RU2020130437A - Печатные литиевые композиции для формирования электродов аккумуляторных батарей - Google Patents

Печатные литиевые композиции для формирования электродов аккумуляторных батарей Download PDF

Info

Publication number
RU2020130437A
RU2020130437A RU2020130437A RU2020130437A RU2020130437A RU 2020130437 A RU2020130437 A RU 2020130437A RU 2020130437 A RU2020130437 A RU 2020130437A RU 2020130437 A RU2020130437 A RU 2020130437A RU 2020130437 A RU2020130437 A RU 2020130437A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium composition
printable
group
printable lithium
composition
Prior art date
Application number
RU2020130437A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2799803C2 (ru
Inventor
Марина ЯКОВЛЕВА
Кеннет Брайан ФИТЧ
МЛ. Уильям Артур ГРИТЕР
Цзянь СЯ
Original Assignee
ЭфЭмСи ЛИТИУМ ЮЭсЭй КОРП.
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 ЭфЭмСи ЛИТИУМ ЮЭсЭй КОРП. filed Critical ЭфЭмСи ЛИТИУМ ЮЭсЭй КОРП.
Priority claimed from PCT/US2019/023376 external-priority patent/WO2019183361A1/en
Publication of RU2020130437A publication Critical patent/RU2020130437A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2799803C2 publication Critical patent/RU2799803C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/103—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing an organic binding agent comprising a mixture of, or obtained by reaction of, two or more components other than a solvent or a lubricating agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/107—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing organic material comprising solvents, e.g. for slip casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0408—Light metal alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1026—Alloys containing non-metals starting from a solution or a suspension of (a) compound(s) of at least one of the alloy constituents
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0407—Methods of deposition of the material by coating on an electrolyte layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0411—Methods of deposition of the material by extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0414—Methods of deposition of the material by screen printing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0419—Methods of deposition of the material involving spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • 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
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • 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
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/40—Alloys based on alkali metals
    • H01M4/405—Alloys based on lithium
    • 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
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • 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
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • 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
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H01M4/602—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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • 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
    • 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
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • 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
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • 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
    • H01M6/40—Printed batteries, e.g. thin film batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B22F2007/042—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal characterised by the layer forming method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/05—Light metals
    • B22F2301/054—Alkali metals, i.e. Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
    • B22F2302/40—Carbon, graphite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C26/00—Alloys containing diamond or cubic or wurtzitic boron nitride, fullerenes or carbon nanotubes
    • C22C2026/002—Carbon nanotubes
    • 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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • 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
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/626—Metals
    • 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)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Claims (51)

1. Пригодная для печатания литиевая композиция, содержащая:
а) порошок металлического лития;
b) полимерное связующее, при этом полимерное связующее совместимо с порошком металлического лития;
c) модификатор реологии, при этом модификатор реологии совместим с порошком металлического лития и полимерным связующим; и
d) растворитель, при этом растворитель совместим с порошком металлического лития и полимерным связующим.
2. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в котором порошок металлического лития представляет собой стабилизированный порошок металлического лития.
3. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в котором порошок металлического лития легирован металлом, выбранным из группы, состоящей из алюминия, бора, германия, кремния, индия и магния.
4. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, где вязкость пригодной для печатания литиевой композиции при сдвиге 10 с-1 составляет от примерно 20 до примерно 20000 сП.
5. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, где пригодная для печатания литиевая композиция является химически стабильной до шести месяцев при комнатной температуре и устойчивой к потере металлического лития при температурах до примерно 60°C.
6. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в которой модификатор реологии представляет собой электропроводный материал.
7. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 6, в которой проводящий материал выбран из группы, состоящей из углеродной сажи, углеродных нанотрубок и графена.
8. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в которой модификатор реологии обеспечивает улучшенную емкость и является электрохимически активным.
9. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 8, в которой модификатор реологии, обеспечивающий улучшенную емкость, выбран из группы, состоящей из кремниевых нанотрубок, графита, твердого углерода и графена.
10. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в которой модификатор реологии обеспечивает улучшенную стабильность.
11. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в которой модификатор реологии выбран из группы, состоящей из углеродистых материалов, кремнийсодержащих материалов, оловосодержащих материалов, оксидов группы IIA, оксидов группы IIIA, оксидов группы IVB, оксидов группы VB и оксидов группы VIA.
12. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 11, в которой углеродный материал выбран из группы, состоящей из углеродной сажи, углеродных нанотрубок, графита, твердого углерода и графена.
13. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 11, в которой кремнийсодержащий материал выбран из группы, состоящей из кремниевых нанотрубок и коллоидного диоксида кремния.
14. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 11, в которой оксид группы IVB выбран из группы, состоящей из диоксида титана и диоксида циркония.
15. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 11, в которой оксид группы IIIA представляет собой оксид алюминия.
16. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в которой полимерное связующее имеет молекулярную массу от 1000 до 8000000 и выбирается из группы, состоящей из ненасыщенных эластомеров, насыщенных эластомеров, термопластов, полиакриловой кислоты, поливинилиденхлорида и поливинилацетата.
17. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 16, в которой ненасыщенный эластомер выбран из группы, состоящей из бутадиенового каучука, изобутилена и бутадиен-стирольного каучука.
18. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 16, в которой насыщенный эластомер выбран из группы, состоящей из этилен-пропилендиенового мономерного каучука и этилен-винилацетата.
19. Пригодная для печатания литиевая композиция по пункту 16, в которой термопласт выбран из группы, состоящей из полистирола, полиэтилена и полимеров этиленоксида.
20. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 19, в которой полимеры этиленоксида выбраны из группы, состоящей из поли(этиленгликоля) и поли(этиленоксида).
21. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, в которой растворитель выбран из группы, состоящей из алканов, толуола, этилбензола, кумола, ксилола, сульфонов, минерального масла, глимов и изопарафиновых синтетических углеводородных растворителей.
22. Анод, который содержит пригодную для печатания литиевую композицию по п. 1.
23. Монолитный анод для батареи с твердым электролитом, содержащий пригодную для печатания литиевую композицию по п. 1.
24. Пригодная для печатания литиевая композиция по п. 1, содержащая раствор на основе:
а) от 5 до 50 процентов порошка металлического лития;
b) от 0,1 до 20 процентов полимерного связующего;
c) от 0,1 до 30 процентов модификатора реологии;
d) от 50 до 95 процентов растворителя.
25. Батарея, содержащая катод, разделитель, электролит и анод, в которой анод содержит пригодную для печатания литиевую композицию по п. 1.
26. Батарея, содержащая катод, разделитель, электролит и анод, в которой катод содержит пригодную для печатания литиевую композицию по п. 1.
27. Батарея с твердым электролитом, содержащая катод, анод и твердый электролит, в которой твердый электролит содержит пригодную для печатания литиевую композицию по пункту 1.
28. Батарея с твердым электролитом, содержащая катод, анод и твердый электролит, в которой анод содержит пригодную для печатания литиевую композицию по пункту 1.
29. Пригодная для печатания литиевая композиция, которая содержит:
а) порошок металлического лития;
b) полимерное связующее, при этом полимерное связующее совместимо с порошком металлического лития; и
c) модификатор реологии, при этом модификатор реологии совместим с порошком металлического лития и полимерным связующим.
30. Пригодная для печатания литиевая композиция, содержащая раствор на основе:
а) от 5 до 50 процентов порошок металлического лития;
b) от 0,1 до 20 процентов полимерного связующего;
c) от 0,1 до 30 процентов модификатора реологии; а также
d) от 50 до 95 процентов растворителя.
31. Способ применения пригодной для печатания литиевой композиции, где способ включает:
обеспечение пригодной для печатания литиевой композиции, содержащей порошок металлического лития, полимерное связующее, совместимое с порошком металлического лития, и модификатор реологии, совместимый с порошком металлического лития и полимерным связующим;
и нанесение пригодной для печатания литиевой композиции на подложку.
32. Способ по п. 31, в котором пригодную для печатания литиевую композицию наносят на анод, катод, твердый электролит, токоприемник или материал-носитель.
33. Способ по п. 31, в котором пригодную для печатания литиевую композицию наносят толщиной от примерно 10 микрон до примерно 200 микрон.
34. Способ по п. 31, в котором пригодную для печатания литиевую композицию наносят способом, выбранным из группы, состоящей из распыления, экструзии, покрытия, печати, окраски, окунания и напыления.
RU2020130437A 2018-03-22 2019-03-21 Печатные литиевые композиции для формирования электродов аккумуляторных батарей RU2799803C2 (ru)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862646521P 2018-03-22 2018-03-22
US62/646,521 2018-03-22
US201862691819P 2018-06-29 2018-06-29
US62/691,819 2018-06-29
US16/359,725 2019-03-20
US16/359,707 2019-03-20
US16/359,725 US20190214631A1 (en) 2018-03-22 2019-03-20 Methods of applying printable lithium compositions for forming battery electrodes
US16/359,707 US11735764B2 (en) 2018-03-22 2019-03-20 Printable lithium compositions
US16/359,733 US20190221886A1 (en) 2018-03-22 2019-03-20 Solid-state battery
US16/359,733 2019-03-20
PCT/US2019/023376 WO2019183361A1 (en) 2018-03-22 2019-03-21 Printable lithium compositions for forming battery electrodes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2020130437A true RU2020130437A (ru) 2022-04-22
RU2799803C2 RU2799803C2 (ru) 2023-07-11

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021520048A (ja) 2021-08-12
US20190214631A1 (en) 2019-07-11
AU2019240246B2 (en) 2022-09-01
JP7425036B2 (ja) 2024-01-30
JP7417581B2 (ja) 2024-01-18
AU2022259740A1 (en) 2022-12-01
CN112074975A (zh) 2020-12-11
BR112020018894A2 (pt) 2021-02-09
US20190221886A1 (en) 2019-07-18
JP2023063336A (ja) 2023-05-09
US11735764B2 (en) 2023-08-22
US20210273260A1 (en) 2021-09-02
AU2022259740B2 (en) 2024-05-23
US20210280909A1 (en) 2021-09-09
SG11202008910UA (en) 2020-10-29
US20200243852A9 (en) 2020-07-30
JP2021531620A (ja) 2021-11-18
JP2023036591A (ja) 2023-03-14
JP7239672B2 (ja) 2023-03-14
US20200006760A1 (en) 2020-01-02
IL277178A (en) 2020-10-29
KR20200135355A (ko) 2020-12-02
AU2019240246A1 (en) 2020-10-08
CN112074972A (zh) 2020-12-11
CA3093431A1 (en) 2019-09-26
MX2020009831A (es) 2020-10-14
SG11202008906SA (en) 2020-10-29
SG11202008904YA (en) 2020-10-29
JP2021518986A (ja) 2021-08-05
KR20200133746A (ko) 2020-11-30
KR20200133748A (ko) 2020-11-30
CN112074976A (zh) 2020-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI650172B (zh) 導電性碳材料分散劑及導電性碳材料分散液
JP7239672B2 (ja) 固体電池
RU2007107241A (ru) Электрод, способ его изготовления, и содержащая его аккумуляторная батарея
TW201540791A (zh) 導電性底塗劑組成物
KR20150096773A (ko) 리튬 분말 애노드
JP2015082362A (ja) 全固体電池用電極スラリー、及び全固体電池用電極の製造方法
TW201801377A (zh) 能量貯藏裝置用電極
JP5651518B2 (ja) 電池電極用バインダー及び電池電極用組成物
BR112021015924A2 (pt) Lâmina e película de lítio impressas
WO2022059678A1 (ja) 塗工液組成物、塗工膜付基材、セパレータ、二次電池および電極材料
TW201838725A (zh) 含導電性碳材料之薄膜之製造方法
RU2023128798A (ru) Сухой способ формирования электрода
JP2016213203A (ja) 電池電極用組成物及び電池電極用バインダー組成物
JP2017004802A (ja) リチウムイオン電池及び飛行体
IL307243A (en) A dry process to create an electrode
JP2022526299A (ja) プリンタブルリチウムを利用した電池
RU2021130364A (ru) Печатная литиевая фольга и пленка
CN103460452B (zh) 电极材料、电池以及电极材料的制造方法
JP2019003962A (ja) 電池電極用組成物及び電池電極用バインダー組成物
JP2020537292A5 (ru)
US20230348735A1 (en) Coating liquid composition, substrate with coating film, separator, secondary battery, and electrode material
TW202224251A (zh) 塗工組成物、附塗工膜之基材、分隔器、二次電池、鋰離子二次電池及電極材料
EP3499607B1 (en) Ink composition for secondary battery separation film, and secondary battery separation film including same
JP2018029075A (ja) 電池電極用組成物及び電池電極用バインダー組成物