 수 있다. 제1 단계에서, 입자를 물에서 수 분 동안 세척하고, 필요하면, 저 진공 시스템에서 건조하여 물을 제거한다. 제2 단계에서, 초음파 조에서 입자를 교반하여 필라를 분리시킨다. 이것을 물에 현탁한 후, 원심분리로 분리하여 실리콘 섬유를 수집한다.
실시예 3 - 애노드 형성
필라형 입자 또는 섬유는 리튬-이온 전기화학 전지의 복합 애노드에서 활물질로 이용된다. 복합 애노드를 제조하기 위하여, 필라형 입자 또는 섬유를 폴리비닐리덴 디플루오라이드와 혼합하고, n-메틸 피롤리돈과 같은 주물 용매(casting solvent)를 포함하는 슬러리로 만든다. 이어서, 이 슬러리를 예를 들어 물리적으로 블레이드(blade)를 사용하거나 임의의 다른 적절한 방식으로 금속 플레이트 또는 금속박, 또는 다른 전도성 기판 상에 도포하여 요구된 두께의 코팅된 필름을 생산한다. 이후, 50℃ 내지 140℃ 범위에서 온도를 상승시킬 수 있는 적절한 건조 시스템을 이용하여, 이 필름에서 주물 용매를 증발시켜 주물 용매가 없는 또는 실질적으로 없는 복합 필름을 만든다. 그 결과의 복합 필름은 실리콘계의 필라형 입자 또는 섬유의 질량이 전형적으로 70 퍼센트 내지 95 퍼센트인 다공성 구조를 가진다. 이 복합 필름은 10~30 퍼센트, 바람직하게는 약 20퍼센트의 기공 부피 백분율을 가질 것이다.
이후에 리튬-이온 배터리 전지를 적절한 방식으로, 예를 들어 도 1에 보인 일반적인 구조를 따라 제조할 수 있으며, 흑연 활성 애노드 물질보다는 실리콘을 포함하는 활성 애노드 물질을 사용한다. 예를 들어, 실리콘 입자계 복합 애노드층을 다공성 스페이서(18)로 덮고, 전해질을 최종 구조에 첨가하여 모든 가능한 기공 부피를 포화시킨다. 전해질 첨가는 적절한 케이싱(casing)에 전극을 둔 후 실시하며, 애노드에 대한 진공 충전을 실시하여 기공 부피를 액체 전해질로 채우도록 한다.
실리콘 필라 입자 또는 섬유의 필라 구조가 리튬의 삽입/추출 (충전 및 방전)과 관련된 부피 팽창을 허용할 수 있음에 따라 용량 보유력은 향상된다.
리튬-이온 배터리 전지용 흑연계 애노드가 현재의 추세이지만, 본 출원에서 서술되는 접근 방법을 기존의 제조 역량으로 보강한다면, 대량의 실리콘계 애노드를 제조할 수 있고 연속적으로 생산할 수 있다.

Claims (47)

  1. 실리콘을,
    5 내지 10M HF,
    0.01 내지 0.1M Ag+ 이온,
    0.02 내지 0.2M NO3 - 이온
    을 포함하는 식각 용액으로 처리하고;
    추가의 NO3 - 이온을 알칼리 금속 염 또는 질산 암모늄 염의 형태로 첨가하거나, 질산의 형태로 첨가하여, 질산 이온의 농도를 상기 범위 내에서 유지하며;
    상기 식각된 실리콘을 상기 용액으로부터 분리하는 것
    을 포함하는 실리콘을 식각하여 식각된 표면 상에 실리콘 구조를 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추가의 NO3 - 이온을 알칼리 금속 질산 염 또는 질산 암모늄의 형태로 첨가하는 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 제1항에 있어서,
    상기 식각 용액으로 처리되는 상기 실리콘은 과립 또는 벌크 물질의 형태인 방법.
  32. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용액은 철 이온(철 3가 이온 또는 철 2가 이온)을 0.05중량% 미만으로 포함하는 방법.
  33. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용액은 0.5부피% 미만의 알코올을 포함하는 방법.
  34. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용액은
    5 내지 10M HF,
    0.01 내지 0.1M Ag+ 이온,
    0.02 내지 0.2M NO3 - 이온,
    물, 수소 이온 및 수산화 이온을 함유하는 방법.
  35. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법을 단일 조(bath)에서 실시하는 방법.
  36. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    초기에 사용되는 상기 용액은 6.5 내지 9M의 HF의 농도를 가지는 방법.
  37. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    염기 또는 질산을 첨가함으로써, 상기 용액의 조성을 조정하는 것을 더 포함하는 방법.
  38. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘이 90.00 질량% 이상의 순도를 가지는 방법.
  39. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실리콘은 과립 형태인 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 과립은 5 내지 500 ㎛ 범위의 입자 크기를 가지고 표면 상에 형성되는 구조를 가지는 실리콘 입자를 형성하며, 상기 구조는 1 내지 100 ㎛ 범위의 높이를 가지는 방법.
  41. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조는 그의 기저에서 0.08 내지 0.70 ㎛ 범위의 직경을 가지는 방법.
  42. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조를 하부의 실리콘으로부터 분리시켜 실리콘 섬유를 형성하는 것을 더 포함하는 방법.
  43. 제1항, 제2항 및 제31항 중 어느 한 항에서 정의된 방법에 의하여 만들어진 식각된 입자 또는 섬유를 활물질들 중 하나로서 함유하는 전극.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 식각된 실리콘 입자 또는 섬유가 집전체 상의 합성 필름으로 도입되는 전극.
  45. 제43항에 따른 애노드, 및 리튬 이온을 방출 및 재흡수할 수 있는 리튬 함유 화합물을 활물질로서 포함하는 캐쏘드를 포함하는 전기화학 전지.
  46. 제34항에 있어서,
    상기 용액은
    SiF6 2- 이온,
    알칼리 금속 이온 또는 암모늄 이온, 및
    부수적인 첨가물 및 불순물
    을 더 포함하는 방법.
  47. 제37항에 있어서,
    상기 염기는 NaOH 또는 NH4OH인 방법.
KR1020117010622A 2008-10-10 2009-10-02 실리콘 또는 실리콘계 물질로 구성되는 구조화된 입자의 제조 방법 및 리튬 충전용 배터리에서의 그의 용도 KR101419280B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0818645A GB2464158B (en) 2008-10-10 2008-10-10 A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB0818645.4 2008-10-10
PCT/GB2009/002348 WO2010040985A1 (en) 2008-10-10 2009-10-02 A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110082171A KR20110082171A (ko) 2011-07-18
KR101419280B1 true KR101419280B1 (ko) 2014-07-15

Family

ID=40083866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117010622A KR101419280B1 (ko) 2008-10-10 2009-10-02 실리콘 또는 실리콘계 물질로 구성되는 구조화된 입자의 제조 방법 및 리튬 충전용 배터리에서의 그의 용도

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9184438B2 (ko)
EP (1) EP2335307A1 (ko)
JP (1) JP5535222B2 (ko)
KR (1) KR101419280B1 (ko)
CN (1) CN102239583B (ko)
GB (1) GB2464158B (ko)
TW (1) TWI460908B (ko)
WO (1) WO2010040985A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200041068A (ko) 2018-10-11 2020-04-21 한양대학교 산학협력단 다공성 규소-저마늄 전극 소재의 제조방법 및 이를 이용한 이차전지
KR20200050603A (ko) 2018-11-02 2020-05-12 한양대학교 산학협력단 규소 기반 다공성 화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 이차전지

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2395059B (en) 2002-11-05 2005-03-16 Imp College Innovations Ltd Structured silicon anode
GB0601318D0 (en) 2006-01-23 2006-03-01 Imp Innovations Ltd Method of etching a silicon-based material
GB0601319D0 (en) 2006-01-23 2006-03-01 Imp Innovations Ltd A method of fabricating pillars composed of silicon-based material
GB0709165D0 (en) 2007-05-11 2007-06-20 Nexeon Ltd A silicon anode for a rechargeable battery
GB0713896D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Method
GB0713898D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silcon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB0713895D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Production
GB2464157B (en) 2008-10-10 2010-09-01 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material
GB2464158B (en) 2008-10-10 2011-04-20 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB2470056B (en) 2009-05-07 2013-09-11 Nexeon Ltd A method of making silicon anode material for rechargeable cells
GB2470190B (en) 2009-05-11 2011-07-13 Nexeon Ltd A binder for lithium ion rechargeable battery cells
US9853292B2 (en) 2009-05-11 2017-12-26 Nexeon Limited Electrode composition for a secondary battery cell
GB201005979D0 (en) 2010-04-09 2010-05-26 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB201009519D0 (en) 2010-06-07 2010-07-21 Nexeon Ltd An additive for lithium ion rechargeable battery cells
KR20120001589A (ko) 2010-06-29 2012-01-04 고려대학교 산학협력단 실리콘 태양전지의 전면전극 형성용 유리상 형성제, 이를 포함한 금속 잉크 및 이를 이용한 실리콘 태양전지
GB201014706D0 (en) 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Porous electroactive material
GB201014707D0 (en) 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Electroactive material
KR101114492B1 (ko) * 2011-04-15 2012-02-24 세진이노테크(주) 리튬 이차전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
GB2492167C (en) * 2011-06-24 2018-12-05 Nexeon Ltd Structured particles
JP2014528893A (ja) * 2011-08-15 2014-10-30 ダウ コーニング コーポレーションＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ケイ素粉末を含む組成物及びケイ素粉末の結晶化度を制御する方法
GB2500163B (en) 2011-08-18 2016-02-24 Nexeon Ltd Method
GB201117279D0 (en) * 2011-10-06 2011-11-16 Nexeon Ltd Etched silicon structures, method of forming etched silicon structures and uses thereof
GB201122315D0 (en) * 2011-12-23 2012-02-01 Nexeon Ltd Etched silicon structures, method of forming etched silicon structures and uses thereof
WO2013114095A1 (en) * 2012-01-30 2013-08-08 Nexeon Limited Composition of si/c electro active material
GB2499984B (en) 2012-02-28 2014-08-06 Nexeon Ltd Composite particles comprising a removable filler
GB2502625B (en) 2012-06-06 2015-07-29 Nexeon Ltd Method of forming silicon
GB2507535B (en) 2012-11-02 2015-07-15 Nexeon Ltd Multilayer electrode
CN102969488B (zh) * 2012-12-05 2015-09-23 奇瑞汽车股份有限公司 一种无定形多孔硅及其制备方法、含该材料的锂离子电池
CN105142763B (zh) * 2013-04-25 2019-11-12 索尔维公司 用于纯化氢氟酸和硝酸的混合物的反渗透
US20140346618A1 (en) 2013-05-23 2014-11-27 Nexeon Limited Surface treated silicon containing active materials for electrochemical cells
KR20160070119A (ko) 2013-10-15 2016-06-17 넥세온 엘티디 전기화학 셀용 보강 집전 기판 조립체
KR101567203B1 (ko) 2014-04-09 2015-11-09 (주)오렌지파워 이차 전지용 음극 활물질 및 이의 방법
KR101604352B1 (ko) 2014-04-22 2016-03-18 (주)오렌지파워 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN104009211B (zh) * 2014-05-13 2017-04-12 昆明理工大学 一种多孔硅纳米纤维/碳复合材料的制备方法
KR101550781B1 (ko) 2014-07-23 2015-09-08 (주)오렌지파워 2 차 전지용 실리콘계 활물질 입자의 제조 방법
GB2533161C (en) 2014-12-12 2019-07-24 Nexeon Ltd Electrodes for metal-ion batteries
CN107068993B (zh) * 2017-01-17 2019-05-10 北京工商大学 一种三维复合Co3O4-Si-C负极材料的制备方法
CN108459054B (zh) * 2017-02-20 2020-06-19 天津大学 一种硅纳米线—聚吡咯复合材料的制备方法
NO345463B1 (en) * 2017-04-06 2021-02-15 Elkem Materials Silicon powder for use in anodes for lithium-ion batteries and method for production of silicon powder
CN107394176B (zh) * 2017-07-31 2020-07-24 中国地质大学（北京） 硅碳复合材料、制备方法和应用及锂离子电池负极材料
US10590562B2 (en) 2017-12-06 2020-03-17 West Chester University Regenerative electroless etching
CN109490218A (zh) * 2018-10-11 2019-03-19 湖北兴福电子材料有限公司 一种金属离子在检测多晶硅蚀刻速率上的应用
CN110143593A (zh) * 2019-04-29 2019-08-20 浙江大学 多孔硅粉的制备方法、多孔硅粉以及其应用
CN110512079A (zh) * 2019-08-12 2019-11-29 青海黄河上游水电开发有限责任公司光伏产业技术分公司 一种分离晶硅电池银电极的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050193800A1 (en) * 2001-03-29 2005-09-08 Deboer John Porous gas sensors and method of preparation thereof
WO2007083152A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Nexeon Ltd Method of etching a silicon-based material
WO2007083155A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Nexeon Ltd A method of fabricating fibres composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries

Family Cites Families (256)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB980513A (en) * 1961-11-17 1965-01-13 Licentia Gmbh Improvements relating to the use of silicon in semi-conductor devices
US3351445A (en) 1963-08-07 1967-11-07 William S Fielder Method of making a battery plate
GB1014706A (en) 1964-07-30 1965-12-31 Hans Ohl Improvements in or relating to devices for controlling the dosing of a plurality of different pourable substances for the production of mixtures
US4002541A (en) 1972-11-03 1977-01-11 Design Systems, Inc. Solar energy absorbing article and method of making same
SU471402A1 (ru) * 1973-03-02 1975-05-25 Предприятие П/Я Г-4671 Травильный раствор
SU544019A1 (ru) * 1975-07-22 1977-01-25 Одесский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.И.И.Мечникова Травитель дл полупроводниковых материалов
JPS52122479A (en) * 1976-04-08 1977-10-14 Sony Corp Etching solution of silicon
US4436796A (en) 1981-07-30 1984-03-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy All-solid electrodes with mixed conductor matrix
JPS63215041A (ja) * 1987-03-04 1988-09-07 Toshiba Corp 結晶欠陥評価用エツチング液
US4950566A (en) 1988-10-24 1990-08-21 Huggins Robert A Metal silicide electrode in lithium cells
JPH08987B2 (ja) 1989-02-10 1996-01-10 日産自動車株式会社 アルミニウム合金の表面処理方法
DE4116910A1 (de) * 1991-05-21 1992-11-26 Jenoptik Jena Gmbh Verfahren zur erzeugung oxidkeramischer oberflaechenschichten auf leichtmetall-gusslegierungen
JP2717890B2 (ja) 1991-05-27 1998-02-25 富士写真フイルム株式会社 リチウム二次電池
DE4202454C1 (ko) 1992-01-29 1993-07-29 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De
JP3216311B2 (ja) 1993-03-26 2001-10-09 松下電器産業株式会社 リチウム電池
US5660948A (en) 1995-09-26 1997-08-26 Valence Technology, Inc. Lithium ion electrochemical cell
US5907899A (en) 1996-06-11 1999-06-01 Dow Corning Corporation Method of forming electrodes for lithium ion batteries using polycarbosilanes
JP3713900B2 (ja) 1996-07-19 2005-11-09 ソニー株式会社 負極材料及びこれを用いた非水電解液二次電池
JPH1046366A (ja) 1996-08-02 1998-02-17 Toyota Motor Corp アルミニウム合金用エッチング液およびエッチング方法
US6022640A (en) 1996-09-13 2000-02-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid state rechargeable lithium battery, stacking battery, and charging method of the same
JP3296543B2 (ja) 1996-10-30 2002-07-02 スズキ株式会社 めっき被覆アルミニウム合金、及びそのシリンダーブロック、めっき処理ライン、めっき方法
JP3620559B2 (ja) 1997-01-17 2005-02-16 株式会社ユアサコーポレーション 非水電解質電池
US6337156B1 (en) 1997-12-23 2002-01-08 Sri International Ion battery using high aspect ratio electrodes
WO2000033401A1 (fr) 1998-12-02 2000-06-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cellule secondaire d'electrolyte du type non aqueux
JP4399881B2 (ja) 1998-12-02 2010-01-20 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
JP3624088B2 (ja) 1998-01-30 2005-02-23 キヤノン株式会社 粉末材料、電極構造体、それらの製造方法、及びリチウム二次電池
JPH11283603A (ja) 1998-03-30 1999-10-15 Noritake Co Ltd 電池用セパレーター及びその製造方法
US6235427B1 (en) 1998-05-13 2001-05-22 Fuji Photo Film Co., Ltd. Nonaqueous secondary battery containing silicic material
JP4728458B2 (ja) 1998-06-12 2011-07-20 宇部興産株式会社 非水二次電池
JP2948205B1 (ja) 1998-05-25 1999-09-13 花王株式会社 二次電池用負極の製造方法
JP2000022162A (ja) * 1998-07-06 2000-01-21 Advanced Display Inc 液晶表示装置の製法
US6063995A (en) 1998-07-16 2000-05-16 First Solar, Llc Recycling silicon photovoltaic modules
KR100276656B1 (ko) 1998-09-16 2001-04-02 박찬구 박막형 복합 재료 양극으로 구성된 고체형 이차 전지
DE19922257A1 (de) 1999-05-14 2000-11-16 Siemens Ag Verfahren zum Einbringen von Schlitzen in Siliziumscheiben
EP1208002A4 (en) 1999-06-03 2006-08-02 Penn State Res Found MATERIALS WITH NETWORK OF SURFACE POROSITY COLUMNS DEPOSITED IN THIN FILM
GB9919479D0 (en) 1999-08-17 1999-10-20 Imperial College Island arrays
AU7950900A (en) 1999-10-22 2001-05-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Electrode for lithium secondary cell and lithium secondary cell
EP1231654A4 (en) 1999-10-22 2007-10-31 Sanyo Electric Co ELECTRODE FOR LITHIUM BATTERY AND LITHIUM BATTERY
JP3702223B2 (ja) 1999-10-22 2005-10-05 三洋電機株式会社 リチウム電池用電極材料の製造方法
US7235330B1 (en) 1999-10-22 2007-06-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Electrode for use in lithium battery and rechargeable lithium battery
KR100772467B1 (ko) 1999-11-08 2007-11-02 나노그램 코포레이션 특정 크기의 입자를 갖는 전극
JP2000348730A (ja) 2000-01-01 2000-12-15 Seiko Instruments Inc 非水電解質二次電池
US6353317B1 (en) 2000-01-19 2002-03-05 Imperial College Of Science, Technology And Medicine Mesoscopic non-magnetic semiconductor magnetoresistive sensors fabricated with island lithography
US7335603B2 (en) 2000-02-07 2008-02-26 Vladimir Mancevski System and method for fabricating logic devices comprising carbon nanotube transistors
US6835332B2 (en) 2000-03-13 2004-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing an electrode material for a rechargeable lithium battery, an electrode structural body for a rechargeable lithium battery, process for producing said electrode structural body, a rechargeable lithium battery in which said electrode structural body is used, and a process for producing said rechargeable lithium battery
JP2001291514A (ja) 2000-04-06 2001-10-19 Sumitomo Metal Ind Ltd 非水電解質二次電池用負極材料とその製造方法
US6399246B1 (en) 2000-05-05 2002-06-04 Eveready Battery Company, Inc. Latex binder for non-aqueous battery electrodes
US6334939B1 (en) 2000-06-15 2002-01-01 The University Of North Carolina At Chapel Hill Nanostructure-based high energy capacity material
JP4137350B2 (ja) 2000-06-16 2008-08-20 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池用の負極材料及びリチウム二次電池用の電極及びリチウム二次電池並びにリチウム二次電池用の負極材料の製造方法
NL1015956C2 (nl) 2000-08-18 2002-02-19 Univ Delft Tech Batterij en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke batterij.
AU2001282569A1 (en) 2000-09-01 2002-03-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Negative electrode for lithium secondary cell and method for producing the same
JP4212263B2 (ja) 2000-09-01 2009-01-21 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用負極及びその製造方法
US20040061928A1 (en) 2000-09-25 2004-04-01 William Stewart Artificially structured dielectric material
WO2002047185A2 (en) 2000-12-06 2002-06-13 Huggins Robert A Improved electrodes for lithium batteries
KR100545613B1 (ko) 2001-01-18 2006-01-25 산요덴키가부시키가이샤 리튬 이차 전지
JP2002279974A (ja) 2001-03-19 2002-09-27 Sanyo Electric Co Ltd 二次電池用電極の製造方法
US6887623B2 (en) 2001-04-09 2005-05-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery
JP2002313319A (ja) 2001-04-09 2002-10-25 Sanyo Electric Co Ltd リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池
JP2002313345A (ja) 2001-04-13 2002-10-25 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
EP1258937A1 (en) 2001-05-17 2002-11-20 STMicroelectronics S.r.l. Micro silicon fuel cell, method of fabrication and self-powered semiconductor device integrating a micro fuel cell
JP4183401B2 (ja) 2001-06-28 2008-11-19 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用電極の製造方法及びリチウム二次電池
US7070632B1 (en) 2001-07-25 2006-07-04 Polyplus Battery Company Electrochemical device separator structures with barrier layer on non-swelling membrane
KR100382767B1 (ko) 2001-08-25 2003-05-09 삼성에스디아이 주식회사 리튬 2차 전지용 음극 박막 및 그의 제조방법
JP2003109589A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Mitsubishi Materials Corp リチウム電池用負極活物質材料及びその製造方法並びに該材料を用いた負極
EP1313158A3 (en) 2001-11-20 2004-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for rechargeable lithium battery, electrode comprising said electrode material, rechargeable lithium battery having said electrode , and process for the production thereof
US7252749B2 (en) 2001-11-30 2007-08-07 The University Of North Carolina At Chapel Hill Deposition method for nanostructure materials
JP4035760B2 (ja) 2001-12-03 2008-01-23 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 非水電解質二次電池
US20030135989A1 (en) 2002-01-19 2003-07-24 Huggins Robert A. Electrodes for alkali metal batteries
WO2003063271A1 (en) 2002-01-19 2003-07-31 Huggins Robert A Improved electrodes for alkali metal batteries
JP4199460B2 (ja) 2002-01-23 2008-12-17 パナソニック株式会社 角形密閉式電池
WO2003078688A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-25 Canon Kabushiki Kaisha Porous material and process for producing the same
US7147894B2 (en) 2002-03-25 2006-12-12 The University Of North Carolina At Chapel Hill Method for assembling nano objects
JP2004071305A (ja) 2002-08-05 2004-03-04 Hitachi Maxell Ltd 非水電解質二次電池
US20070264564A1 (en) 2006-03-16 2007-11-15 Infinite Power Solutions, Inc. Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof
US8445130B2 (en) 2002-08-09 2013-05-21 Infinite Power Solutions, Inc. Hybrid thin-film battery
US6916679B2 (en) 2002-08-09 2005-07-12 Infinite Power Solutions, Inc. Methods of and device for encapsulation and termination of electronic devices
US8021778B2 (en) 2002-08-09 2011-09-20 Infinite Power Solutions, Inc. Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
US8236443B2 (en) 2002-08-09 2012-08-07 Infinite Power Solutions, Inc. Metal film encapsulation
US20080003496A1 (en) 2002-08-09 2008-01-03 Neudecker Bernd J Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate
JP2004095264A (ja) 2002-08-30 2004-03-25 Mitsubishi Materials Corp リチウムイオン二次電池用負極及び該負極を用いて作製したリチウムイオン二次電池
WO2004022484A1 (ja) 2002-09-05 2004-03-18 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 金属酸化物、金属窒化物又は金属炭化物コート炭素微粉末、その製造方法、当該炭素微粉末を用いたスーパーキャパシター及び二次電池
US20040126659A1 (en) 2002-09-10 2004-07-01 Graetz Jason A. High-capacity nanostructured silicon and lithium alloys thereof
JP4614625B2 (ja) 2002-09-30 2011-01-19 三洋電機株式会社 リチウム二次電池の製造方法
US7051945B2 (en) 2002-09-30 2006-05-30 Nanosys, Inc Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites
GB2395059B (en) 2002-11-05 2005-03-16 Imp College Innovations Ltd Structured silicon anode
CA2411695A1 (fr) 2002-11-13 2004-05-13 Hydro-Quebec Electrode recouverte d'un film obtenu a partir d'une solution aqueuse comportant un liant soluble dans l'eau, son procede de fabrication et ses utilisations
JP4088957B2 (ja) 2002-11-19 2008-05-21 ソニー株式会社 リチウム二次電池
JP3664252B2 (ja) 2002-11-19 2005-06-22 ソニー株式会社 負極およびそれを用いた電池
JP4025995B2 (ja) 2002-11-26 2007-12-26 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池負極材及びその製造方法並びにリチウムイオン二次電池
KR20050084226A (ko) 2002-12-09 2005-08-26 더 유니버시티 오브 노쓰 캐롤라이나 엣 채플 힐 나노구조체 함유 물질 및 관련 물품의 조립 및 분류 방법
US7491467B2 (en) 2002-12-17 2009-02-17 Mitsubishi Chemical Corporation Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP3827642B2 (ja) 2003-01-06 2006-09-27 三星エスディアイ株式会社 リチウム二次電池用負極活物質及びその製造方法並びにリチウム二次電池
US20040214085A1 (en) 2003-01-06 2004-10-28 Kyou-Yoon Sheem Negative active material for rechargeable lithium battery, method of preparing same, and rechargeable lithium battery
US8048568B2 (en) 2003-01-06 2011-11-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery
US7244513B2 (en) * 2003-02-21 2007-07-17 Nano-Proprietary, Inc. Stain-etched silicon powder
JP2004281317A (ja) 2003-03-18 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池用電極材料とその製造方法、ならびにそれを用いた非水電解質二次電池
US20040185346A1 (en) 2003-03-19 2004-09-23 Takeuchi Esther S. Electrode having metal vanadium oxide nanoparticles for alkali metal-containing electrochemical cells
US6969690B2 (en) 2003-03-21 2005-11-29 The University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and apparatus for patterned deposition of nanostructure-containing materials by self-assembly and related articles
CN1322611C (zh) 2003-03-26 2007-06-20 佳能株式会社 电极材料、具有该材料的构造体和具有该构造体的二次电池
JP4027255B2 (ja) 2003-03-28 2007-12-26 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用負極及びその製造方法
US20040241548A1 (en) 2003-04-02 2004-12-02 Takayuki Nakamoto Negative electrode active material and non-aqueous electrolyte rechargeable battery using the same
CN100347885C (zh) 2003-05-22 2007-11-07 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
JP4416734B2 (ja) 2003-06-09 2010-02-17 三洋電機株式会社 リチウム二次電池及びその製造方法
US7094499B1 (en) 2003-06-10 2006-08-22 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Carbon materials metal/metal oxide nanoparticle composite and battery anode composed of the same
JP4610213B2 (ja) 2003-06-19 2011-01-12 三洋電機株式会社 リチウム二次電池及びその製造方法
US7318982B2 (en) 2003-06-23 2008-01-15 A123 Systems, Inc. Polymer composition for encapsulation of electrode particles
JP4095499B2 (ja) 2003-06-24 2008-06-04 キヤノン株式会社 リチウム二次電池用の電極材料、電極構造体及びリチウム二次電池
EP1662592A4 (en) 2003-07-15 2008-09-24 Itochu Corp ELECTRICITY STRUCTURE AND ELECTRON STRUCTURE
KR100595896B1 (ko) 2003-07-29 2006-07-03 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조 방법
KR100496306B1 (ko) 2003-08-19 2005-06-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 금속 애노드의 제조방법
KR100497251B1 (ko) 2003-08-20 2005-06-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지용 음극 보호막 조성물 및 이를 사용하여제조된 리튬 설퍼 전지
US7479351B2 (en) 2003-10-09 2009-01-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode material for a lithium secondary battery, lithium secondary battery, and preparation method for the electrode material for a lithium secondary battery
DE10347570B4 (de) 2003-10-14 2015-07-23 Evonik Degussa Gmbh Anorganische Separator-Elektroden-Einheit für Lithium-Ionen-Batterien, Verfahren zu deren Herstellung, Verwendung in Lithium-Batterien und Lithium-Batterien mit der anorganischen Separator-Elektroden-Einheit
JP4497899B2 (ja) 2003-11-19 2010-07-07 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
US7816032B2 (en) 2003-11-28 2010-10-19 Panasonic Corporation Energy device and method for producing the same
KR100578870B1 (ko) 2004-03-08 2006-05-11 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 그의 제조 방법 및 그를포함하는 리튬 이차 전지
US7468224B2 (en) 2004-03-16 2008-12-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Battery having improved positive electrode and method of manufacturing the same
US7348102B2 (en) 2004-03-16 2008-03-25 Toyota Motor Corporation Corrosion protection using carbon coated electron collector for lithium-ion battery with molten salt electrolyte
US7521153B2 (en) 2004-03-16 2009-04-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Corrosion protection using protected electron collector
US7790316B2 (en) 2004-03-26 2010-09-07 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon composite particles, preparation thereof, and negative electrode material for non-aqueous electrolyte secondary cell
JP4623283B2 (ja) 2004-03-26 2011-02-02 信越化学工業株式会社 珪素複合体粒子及びその製造方法並びに非水電解質二次電池用負極材
US8231810B2 (en) 2004-04-15 2012-07-31 Fmc Corporation Composite materials of nano-dispersed silicon and tin and methods of making the same
US7781102B2 (en) 2004-04-22 2010-08-24 California Institute Of Technology High-capacity nanostructured germanium-containing materials and lithium alloys thereof
EP1747577A2 (en) 2004-04-30 2007-01-31 Nanosys, Inc. Systems and methods for nanowire growth and harvesting
KR100821630B1 (ko) 2004-05-17 2008-04-16 주식회사 엘지화학 전극 및 이의 제조방법
US20060019115A1 (en) 2004-05-20 2006-01-26 Liya Wang Composite material having improved microstructure and method for its fabrication
GB2414231A (en) 2004-05-21 2005-11-23 Psimedica Ltd Porous silicon
TWI344953B (en) 2004-07-01 2011-07-11 Basf Ag Preparation of acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
FR2873854A1 (fr) 2004-07-30 2006-02-03 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'une electrode lithiee, electrode lithiee susceptible d'etre obtenue par ce procede et ses utilisations
US20060088767A1 (en) 2004-09-01 2006-04-27 Wen Li Battery with molten salt electrolyte and high voltage positive active material
US20060051670A1 (en) 2004-09-03 2006-03-09 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary cell negative electrode material and metallic silicon power therefor
US7635540B2 (en) 2004-11-15 2009-12-22 Panasonic Corporation Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the same
US7955735B2 (en) 2004-11-15 2011-06-07 Panasonic Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery
US7939218B2 (en) 2004-12-09 2011-05-10 Nanosys, Inc. Nanowire structures comprising carbon
JP4824394B2 (ja) 2004-12-16 2011-11-30 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池用負極、その製造方法、およびそれを用いたリチウムイオン二次電池
KR100738054B1 (ko) 2004-12-18 2007-07-12 삼성에스디아이 주식회사 음극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 채용한 음극과 리튬전지
JP4229062B2 (ja) 2004-12-22 2009-02-25 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池
CN100511781C (zh) 2004-12-22 2009-07-08 松下电器产业株式会社 复合负极活性材料及其制备方法以及非水电解质二次电池
JP4095621B2 (ja) 2005-03-28 2008-06-04 アドバンスド・マスク・インスペクション・テクノロジー株式会社 光学画像取得装置、光学画像取得方法、及びマスク検査装置
JP4739788B2 (ja) * 2005-03-30 2011-08-03 三洋電機株式会社 リチウム二次電池の製造方法
JP2006290938A (ja) 2005-04-06 2006-10-26 Nippon Brake Kogyo Kk 摩擦材
CA2506104A1 (en) 2005-05-06 2006-11-06 Michel Gauthier Surface modified redox compounds and composite electrode obtain from them
WO2007037787A1 (en) 2005-05-09 2007-04-05 Vesta Research, Ltd. Porous silicon particles
US7887954B2 (en) 2005-05-10 2011-02-15 Advanced Lithium Electrochemistry Co., Ltd. Electrochemical composition and associated technology
US7799457B2 (en) 2005-05-10 2010-09-21 Advanced Lithium Electrochemistry Co., Ltd Ion storage compound of cathode material and method for preparing the same
US20080138710A1 (en) 2005-05-10 2008-06-12 Ben-Jie Liaw Electrochemical Composition and Associated Technology
TWI254031B (en) 2005-05-10 2006-05-01 Aquire Energy Co Ltd Manufacturing method of LixMyPO4 compound with olivine structure
US7700236B2 (en) 2005-09-09 2010-04-20 Aquire Energy Co., Ltd. Cathode material for manufacturing a rechargeable battery
US7781100B2 (en) 2005-05-10 2010-08-24 Advanced Lithium Electrochemistry Co., Ltd Cathode material for manufacturing rechargeable battery
FR2885734B1 (fr) 2005-05-13 2013-07-05 Accumulateurs Fixes Materiau nanocomposite pour anode d'accumulateur au lithium
JP2006351516A (ja) 2005-05-16 2006-12-28 Toshiba Corp 負極活物質及び非水電解質二次電池
FR2885913B1 (fr) 2005-05-18 2007-08-10 Centre Nat Rech Scient Element composite comprenant un substrat conducteur et un revetement metallique nanostructure.
JP4603422B2 (ja) 2005-06-01 2010-12-22 株式会社タカギセイコー 樹脂製タンクの表面処理方法
EP1833109A1 (en) 2005-06-03 2007-09-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rechargeable battery with nonaqueous electrolyte and process for producing negative electrode
US7682741B2 (en) 2005-06-29 2010-03-23 Panasonic Corporation Composite particle for lithium rechargeable battery, manufacturing method of the same, and lithium rechargeable battery using the same
KR100684733B1 (ko) 2005-07-07 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP4876468B2 (ja) 2005-07-27 2012-02-15 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
US8080334B2 (en) 2005-08-02 2011-12-20 Panasonic Corporation Lithium secondary battery
CN100438157C (zh) 2005-08-29 2008-11-26 松下电器产业株式会社 用于非水电解质二次电池的负极、其制造方法以及非水电解质二次电池
US7524529B2 (en) 2005-09-09 2009-04-28 Aquire Energy Co., Ltd. Method for making a lithium mixed metal compound having an olivine structure
KR100738057B1 (ko) 2005-09-13 2007-07-10 삼성에스디아이 주식회사 음극 전극 및 이를 채용한 리튬 전지
CN100431204C (zh) 2005-09-22 2008-11-05 松下电器产业株式会社 负极和使用该负极制备的锂离子二次电池
JP2007123242A (ja) 2005-09-28 2007-05-17 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
CN101288200B (zh) 2005-10-13 2012-04-18 3M创新有限公司 电化学电池的使用方法
KR100759556B1 (ko) 2005-10-17 2007-09-18 삼성에스디아이 주식회사 음극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 채용한 음극과 리튬전지
US20070099084A1 (en) 2005-10-31 2007-05-03 T/J Technologies, Inc. High capacity electrode and methods for its fabrication and use
KR100749486B1 (ko) 2005-10-31 2007-08-14 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 그의 제조 방법 및 그를포함하는 리튬 이차 전지
JP2007128766A (ja) 2005-11-04 2007-05-24 Sony Corp 負極活物質および電池
US20070117018A1 (en) 2005-11-22 2007-05-24 Huggins Robert A Silicon and/or boron-based positive electrode
KR100949330B1 (ko) 2005-11-29 2010-03-26 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
JP2007165079A (ja) 2005-12-13 2007-06-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池用負極とそれを用いた非水電解質二次電池
US7906238B2 (en) 2005-12-23 2011-03-15 3M Innovative Properties Company Silicon-containing alloys useful as electrodes for lithium-ion batteries
JP4692290B2 (ja) * 2006-01-11 2011-06-01 セイコーエプソン株式会社 マスクおよび成膜方法
KR100763892B1 (ko) 2006-01-20 2007-10-05 삼성에스디아이 주식회사 음극 활물질, 그 제조 방법, 및 이를 채용한 음극과 리튬전지
US7951242B2 (en) 2006-03-08 2011-05-31 Nanoener Technologies, Inc. Apparatus for forming structured material for energy storage device and method
US7972731B2 (en) 2006-03-08 2011-07-05 Enerl, Inc. Electrode for cell of energy storage device and method of forming the same
CN100467670C (zh) 2006-03-21 2009-03-11 无锡尚德太阳能电力有限公司 一种用于制备多晶硅绒面的酸腐蚀溶液及其使用方法
US7776473B2 (en) 2006-03-27 2010-08-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicon-silicon oxide-lithium composite, making method, and non-aqueous electrolyte secondary cell negative electrode material
KR100984684B1 (ko) 2006-03-30 2010-10-01 산요덴키가부시키가이샤 리튬 2차 전지 및 그 제조 방법
KR101328982B1 (ko) 2006-04-17 2013-11-13 삼성에스디아이 주식회사 음극 활물질 및 그 제조 방법
CN100563047C (zh) 2006-04-25 2009-11-25 立凯电能科技股份有限公司 适用于制作二次电池的正极的复合材料及其所制得的电池
JP5003047B2 (ja) * 2006-04-28 2012-08-15 東ソー株式会社 エッチング用組成物及びエッチング方法
KR101483123B1 (ko) 2006-05-09 2015-01-16 삼성에스디아이 주식회사 금속 나노결정 복합체를 포함하는 음극 활물질, 그 제조방법 및 이를 채용한 음극과 리튬 전지
JP2007305546A (ja) 2006-05-15 2007-11-22 Sony Corp リチウムイオン電池
KR100863733B1 (ko) 2006-05-15 2008-10-16 주식회사 엘지화학 바인더로서 폴리우레탄을 물리적으로 혼합한폴리아크릴산이 포함되어 있는 전극 합제 및 이를 기반으로하는 리튬 이차전지
US20070269718A1 (en) 2006-05-22 2007-11-22 3M Innovative Properties Company Electrode composition, method of making the same, and lithium ion battery including the same
KR100830612B1 (ko) 2006-05-23 2008-05-21 강원대학교산학협력단 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 그의 제조 방법 및 그를포함하는 리튬 이차 전지
US8080335B2 (en) 2006-06-09 2011-12-20 Canon Kabushiki Kaisha Powder material, electrode structure using the powder material, and energy storage device having the electrode structure
JP5200339B2 (ja) 2006-06-16 2013-06-05 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
JP5398962B2 (ja) 2006-06-30 2014-01-29 三洋電機株式会社 リチウム二次電池及びその製造方法
US7964307B2 (en) 2006-07-24 2011-06-21 Panasonic Corporation Negative electrode for lithium ion secondary battery, method for producing the same, and lithium ion secondary battery
JP2008034266A (ja) 2006-07-28 2008-02-14 Canon Inc リチウム二次電池用負極材料の製造方法
US7722991B2 (en) 2006-08-09 2010-05-25 Toyota Motor Corporation High performance anode material for lithium-ion battery
EP2058882A4 (en) 2006-08-29 2013-03-06 Unitika Ltd BINDER FOR MANUFACTURING ELECTRODE, MELT FOR ELECTRODE MANUFACTURING USING THE BINDER, ELECTRODE USING THE SLUDGE, SECONDARY BATTERY USING THE ELECTRODE AND CAPACITOR USING THE ELECTRODE
JP5039956B2 (ja) 2006-09-07 2012-10-03 トヨタ自動車株式会社 負極活物質、負極およびリチウム二次電池
US8734997B2 (en) 2006-10-10 2014-05-27 Panasonic Corporation Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery
US8187754B2 (en) 2006-10-11 2012-05-29 Panasonic Corporation Coin-type non-aqueous electrolyte battery
KR100778450B1 (ko) 2006-11-22 2007-11-28 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를포함하는 리튬 이차 전지
KR100814816B1 (ko) 2006-11-27 2008-03-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
JP4501081B2 (ja) 2006-12-06 2010-07-14 ソニー株式会社 電極の形成方法および電池の製造方法
JP2008171802A (ja) 2006-12-13 2008-07-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池用負極とその製造方法およびそれを用いた非水電解質二次電池
JP4321584B2 (ja) 2006-12-18 2009-08-26 ソニー株式会社 二次電池用負極および二次電池
US7709139B2 (en) 2007-01-22 2010-05-04 Physical Sciences, Inc. Three dimensional battery
JP5143437B2 (ja) 2007-01-30 2013-02-13 日本カーボン株式会社 リチウムイオン二次電池用負極活物質の製造方法、負極活物質及び負極
WO2008097723A1 (en) 2007-02-06 2008-08-14 3M Innovative Properties Company Electrodes including novel binders and methods of making and using the same
JP5277656B2 (ja) 2007-02-20 2013-08-28 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池用負極材、負極及びリチウムイオン二次電池
JP5165258B2 (ja) 2007-02-26 2013-03-21 日立マクセルエナジー株式会社 非水電解質二次電池
US20080206631A1 (en) 2007-02-27 2008-08-28 3M Innovative Properties Company Electrolytes, electrode compositions and electrochemical cells made therefrom
US20090053589A1 (en) 2007-08-22 2009-02-26 3M Innovative Properties Company Electrolytes, electrode compositions, and electrochemical cells made therefrom
US20080206641A1 (en) 2007-02-27 2008-08-28 3M Innovative Properties Company Electrode compositions and electrodes made therefrom
JP2008234988A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Sony Corp 負極およびその製造方法、ならびに電池およびその製造方法
KR100796664B1 (ko) 2007-03-21 2008-01-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR100859687B1 (ko) 2007-03-21 2008-09-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그를 포함하는 리튬 이차전지
EP1978587B1 (en) 2007-03-27 2011-06-22 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Lithium secondary battery
JP4979432B2 (ja) 2007-03-28 2012-07-18 三洋電機株式会社 円筒型リチウム二次電池
JP2008243717A (ja) 2007-03-28 2008-10-09 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 非水電解液二次電池及びその製造方法
US20080241703A1 (en) 2007-03-28 2008-10-02 Hidekazu Yamamoto Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2008119080A1 (en) 2007-03-28 2008-10-02 Life Bioscience Inc. Compositions and methods to fabricate a photoactive substrate suitable for shaped glass structures
JP5628469B2 (ja) 2007-04-26 2014-11-19 三菱化学株式会社 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池
JP2008269827A (ja) 2007-04-17 2008-11-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気化学素子の電極材料およびその製造方法並びにそれを用いた電極極板および電気化学素子
GB0709165D0 (en) 2007-05-11 2007-06-20 Nexeon Ltd A silicon anode for a rechargeable battery
JP5338041B2 (ja) 2007-06-05 2013-11-13 ソニー株式会社 二次電池用負極および二次電池
GB0713895D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Production
GB0713896D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd Method
GB0713898D0 (en) 2007-07-17 2007-08-29 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silcon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
CN104392933B (zh) 2007-08-21 2017-11-07 加州大学评议会 具有高性能热电性质的纳米结构
US20090078982A1 (en) 2007-09-24 2009-03-26 Willy Rachmady Alpha hydroxy carboxylic acid etchants for silicon microstructures
US20090087731A1 (en) 2007-09-27 2009-04-02 Atsushi Fukui Lithium secondary battery
US8119288B2 (en) 2007-11-05 2012-02-21 Nanotek Instruments, Inc. Hybrid anode compositions for lithium ion batteries
CN101442124B (zh) 2007-11-19 2011-09-07 比亚迪股份有限公司 锂离子电池负极用复合材料的制备方法及负极和电池
JP2009176719A (ja) 2007-12-26 2009-08-06 Sony Corp 電解液、二次電池およびスルホン化合物
US20090186267A1 (en) 2008-01-23 2009-07-23 Tiegs Terry N Porous silicon particulates for lithium batteries
WO2009105546A2 (en) * 2008-02-19 2009-08-27 Board Of Regents Of The Nevada System Of Higher Education, On Behalf Of The University Of Nevada, Reno Target and process for fabricating same
US8105718B2 (en) 2008-03-17 2012-01-31 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode material, and making method
US8273591B2 (en) 2008-03-25 2012-09-25 International Business Machines Corporation Super lattice/quantum well nanowires
JP2009252348A (ja) 2008-04-01 2009-10-29 Panasonic Corp 非水電解質電池
JP4998358B2 (ja) 2008-04-08 2012-08-15 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
WO2009128800A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Silicon nanowire and composite formation and highly pure and uniform length silicon nanowires
JP4844849B2 (ja) 2008-04-23 2011-12-28 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池
CN100580876C (zh) 2008-04-25 2010-01-13 华东师范大学 一种选择性刻蚀硅纳米线的方法
US8034485B2 (en) 2008-05-29 2011-10-11 3M Innovative Properties Company Metal oxide negative electrodes for lithium-ion electrochemical cells and batteries
US20100085685A1 (en) 2008-10-06 2010-04-08 Avx Corporation Capacitor Anode Formed From a Powder Containing Coarse Agglomerates and Fine Agglomerates
GB2464158B (en) 2008-10-10 2011-04-20 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries
GB2464157B (en) 2008-10-10 2010-09-01 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material
KR101065778B1 (ko) 2008-10-14 2011-09-20 한국과학기술연구원 탄소나노튜브 피복 실리콘-구리 복합 입자 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 이차전지용 음극 및 이차전지
JP4952746B2 (ja) 2008-11-14 2012-06-13 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池およびリチウムイオン二次電池用負極
CN101740747B (zh) 2008-11-27 2012-09-05 比亚迪股份有限公司 一种硅负极和含有该硅负极的锂离子电池
KR101819035B1 (ko) 2009-02-16 2018-01-18 삼성전자주식회사 14족 금속나노튜브를 포함하는 음극, 이를 채용한 리튬전지 및 이의 제조 방법
US20100285358A1 (en) 2009-05-07 2010-11-11 Amprius, Inc. Electrode Including Nanostructures for Rechargeable Cells
GB2470056B (en) 2009-05-07 2013-09-11 Nexeon Ltd A method of making silicon anode material for rechargeable cells
GB2470190B (en) 2009-05-11 2011-07-13 Nexeon Ltd A binder for lithium ion rechargeable battery cells
GB0908089D0 (en) 2009-05-11 2009-06-24 Nexeon Ltd A binder for lithium ion rechargaable battery cells
ES2867474T3 (es) 2009-05-19 2021-10-20 Oned Mat Inc Materiales nanoestructurados para aplicaciones de batería
US20100330419A1 (en) 2009-06-02 2010-12-30 Yi Cui Electrospinning to fabricate battery electrodes
KR20120128125A (ko) 2009-11-03 2012-11-26 엔비아 시스템즈 인코포레이티드 리튬 이온 전지용 고용량 아노드 물질
GB201005979D0 (en) * 2010-04-09 2010-05-26 Nexeon Ltd A method of fabricating structured particles composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050193800A1 (en) * 2001-03-29 2005-09-08 Deboer John Porous gas sensors and method of preparation thereof
WO2007083152A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Nexeon Ltd Method of etching a silicon-based material
WO2007083155A1 (en) * 2006-01-23 2007-07-26 Nexeon Ltd A method of fabricating fibres composed of silicon or a silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200041068A (ko) 2018-10-11 2020-04-21 한양대학교 산학협력단 다공성 규소-저마늄 전극 소재의 제조방법 및 이를 이용한 이차전지
KR20200050603A (ko) 2018-11-02 2020-05-12 한양대학교 산학협력단 규소 기반 다공성 화합물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 이차전지

Also Published As

Publication number Publication date
EP2335307A1 (en) 2011-06-22
JP2012505505A (ja) 2012-03-01
US9184438B2 (en) 2015-11-10
TWI460908B (zh) 2014-11-11
TW201027829A (en) 2010-07-16
GB2464158B (en) 2011-04-20
US20110269019A1 (en) 2011-11-03
GB0818645D0 (en) 2008-11-19
GB2464158A (en) 2010-04-14
WO2010040985A1 (en) 2010-04-15
CN102239583B (zh) 2016-01-13
KR20110082171A (ko) 2011-07-18
CN102239583A (zh) 2011-11-09
JP5535222B2 (ja) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101419280B1 (ko) 실리콘 또는 실리콘계 물질로 구성되는 구조화된 입자의 제조 방법 및 리튬 충전용 배터리에서의 그의 용도
KR101246627B1 (ko) 실리콘 또는 실리콘-기재 물질로 이루어진 구조화된 입자의 제조 방법 및 리튬 재충전용 배터리에서의 그의 용도
US8772174B2 (en) Method of fabricating structured particles composed of silicon or silicon-based material and their use in lithium rechargeable batteries

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 4