RU2013108517A - Твердотельная аккумуляторная батарея, использующая соединения кремния, и способ ее изготовления - Google Patents

Твердотельная аккумуляторная батарея, использующая соединения кремния, и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2013108517A
RU2013108517A RU2013108517/07A RU2013108517A RU2013108517A RU 2013108517 A RU2013108517 A RU 2013108517A RU 2013108517/07 A RU2013108517/07 A RU 2013108517/07A RU 2013108517 A RU2013108517 A RU 2013108517A RU 2013108517 A RU2013108517 A RU 2013108517A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon
positive electrode
negative electrode
solid state
state battery
Prior art date
Application number
RU2013108517/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Фукуйо ИТИМУРА
Содзи ИТИМУРА
Original Assignee
Фукуйо ИТИМУРА
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=44193872&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2013108517(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Фукуйо ИТИМУРА filed Critical Фукуйо ИТИМУРА
Publication of RU2013108517A publication Critical patent/RU2013108517A/ru

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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • 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
    • 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
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M2004/027—Negative 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
    • 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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • 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
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • 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
    • H01M4/1397—Processes of manufacture of electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

1. Твердотельная аккумуляторная батарея, содержащая карбид кремния, имеющий химическую формулу SiC, в качестве положительного электрода, нитрид кремния, имеющий химическую формулу SiN, в качестве отрицательного электрода и неводный электролит между положительным электродом и отрицательным электродом, образованный какой-либо из ионообменных смол, содержащих полимеры, в которые входят катионная сульфокислотная группа (-SOH), карбоксильная группа (-COOH), анионная четвертичная аммониевая группа (-N(CH)CHOH) или замещенная аминогруппа (-NH(CH)) в качестве связывающей группы, где при заряде катион кремния (Si) образуется на положительном электроде и анион кремния (Si) образуется на отрицательном электроде.2. Твердотельная аккумуляторная батарея, содержащая карбид кремния, имеющий химическую формулу SiC, в качестве положительного электрода, нитрид кремния, имеющий химическую формулу SiN, в качестве отрицательного электрода и неводный электролит между положительным электродом и отрицательным электродом, который образует неорганическое ионообменное вещество хлорид олова (SnCl), твердый раствор цирконата магния (ZrMgO), твердый раствор цирконата кальция (ZrCaO), оксид циркония (ZrO), кремний-β-оксид алюминия (AlO), монооксонитрокарбид кремния (SiCON) или фосфороксид циркония-кремния (SiZrPO), где при заряде катион кремния (Si) образуется на положительном электроде и анион кремния (Si) образуется на отрицательном электроде.3. Твердотельная аккумуляторная батарея по пп.1 и 2, в которой карбид кремния и нитрид кремния в виде аморфной пленки ламинированы на подложку.4. Твердотельная аккумуляторная батарея по п.1, в которой полиакриламидометилпропансульфокисл

Claims (7)

1. Твердотельная аккумуляторная батарея, содержащая карбид кремния, имеющий химическую формулу SiC, в качестве положительного электрода, нитрид кремния, имеющий химическую формулу Si3N4, в качестве отрицательного электрода и неводный электролит между положительным электродом и отрицательным электродом, образованный какой-либо из ионообменных смол, содержащих полимеры, в которые входят катионная сульфокислотная группа (-SO3H), карбоксильная группа (-COOH), анионная четвертичная аммониевая группа (-N(CH3)2C2H4OH) или замещенная аминогруппа (-NH(CH3)2) в качестве связывающей группы, где при заряде катион кремния (Si+) образуется на положительном электроде и анион кремния (Si-) образуется на отрицательном электроде.
2. Твердотельная аккумуляторная батарея, содержащая карбид кремния, имеющий химическую формулу SiC, в качестве положительного электрода, нитрид кремния, имеющий химическую формулу Si3N4, в качестве отрицательного электрода и неводный электролит между положительным электродом и отрицательным электродом, который образует неорганическое ионообменное вещество хлорид олова (SnCl3), твердый раствор цирконата магния (ZrMgO3), твердый раствор цирконата кальция (ZrCaO3), оксид циркония (ZrO2), кремний-β-оксид алюминия (Al2O3), монооксонитрокарбид кремния (SiCON) или фосфороксид циркония-кремния (Si2Zr2PO), где при заряде катион кремния (Si+) образуется на положительном электроде и анион кремния (Si-) образуется на отрицательном электроде.
3. Твердотельная аккумуляторная батарея по пп.1 и 2, в которой карбид кремния и нитрид кремния в виде аморфной пленки ламинированы на подложку.
4. Твердотельная аккумуляторная батарея по п.1, в которой полиакриламидометилпропансульфокислота (PAMPS) использована в качестве ионообменной смолы.
5. Твердотельная аккумуляторная батарея по п.1 или 4, в которой полимерный сплав, имеющий кристаллическую структуру и полученный смешиванием ионообменной смолы (полимера) и другого кристаллического полимера, использован в качестве неводного электролита.
6. Твердотельная аккумуляторная батарея по п.5, в которой атактический полистирол (AA), сополимер акрилонитрила и стирола (AS) или сополимер атактический полистирол-акрилонитрил-стирол (AA-AS) использован в качестве кристаллического полимера.
7. Способ изготовления твердотельной ионно-кремниевой аккумуляторной батареи по пп.1-5 или 6, где способ включает стадии:
(1) изготовление токосъемного слоя положительного электрода напылением металла на подложку,
(2) изготовление слоя положительного электрода вакуумным осаждением из паровой фазы карбида кремния (SiC) на токосъемный слой положительного электрода,
(3) изготовление слоя неводного электролита покрытием слоя положительного электрода, изготовленного на указанной стадии (2),
(4) изготовление слоя отрицательного электрода вакуумным осаждением из паровой фазы нитрида кремния (Si3N4) на слой неводного электролита, изготовленного на указанной стадии (3), и
(5) изготовление токосъемного слоя отрицательного электрода напылением металла.
RU2013108517/07A 2010-07-27 2011-05-20 Твердотельная аккумуляторная батарея, использующая соединения кремния, и способ ее изготовления RU2013108517A (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010168403A JP4685192B1 (ja) 2010-07-27 2010-07-27 シリコン化合物による固体型二次電池及びその製造方法
JP2010-168403 2010-07-27
PCT/JP2011/061643 WO2012014556A1 (ja) 2010-07-27 2011-05-20 シリコン化合物による固体型二次電池及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2013108517A true RU2013108517A (ru) 2014-09-10

Family

ID=44193872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013108517/07A RU2013108517A (ru) 2010-07-27 2011-05-20 Твердотельная аккумуляторная батарея, использующая соединения кремния, и способ ее изготовления

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130189573A1 (ru)
EP (1) EP2600459A1 (ru)
JP (1) JP4685192B1 (ru)
KR (1) KR101167817B1 (ru)
CN (1) CN102347492B (ru)
HK (1) HK1165097A1 (ru)
RU (1) RU2013108517A (ru)
TW (1) TWI472082B (ru)
WO (1) WO2012014556A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4800440B1 (ja) * 2010-12-22 2011-10-26 富久代 市村 シリコン化合物による固体型二次電池及びその製造方法
JP5006462B1 (ja) * 2011-09-09 2012-08-22 ファイラックインターナショナル株式会社 固体型二次電池の製造方法及び当該製造方法に基づく固体型二次電池
WO2013151197A1 (ko) * 2012-04-06 2013-10-10 주식회사 루트제이제이 규소 화합물과 고분자 전해질을 이용한 이차전지 및 이의 제조방법
CN107078349A (zh) 2014-07-22 2017-08-18 瑞克锐斯株式会社 硅二次电池
US10205187B2 (en) * 2015-04-03 2019-02-12 Intel Corporation Constrained anode fiber for rechargeable battery
CN107221699A (zh) * 2017-05-27 2017-09-29 江苏大学 一种基于硅负极的新型高电压锂离子电池及能量存储元件
CN109698327B (zh) * 2017-10-20 2021-07-27 超能高新材料股份有限公司 锂离子电池负极材料
KR102436632B1 (ko) 2019-11-28 2022-08-29 한국과학기술연구원 투명 음극 활물질층을 포함하는 투명 음극 박막, 리튬 박막 이차전지, 및 그 제조방법
CN112614699B (zh) * 2020-11-03 2022-06-17 宁波工程学院 一种锯齿状氮掺杂SiC纳米线基高温超级电容器
CN116936939A (zh) * 2023-08-09 2023-10-24 广东工业大学 基于转化型正极的无穿梭效应锌-硅电池及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0717759A (ja) * 1993-06-17 1995-01-20 Shinagawa Refract Co Ltd 固体電解質
JPH08259710A (ja) * 1995-03-28 1996-10-08 Sumitomo Electric Ind Ltd イオン交換膜
JP3342621B2 (ja) * 1995-10-30 2002-11-11 京セラ株式会社 固体電解質型燃料電池セル
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
JP4029224B2 (ja) 1997-06-17 2008-01-09 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 非水電解質電池
JP4383554B2 (ja) * 1998-05-28 2009-12-16 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池用負極材料およびその負極材料の製造方法ならびにその負極材料を用いた非水電解質二次電池
JPH11339808A (ja) * 1998-05-29 1999-12-10 Fujikura Ltd 電 極
JP3622629B2 (ja) 2000-04-06 2005-02-23 住友金属工業株式会社 非水電解質二次電池用負極材料の製造方法
JP2003109590A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Mitsubishi Materials Corp 負極材料及びこれを用いた負極、並びにこの負極を用いた非水電解液リチウム二次電池及びリチウムイオンポリマー二次電池
JP4714052B2 (ja) * 2006-03-16 2011-06-29 大日本印刷株式会社 水素精製フィルタおよびその製造方法
JP2010055761A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Sony Corp 二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN102347492B (zh) 2015-01-21
WO2012014556A1 (ja) 2012-02-02
KR101167817B1 (ko) 2012-07-25
HK1165097A1 (en) 2012-09-28
KR20120010957A (ko) 2012-02-06
TWI472082B (zh) 2015-02-01
JP2012028266A (ja) 2012-02-09
TW201238115A (en) 2012-09-16
EP2600459A1 (en) 2013-06-05
CN102347492A (zh) 2012-02-08
US20130189573A1 (en) 2013-07-25
JP4685192B1 (ja) 2011-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013108517A (ru) Твердотельная аккумуляторная батарея, использующая соединения кремния, и способ ее изготовления
Famprikis et al. Composition dependence of ionic conductivity in LiSiPO (N) thin-film electrolytes for solid-state batteries
JP6730288B2 (ja) バッテリセパレータ上へのリチウム金属コーティング
Lee et al. Dopamine as a novel electrolyte additive for high-voltage lithium-ion batteries
Wang et al. In situ growth of a metal–organic framework-based solid electrolyte interphase for highly reversible Zn anodes
JP2019518311A5 (ru)
CN106099100A (zh) 负极活性物质和全固体二次电池
TW201810766A (zh) 具有裹包封裝的能量貯存裝置
JP2019521490A5 (ru)
TW201230442A (en) Lithium-ion secondary battery
JP2015537365A (ja) バッテリセパレータ上のセラミック被覆
JP4800440B1 (ja) シリコン化合物による固体型二次電池及びその製造方法
JP2010272511A5 (ru)
US20180175440A1 (en) Positive electrode active material, method of manufacturing the same and all-solid battery including the same
CN110537282A (zh) 电化学装置用构件和电化学装置
JP6335211B2 (ja) 薄膜固体電池の製造方法
CN110190139A (zh) 一种无机钙钛矿薄膜的制备方法及其应用
JP2018527702A (ja) 黒鉛修飾リチウム金属電極
Wu et al. The Rational Design of Low‐Barrier Fluorinated Aluminum Substrates for Anode‑Free Sodium Metal Battery
Cai et al. Facile Electroless Plating Method to Fabricate a Nickel–Phosphorus-Modified Copper Current Collector for a Lean Lithium-Metal Anode
CN107732033A (zh) 一种有利于电池散热的聚多巴胺改性涂层
Lv et al. Assembly of Metal–Organic Chemical Conversion Layers as Ion Sieves along with Exposing Zn (002) Planes for Stable Zn Metal Anode
JP2010272512A5 (ja) 非水電解液二次電池用電極板の製造方法
WO2010035197A1 (en) Flexible all solid state battery with enhanced deposition freedom
JP2012150924A (ja) マグネシウム二次電池用の電解液、マグネシウム二次電池および電解液の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20140521