RU2015126308A - Применение нанообъектов из не полностью фторированного углерода в качестве электродного материала для первичных литиевых элементов большой емкости - Google Patents

Применение нанообъектов из не полностью фторированного углерода в качестве электродного материала для первичных литиевых элементов большой емкости Download PDF

Info

Publication number
RU2015126308A
RU2015126308A RU2015126308A RU2015126308A RU2015126308A RU 2015126308 A RU2015126308 A RU 2015126308A RU 2015126308 A RU2015126308 A RU 2015126308A RU 2015126308 A RU2015126308 A RU 2015126308A RU 2015126308 A RU2015126308 A RU 2015126308A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluorinated carbon
band
incompletely
nanotubes
ppm
Prior art date
Application number
RU2015126308A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2636485C2 (ru
Inventor
АРАУЖО ДА СИЛЬВА Катя ГЕРЕН
Марк Дени Альфонс ДЮБУА
Андре АМВИ
Original Assignee
Юниверсите Блез Паскаль-Клермон-Ферран Ii
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 Юниверсите Блез Паскаль-Клермон-Ферран Ii filed Critical Юниверсите Блез Паскаль-Клермон-Ферран Ii
Publication of RU2015126308A publication Critical patent/RU2015126308A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2636485C2 publication Critical patent/RU2636485C2/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
    • 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
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/5835—Comprising fluorine or fluoride salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06—Electrodes for primary cells
    • 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
    • H01M4/06—Electrodes for primary cells
    • H01M4/08—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
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742—Carbon nanotubes, CNTs
    • Y10S977/745—Carbon nanotubes, CNTs having a modified surface
    • Y10S977/749—Modified with dissimilar atoms or molecules substituted for carbon atoms of the cnt, e.g. impurity doping or compositional substitution
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742—Carbon nanotubes, CNTs
    • Y10S977/752—Multi-walled
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/842—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure for carbon nanotubes or fullerenes
    • Y10S977/846—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure for carbon nanotubes or fullerenes internal modifications, e.g. filling, endohedral modifications
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/948—Energy storage/generating using nanostructure, e.g. fuel cell, battery

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Claims (19)

1. Применение микронных частиц (1d) из не полностью фторированного углерода с кристаллической структурой графита, наибольший размер которых составляет от 1 до 10 мкм, при этом микронные частицы содержат:
центральную часть (3а, 3b, 3c, 3d) из не фторированного углерода, которая составляет от 0,8 до 30% общего объема частицы (1d), и
периферийную часть (2а, 2b, 2с, 2d) из фторированного углерода с формулой CFx, где x - атомное отношение F/C, 0,25<x<1,1, при этом спектр 19F ЯМР имеет изотропный единственный пик между -150 и -190 м.д./CFCl3, а спектр электронного парамагнитного резонанса содержит 7 сигналов между 3200 до 3800 Гс в полосе X,
для изготовления электродов для литиевых гальванических элементов с емкостью, превышающей 100% теоретической емкости нанообъекта.
2. Применение по п. 1, в котором микронные частицы смешаны с одним или множеством нанообъектов, выбранных из
стопки (1а) нанодисков из не полностью фторированного углерода, диаметром от 0,6 до 2,8 мкм, предпочтительно 1,5 мкм, и толщиной от 12 до 123 нм, предпочтительно 62 нм, центральная часть (3а) которой из не фторированного углерода составляет от 6 до 14% общего объема стопки (1а) нанодисков, а внешняя часть имеет формулу CFx, где x - атомное отношение F/C, 0,25<x<1,1, и спектр электронного парамагнитного резонанса содержит 7 сигналов между 3200 и 3800 Гс в полосе X,
нанотрубок (1с) из не полностью фторированного углерода с двойными стенками (1е), диаметром от 1 до 2,7 нм и длиной от 5 до 20 мкм, на центральную нанотрубку (3с) из не полностью фторированного углерода приходится от 45 до 65%, предпочтительно 60% общего объема нанотрубок (1с), и спектр 13С MAS ЯМР содержит полосу на 120 м.д./TMS (тетраметилсилан), и
нанотрубок из не полностью фторированного углерода со множеством стенок диаметром от 1,8 до 54 нм и длиной от 5 до 20 мкм, на центральную нанотрубку из не фторированного углерода приходится от 3 до 60% общего объема нанотрубок со множеством стенок, число которых составляет менее 30, и спектр 13С MAS ЯМР содержит полосу на 120 м.д./TMS.
3. Электрод для литиевого гальванического элемента, содержащий микронные частицы (1d) из не полностью фторированного углерода со структурой кристаллического графита, наибольший размер которых составляет от 1 до 10 мкм, причем указанные
частицы содержат
центральную часть (3а, 3b, 3c, 3d) из не фторированного углерода, на которую приходится от 0,8 до 30% общего объема частицы (1d), и
периферийную часть (2а, 2b, 2с, 2d) из фторированного углерода с формулой CFx, где x - атомное отношение F/C, 0,25<x<1,1, и спектр 19F ЯМР содержит единственный пик между -150 и -190 м.д./CFCl3 вне вращательной полосы, спектр электронного парамагнитного резонанса содержит 7 сигналов между 3200 и 3800 Гс в полосе X,
при этом гальванический элемент обладает емкостью, превышающей 100% теоретической емкости микронной частицы.
4. Электрод по п. 3, в котором микронные частицы смещены с одним или множеством нанообъектов, выбранных из
стопки (1а) нанодисков из не полностью фторированного углерода диаметром от 0,6 до 2,8 мкм, предпочтительно 1,5 мкм и толщиной от 12 до 123 нм, предпочтительно 62 нм, центральная часть (3а) которой из не фторированного углерода составляет от 6 до 14% общего объема стопки (1а) нанодисков, а внешняя часть имеет формулу CFx, где x - атомное отношение F/C, 0,25<x<1,1, и спектр электронного парамагнитного резонанса содержит 7 сигналов между 3200 и 3800 Гс в полосе X,
нанотрубок (1с) из не полностью фторированного углерода с двойными стенками (1е) диаметром от 1 до 2,7 нм и длиной от 5 до 20 мкм, на центральную нанотрубку (3с) из не полностью фторированного углерода приходится от 45 до 65%, предпочтительно 60% общего объема нанотрубок (1с), и спектр 13С MAS ЯМР содержит полосу на 120 м.д./TMS (тетраметилсилан), и
нанотрубок из не полностью фторированного углерода со множеством стенок диаметром от 1,8 до 54 нм и длиной от 5 до 20 мкм, на центральную нанотрубку из не фторированного углерода приходится от 3 до 60% общего объема нанотрубок со множеством стенок, число которых составляет менее 30, и спектр 13С MAS ЯМР содержит полосу на 120 м.д./TMS.
5. Литиевый гальванический элемент, содержащий электрод, полученный в результате применения по п. 1 или 2.
6. Литиевый гальванический элемент, содержащий электрод по п. 3 или 4.
RU2015126308A 2012-12-12 2013-12-11 Применение нанообъектов из не полностью фторированного углерода в качестве электродного материала для первичных литиевых элементов большой емкости RU2636485C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1261927 2012-12-12
FR1261927A FR2999340B1 (fr) 2012-12-12 2012-12-12 Utilisation de nanoobjets en carbone sous fluore comme materiau d'electrode de batteries primaires au lithium de fortes capacites
PCT/IB2013/060805 WO2014091422A1 (fr) 2012-12-12 2013-12-11 Utilisation de nanoobjets en carbone sous fluore comme matériau d'électrode de batteries primaires au lithium de fortes capacités

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015126308A true RU2015126308A (ru) 2017-01-13
RU2636485C2 RU2636485C2 (ru) 2017-11-23

Family

ID=47902133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015126308A RU2636485C2 (ru) 2012-12-12 2013-12-11 Применение нанообъектов из не полностью фторированного углерода в качестве электродного материала для первичных литиевых элементов большой емкости

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9705133B2 (ru)
EP (1) EP2932545B1 (ru)
JP (1) JP6412011B2 (ru)
KR (1) KR20150116815A (ru)
CN (1) CN104885263B (ru)
CA (1) CA2894974A1 (ru)
FR (1) FR2999340B1 (ru)
RU (1) RU2636485C2 (ru)
WO (1) WO2014091422A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3041953A1 (fr) * 2015-10-02 2017-04-07 Univ Blaise Pascal Procede de fabrication d'un materiau de pile au lithium, materiaux et pile au lithium
CN106229506B (zh) * 2016-08-17 2018-09-18 天津大学 一种通过石墨烯平面曲率调控氟化碳放电电压的方法
FR3099298B1 (fr) * 2019-07-24 2021-06-25 Centre Nat Rech Scient Composite SnOx/C fluoré pour matériau d’électrode

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794880B2 (en) * 2005-11-16 2010-09-14 California Institute Of Technology Fluorination of multi-layered carbon nanomaterials
WO2007098369A2 (en) * 2006-02-16 2007-08-30 California Institute Of Technology Low temperature electrochemical cell
WO2007126436A2 (en) * 2005-11-16 2007-11-08 California Institute Of Technology Fluorination of multi-layered carbon nanomaterials
CN101385168A (zh) * 2006-02-16 2009-03-11 加州理工学院 低温电化学电池
KR20080095909A (ko) * 2006-02-21 2008-10-29 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 카본 서브플루오라이드의 전기화학

Also Published As

Publication number Publication date
CA2894974A1 (fr) 2014-06-19
JP6412011B2 (ja) 2018-10-24
EP2932545B1 (fr) 2016-12-07
US20160072130A1 (en) 2016-03-10
FR2999340B1 (fr) 2015-01-09
CN104885263B (zh) 2017-03-29
WO2014091422A1 (fr) 2014-06-19
CN104885263A (zh) 2015-09-02
FR2999340A1 (fr) 2014-06-13
KR20150116815A (ko) 2015-10-16
JP2015537362A (ja) 2015-12-24
EP2932545A1 (fr) 2015-10-21
RU2636485C2 (ru) 2017-11-23
US9705133B2 (en) 2017-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jia et al. Bamboo‐like hollow tubes with MoS2/N‐doped‐C interfaces boost potassium‐ion storage
Dang et al. Homologous NiCoP/CoP hetero-nanosheets supported on N-doped carbon nanotubes for high-rate hybrid supercapacitors
Zhang et al. Supercapacitors based on reduced graphene oxide nanofibers supported Ni (OH) 2 nanoplates with enhanced electrochemical performance
Zhang et al. Hierarchically structured MnO 2/graphene/carbon fiber and porous graphene hydrogel wrapped copper wire for fiber-based flexible all-solid-state asymmetric supercapacitors
Fu et al. Free-standing Ti 3 C 2 T x electrode with ultrahigh volumetric capacitance
Li et al. Single-crystal β-NiS nanorod arrays with a hollow-structured Ni 3 S 2 framework for supercapacitor applications
Padmanathan et al. Hierarchical NiO–In 2 O 3 microflower (3D)/nanorod (1D) hetero-architecture as a supercapattery electrode with excellent cyclic stability
Fang et al. Two-dimensional mesoporous carbon nanosheets and their derived graphene nanosheets: synthesis and efficient lithium ion storage
Xu et al. Design and synthesis of 3D interconnected mesoporous NiCo 2 O 4@ Co x Ni 1− x (OH) 2 core–shell nanosheet arrays with large areal capacitance and high rate performance for supercapacitors
Qin et al. Graphene networks anchored with Sn@ graphene as lithium ion battery anode
Chew et al. Flexible free-standing carbon nanotube films for model lithium-ion batteries
Zhang et al. Nitrogen-doped hierarchical porous carbon nanowhisker ensembles on carbon nanofiber for high-performance supercapacitors
Bhattacharjya et al. Nitrogen-doped carbon nanoparticles by flame synthesis as anode material for rechargeable lithium-ion batteries
Ha et al. A chemically activated graphene-encapsulated LiFePO 4 composite for high-performance lithium ion batteries
Fan et al. Nanographene-constructed carbon nanofibers grown on graphene sheets by chemical vapor deposition: high-performance anode materials for lithium ion batteries
Yu et al. Hollow nanostructured metal silicates with tunable properties for lithium ion battery anodes
Yuan et al. Large-scale fabrication of egg-carton-inspired Bi/C composite toward high volumetric capacity and long-life lithium ion batteries
Wang et al. Onion-like carbon matrix supported Co 3 O 4 nanocomposites: a highly reversible anode material for lithium ion batteries with excellent cycling stability
Mukhopadhyay et al. Electrochemical Li insertion in B-doped multiwall carbon nanotubes
Sun et al. A silicon/double-shelled carbon yolk-like nanostructure as high-performance anode materials for lithium-ion battery
Hu et al. Fabrication of MoS2-graphene nanocomposites by layer-by-layer manipulation for high-performance lithium ion battery anodes
Yue et al. Ultra-thick porous films of graphene-encapsulated silicon nanoparticles as flexible anodes for lithium ion batteries
Sun et al. Synthesis of amorphous FeOOH/reduced graphene oxide composite by infrared irradiation and its superior lithium storage performance
Wang et al. A germanium/single-walled carbon nanotube composite paper as a free-standing anode for lithium-ion batteries
TW201248983A (en) Cathode of lithium ion battery and lithium ion battery

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191212