MX2012011524A - Electrolitos en estado solido que tienen alta conduccion de ion de litio. - Google Patents

Electrolitos en estado solido que tienen alta conduccion de ion de litio.

Info

Publication number
MX2012011524A
MX2012011524A MX2012011524A MX2012011524A MX2012011524A MX 2012011524 A MX2012011524 A MX 2012011524A MX 2012011524 A MX2012011524 A MX 2012011524A MX 2012011524 A MX2012011524 A MX 2012011524A MX 2012011524 A MX2012011524 A MX 2012011524A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
electrolyte
further characterized
substrate
group
alkali metal
Prior art date
Application number
MX2012011524A
Other languages
English (en)
Inventor
Isaiah O Oladeji
Original Assignee
Isaiah O Oladeji
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 Isaiah O Oladeji filed Critical Isaiah O Oladeji
Publication of MX2012011524A publication Critical patent/MX2012011524A/es

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/06—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
    • C23C18/1208—Oxides, e.g. ceramics
    • C23C18/1216—Metal oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1229—Composition of the substrate
    • C23C18/1241—Metallic substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1275—Process of deposition of the inorganic material performed under inert atmosphere
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1279—Process of deposition of the inorganic material performed under reactive atmosphere, e.g. oxidising or reducing atmospheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12—Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125—Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1283—Control of temperature, e.g. gradual temperature increase, modulation of temperature
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/22—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIBVI compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers
    • 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
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • 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
    • 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
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • 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
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

Un método para elaborar películas conductoras de iones, incluye el uso de productos químicos inorgánicos primarios, que son preferentemente agua soluble; formular la solución con un solvente adecuado, preferiblemente agua desionizada, y depositar por rocío la matriz de electrolito sólido sobre un sustrato calentado, preferiblemente entre 100 y 400°C usando un sistema de deposición de rociado; el paso de deposición es seguido entonces por litiación o adición de litio, posteriormente procesamiento térmico, a temperaturas que preferentemente oscilan entre 100 y 500°C, para obtener un electrolito en estado sólido inorgánico de conducción alta de ion de litio; el electrolito se incorpora en una batería de iones de litio; la batería de iones de Li comprende: un cátodo que comprende un material seleccionado del grupo que consiste en: LiMn2O4, LiMnNiCoAIO2, LiCoO2, LiNiCoO2 y LiFePO4 un ánodo que comprende un material seleccionado del grupo que consiste en: Li y aleaciones de Li y óxido de metal dopado con Li; y un electrolito conductor sólido de ion de Li seleccionado del grupo que consiste en: LIXAIZ- yGaySw(PO4)c, LixAlz-yGAySw(BO3)C, LixGez-ySiySw(PO4)c, y LixGe(z-y)SiySw(BO3)c, donde 4 < w < 20,3 < x <10,0 = y <1, 1 = z <4, y 0 < c < 20.

Description

ELECTROLITOS EN ESTADO SÓLIDO QUE TIENEN ALTA CONDUCCIÓN DE ION DE LITIO REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud es una continuación en parte de la Solicitud de Patente de Estados Unidos No. de Serie 12/656,000, presentada el 12 de Enero de 2010, cuyo título es "Film Growth System and Method," y también se refiere a las Solicitudes de Patente de Estados Unidos Nos. de Serie 12/151 ,562 presentada el 7 de Mayo de 2008, cuyo título es "Film Growth System and Method," 12/151 ,465, presentada el 7 de Mayo de 2008, cuyo título es "Zinc Oxide Film and Method of Making," y 12/462,146, presentada el 30 de Julio de 2009, cuyo título es "Method for Fabricating Cu-Containing Ternary and Quaternary Chalcogenide Thin Films," todas por el presente inventor, cuyas descripciones completas se incorporan aquí para referencia en este documento. Esta solicitud se refiere a la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nos. de Serie , cuyo título es "Method of Forming Solid State Electrolyte Having High Lithium Ion Conduction and Battery Incorporating Same", y— cuyo título es, "Apparatus and Method for Depositing Alkali Metals", y presentada en igual fecha con la presente por el presente inventor, cuyas descripciones completas se incorporan aquí para referencia.
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a aparatos y métodos para depositar químicamente un álcali en estado sólido, preferiblemente un electrolito de conducción de ion de litio sobre un sustrato, y métodos para incorporar el electrolito en una batería.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La batería de ion de litio proporciona la mayor densidad de energía y energía específica de cualquier química de la batería. Por lo tanto se considera como un candidato prometedor para el transporte y las aplicaciones de almacenamiento de energía estacionaria. Sin embargo, notables mejoras son necesarias en seguridad, densidad de energía, ciclo de vida y costo antes que estas baterías se adopten para un uso generalizado en el transporte. Problemas de seguridad surgen principalmente de la presencia de solventes orgánicos volátiles y materiales del cátodo, que experimentan reacciones exotérmicas bajo ciertas operaciones y condiciones de abuso, conducen potencialmente a fugas térmicas catastróficas. La presencia de líquidos también causa crecimiento de dendrita de litio en condiciones de distribuciones desiguales de corriente, especialmente a altas velocidades de carga/descarga. Finalmente, la fabricación de celdas de iones de litio tradicionales es extremadamente intensiva en capital creando barreras financieras sustanciales a la escala de fabricación. La mejor solución es utilizar componentes inorgánicos, en estado sólido, que eliminan los problemas causados por sistemas de electrolito líquido. Además de ventajas de mejora de seguridad, también proporcionan la flexibilidad para utilizar materiales de cátodo de mayor energía, aumentando sustancialmente la densidad de energía y ampliar considerablemente la vida del ciclo.
Aunque electrolitos en estado sólido de tio-LISICON de la forma LiSP, LiSiPS, LiGePS, o en general LixMi-yM yS^M = Si, Ge y M'= P, Al, Zn, AG, Sb) han sido encontrados con conductividad iónica comparable a aquellos de electrolito líquido [véase Masahiro et al., Solid State lonics 170: 173-180 (2004)], el método de crecimiento es a menudo costoso y engorroso, y los materiales resultantes de electrolito están en pellas, placa de cerámica/vidrio, o formas de polvo, dificultando su integración en una batería de iones de litio en estado sólido de formato grande para aplicar.
Seino et al., en la Publicación de Solicitud de Patente de E.U.A. 2009/001 1339A1 describe un electrolito sólido de conducción de ion de litio compuesto por sulfuro de litio de alta pureza (Li2S), trisulfuro de diboro (B2S3) y compuesto representado por LiaMOb; donde LiaMOb es silicato de litio (Li4Si04), borato de litio (Li3B03) o fosfato de litio (Li3P04). El polvo de estos compuestos se mezclaron juntos en la proporción correcta y se granularon. Las pellas fueron sometidas a 800°C durante 4 horas para la reacción de fusión. Después de enfriar la pella se sometió a tratamiento térmico a 300°C para formar electrolito sólido de conducción alta de iones de litio.
Kugai et al. en la Patente de E.U.A. 6,641 ,863 usa la evaporación al vacío, ablación con láser al vacío o galvanoplastia de ion al vacío para depositar una película delgada de electrolito sólido con grosor preferido de 0.1 a 2 µ?? en el ánodo. El electrolito de película se obtiene por evaporación de una mezcla de Li2S, los compuestos A y B; donde A es GeS2, Ga2S3 o SiS2, y B es L¡3P04-xN2x/3l Li4Si04.xN2x/3, L¡4Ge04-xN2x 3 (con 0 < x < 4), o Li3B03.xN2x 3 (con 0 < x < 3). La película de electrolito se deposita en el ánodo para bloquear el crecimiento de dendrita de Li en electrolito líquido basado en baterías secundarias de ion de litio. El tratamiento térmico in situ o post deposición en temperaturas que oscilan entre 40 a 200°C se hace para aumentar la conductividad de ion de litio de la película de electrolito en estado sólido a un valor que es comparable a la del electrolito líquido.
Minami et al., [ver Solid State lonics 178:837-41 (2007)], utilizan molienda de bola mecánica para mezclar proporciones seleccionadas de polvos cristalinos de Li2S y P2S5 a 370 rpm durante 20 horas. La mezcla en polvo finamente molida se calienta entonces en un tubo de cuarzo sellado a una temperatura de 750°C durante 20 horas para formar una muestra fundida. Esto fue templado con hielo para formar vidrio 7OLÍ2S.3OP2S5. El vidrio fue luego recocido a 280°C para formar 70Li2S 30P2S5 vidrio cerámico (U7P3S11) con una conductividad iónica de cerca de 2.2 x 10"3 S cm'1.
Trevey et al. [ver Electrochemistry Communications, 1 1 (9): 1830-33, (2009)] utiliza molienda de bolas mecánica caliente a aproximadamente 55°C para triturar y mezclar la proporción apropiada de Li2S y P2Ss de polvos cristalinos durante 20 horas para formar un polvo de cerámica de vidrio de 77.5Li2S-22.5P2S5 que tiene 1.27 x 10"3 S.crrf1 de conductividad iónica. El polvo es entonces granulado para uso en una batería.
La materia prima inicial en todos estos casos son polvos de diversos compuestos de elementos que constituyen el electrolito. En un caso, estos se utilizan en costosos sistemas de vacío para depositar películas delgadas del electrolito. El uso de este procedimiento para depositar una película de 0.1 a 2 µ?t? para bloquear la formación de dendrita de litio en el ánodo en una batería de ion de litio basada en electrolito líquido tendrá algún cargo de precio; sin embargo, su uso en depositar una película más gruesa adecuada para una batería de iones de litio en estado sólido completo de gran formato será costoso. En el otro caso, el uso de molienda de bolas para obtener el polvo más fino parece engorroso. La integración de electrolito de cerámica de vidrio, obtenido de fusión de polvo a alta temperatura y templado, en los pasos de fabricación total de la batería no es trivial y puede ser imposible. Sin embargo, la opción donde se omite el templado de fusión y granulación de ánodo combinado, electrolito y cátodo para la fabricación de la batería es factible y ligeramente menos costoso. Pero se puede prever una batería voluminosa, quizás en un formato de celda de moneda, con menor energía por unidad de masa.
Lo que se necesita, por lo tanto, es un método flexible y económico para el cultivo de películas de electrolito en estado sólido finas o gruesas de conducción alta de ion de litio, donde comienza el crecimiento de la mezcla de nivel atómico de la mayoría o todos los elementos constituyentes. Para reducir el costo general de fabricación de baterías, el método se debe prestar también para integración con otros pasos del procedimiento en la fabricación de baterías.
Objetivos y ventajas Los objetivos de la presente invención incluyen lo siguiente: proporcionar un método para hacer un electrolito sólido con alta conducción de iones alcalinos (preferiblemente litio); proporcionar un método para hacer un electrolito sólido depositando un compuesto precursor que puede ser dopado con metales alcalinos y tratado con calor para crear una composición de electrolito final; proporcionando un método para montar una batería de litio de estado sólido completo; proporcionando una película de conducción de ion de litio en estado sólido mejorado; y, proporcionando un ambiente de fabricación positivo y una batería de litio en estado sólido mejorada. Estos y otros objetivos y ventajas de la invención serán aparentes de la consideración de la siguiente especificación, leídos junto con los dibujos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con uno de los aspectos de la invención, un electrolito conductor de ion de Li comprende un compuesto que tiene la composición LixAlz-yGaySw(P04)c donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0=y < 1 , 1=z < 4, y O < c < 20.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, un electrolito conductor de ion de Li comprende un compuesto que tiene la composición LixAlz.yGaySw(B03)o donde 4 < w < 20, 3 <x< 10, 0<y< 1, 1 <z<4, y0<c <20.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, un electrolito conductor de ion de Li comprende un compuesto que tiene la composición LixGe2-ySiySw(P04)c donde 4<w<20, 3 <x< 10, 0<y< 1, 1 <z<4, y0 <c <20.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, un electrolito conductor de ion de Li comprende un compuesto que tiene la composición LixGe(z-y)SiySw(B03)c donde 4 < w < 20, 3 <x< 10, 0=y< 1, 1 <z<4, y0<c <20.
Según otro aspecto de la invención, un método de fabricación de un ion alcalino, preferiblemente el ion Li, el electrolito conductor comprende los pasos de: a) depositar un material de matriz de electrolito en un sustrato seleccionado, el material de matriz que comprende un metal del grupo III (B, Al, Ga) o metal del grupo IV (Ge, Si), azufre y un anión seleccionado del grupo que consiste de: B03 y P04; b) depositar un metal alcalino, preferentemente Li, sobre el material de matriz; y, c) recocer a una temperatura de aproximadamente 100 a 500°C para reaccionar el metal alcalino y el material de matriz para formar un electrolito que tiene propiedades conductoras de ion.
Según otro aspecto de la invención, un método para depositar un metal alcalino sobre un substrato comprende: a) colocar el sustrato dentro de una cámara de deposición que contiene una atmósfera seleccionada; b) proporcionar una solución líquida de una sal de un metal alcalino seleccionado; c) dispersar la solución líquida como una niebla atomizada en una región de la cámara sobre el sustrato; d) colocar una rejilla entre la niebla atomizada y el sustrato, la rejilla se mantiene en un potencial DC positivo en relación con el sustrato; y, e) mantener una temperatura de por lo menos 100°C en las proximidades de la rejilla, para que los componentes volátiles de la solución líquida se evaporen e iones metálicos positivos de la solución atomizada se dirijan al sustrato.
Según otro aspecto de la invención, un aparato para depositar un metal alcalino seleccionado en un sustrato comprende: un soporte de sustrato; una solución líquida que contiene un metal alcalino seleccionado; una boquilla de atomización configurada para dispensar una niebla de la solución de metal alcalino sobre el sustrato; una fuente de calor suficiente para mantener una temperatura de por lo menos 100°C en una región seleccionada sobre el sustrato de modo que los componentes volátiles en la solución líquida se evaporan; y, una rejilla colocada dentro de la región seleccionada sobre el sustrato, la rejilla mantenida a un potencial positivo de DC en relación con el sustrato para que los iones metálicos positivos de la solución se dirijan al sustrato.
Según otro aspecto de la invención, una batería de iones de Li comprende: un cátodo que comprende un material seleccionado del grupo que consiste de: LiMn204, LiMnN¡CoAI02, LiCo02, LiNiCo02 y LiFeP04; un material de ánodo que comprende un material seleccionado del grupo que consiste de: Li y aleaciones de Li u óxido de metal dopado con Li; y, un electrolito conductor sólido de ion de Li seleccionado del grupo que consiste de: L¡xAlz-yGaySw(P04)c, LixAlz.yGaySw(B03)c, LixGez. ySiySw(P04)c, y LixGe(Z-y)SiySw(B03)c, donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0= y < 1 , 1 < z < 4, y 0 < c < 20.
Según otro aspecto de la invención, un método para elaborar una batería de ion de Li comprende los pasos de: a) proporcionar un colector de corriente constituido por una hoja metálica; b) depositar un material del cátodo en el colector de corriente; c) depositar un material de matriz de electrolitos en el material del cátodo; d) depositar Li en la matriz de electrolitos; e) recocer a una temperatura de 100 a 500°C para reaccionar el Li y la matriz de electrolito para formar un electrolito de conducción de iones de Li; f) depositar un material de ánodo en el electrolito de conducción de Li; y, g) aplicar un colector de corriente al material del ánodo.
Según otro aspecto de la invención, un método para elaborar una batería de ion de Li comprende los pasos de: a) proporcionar un colector de corriente constituido por una hoja metálica; b) depositar un material de ánodo en el colector de corriente; c) depositar un material de matriz de electrolito en el material de ánodo, d) depositar Li en la matriz de electrolitos; e) recocer a una temperatura de 100 a 500°C para reaccionar el Li y la matriz de electrolito para formar un electrolito de conducción de iones de Li; f) depositar un material de cátodo sobre el electrolito de conducción de Li; y g) aplicar un colector de corriente al material de cátodo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos que acompañan y que forman parte de esta especificación se incluyen para representar ciertos aspectos de la invención. Una concepción más clara de la invención, y de los componentes y el funcionamiento de los sistemas provistos con la invención, será más evidente con referencia a las modalidades ejemplares, y por lo tanto no limitantes ilustradas en los dibujos, en donde números similares (si se producen en más de una vista) designan los mismos elementos. Las características en los dibujos no son necesariamente dibujadas a escala.
La figura 1 es una ilustración esquemática del procedimiento VSPEED de acuerdo a un aspecto de la presente invención .
La figura 2 es una ilustración esquemática del procedimiento VSPEED asistido en el campo según otro aspecto de la presente invención.
Las figuras 3A-3C son ilustraciones esquemáticas de una secuencia de procedimiento utilizada para formar un electrolito sólido.
La figura 4 es una ilustración de algunas propiedades de un electrolito producido por el procedimiento inventivo.
Las figuras 5A-5F son ilustraciones esquemáticas de una secuencia de procedimiento utilizada para formar una batería en estado sólido.
Las figuras 6A-6D son ilustraciones esquemáticas de otra secuencia de procedimiento utilizada para formar una batería en estado sólido.
Las figuras 7A-7D son ilustraciones esquemáticas de otra secuencia de procedimiento utilizada para formar una batería en estado sólido.
Las figuras 8A-8D son ilustraciones esquemáticas de otra secuencia de procedimiento utilizada para formar una batería en estado sólido.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención está dirigida al crecimiento de películas de electrolito en estado sólido de conducción alta de ion (preferiblemente litio) de metal alcalino, gruesas o delgadas, donde comienza el crecimiento de la mezcla de nivel atómico de la mayoría de los elementos constituyentes. El crecimiento utiliza productos químicos inorgánicos primarios, que son preferentemente agua soluble; formulación de la solución con un solvente adecuado, preferiblemente agua desionizada, que puede incluir alcoholes, glicoles, cetonas y otros aditivos; y rociado que deposita la matriz de electrolito sólido sobre un sustrato calentado a 100 a 400°C usando el sistema de deposición de rociado, preferiblemente una forma del sistema "Procedimiento de chorro en fase vapor para deposición electroquímica sin electrodos" (VPSPEED) como se describe en detalle en la Solicitud de Patente Co-pendiente de E.U.A. del Solicitante No. de serie 12/462,146. El paso de deposición es seguido entonces por litiación o adición de litio, posteriormente procesamiento térmico, a temperaturas que preferentemente oscilan entre 100 y 500°C, para obtener un electrolito en estado sólido inorgánico de conducción alta de ion de litio.
Para agua desionizada como solvente, algunos electrolitos en estado sólido que el solicitante ha encontrado para ser alcanzables son, LixAI(Z-y)GaySw(P04)c o üxAI(Z-y)GaySw(B03)c. La matriz es AI(Z-y)GaySw(P04)c para LixAI(z.y)GaySw(P04)c, y AI(z.y)GaySw(B03)c para LixAI(2-y)GaySw(B03)c. Puede ser deseable en algunos casos reemplazar Ga en estos compuestos por boro (B) debido al costo relativamente más alto de Ga, que lleva a una fórmula nominal de LixAI(Z-y)[GanBi-n)ySw(P04)c o LixAI(Z-y)[GanBi-n)ySw(B03)c donde 0 < n < 1. El solicitante contempla que en algunos casos, el Ga será completamente sustituido por B, es decir, n = 0 en la fórmula general proporcionada anteriormente.
Para un solvente diferente de agua desionizada, aunque los anteriores son aún alcanzables, el solicitante ha encontrado que electrolitos de la forma LixGez.ySiySw(P04)c o L¡xGez-ySiySw(B03)c también se pueden alcanzar, con Gez-yS¡ySw(P04)c o Gez-ySiySw(B03)c como la matriz respectiva.
Los reactivos químicos preferidos son el acetato, sulfato, cloruro, citrato, nitrato u órgano-metálicos de Al y Ga, como una fuente para estos metales; triacetanolamina o tiourea como ligando y fuente de azufre; ácido acético, ácido cítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, o acetonitrilo, etc., como ligando adicional; y ácido fosfórico como una fuente preferida de fosfato; o ácido bórico como fuente preferida de borato. Para reemplazar Ga con B, algunas fuentes preferidas de B son borato de trietanolamina y fosfato de boro. Estos químicos se mezclan juntos en la proporción deseada en el solvente elegido para formar una solución clara que es aerosol depositado para formar la matriz de electrolito utilizando VPSPEED como se describe en la Solicitud de patente de E.U.A. antes mencionada No. de serie 12/462, 146 Para mejorar la uniformidad de película alcohol, acetona, metil propanol, o etilglicol, etc., también se pueden añadir a la solución acuosa para reducir adicionalmente los tamaños de gotas de niebla del aerosol.
Para Ge2-ySiySw(P04)c o Gez-ySiySw(B03)c algunas fuentes útiles de Ge o Si son metóxido de germanio, etiltriclorosilano; triacetanolamina o tiourea como ligando y fuente de azufre; ácido acético, ácido cítrico, o acetonitrilo, etc., como ligando adicional; y fosfato de naftilo como la fuente de fosfato; o borato de trimetilo como la fuente de borato. Estos químicos se mezclan juntos en la proporción deseada en el solvente no acuoso elegido para formar una solución clara que es aerosol depositado para formar la matriz de electrolito utilizando VPSPEED como se describe en la solicitud de patente de E.U.A. antes mencionada No. de serie 12/462, 146 La litiación de matriz puede hacerse por sublimación de espacio cerrado de Li o evaporación en vacío de Li, o deposición VPSPEED asistida de campo (FAVPSPEED) de Li. La FAVPSPEED es una modificación inventiva de VPSPEED para permitir que la deposición de metal Li puro u otra deposición de metal, especialmente otros metales alcalinos. FAVSPEED se obtiene mediante la incorporación de una lámpara de cuarzo u otra fuente de calor adecuada en la trayectoria del aerosol entre la boquilla de rociado y el sustrato, y que aplica un campo eléctrico entre la posición de la lámpara y el sustrato para que los iones metálicos positivos en la pluma de rociado se dirijan al sustrato para deposición (como se muestra esquemáticamente en la figura 2) mientras el solvente y otras especies volátiles en la pluma de rociado se evaporan antes de que lleguen al sustrato. El precursor para la deposición de litio es una sal de litio disuelta en alcohol (preferentemente un alcohol de Ci a C4) con ácido acético, ácido cítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico o acetonítrilo como ligandos adicionales.
El recocido de la matriz litiada es preferiblemente hecho en temperaturas entre aproximadamente 100 y 500°C durante aproximadamente 5 a 60 minutos en un aparato de calentamiento cerrado, tal como un horno, sistema de recocido térmico rápido, o el sistema de recocido instantáneo para formar un electrolito de conducción altamente de ion. (Véase las figuras 3A-3C y 4).
El electrolito de estado sólido puede ser depositado en un sustrato colector de corriente con cátodo pre-recubierto o sustrato colector de corriente con ánodo pre-recubierto. También pueden depositarse en litio, magnesio, hoja delgada de aluminio, u hoja delgada de aleación de estos metales u otros sustratos adecuados.
Toda la fabricación de celda de batería de ion de litio en estado sólido usando el electrólito en estado sólido inventivo (SSE) puede emplear cualquiera de los regímenes descritos en las figuras 5A a 8D.
Varios aspectos de la invención se describirán con más detalle en los ejemplos siguientes, que son ejemplares solamente y no pretenden limitar el alcance de la invención como se reclama.
EJEMPLO Haciendo referencia a las figuras 1-3C, el procedimiento VSPEED como se describe en detalle en la Solicitud de Patente de E.U.A. No. de serie 12/462, 146 se utiliza para depositar AIGaSP04 1 1 sobre un sustrato de metal 10 situado en 33 en el aparato VSPEED. Una solución acuosa de reactivo tiene la siguiente composición: acetato de aluminio 0.02M, acetato de galio 0.013M, tiourea 0.2M y ácido fosfórico 3.0M, y ácido acético 0.05 M. La solución también contiene 5% de alcohol para reducir adicionalmente los tamaños de gotas de niebla. La solución es aerosol depositado sobre el sustrato, que se mantiene a 200°C, formando una película de aproximadamente 1 pm de grosor.
EJEMPLO La película descrita en el ejemplo anterior después se traslada a la tradicional cámara de vacío conectada a una guantera rellena de argón. Un grosor de litio 12 de aproximadamente 1 pm después se deposita en la matriz de electrolito 1 1 . La película también puede transferirse alternativamente a un aparato de deposición de asistido de campo (FAVPSPEED) como se muestra en la figura 2 en una guantera de ambiente de argón. Metal Li 12 puede ser depositado en la matriz de electrolito 1 1 mantenida a 150°C por deposición de aerosol en una solución de alcohol de LÍNO3 0.3M, ácido nítrico 0.3M y acetonitrilo 0.2 M. La región de rejilla se mantiene en aproximadamente 130°C, y la deferencia de potencial entre la rejilla y el sustrato es aproximadamente 5V. La matriz litiada se trata térmicamente en la guantera rellena de argón primero a 200°C durante aproximadamente 20 minutos para difundir todo el litio en la matriz de electrolito, después a 300°C durante aproximadamente 20 minutos para crear el electrolito de alta conducción de ion de litio 13 que tiene una composición nominal final de LixAI(Z-y)GaySw(P04)c.
Aquellos con experiencia en la técnica apreciarán que la composición general puede ser manipulada en un intervalo útil al variar las proporciones relativas de los reactivos utilizados, y al variar la cantidad de Li depositado en comparación con la cantidad de matriz depositada. El solicitante contempla que composiciones de electrolito útiles incluyen por lo menos lo siguiente: compuestos que tienen la composición LixAI2.yGaySw(P04)c donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0 < y < 1 , 1 < z < 4, y 0 < c < 20; compuestos que tiene la composición LixAlz-yGaySw(B03)c donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0 < y < 1 , 1 < z < 4, y 0 < c < 20; compuestos que tienen la composición LixGez.ySiySw(P04)c donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0 < y < 1 , 1 < z < 4, y 0 < c < 20; compuestos que tienen la composición LixGe(Z-y)SiySw(B03)c donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0 < y < 1 , 1 < z < 4, y 0 < c < 20; y como se señala anteriormente, Ga puede sustituirse totalmente o parcialmente por B.
Será claro de la consideración del ejemplo anterior que el procedimiento inventivo FAVPSPEED puede ser modificado de diversas maneras por la persona con experiencia a través de la experimentación de rutina. Por ejemplo, pueden depositarse otros metales alcalinos tal como Na usando sus sales apropiadas. Sales de metal alcalino apropiadas incluyen cloruros de metales alcalinos, nitratos de metales alcalinos, acetatos de metales alcalinos y alcóxidos de metales alcalinos. La temperatura en la región de rejilla puede variar algo (usualmente en el intervalo de 100 a 175°C) para acomodar la solución particular que se utiliza, y la cámara de procedimiento puede mantenerse en una presión positiva o negativa en relación con el ambiente para controlar adicionalmente el procedimiento de vaporización. La atmósfera de la cámara puede variar dependiendo de la aplicación particular y puede incluir argón u otro gas inerte, nitrógeno seco, etc. Del mismo modo, el potencial de la rejilla puede variar en un intervalo seleccionado de aproximadamente 1 a 10 V, dependiendo de la geometría particular del aparato, el tamaño del sustrato, y la distancia entre la rejilla y el sustrato.
Es importante destacar que de acuerdo con un aspecto de la invención, el procedimiento FAVPSPEED puede utilizarse para depositar un metal alcalino tal como Li en un compuesto de matriz seleccionado, será entendido que muchos otros procedimientos de deposición adecuados pueden utilizarse para este paso. Así, el metal alcalino puede depositarse en la capa de matriz usando recubrimiento evaporativo, deposición por pulverización iónica o cualquier otro medio adecuado para depositar un metal sobre una superficie como es bien conocido en la técnica.
EJEMPLO El procedimiento inventivo puede modificarse fácilmente para producir otras composiciones de electrolito. Algunas soluciones de reactivo acuoso adecuadas se proporcionan en el cuadro siguiente.
LixGaySw(P04)c Nitrato de galio 0.033 M Tiourea 0.2 M Ácido fosfórico 1 M Ácido nítrico 0.05 M Aproximadamente 5% en volumen de la solución acuosa es alcohol.
LixAI(z-y)GaySw(B03)c Acetato de aluminio 0.02 M Acetato de galio 0.013 M Tiourea 0.2 M Ácido bórico 0.5 M Ácido acético 0.05 M Aproximadamente 5% en volumen de la solución acuosa es alcohol.
Será apreciado que el procedimiento inventivo puede modificarse mediante la experimentación de rutina para producir muchas otras composiciones útiles. Por ejemplo, ß''-alúmina es un conductor iónico sólido bien conocido, que puede ser preparado con diversas especies iónicas móviles, que incluyen Na+, K+, Li+, Ag+, H+, Pb2+, Sr2* y Ba2+ mientras mantiene baja conductividad electrónica. Además, pueden añadirse otras especies dopantes para modificar la conductividad iónica, particularmente para disminuir la energía de activación, con lo cual mejora la conductividad de baja temperatura. La persona con experiencia puede, por lo tanto, utilizar el procedimiento VPSPEED inventivo (u otro procedimiento de deposición adecuada) para depositar una película que comprende óxido de aluminio (y cualquiera de los dopantes metálicos) y entonces utilizar el procedimiento FAVPSPEED para depositar las especies iónicas móviles deseadas, seguidas por recocido para formar la estructura de ß''-alúmina.
Será apreciado adicionalmente que conductores iónicos sólidos se utilizan para muchas aplicaciones además de baterías en estado sólido. Por ejemplo, ß''-alúmina se utiliza en baterías líquidas de alta temperatura tal como varias celdas de sodio-azufre y también es utilizada en convertidores termoeléctricos de alta temperatura. Conductores iónicos sólidos también son útiles en aplicaciones tal como sensores de diversos tipos, ventanas electrocrómicas, y celdas solares sensibilizadas con tinta.
EJEMPLO La figura 4 ilustra las características eléctricas de un electrolito en estado sólido (SSE) realizado de acuerdo con la invención. El electrolito tiene una composición nominal de LiAIGaSP04l con AI:Ga = 3:2 y Li:AIGaSP04= 1 :1 (por grosor). Recocido se hace a 200-300°C en una guantera rellena de argón. Las estructuras Li/SSE/Li y SS/SSE/Li donde después se empacan en una bolsa sellada con conexiones adecuadas. La medición transitoria de DC después se hace al someter cada estructura a un voltaje constante de 0.1V mientras registra la corriente alrededor de 900 segundos. Luego se computa la resistencia y conductividad. La estructura Li/SSE/Li proporciona la conductividad iónica de 10~4 S/cm, y la estructura SS/SSE/ln proporciona la conductividad electrónica de aproximadamente 10" 1 S/cm. Uno puede ver que la conductividad iónica (10"4 S/cm) es 6 - 7 órdenes de magnitud mayores que la conductividad electrónica. A través de la experimentación de rutina, la conductividad iónica puede mejorarse adicionalmente mediante la optimización de las condiciones para una composición particular, quizás a tan altas como 10"3 S/cm.
Un electrolito que exhibe conductividad iónica de aproximadamente 10"4 S/cm se analiza y tiene una composición final que está representada aproximadamente por la fórmula L¡8Ali.i3GaS5(P04)i.2 (elementos principales determinados por EDX, Li calculado por diferencia).
Construyendo los ejemplos anteriores, la invención puede ser extendida adicionalmente para fabricar una batería de ion de Li en estado sólido de varías maneras, como se describe en los siguientes ejemplos.
EJEMPLO Haciendo referencia a las figuras 5A-5F, un colector de corriente 10' (Al, Cu u otra hoja delgada de metal adecuada) está recubierto con material de cátodo 14 que es preferiblemente LiMn204, LiMnNiCoAI02, LiFeP04, etc., depositados por VPSPEED u otras técnicas adecuadas. Siguiendo el procedimiento descrito en los ejemplos anteriores, la matriz de electrolito 1 1 se deposita, Li 12 se deposita por FAVSPEED o técnica de vacío tradicional, y el recubrimiento es tratado térmicamente para formar un electrolito sólido 13. Después, ánodo 15 (Li, Li-AI, o Li-Mg) se deposita en el electrolito 13 por FAVPSPEED o la técnica de vacío tradicional. Otro colector de corriente 10" está recubierto con una capa 17 de adhesivo de plata/aluminio conductor (por ejemplo, Silfill Conductive Adhesive, P & P Technology Ltd., Finch Dr., Springwood, Braintree, Essex CM72SF, Inglaterra); y la pasta conductora 17 se aprieta en contacto con el ánodo que contiene Li 5, con lo cual se completa la celda.
EJEMPLO Haciendo referencia a las figuras 6A-6D, material de cátodo 14 se aplica a un primer colector de corriente 10', matriz de electrolito 1 1 se deposita, y Li 12 se deposita. Material de ánodo 18 se deposita en un segundo colector de corriente 10"', matriz de electrolito 11' y Li 12' se depositan en el ánodo 18. En algunos casos la deposición de matriz de electrolito 1 1 ' en material de ánodo 18 se puede omitir. Las dos pilas recubiertas se colocan cara a cara para que las superficies recubiertas con Li estén en contacto, y se aplica presión para comprimir la pila mientras se calienta; la reacción entre el Li y las dos capas de matriz de electrolito forman una capa de electrolito sólido continua así como un enlace mecánico, con lo cual completa la celda.
EJEMPLO Haciendo referencia a las figuras 7A-7D, matriz de electrolito 1 1 ' puede depositarse en un sustrato recubierto con ánodo 10"' como se muestra anteriormente en las figuras 6A-6D. Li 12 es depositado y se hace reaccionar como antes para formar electrolito 13. Sustrato 10' está recubierto con material del cátodo 14 y después se aplica una capa de adhesivo conductor de ion Li 19. El adhesivo es una mezcla reportada de copolímero de fluoruro de polivinilideno/hexafluoropropileno (PVDF/HFP), disuelto en dimetoxietano (DME), y LiPFe 1.5 en solución al 30% de EC/PC calentada a 50°C en recipiente cerrado, después se enfría a temperatura ambiente. Las dos mitades de la celda son apretadas en caliente juntas usando el adhesivo conductor de ion 19 para formar un enlace mecánico conductor de ion, con lo cual completa la celda. Será apreciado que el adhesivo conductor de ion 19 puede aplicarse alternativamente al sustrato recubierto de ánodo, como se muestra esquemáticamente en las figuras 8A-8D.
Por simplicidad, los ejemplos anteriores muestran un sustrato sencillo de algunas dimensiones fijas. Sin embargo, el solicitante subraya que la invención puede realizarse también en un formato semi-continuo o de carretes en los que el sustrato o colector de corriente es una hoja sustancialmente continua, flexible, que está indexada a través del entorno de deposición en forma escalonada para que muchas celdas de película delgada puedan fabricarse eficientemente y posteriormente fragmentadas en celdas individuales si se desea. El sustrato puede tener un soporte físico directamente debajo del área a ser recubierta, o puede apoyarse en tensión simplemente pasándolo sobre dos rodillos colocados adecuadamente. Una configuración de carretes se enseña detalladamente en la Solicitud de Patente de E.U.A. co-pendiente del solicitante Nos. de serie 12/151 ,562 y 12/151 ,465.

Claims (42)

  1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1. - Un electrolito conductor de ion de Li que comprende un compuesto que tiene la composición L¡xAI2-y[GanB -n]ySw(P04)c donde 4 < w < 20,3 <x< 10, 0<y< 1, 1 <z<4, y0<c<20. 2. - El electrolito de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque n es igual a 0. 3. - Un electrolito conductor de ion de Li que comprende un compuesto que tiene la composición LixAlz-y[GanBi-n]ySw(B03)c donde 4 < w < 20, 3 <x<10, 0<y< 1, 1 <z<4, y0<n<1,y0<c<20. 4. - El electrolito de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque n es igual a 0. 5. - Un electrolito conductor de ion de Li que comprende un compuesto que tiene la composición LixGez-ySiySw(P04)c donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0 < y < 1, 1 < z < 4, y 0 < c < 20. 6. - Un electrolito conductor de ion de Li que comprende un compuesto que tiene la composición LixGe(2-y)SiySw(B03)c donde 4 < w < 20, 3 <x<10, 0<y< 1, 1 <z<4, y0<c<20. 7 - Una batería de iones de Li que comprende: un cátodo que comprende un material seleccionado del grupo que consiste de: LiMn204, L¡MnNiCoAI02, LiCo02, LiN¡Co02 y LiFeP04; un ánodo que comprende un material seleccionado del grupo que consiste de: Li y aleaciones de Li y óxido de metal dopado con Li; y, un electrolito conductor sólido de ion de Li seleccionado del grupo que consiste de: LixAlz-y[GanSi.n]ySw(P04)c, LixAlz- ytGanBLnlySwíBO^c, LixGez-ySiySw(P04)c, y LixGe(z-y)SiySw(B03)c, donde 4 < w < 20, 3 < x < 10, 0 < y < 1 , 1 < z < 4, y 0 < n < 1 , y 0 < c < 20. 8. - La batería de ion de Li de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque n es igual a 0. 9. - Un método para elaborar un electrolito conductor de ion alcalino que comprende los pasos de: a) depositar un material de matriz de electrolito en un sustrato seleccionado, dicho material de matriz que comprende: un metal seleccionado del grupo que consiste de: B, Al, Ga, Ge y Si; azufre; y un anión seleccionado del grupo que consiste de: BO3 y P04; b) depositar un metal alcalino sobre dicho material de matriz de electrolito; y, c) recocer a una temperatura de aproximadamente 100 a 500°C y reaccionar dicho metal alcalino y dicho material de matriz y así formar un electrolito con propiedades de conducción de iones de álcali. 10. - El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho metal alcalino se selecciona del grupo que consta de: Li y Na. 1 1.- El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque dicho metal alcalino se deposita mediante deposición de vapor. 12.- El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque comprende adicionalmente depositar dicho metal alcalino de una solución atomizada que comprende una sal de dicho metal alcalino, colocando una rejilla cargada positivamente entre dicha solución atomizada y dicho material de matriz de electrolito, y calentar dicha solución atomizada a una temperatura de por lo menos 100°C, dicha rejilla positivamente cargada para así dirigir los iones de metales alcalinos a dicha matriz de electrolito. 13. - Un método para elaborar un electrolito conductor de ion Li que comprende los pasos de: a) depositar un material de matriz de electrolito en un sustrato seleccionado, dicho material de matriz que comprende: un metal seleccionado del grupo que consiste de: B, Al, Ga, Ge y Si; azufre; y un anión seleccionado del grupo que consiste de: BO3 y PO4; b) depositar Li sobre dicho material de matriz; y, c) recocer a una temperatura de aproximadamente 100 a 500°C y debido a esto reaccionar dicho Li y dicho material de matriz, formando un electrolito con propiedades de conducción de iones de Li. 14. - El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque comprende depositar dicho Li mediante deposición de vapor. 15.- El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque comprende depositar dicho Li de una solución atomizada que comprende una sal de Li, colocando una rejilla cargada positivamente entre dicha solución atomizada y dicho material de matriz de electrolito, y calentar dicha solución atomizada a una temperatura de por lo menos 100°C, dicha rejilla positivamente cargada para así dirigir los iones de L¡ a dicha matriz de electrolito. 16. - Un método para elaborar una batería de ion de Li que comprende los pasos de: a) proporcionar un primer colector de corriente constituido por una hoja metálica; b) depositar un material de cátodo en dicho primer colector de corriente; c) depositar un material de matriz de electrolito en dicho material de cátodo, d) depositar Li en dicha matriz de electrolitos; e) recocer a una temperatura de 100 a 500°C para reaccionar dicho Li y dicha matriz de electrolito para formar un electrolito de conducción de iones de Li; f) depositar un material de ánodo sobre dicho electrolito de conducción de Li; y, g) aplicar un segundo colector de corriente a dicho material de ánodo. 17. - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho primer colector de corriente comprende una lámina seleccionada del grupo que consta de Al, Cu y sus aleaciones. 18. - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho material de cátodo se selecciona del grupo que consta de: LiMn204, LiMnNiCoAI02, y LiFeP04. 19. - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho material de matriz de electrolito comprende: un metal seleccionado del grupo que consta de: B, Al, Ga, Ge y Si; azufre; y un anión seleccionado del grupo que consiste de: B03 y P0 . 20. - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho material de ánodo se selecciona del grupo que consiste de Li, aleaciones de Li-AI y aleaciones de Li-Mg. 21- El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque dicho segundo colector de corriente comprende una lámina de metal, y además comprende fijar dicho segundo colector de corriente sobre dicho material de ánodo usando adhesivo conductor. 22. - Un método para elaborar una batería de ion de Li que comprende los pasos de: a) proporcionar un primer colector de corriente constituido por una hoja metálica; b) depositar un material de ánodo en dicho primer colector de corriente; c) depositar un material de matriz de electrolito en dicho material de ánodo, d) depositar Li en dicha matriz de electrolitos; e) recocer a una temperatura de 100 a 500°C para reaccionar dicho Li y dicha matriz de electrolitos para formar un electrolito de conducción de iones de Li; f) depositar un material de cátodo sobre dicho electrolito de conducción de Li; y, g) aplicar un segundo colector de corriente a dicho material de cátodo. 23. - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho primer colector de corriente comprende una lámina seleccionada del grupo que consta de Al, Cu y sus aleaciones. 24. - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho material de cátodo se selecciona del grupo que consta de: LiMn204, LiMnNiCoAI02, y LiFeP04. 25. - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho material de matriz de electrolito comprende: un metal seleccionado del grupo que consta de: B, Al, Ga, Ge y Si; azufre; y un anión seleccionado del grupo que consiste de: BO3 y P04. 26.- El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho material de ánodo se selecciona del grupo que consiste de Li, aleaciones de Li-AI y aleaciones de Li-Mg. 27 - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque dicho segundo colector de corriente comprende una lámina de metal, y además comprende fijar dicho segundo colector de corriente sobre dicho material de cátodo usando adhesivo conductor. 28.- Un aparato para depositar un metal alcalino seleccionado en un sustrato que comprende: un soporte de sustrato; una solución líquida que contiene un metal alcalino seleccionado; una boquilla de atomización configurada para dispensar una niebla de dicha solución de metal alcalino sobre dicho sustrato; una fuente de calor suficiente para mantener una temperatura de por lo menos 100°C en una región seleccionada sobre dicho sustrato de modo que los componentes volátiles en dicha solución líquida se evaporan; y, una rejilla colocada dentro de dicha región seleccionada sobre dicho sustrato, dicha rejilla mantenida a un potencial positivo de DC en relación con dicho sustrato para que los iones metálicos positivos de dicha solución se dirijan al sustrato. 29 - El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque dicho metal alcalino se selecciona del grupo que consta de: Li y Na. 30. - El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque dicha fuente de calor comprende una lámpara de cuarzo. 31. - El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque dicha fuente de calor es suficiente para mantener una temperatura de al menos 150°C en dicha región seleccionada. 32. - El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque dicha rejilla se mantiene a un potencial de DC positivo de 1 a 10 V en relación a dicho sustrato. 33.- El aparato de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque dicha rejilla se mantiene a un potencial de DC de aproximadamente 5 V en relación a dicho sustrato. 34. - El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque dicho sustrato comprende una hoja sustancialmente continua y dicho soporte de sustrato incluye rodillos sobre el cual dicho sustrato pasa de modo que áreas sucesivas de dicho sustrato se pueden cubrir. 35. - Un método para depositar un metal alcalino sobre un substrato que comprende: a) colocar dicho sustrato dentro de una cámara de deposición que contiene una atmósfera inerte seleccionada; b) proporcionar una solución líquida de una sal de un metal alcalino seleccionado; c) dispersar dicha solución líquida como una niebla atomizada en una región de dicha cámara de deposición sobre dicho sustrato; d) colocar una rejilla entre dicha niebla atomizada y dicho sustrato, dicha rejilla se mantiene en un potencial DC positivo en relación con dicho sustrato; y, e) mantener una temperatura de por lo menos 100°C en las proximidades de la rejilla, para que los componentes volátiles de dicha niebla atomizada de dicha solución líquida se evaporen e iones metálicos positivos de dicha solución vaporizada se dirigen al sustrato. 36. - El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicho sustrato comprende una hoja sustancialmente continua y dicha hoja se coloca entre rodillos sobre los cuales dicho sustrato pasa, permitiendo el recubrimiento de áreas sucesivas de dicho sustrato con dicho metal alcalino. 37. - El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicho metal alcalino se selecciona del grupo que consta de: Li y Na. 38. - El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque comprende mantener dicha rejilla a un potencial de DC positivo de 1 a 10 V en relación a dicho sustrato. 39. - El método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado además porque comprende mantener dicha rejilla a un potencial de DC de aproximadamente 5 V en relación a dicho sustrato. 40.- El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicha temperatura es al menos 150°C en la vecindad de dicha rejilla. 41 .- El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicha solución líquida comprende una solución acuosa que contiene al menos un compuesto seleccionado del grupo que consta de: cloruros de metal alcalino, nitratos de metal alcalino, acetatos de metal alcalino, y alcóxidos de metal alcalino. 42.- El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado además porque dicha solución líquido comprende una solución de alcohol que contiene L1NO3, ácido nítrico y acetonitrilo.
MX2012011524A 2010-04-06 2011-04-04 Electrolitos en estado solido que tienen alta conduccion de ion de litio. MX2012011524A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/798,510 US20110171528A1 (en) 2010-01-12 2010-04-06 Solid state electrolytes having high lithium ion conduction
PCT/US2011/000599 WO2011126558A1 (en) 2010-04-06 2011-04-04 Sold state electrolytes having high lithium ion conduction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2012011524A true MX2012011524A (es) 2013-02-27

Family

ID=44258795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2012011524A MX2012011524A (es) 2010-04-06 2011-04-04 Electrolitos en estado solido que tienen alta conduccion de ion de litio.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20110171528A1 (es)
EP (1) EP2556557A1 (es)
JP (1) JP2013528896A (es)
KR (1) KR20130059340A (es)
CN (1) CN102884667A (es)
AU (1) AU2011238903A1 (es)
BR (1) BR112012025351A2 (es)
CA (1) CA2795672A1 (es)
EA (1) EA201290999A1 (es)
MX (1) MX2012011524A (es)
WO (1) WO2011126558A1 (es)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8349498B2 (en) * 2010-01-12 2013-01-08 Sisom Thin Films, Llc Method of forming solid state electrolyte having high lithium ion conduction and battery incorporating same
US9692039B2 (en) 2012-07-24 2017-06-27 Quantumscape Corporation Nanostructured materials for electrochemical conversion reactions
CN104704670B (zh) * 2012-10-05 2017-06-13 富士通株式会社 锂离子导电体和全固体锂离子二次电池
FR3000616B1 (fr) * 2012-12-31 2015-01-02 I Ten Procede de fabrication de batteries tout solide en structure multicouches
US9017777B2 (en) 2013-02-26 2015-04-28 Quantumscape Corporation Inorganic films using a cascaded source for battery devices
US10497970B2 (en) 2013-03-14 2019-12-03 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Alkali ion conducting plastic crystals
US10490847B2 (en) * 2013-03-14 2019-11-26 Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Of The State Of Arizona Acting For And On Behalf Of Arizona State University Alkali ion conducting plastic crystals
WO2015130831A1 (en) 2014-02-25 2015-09-03 Quantumscape Corporation Hybrid electrodes with both intercalation and conversion materials
WO2016025866A1 (en) 2014-08-15 2016-02-18 Quantumscape Corporation Doped conversion materials for secondary battery cathodes
US9966629B2 (en) 2015-02-03 2018-05-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Sodium-conducting solid electrolyte
JP6352960B2 (ja) * 2016-02-09 2018-07-04 国立大学法人東京工業大学 硫化物固体電解質材料、電池および硫化物固体電解質材料の製造方法
JP6672895B2 (ja) * 2016-03-03 2020-03-25 ウシオ電機株式会社 配線基板の製造方法
WO2018075972A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 Quantumscape Corporation Electrolyte separators including lithium borohydride and composite electrolyte separators of lithium-stuffed garnet and lithium borohydride
FR3080957B1 (fr) 2018-05-07 2020-07-10 I-Ten Electrodes mesoporeuses pour dispositifs electrochimiques en couches minces
JP2020061304A (ja) * 2018-10-11 2020-04-16 古河機械金属株式会社 硫化物系無機固体電解質材料用の五硫化二リン組成物
CN112242555B (zh) * 2019-07-16 2021-10-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种硫化物固态电解质片及其制备方法
CN112242556B (zh) * 2019-07-16 2021-09-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种固态电解质的制备方法
JP7422553B2 (ja) 2020-02-03 2024-01-26 太平洋セメント株式会社 固体電解質用リチウムランタンジルコニウム酸化物結晶粒子集合体の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5217826A (en) * 1990-07-31 1993-06-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium-ion conducting solid electrolyte
US7211532B2 (en) * 1995-11-15 2007-05-01 Kabushiki Kaisha Ohara Alkali ion conductive glass-ceramics and electric cells and gas sensors using the same
JP4745472B2 (ja) * 1998-07-16 2011-08-10 株式会社オハラ リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスおよびこれを用いた電池、ガスセンサー
JP3407733B2 (ja) * 2000-12-13 2003-05-19 住友電気工業株式会社 無機固体電解質薄膜の形成方法
US20060063051A1 (en) * 2004-09-20 2006-03-23 Jang Bor Z Metal-air battery with ion-conducting inorganic glass electrolyte
CN100583543C (zh) * 2005-01-11 2010-01-20 出光兴产株式会社 锂离子传导性固体电解质、其制造方法及使用了该固体电解质的锂二次电池用固体电解质以及使用了该二次电池用固体电解质的全固体锂电池
JP5311169B2 (ja) * 2005-01-11 2013-10-09 出光興産株式会社 リチウムイオン伝導性固体電解質、その製造方法及び該固体電解質を用いたリチウム二次電池用固体電解質並びに該二次電池用固体電解質を用いた全固体リチウム電池
US9580320B2 (en) * 2005-10-13 2017-02-28 Ohara Inc. Lithium ion conductive solid electrolyte and method for manufacturing the same
JP5319879B2 (ja) * 2006-10-31 2013-10-16 株式会社オハラ リチウム二次電池およびリチウム二次電池用の電極

Also Published As

Publication number Publication date
CA2795672A1 (en) 2011-10-13
US20110171528A1 (en) 2011-07-14
EA201290999A1 (ru) 2013-05-30
AU2011238903A9 (en) 2013-01-24
JP2013528896A (ja) 2013-07-11
EP2556557A1 (en) 2013-02-13
BR112012025351A2 (pt) 2016-06-28
CN102884667A (zh) 2013-01-16
KR20130059340A (ko) 2013-06-05
AU2011238903A1 (en) 2012-11-22
WO2011126558A1 (en) 2011-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MX2012011524A (es) Electrolitos en estado solido que tienen alta conduccion de ion de litio.
US8372163B2 (en) Method of forming solid state electrolyte having high lithium ion conduction and battery incorporating same
US20110171398A1 (en) Apparatus and method for depositing alkali metals
Balaish et al. Processing thin but robust electrolytes for solid-state batteries
Du et al. Recent advances in the interface engineering of solid-state Li-ion batteries with artificial buffer layers: challenges, materials, construction, and characterization
Lobe et al. Physical vapor deposition in solid‐state battery development: from materials to devices
US10115999B2 (en) All-solid-state lithium-ion secondary battery including a solid electrolyte and an intermediate layer
Ito et al. Application of LiCoO2 particles coated with lithium ortho-oxosalt thin films to sulfide-type all-solid-state lithium batteries
WO2014032405A1 (zh) 一种全固态锂离子电池复合型正极材料及其制备方法和全固态锂离子电池
JPWO2013046443A1 (ja) 全固体電池およびその製造方法
EP3301203A1 (en) Vapour deposition method for preparing amorphous lithium-containing compounds
JP7511911B2 (ja) アモルファスホウケイ酸リチウムを調製するための蒸着方法
Dai et al. All-solid-state thin-film batteries based on lithium phosphorus oxynitrides
Seo et al. New developments in solid electrolytes for thin-film lithium batteries
US20150004326A1 (en) Apparatus and method for depositing alkali metals
EP4070395B1 (en) Method
Ribeiro et al. Lithium cobalt oxide crystallization on flexible polyimide substrate
Jin Processing and characterization of secondary solid-state Li-ion batteries

Legal Events

Date Code Title Description
FA Abandonment or withdrawal