RU2103766C1 - Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it - Google Patents

Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it Download PDF

Info

Publication number
RU2103766C1
RU2103766C1 RU96115407A RU96115407A RU2103766C1 RU 2103766 C1 RU2103766 C1 RU 2103766C1 RU 96115407 A RU96115407 A RU 96115407A RU 96115407 A RU96115407 A RU 96115407A RU 2103766 C1 RU2103766 C1 RU 2103766C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
active material
graphite
mixture
fluoroxide
Prior art date
Application number
RU96115407A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96115407A (en
Inventor
В.Н. Митькин
Н.Ф. Юданов
А.А. Галицкий
А.Б. Александров
В.Л. Афанасьев
В.В. Мухин
В.В. Рожков
В.П. Ромашкин
В.В. Тележкин
Original Assignee
Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов"
Институт неорганической химии СО РАН
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 Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов", Институт неорганической химии СО РАН filed Critical Акционерное Общество Открытого Типа "Новосибирский завод Химконцентратов"
Priority to RU96115407A priority Critical patent/RU2103766C1/en
Publication of RU96115407A publication Critical patent/RU96115407A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2103766C1 publication Critical patent/RU2103766C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y02E60/12

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: carbon-carrying material includes electrode-active material, predominantly, fluorocarbon containing 58-67 per cent by mass of fluorine, binder, material increasing conductance of electrode-active material and pore-forming material in which capacity graphite fluoroxide is used. Method of manufacture of porous electrode includes operations of stage by stage mixing of components described above. At first stage graphite fluoroxide and electrode-active material are mixed, then this mixture is modified mainly by impact action to produce intermediate product which is mixed at second stage with binder and material increasing conductance of electrode-active material, later article is formed and thermally treated till pores are formed in structure of the latter without destruction. Electrodes using proposed material and manufactured by given process display increased specific energy characteristics. EFFECT: increased specific energy characteristics. 28 cl, 6 tbl

Description

Изобретение относится к области химических источников тока (ХИТ), а более конкретно - к углеродсодержащему материалу для электродов ХИТ и способу изготовления из него пористых электродов. The invention relates to the field of chemical current sources (CIT), and more particularly, to a carbon-containing material for ChIT electrodes and a method for manufacturing porous electrodes from it.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при создании новых углеродсодержащих энергонасыщенных электродных материалов, используемых в химических источниках тока (ХИТ), преимущественно в литиевых ХИТ полуторавольтовых и трехвольтовых систем. The present invention can be used to create new carbon-containing energy-saturated electrode materials used in chemical current sources (HIT), mainly in lithium HIT half-volt and three-volt systems.

В настоящее время в области ХИТ с твердотельными электродами существует проблема обеспечения высокой энергоемкости электродов с одновременным обеспечением высокой эксплуатационной плотности тока разряда. Эта проблема преимущественно касается катодов, поскольку аноды химических источников тока на основе активных металлов - литий, натрий, цинк и другие, чаще всего используют в конструкциях ХИТ в их компактном состоянии, то есть при их максимально реализуемой в анодах плотности, близкой или равной пикнометрической плотности, реализующейся в кристаллических решетках этих материалов. Currently, in the field of chit with solid-state electrodes, there is a problem of providing high energy intensity of electrodes while ensuring a high operational density of the discharge current. This problem mainly concerns cathodes, since the anodes of chemical current sources based on active metals — lithium, sodium, zinc, and others — are most often used in HIT constructions in their compact state, that is, at their density realized at the anodes as close to or equal to the pycnometric density realized in the crystal lattices of these materials.

Для реализации максимальных характеристик ХИТ по энергоемкости необходимо использование электродно-активных материалов с высокими удельными массовыми и объемными характеристиками при максимально возможном заполнении конструкции электрода электродно-активным материалом. Однако при повышении плотности электрода за счет более полного заполнения объема электрода электродно-активным материалом одновременно снижается его поверхность, доступная для протекания токообразующей реакции, а при этом снижается эффективная плотность тока разряда электрода в целом. To realize the maximum characteristics of HIT in terms of energy intensity, it is necessary to use electrode-active materials with high specific mass and volume characteristics with the maximum possible filling of the electrode structure with electrode-active material. However, with increasing electrode density due to a more complete filling of the electrode volume with electrode-active material, its surface available for a current-forming reaction simultaneously decreases, while the effective electrode discharge current density as a whole decreases.

С другой стороны, эффективная плотность тока разряда электрода может быть повышена путем увеличения эффективной поверхности электрода, например, за счет более тонкого измельчения его компонентов и добавлением в состав электрода материалов, увеличивающих его электрическую проводимость. Это приводит к повышению пористости электрода, но, однако, приводит также и к уменьшению содержания в электроде основного компонента - электродно-активного материала. On the other hand, the effective discharge current density of the electrode can be increased by increasing the effective surface of the electrode, for example, by finely grinding its components and adding materials that increase its electrical conductivity to the electrode. This leads to an increase in the porosity of the electrode, but, however, also leads to a decrease in the content of the main component in the electrode — the electrode-active material.

Поэтому решение проблемы создания энергоемкого ХИТ с повышенной плотностью тока разряда неизбежно связано с поиском компромисса между снижением общей энергоемкости электрода и увеличением его пористости и электрической проводимости при одном и том же объеме электрода. Therefore, the solution to the problem of creating an energy-intensive ChIT with an increased discharge current density is inevitably associated with a compromise between a decrease in the total energy intensity of the electrode and an increase in its porosity and electrical conductivity with the same electrode volume.

Электрод химического источника тока обычно состоит из смесевой композиции, состоящей из электродно-активного материала, связующего и материала, увеличивающего электрическую проводимость. Для формирования структуры пор в электродах используют порообразующие материалы, в качестве которых применяют вещества и материалы, которые при физико-химической обработке сформованных электродов растворяются или улетучиваются, в процессе чего в электроде создается структура пор, необходимая для размещения в них электролита и отложения твердых продуктов токообразующей реакции (И.А. Кедринский и др., Химические источники тока с литиевым электродом, изд-во Красноярского Университета, Красноярск.: 1983, с. 248, с. 144 - 147 [1]). The electrode of a chemical current source usually consists of a mixed composition consisting of an electrode-active material, a binder and a material that increases electrical conductivity. For the formation of the pore structure in the electrodes, pore-forming materials are used, which are substances and materials that dissolve or volatilize during the physicochemical treatment of the formed electrodes, during which a pore structure is created in the electrode, which is necessary to place the electrolyte in them and deposit solid current-forming products reactions (I.A. Kedrinsky et al., Chemical current sources with a lithium electrode, publishing house of the Krasnoyarsk University, Krasnoyarsk .: 1983, p. 248, p. 144 - 147 [1]).

Известны различные порообразующие материалы: экспандаты графита (Петер Фабер, "Активная масса положительного электрода первичного элемента"; Авторское свидетельство СССР N 488432, H 01 M 13/02, 21/00, опубл. 15.10.75, БИ N 38 [2]; Б.К. Макаренко и др., "Положительный электрод химического источника тока", Авторское свидетельство СССР N 564668, H 01 M 4/98, 6/14, опубл. 05.07.77, БИ N 25 [3]); органические соединения, например, камфара (Патент Франции N 2093287, H 01 M 13/00, 1972 [4]) или растворимые неорганические соединения, например, гексафторфосфат калия (Н.С. Лидоренко и др., "Способ изготовления пористого электрода для химического источника тока с неводным электролитом", Авторское свидетельство СССР N 527775, H 01 M 4/62, опубл. 05.09.76, БИ N 33 [5]). Для этой же цели используют также нерастворимые неорганические соединения и материалы с готовой пористой структурой - цеолиты (Н. Ватанабэ и др., "Элемент с органическим электролитом", Патенты Японии N 61-264679, 61-264680, 61-264682, 61-264681, H 01 M 6/16, от 20.05.85 [6] ) или активированный оксид алюминия (Суэцугу Сатико, "Элемент системы литий - фторуглерод", Патент Японии 63-334457, H 01 M 4/06, 28.12.88 [7] ). Все эти материалы при их введении в композицию позволяют улучшить разрядные характеристики, однако при этом понижается плотность электрода и, в конечном счете, в источнике тока снижается электрическая емкость за счет уменьшения содержания электродно-активного материала. Various pore-forming materials are known: graphite expanses (Peter Faber, “Active mass of the positive electrode of the primary element”; USSR Author's Certificate N 488432, H 01 M 13/02, 21/00, publ. 15.10.75, BI N 38 [2]; BK Makarenko et al., “Positive electrode of a chemical current source”, USSR Author's Certificate N 564668, H 01 M 4/98, 6/14, publ. 05.07.77, BI N 25 [3]); organic compounds, for example, camphor (French Patent N 2093287, H 01 M 13/00, 1972 [4]) or soluble inorganic compounds, for example, potassium hexafluorophosphate (NS Lidorenko et al., "A method for manufacturing a porous electrode for a chemical a current source with non-aqueous electrolyte ", USSR Author's Certificate N 527775, H 01 M 4/62, publ. 05.09.76, BI N 33 [5]). For the same purpose, insoluble inorganic compounds and materials with a finished porous structure are also used — zeolites (N. Watanabe et al., "Cell with an Organic Electrolyte", Japanese Patents N 61-264679, 61-264680, 61-264682, 61-264681 , H 01 M 6/16, dated 05.20.85 [6]) or activated alumina (Suezugu Sachiko, "Lithium-fluorocarbon system element", Japan Patent 63-334457, H 01 M 4/06, 12.28.88 [7 ]). When these materials are introduced into the composition, all these materials can improve discharge characteristics, however, the electrode density decreases and, ultimately, the electric capacitance in the current source decreases due to a decrease in the content of electrode-active material.

Способы изготовления пористых катодов для ХИТ сводятся к комбинации последовательности процедур подготовки, смешения и обработки исходных компонентов, причем чаще всего все подготовленные ингредиенты смешиваются в одну стадию [1-7], в том числе в присутствии воды или органических растворителей, после чего выделяют, сушат и измельчают полуфабрикат катодного материала. Далее формуют катоды, снабжают их токоотводами (например, запрессовкой их в катодные корпуса) и подвергают катоды либо процедуре отмывки растворимого порообразующего материала соответствующим растворителем, либо термообработке для удаления из катода сублимирующегося порообразующего материала, при этом в катоде образуется необходимая для нормальной работы ХИТ структура пор [2, 4, 5]. Однако пористые катоды ХИТ, в которых используются в качестве порообразователей растворимые соединения: камфара [4] или гексафторфосфат калия [5], достаточно трудно отмыть от порообразователя. Это связано с тем, что в процессе формования катода происходит блокировка (окклюдирование) частиц использованного порообразователя связующим или энергоносителем, что ухудшает свойства катода и ХИТ на его основе. По этой причине для полноты удаления порообразователя применяют многократные процедуры, что связано с использованием дополнительных количеств растворителей. Кроме того, при использовании в ХИТ указанных материалов и способов изготовления электродов проявляется невозможность реализации в литиевом источнике тока при достаточной для работоспособности ХИТ пористости (35 - 50%) более высоких энергопоказателей, поскольку пористые катоды ХИТ, в которых используются в качестве порообразователей цеолит [6] или активированный оксид алюминия [7], имеют пониженную массовую и объемную энергоемкость, то есть такие порообразователи не проявляют электрической активности и являются балластом. Methods for the manufacture of porous cathodes for chit are reduced to a combination of the sequence of procedures for preparing, mixing and processing the starting components, most often all prepared ingredients are mixed in one stage [1-7], including in the presence of water or organic solvents, after which they are isolated, dried and crushed the semi-finished cathode material. Then, the cathodes are formed, equipped with current conductors (for example, by pressing them into the cathode bodies) and the cathodes are subjected to either the washing of the soluble pore-forming material with an appropriate solvent or heat treatment to remove the sublimated pore-forming material from the cathode, while the pore structure necessary for normal operation of the cathode is formed in the cathode [2, 4, 5]. However, porous chitosan cathodes, in which soluble compounds such as camphor [4] or potassium hexafluorophosphate [5] are used as pore formers, are rather difficult to wash from the pore former. This is due to the fact that during the formation of the cathode, blocking (occluding) of the particles of the used blowing agent by a binder or energy carrier occurs, which worsens the properties of the cathode and ChIT based on it. For this reason, to complete the removal of the blowing agent, multiple procedures are used, which is associated with the use of additional quantities of solvents. In addition, when using the indicated materials and methods for the manufacture of electrodes in CITs, the impossibility of realizing in the lithium current source with sufficient porosity (35–50%) of higher energy indices for the CIT working capacity is shown, since porous CIT cathodes in which zeolite are used as porogen [6 ] or activated alumina [7], have a reduced mass and volume energy intensity, that is, such pore formers do not exhibit electrical activity and are ballast.

Использование в электродах ХИТ известной активной катодной массы, содержащей в качестве электродно-активного материала оксид металла (диоксид марганца, оксид свинца или их смеси), а в качестве материала для повышения электрической проводимости - графитного экспандата [2], также снижает удельную энергоемкость электрода. Экспандат графита в катодном материале служит одновременно порообразователем вследствие его низкой плотности (0,007 - 0,05 г/см3), большой удельной поверхности [2] и высокой пористости. Для изготовления электродного материала используют готовый графитный экспандат кораллообразной структуры, который вводится в количестве до 25% от веса энергоносителя. Кораллообразная структура графитного экспандата реализуется при отдельно проводимом термолизе различных соединений графита, например, фторированного графита [3]. Введение экспандата графита (расширенного графита) в электродный композит является неудобной процедурой из-за того, что этот материал относится к сильно "пылящим" объектам.The use of known active cathode masses in HIT electrodes containing metal oxide (manganese dioxide, lead oxide, or a mixture thereof) as the electrode-active material, and graphite expandate as a material for increasing electrical conductivity [2], also reduces the specific energy consumption of the electrode. The expanded graphite in the cathode material simultaneously serves as a pore-forming agent due to its low density (0.007-0.05 g / cm 3 ), large specific surface area [2] and high porosity. For the manufacture of electrode material, a ready-made graphite expansion of a coral-like structure is used, which is introduced in an amount of up to 25% of the weight of the energy carrier. The coral structure of the graphite expandant is realized by separately thermolysis of various graphite compounds, for example, fluorinated graphite [3]. The introduction of graphite expanders (expanded graphite) into the electrode composite is an inconvenient procedure due to the fact that this material refers to highly "dusty" objects.

Известен электрод источника тока и способ его изготовления, принятые нами за прототип (EP Patent N 0146764, H 01 M 4/06, 4/88 [8]). В состав электродного материала входят: электродно-активный материал, в качестве которого используется монофторид углерода, связующее (фторполимер), материал, увеличивающий электрическую проводимость электродно-активного материала. При его изготовлении вводится порообразующий материал, в качестве которого используется неполимерная добавка (спирты, углеводороды, растворы). Порообразующий материал вводится в смесь ингредиентов при их смешении в самом начале процесса изготовления электрода, чтобы приготовить тестообразную массу и сделать из нее готовый эластичный микропористый углеродсодержащий электрод путем удаления порообразователя. Пористая структура катода образуется после удаления порообразующего материала выпариванием, причем это осуществляется после изготовления электрода (процедуры смешения всех компонентов с сильным сдвигающим усилием для образования в материале волокнообразной однородной структуры и последующего формования электрода путем экструдирования или каландрования, прессовки, складывания пакетов - до получения готовой электродной катодной пластины для источника тока). The known electrode of the current source and the method of its manufacture, adopted by us as a prototype (EP Patent N 0146764, H 01 M 4/06, 4/88 [8]). The composition of the electrode material includes: electrode-active material, which is carbon monofluoride, a binder (fluoropolymer), a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material. During its manufacture, a pore-forming material is introduced, which is used as a non-polymer additive (alcohols, hydrocarbons, solutions). The pore-forming material is introduced into the mixture of ingredients when they are mixed at the very beginning of the electrode manufacturing process to prepare a pasty mass and make a ready-made elastic microporous carbon-containing electrode by removing the pore-forming material. The porous structure of the cathode is formed after removal of the pore-forming material by evaporation, and this is carried out after the electrode is manufactured (the procedure of mixing all components with a strong shear force to form a homogeneous fibrous structure in the material and then forming the electrode by extruding or calendaring, pressing, folding the bags to obtain a finished electrode cathode plate for a current source).

Описанный материал и способ изготовления из него электрода (катода) вполне приемлемы для их применения в литиевом химическом источнике тока. Однако материал и способ имеют следующие свойства, связанные с особенностями применяемых в электроде компонентов и способа изготовления из них электрода для ХИТ:
относительно невысокая энергетическая эффективность, а именно электрическая емкость получаемого углеродсодержащего катодного материала, что связано с недостатком одного из основных компонентов - электродно-активного материала, в качестве которого использован монофторид углерода. На мировом рынке для катодов батарей системы "фторуглерод-литий" используется, как правило, фторуглеродные материалы: диуглерод монофторид - C2F и монофторид углерода - CF1,0, содержащие до 59 мас.% фтора, например, фторированный нефтяной кокс при его составе CF0,92-1,0. Теоретическая электрическая емкость монофторида углерода составляет 861 мАч/г;
монофторид углерода обладает также относительно невысокой насыпной плотностью (около 1,0 г/см3), что не позволяет ввести в реальный объем положительного электрода литиевого ХИТ большее количество энергоносителя и, таким образом, поднять удельную объемную энергоемкость источника тока;
монофторид углерода обладает относительно низкими эксплуатационными плотностями тока разряда в стандартных фторуглеродных катодах (не более 0,1 мА/см2) и отличается сильным снижением начального напряжения разряда при более высоких токовых нагрузках, что связано с явлением отложения твердого фторида лития на поверхности катода. Это явление наблюдается из-за того, что в реальном источнике тока в таких повышенных токовых режимах не хватает объема пор для размещения нужного количества электролита для растворения образующегося диффузионного слоя твердого фторида лития - продукта реакции фторуглерода с литием. Влияет также и то, что фторуглеродные катоды обладают высоким омическим сопротивлением и вследствие этого большой величиной перенапряжения, что проявляется суммарным эффектом - в процессе работы источник тока уменьшает величину текущего разрядного напряжения при номинальной нагрузке 30 кОм до 2,6 - 2,7В;
при разряде источника тока с фторуглеродным электродом часто происходит его "разбухание". Этот эффект учитывается при конструировании литиевого источника тока и в результате для предотвращения "разбухания" ХИТ в электрод вводят меньшее количество фторуглерода;
при внешней простоте процедуры смешения исходных компонентов углеродсодержащего электродного материала и последующих процедур формования путем экструдирования или каландрования, прессовки, складывания пакетов, вплоть до получения готовой пористой катодной пластины для источника тока, получающаяся катодная пластина становится однородной, но жесткой из-за сильной объемной когезии композита связующим материалом - фторполимером;
при изготовлении электрода по известному способу путем смешения всех компонентов в один этап, причем смешение осуществляется с большим сдвигающим усилием для обеспечения получения волокнообразной структуры электродного материала, происходит излишняя блокировка частиц электродно-активного материала и материала, увеличивающего электрическую проводимость последнего, материалом связующего (частицы активной массы часто оказываются покрытыми слоем связующего материала), что приводит либо к существенному снижению отдаваемой электродом электрической емкости в номинальных режимах разряда (0,1 мА/см2), либо к невозможности нормально эксплуатировать такой электрод при повышенных плотностях тока разряда в литиевом химическом источнике тока (при реализации плотности тока разряда на уровне 1 мА/см2 и выше такой фторуглеродный электрод в паре с литием дает напряжение ниже 2В);
процесс образования пор в катоде по известному способу достаточно трудно контролировать в процессе изготовления и формования готового изделия (электрода), причем поры в таком углеродсодержащем электроде образуются за счет мелких капелек порообразователя - жидкой неполимерной добавки (спирты, углеводороды, растворы), распределяющейся в катодном композите при смешении и объемной когезии при каландровании за счет связующего. Поры освобождаются от порообразователя путем улетучивания применяемой неполимерной жидкости;
в результате проведения такой процедуры изготовления электродной массы углеродсодержащего материала адгезия полученной пористой катодной жесткой пластины к токоподводу становится невысокой (при неплотной напрессовке), а при более плотной напрессовке (под более высоким давлением) снижается пористость катода за счет выдавливания жидкости из пор. Выбирают промежуточный вариант применения таких величин давлений (или напрессовку на приваренный к катодной крышке дополнительный токоотвод), при которых сохраняется адгезия и достигается приемлемая пористость катода.
The described material and the method of manufacturing an electrode (cathode) from it are quite acceptable for their use in a lithium chemical current source. However, the material and method have the following properties related to the features of the components used in the electrode and the method for manufacturing an electrode for HIT from them:
relatively low energy efficiency, namely the electric capacitance of the obtained carbon-containing cathode material, which is associated with the lack of one of the main components - electrode-active material, which is used carbon monofluoride. In the world market, fluorocarbon materials are usually used for cathodes of fluorocarbon-lithium batteries: carbon monofluoride — C 2 F and carbon monofluoride — CF 1,0 , containing up to 59 wt.% Fluorine, for example, fluorinated petroleum coke the composition of CF is 0.92-1.0 . The theoretical electrical capacity of carbon monofluoride is 861 mAh / g;
carbon monofluoride also has a relatively low bulk density (about 1.0 g / cm 3 ), which does not allow introducing a larger amount of energy carrier into the real volume of the positive lithium ChIT electrode and, thus, increasing the specific volume energy consumption of the current source;
carbon monofluoride has relatively low operational discharge current densities in standard fluorocarbon cathodes (not more than 0.1 mA / cm 2 ) and is characterized by a strong decrease in the initial discharge voltage at higher current loads, which is associated with the phenomenon of deposition of solid lithium fluoride on the cathode surface. This phenomenon is observed due to the fact that the pore volume is not enough in a real current source in such increased current modes to accommodate the required amount of electrolyte to dissolve the resulting diffusion layer of solid lithium fluoride, a reaction product of fluorocarbon with lithium. It is also influenced by the fact that fluorocarbon cathodes have high ohmic resistance and, as a result, a large amount of overvoltage, which is manifested by the cumulative effect - during operation, the current source reduces the value of the current discharge voltage at a nominal load of 30 kOhm to 2.6 - 2.7 V;
when a current source is discharged with a fluorocarbon electrode, its "swelling" often occurs. This effect is taken into account when designing a lithium current source, and as a result, less fluorocarbon is introduced into the electrode to prevent "swelling" of the CIT;
while the simplicity of the procedure for mixing the starting components of the carbon-containing electrode material and the subsequent molding procedures by extruding or calendering, pressing, folding the bags, until a finished porous cathode plate for a current source is obtained, the resulting cathode plate becomes uniform but stiff due to the strong bulk cohesion of the composite a binder material is a fluoropolymer;
in the manufacture of the electrode according to the known method by mixing all the components in one step, and mixing is carried out with a large shear force to provide a fibrous structure of the electrode material, excessive blocking of the particles of the electrode-active material and the material that increases the electrical conductivity of the latter by the binder material (active particles masses often turn out to be coated with a layer of binder material), which leads either to a significant decrease in the electrode delivered a nominal capacitance discharge mode (0.1 mA / cm 2) or to the inability to properly operate such an electrode at high discharge current density in a lithium chemical current source (in the implementation of the discharge current density at 1 mA / cm 2 and above a fluorocarbon an electrode paired with lithium gives a voltage below 2V);
the process of pore formation in the cathode by the known method is quite difficult to control during the manufacturing and molding of the finished product (electrode), and the pores in such a carbon-containing electrode are formed due to small droplets of the pore former - liquid non-polymer additives (alcohols, hydrocarbons, solutions) distributed in the cathode composite during mixing and volume cohesion during calendaring due to a binder. Pores are freed from the blowing agent by volatilization of the applied non-polymer liquid;
As a result of such a procedure for manufacturing the electrode mass of a carbon-containing material, the adhesion of the obtained porous cathode rigid plate to the current lead becomes low (with a loose pressing), and with a denser pressing (under a higher pressure), the cathode porosity decreases due to squeezing the liquid from the pores. An intermediate option is chosen for applying such pressure values (or pressing on an additional current collector welded to the cathode cover) at which adhesion is maintained and acceptable cathode porosity is achieved.

В целом, в результате применения технологии по известному способу снижаются разрядные характеристики ХИТ при его эксплуатации. In General, as a result of the application of the technology according to the known method, the discharge characteristics of the HIT during its operation are reduced.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создать углеродсодержащий материал с такими компонентами и такой способ изготовления из этого материала пористых электродов, которые позволили бы повысить удельные энергетические характеристики углеродсодержащего материала в электроде химического источника тока, в том числе объемную и массовую электро- и энергоемкости, повысить эксплуатационную плотность тока разряда, разрядного напряжения и упростить способ изготовления электродов. The basis of the present invention is the task to create a carbon-containing material with such components and such a method of manufacturing porous electrodes from this material that would allow to increase the specific energy characteristics of the carbon-containing material in the electrode of a chemical current source, including volumetric and mass electrical and energy consumption, to increase operational discharge current density, discharge voltage and simplify the method of manufacturing electrodes.

Поставленная задача решена созданием углеродсодержащего материала для электродов химических источников тока, содержащего электродно-активный материал, связующее, материал, увеличивающий электрическую проводимость электродно-активного материала, и порообразующий материал, который, согласно изобретению, в качестве порообразующего материала содержит фтороксид графита. The problem is solved by creating a carbon-containing material for the electrodes of chemical current sources containing an electrode-active material, a binder, a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material, and a pore-forming material, which, according to the invention, contains graphite fluoride as a pore-forming material.

Эффект от применения такого порообразователя заключается в том, что в структуре активной массы для изготовления углеродсодержащего электрода возникает после смешения и процедуры термообработки достаточное количество пор для размещения в них неводного электролита. Кроме того, при термообработке фтороксида графита образуется внутри объема электрода терморасширенный графит, который является также материалом, увеличивающим электрическую проводимость электрода. При этом достигается унификация электродных материалов путем применения единого порообразователя для различных типов ХИТ полуторавольтовых и трехвольтовых систем с различными электродно-активными материалами, применение которого повышает удельные энергетические характеристики предлагаемого материала в электроде ХИТ, описанные выше. The effect of the use of such a blowing agent is that in the structure of the active mass for the manufacture of a carbon-containing electrode, after mixing and the heat treatment procedure, a sufficient number of pores appears to accommodate a non-aqueous electrolyte in them. In addition, during the heat treatment of graphite fluoride, thermally expanded graphite is formed inside the electrode volume, which is also a material that increases the electrical conductivity of the electrode. At the same time, unification of electrode materials is achieved by using a single blowing agent for various types of HIT half-volt and three-volt systems with different electrode-active materials, the use of which increases the specific energy characteristics of the proposed material in the HIT electrode described above.

Обычно фтороксиду графита приписывают общую формулу
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 12; y = 2,2 - 2,5; z = 0,5 - 1,4 и n = 0,1-0,5.
Typically, graphite fluoride is assigned the general formula
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 12; y = 2.2-2.5; z = 0.5 - 1.4 and n = 0.1-0.5.

(Л. Л. Горностаев и др. , Авторское свидетельство СССР N 955654, рег. 04.05.82, "Фтороксиды графита и способ их получения", C 01 B 31/00 [9]). Однако использование продукта такого состава в качестве порообразователя эффективно только в достаточно дорогих катодных массах на основе электродно-активного материала - фторуглерода. Для применения в катодных массах на основе оксидов, сульфидов металлов или их смесей в качестве порообразователя используется другой, более дешевый тип фтороксида графита с измененным фазовым соотношением (увеличенное содержание фазы графита и уменьшенное содержание фазы фторида графита), выражаемым другой общей формулой:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,2 - 2,0 и n = 0,1 - 2,0.
(L. L. Gornostaev et al., USSR Author's Certificate N 955654, reg. 04.05.82, "Graphite fluoroxides and a method for their preparation", C 01 B 31/00 [9]). However, the use of a product of this composition as a blowing agent is effective only in fairly expensive cathode masses based on an electrode-active material - fluorocarbon. For use in cathode masses based on metal oxides, sulfides or their mixtures, another, cheaper type of graphite fluoroxide with a modified phase ratio (increased graphite phase content and reduced graphite fluoride phase content), expressed by another general formula, is used as a blowing agent, expressed by another general formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 5 - 15; y = 2.2-2.5; z = 0.2 - 2.0 and n = 0.1 - 2.0.

Это связано с тем, что фтороксид графита по известным способам получения почти всегда представляет собой тесную смесь трех фаз, в которой в фазе графита (Cx) представлены вытравленные при окислении фазы оксида графита (ZCyO) и фтористого графита (CF). В соответствии с этим химическое поведение фтороксида графита, а следовательно, и условия его применения в качестве порообразователя определяются соотношением и поведением всех трех фаз при изменяющейся температуре.This is due to the fact that graphite fluoride, by known methods of preparation, is almost always a close mixture of three phases in which the phases of graphite oxide (ZC y O) and graphite fluoride (CF) etched during oxidation are represented in the phase of graphite (C x ). In accordance with this, the chemical behavior of graphite fluoroxide, and therefore the conditions for its use as a blowing agent, are determined by the ratio and behavior of all three phases at a changing temperature.

При этом целесообразно использование самого дешевого фтороксидграфита общей формулы:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,5 - 1,4 и n = 0,01 - 0,5.
In this case, it is advisable to use the cheapest fluoroxide graphite of the general formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 15; y = 2.2-2.5; z = 0.5 - 1.4 and n = 0.01 - 0.5.

Для повышения энергоемкости углеродсодержащего материала до максимально возможных величин в нем в качестве электродно-активного материала наиболее целесообразно использовать фторуглерод, содержащий 58 - 67 мас.% фтора, поскольку фторуглерод, содержащий 58 - 67 мас.% фтора имеет большее, чем в известных фторуглеродных материалах (монофторид углерода или фторированный нефтяной кокс), количество фтора, а значит, содержит и большее количество энергии, чем достигается поставленная задача изобретения по повышению удельной энергоемкости электрода и ХИТ в целом. To increase the energy intensity of a carbon-containing material to the maximum possible values in it, it is most expedient to use fluorocarbon containing 58 to 67 wt.% Fluorine as an electrode-active material, since fluorocarbon containing 58 to 67 wt.% Fluorine has more than in known fluorocarbon materials (carbon monofluoride or fluorinated petroleum coke), the amount of fluorine, and therefore contains more energy than the objective of the invention is achieved to increase the specific energy consumption of the electrode and HIT in general.

Целесообразно также для повышения удельной энергоемкости материала и электрода на его основе в качестве электродно-активного материала использовать энергоемкие соединения переходных металлов, в качестве которых можно использовать оксиды и сульфиды металлов, взятые порознь или в сочетании. It is also advisable to increase the specific energy consumption of the material and the electrode based on it as the electrode-active material to use energy-intensive compounds of transition metals, which can be used metal oxides and sulfides, taken separately or in combination.

Для повышения удельной энергоемкости трехвольтовых литиевых ХИТ в качестве электродно-активного материала целесообразно использовать более дешевый диоксид марганца. To increase the specific energy consumption of three-volt lithium ChIT, it is advisable to use cheaper manganese dioxide as the electrode-active material.

Использование фтороксида графита целесообразно также сочетать с полуторавольтовыми электродно-активными материалами, а именно оксидом меди, а также смесью оксида меди с пиритом или оксида меди с халькопиритом. The use of graphite fluoroxide is also advisable to combine with one-and-a-half-volt electrode-active materials, namely copper oxide, as well as a mixture of copper oxide with pyrite or copper oxide with chalcopyrite.

Хороший эффект в сочетании с фтороксидом графита, связующим и материалом, повышающим электрическую проводимость, в углеродсодержащих материалах для электродов ХИТ дает использование в них оксида меди, а также смеси оксида меди с пиритом и смеси оксида меди с халькопиритом в полуторавольтовых химических источниках тока. The use of copper oxide as well as a mixture of copper oxide with pyrite and a mixture of copper oxide with chalcopyrite in one and a half-volt chemical current sources gives a good effect in combination with graphite fluoride, a binder and a material that increases electrical conductivity in carbon materials for HIT electrodes.

Таким образом использование предлагаемого углеродсодержащего материала для электродов ХИТ позволяет обеспечить возможность изготовления пористого электрода для химического источника тока, обладающего повышенной электрической емкостью по сравнению с известными электродами. Это достигается за счет образования пор в структуре электрода, изготовленного из предлагаемого углеродсодержащего материала. Поры в электроде необходимы для размещения в нем электролита. Кроме того, тесная смесь продуктов термолиза фтороксида графита с электродно-активным материалом позволяет при разряде добиться более высоких коэффициентов полезного использования электродно-активного материала, что показано ниже. Thus, the use of the proposed carbon-containing material for HIT electrodes makes it possible to manufacture a porous electrode for a chemical current source having an increased electric capacity in comparison with known electrodes. This is achieved due to the formation of pores in the structure of the electrode made of the proposed carbon-containing material. Pores in the electrode are necessary to place electrolyte in it. In addition, a close mixture of the products of the thermolysis of graphite fluoroxide with electrode-active material allows the discharge to achieve higher efficiency of the electrode-active material, as shown below.

Поставленная задача решена также созданием способа изготовления пористого электрода для химических источников тока, включающего смешение электродно-активного материала, связующего, материала, увеличивающего электрическую проводимость электродно-активного материала, и порообразующего материала, и формование готового изделия, в котором, согласно изобретению, в качестве порообразующего материала и используют фтороксид графита, а смешение компонентов проводят поэтапно, причем на первом этапе проводят смешение фтороксида графита и электродно-активного материала, затем эту смесь модифицируют до получения промежуточного продукта, который на втором этапе смешивают со связующим и материалом, увеличивающим электрическую проводимость электродно-активного материала, а после формования готового изделия осуществляют его термообработку до образования пор в структуре готового электрода без его разрушения. The problem is also solved by the creation of a method of manufacturing a porous electrode for chemical current sources, including mixing the electrode-active material, a binder, a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material and a pore-forming material, and molding the finished product, in which, according to the invention, as the pore-forming material and graphite fluoride is used, and the components are mixed in stages, and at the first stage, graphite fluoroxide and elemental are mixed cathode-active material, then this mixture is modified to obtain an intermediate product, which in the second stage is mixed with a binder and a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material, and after molding the finished product, it is heat treated to form pores in the structure of the finished electrode without destroying it .

При поэтапном смешении компонентов и применении на первом этапе смешения модификации достигается тесное перемешивание электродно-активного материала с порообразующим материалом, сопровождающееся дополнительным измельчением компонентов и повышением насыпной плотности смеси электродно-активного материала и фтороксида графита и получением промежуточного продукта. В этом промежуточном продукте реализуется существенно большая объемная концентрация парамагнитных центров, что увеличивает электрическую проводимость электрода. Поэтапное смешение дает возможность избежать излишней блокировки связующим частиц электродно-активного материала и материала, повышающего электрическую проводимость последнего. Кроме того, такое поэтапное смешение дает возможность управлять конечной плотностью и пористостью электродного материала, регулируя режим перемешивания на втором этапе с получением эластичной активной массы. Наличие эластичной массы, полученной после второго этапа окончательного смешения всех компонентов, облегчает процедуру формования электрода и управления его плотностью. Эффект от такого способа изготовления пористого электрода заключается в возможности реализации в электроде повышенной энергоемкости при номинальном режиме (0,1 мА/см2) за счет сочетания нескольких вновь возникающих эффектов:
размещение в объеме электрода достаточно большого количества любого из перечисленных электродно-активных материалов, подвергнутых модификации в смеси с порообразующим материалом, позволяет добиться от таких электродов существенно большей удельной энергоемкости, чем для лучших из известных литиевых ХИТ полуторавольтовых и трехвольтовых систем;
использование в электроде предлагаемого порообразующего материала - фтороксида графита, и способа изготовления электрода позволяет добиться повышенной плотности непрерывного тока разряда (0,75 - 1,0 мА/см2 и более) при сохранении высокой электрической емкости, что достигается термообработкой готового изделия, так как при термическом разложении фтороксида графита из него в объеме электрода без разрушения последнего образуются поры, а также равномерно распределенный в материале электрода терморасширенный графит, наличие которого позволяет увеличить электрическую проводимость материала и электрода, а значит, уменьшить величину падения напряжения за счет внутреннего сопротивления источника тока в целом.
When the components are mixed in stages and the modification is applied at the first mixing stage, close mixing of the electrode-active material with the pore-forming material is achieved, accompanied by additional grinding of the components and an increase in the bulk density of the mixture of electrode-active material and graphite fluoride and obtaining an intermediate product. In this intermediate product, a significantly higher volume concentration of paramagnetic centers is realized, which increases the electrical conductivity of the electrode. Phased mixing makes it possible to avoid excessive blocking of the binder particles of the electrode-active material and the material that increases the electrical conductivity of the latter. In addition, such phased mixing makes it possible to control the final density and porosity of the electrode material by adjusting the mixing mode in the second stage to obtain an elastic active mass. The presence of an elastic mass obtained after the second stage of the final mixing of all components facilitates the procedure of forming the electrode and controlling its density. The effect of this method of manufacturing a porous electrode lies in the possibility of realizing an increased energy intensity in the electrode at the nominal mode (0.1 mA / cm 2 ) due to a combination of several newly arising effects:
the placement in the electrode volume of a sufficiently large amount of any of the listed electrode-active materials that have been modified in a mixture with a pore-forming material makes it possible to achieve significantly higher specific energy consumption from such electrodes than for the best of the known lithium CITs, one-and-a-half and three-volt systems;
the use of the proposed pore-forming material — graphite fluoroxide, and the electrode manufacturing method in the electrode makes it possible to achieve an increased density of the continuous discharge current (0.75 - 1.0 mA / cm 2 or more) while maintaining a high electric capacity, which is achieved by heat treatment of the finished product, since during the thermal decomposition of graphite fluoroxide, pores are formed from it in the electrode volume without destroying the latter, as well as thermally expanded graphite uniformly distributed in the electrode material, the presence of which allows t increase the electrical conductivity of the electrode material and, hence, reduce the magnitude of the voltage drop due to the internal resistance of the current source as a whole.

В качестве фтороксида графита возможно использование любого из известных фтороксидов графита, но целесообразно использовать фтороксид графита общей формулы:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,5 - 1,4 и n = 0,01 - 0,5.
As graphite fluoride, any of the known graphite fluoroxides can be used, but it is advisable to use graphite fluoroxide of the general formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 15; y = 2.2-2.5; z = 0.5 - 1.4 and n = 0.01 - 0.5.

В качестве электродно-активных материалов для достижения повышенной удельной энергоемкости электродов и ХИТ целесообразно использование наиболее энергоемких веществ - фторуглерода и диоксида марганца - для создания трехвольтовых катодов литиевых ХИТ, оксидов и сульфидов переходных металлов, в частности, оксида меди, пирита, халькопирита, взятых по отдельности или в смеси. It is advisable to use the most energy-intensive substances, such as fluorocarbon and manganese dioxide, to create three-volt cathodes of lithium ChIT, oxides and sulfides of transition metals, in particular, copper oxide, pyrite, chalcopyrite, taken as electrode active materials to achieve increased specific energy consumption of electrodes and ChIT individually or in a mixture.

Использование каждого из указанных электродно-активных материалов, как компонентов электродных масс для литиевых ХИТ, в сочетании с остальными компонентами углеродсодержащего материала позволяет создать электроды литиевых ХИТ повышенной удельной энергоемкости. The use of each of the indicated electrode-active materials as components of the electrode masses for lithium ChITs, in combination with the other components of the carbon-containing material, allows the creation of electrodes of lithium ChITs with increased specific energy consumption.

Желательно электродно-активный материал и фтороксид графита смешивать в массовом отношении от 8 : 1 до 40 : 1 соответственно. Предлагаемое соотношение указанных материалов установлено опытным путем. Нижний предел соотношения определен тем, что при содержании фтороксида графита в композиции менее, чем 40 : 1, эффект от введения порообразующего материала становится несущественным и практически не проявляется в повышении энергоемкости и достигаемой эксплуатационной плотности тока разряда. Верхний предел соотношения определяется тем, что при содержании фтороксида графита в композиции более, чем 8 : 1, электрод получается высокопористым, но в нем снижается содержание электродно-активного материала, что приводит к снижению отдаваемой электрической емкости литиевого ХИТ. It is desirable to mix the electrode-active material and graphite fluoride in a mass ratio of from 8: 1 to 40: 1, respectively. The proposed ratio of these materials is established empirically. The lower limit of the ratio is determined by the fact that when the content of graphite fluoroxide in the composition is less than 40: 1, the effect of introducing a pore-forming material becomes insignificant and practically does not manifest itself in an increase in energy intensity and achieved operational discharge current density. The upper limit of the ratio is determined by the fact that when the content of graphite fluoride in the composition is more than 8: 1, the electrode is highly porous, but the content of electrode-active material is reduced in it, which leads to a decrease in the output electric capacity of lithium ChIT.

Благоприятно на втором этапе смешения в смесь вводить разбавитель до получения пастообразной массы. Это позволяет получать гомогенный эластичный пастообразный материал. Advantageously, in the second mixing step, a diluent is introduced into the mixture until a paste is obtained. This allows you to get a homogeneous elastic pasty material.

Целесообразно в качестве связующего использовать фторопластовую суспензию, что позволяет получать достаточно прочный эластичный и гомогенный материал, который легко прокатывается на вальцах. It is advisable to use a fluoroplastic suspension as a binder, which makes it possible to obtain a sufficiently strong elastic and homogeneous material, which is easily rolled on rollers.

Термообработку желательно осуществлять при температуре 150 - 350oC.Heat treatment is preferably carried out at a temperature of 150 - 350 o C.

Этот диапазон температур характерен для термолиза фтороксида графита указанного состава и этого диапазона достаточно для равномерного протекания полного термолиза фтороксида графита и образования пор в структуре углеродсодержащего электрода без разрушения его формы. This temperature range is characteristic of the thermolysis of graphite fluoride of the indicated composition and this range is sufficient for uniform flow of the complete thermolysis of graphite fluoride and the formation of pores in the structure of the carbon-containing electrode without destroying its shape.

Целесообразно модификацию осуществлять путем ударного воздействия. При этом наиболее эффективным является воздействие с ускорением ударяющих тел от 10g до 75g, где g - ускорение свободного падения. В результате такой обработки происходит модификация фторуглеродных материалов, то есть описанные выше изменения, в частности, увеличивается насыпная плотность, возрастает концентрация парамагнитных центров, уменьшаются размеры кристаллитов или частиц, что сопровождается уменьшением областей когерентного рассеяния. Это приводит к увеличению разрядных характеристик фторуглеродных материалов и увеличению энергоемкости полученных из них катодных материалов. Усредненное межплоскостное расстояние (по данным рентгеновской дифракции) также несколько уменьшается за счет резкого уменьшения количества смешаннослойных структур.It is advisable to modify by impact. The most effective is the impact with the acceleration of impact bodies from 10 g to 75 g , where g is the acceleration of gravity. As a result of this treatment, fluorocarbon materials are modified, that is, the changes described above, in particular, the bulk density increases, the concentration of paramagnetic centers increases, the sizes of crystallites or particles decrease, which is accompanied by a decrease in the regions of coherent scattering. This leads to an increase in the discharge characteristics of fluorocarbon materials and an increase in the energy intensity of the cathode materials obtained from them. The average interplanar spacing (according to X-ray diffraction data) also decreases somewhat due to a sharp decrease in the number of mixed-layer structures.

Желательно ударное воздействие осуществлять в присутствии воды или легкокипящего органического растворителя в количестве от 0,1 (уровень естественной влажности электродно-активного материала) до 5 мас.% в смеси. При этом ударное воздействие благоприятно осуществлять до получения промежуточного продукта, имеющего насыпную плотность от 1,0 до 1,5 г/см3.It is desirable to carry out the impact in the presence of water or a boiling organic solvent in an amount of from 0.1 (the level of natural humidity of the electrode-active material) to 5 wt.% In the mixture. In this case, the impact is advantageously carried out until an intermediate product having a bulk density of from 1.0 to 1.5 g / cm 3 is obtained.

Присутствие воды или легкокипящего органического растворителя при ударной механической обработке смеси фторуглерода с фтороксидом графита дает дополнительный эффект за счет того, что при присутствии 0,1 - 5 мас.% воды или легкокипящего органического растворителя материал становится непылящим, сохраняет сыпучесть, а необходимая величина плотности промежуточного продукта (1,0 - 1,5 г/см3) при ударной механической обработке достигается быстрее, чем без введения жидкой добавки.The presence of water or a low boiling organic solvent during mechanical processing of a mixture of fluorocarbon with graphite fluoride gives an additional effect due to the fact that in the presence of 0.1 - 5 wt.% Water or a low boiling organic solvent, the material becomes non-dusty, retains flowability, and the required density of the intermediate product (1.0 - 1.5 g / cm 3 ) during impact machining is achieved faster than without the introduction of a liquid additive.

Желательно на втором этапе смешение осуществлять в присутствии воды, этилового спирта, смеси воды и спирта или легкокипящего углеводорода с температурой кипения до 100oC. Это обеспечивает возможность получения пастообразной массы, которая легко формуется в электродные ленты и готовые электроды, а также легко напрессовывается на токоподводы при формовании электродов.It is advisable at the second stage to carry out the mixing in the presence of water, ethyl alcohol, a mixture of water and alcohol or a low-boiling hydrocarbon with a boiling point up to 100 o C. This provides the possibility of obtaining a pasty mass, which is easily molded into electrode tapes and finished electrodes, and is also easily pressed onto current leads when forming electrodes.

Таким образом, заявляемый углеродсодержащий материал для электродов химических источников тока и способ изготовления из него пористых электродов позволяют добиться в источнике тока, преимущественно литиевом, следующего:
повышенной удельной объемной (и массовой) энергоемкости углеродсодержащего электрода, что достигается за счет сочетания повышения коэффициента полезного использования электродно-активного материала при достаточно высоком содержании последнего в объеме электрода;
повышения предельной эксплуатационной плотности тока разряда электрода в ХИТ, достигаемого за счет создания пористого электрода, а также за счет применения модификации смеси электродно-активного материала с порообразующим материалом с получением промежуточного продукта и последующим изготовлением пористого электрода;
унификации процедуры изготовления электродов с повышенной энергоемкостью с использованием широкого набора электродно-активных материалов для создания эффективных литиевых химических источников тока различных электрохимических систем, как трехвольтового, так и полуторавольтового диапазонов.
Thus, the inventive carbon-containing material for electrodes of chemical current sources and a method for manufacturing porous electrodes from it make it possible to achieve the following in a current source, mainly lithium,:
increased specific volumetric (and mass) energy intensity of the carbon-containing electrode, which is achieved by combining an increase in the efficiency of the electrode-active material with a sufficiently high content of the latter in the volume of the electrode;
increasing the maximum operational density of the electrode discharge current in the CIT achieved by creating a porous electrode, as well as by applying a modification of a mixture of electrode-active material with a pore-forming material to obtain an intermediate product and the subsequent manufacture of a porous electrode;
unification of the procedure for manufacturing electrodes with increased energy intensity using a wide range of electrode-active materials to create efficient lithium chemical current sources of various electrochemical systems, both three-volt and one-and-a-half volt ranges.

Применение в качестве порообразующего материала фтороксида графита позволяет использовать для изготовления электрода химического источника тока повышенной энергоемкости более "бедный" по фтору фторуглерод (и более дешевый), содержащий не 61,29 мас.%, (как это необходимо для монофторида углерода состава CF 1,0), а всего 58 мас.%, (что соответствует составу CF 0,87), что позволяет расширить номенклатуру используемых электродно-активных материалов. The use of graphite fluoride as a pore-forming material makes it possible to use a fluorocarbon (and cheaper) containing less than 61.29 wt.% (As is necessary for carbon monofluoride composition CF 1, for the manufacture of an electrode of a chemical current source of increased energy intensity) 0), and only 58 wt.%, (Which corresponds to the composition of CF 0.87), which allows to expand the range of used electrode-active materials.

Для реализации изобретения используют следующие исходные материалы. В качестве электродно-активных материалов используют фторуглероды с содержанием фтора 58 - 67 мас.%, или соединения переходных металлов - оксиды и сульфиды, взятые отдельно, или в смеси, например, оксид меди, смесь оксида меди с пиритом, смесь оксида меди с халькопиритом. To implement the invention using the following starting materials. As electrode-active materials use fluorocarbons with a fluorine content of 58 - 67 wt.%, Or transition metal compounds - oxides and sulfides, taken separately, or in a mixture, for example, copper oxide, a mixture of copper oxide with pyrite, a mixture of copper oxide with chalcopyrite .

Использование фторуглеродных материалов с содержанием фтора менее 58 мас. % малоэффективно, поскольку получают электроды и химические источники тока с меньшей энергоемкостью, чем известная и достигнутая для электрохимической системы "фторуглерод-литий". Использование фторуглеродных материалов с содержанием фтора более 67 мас.%, например фторопласта, содержащего 76 мас.% фтора, в качестве электродно-активного материала не эффективно, поскольку такие богатые фтором материалы электрохимически неактивны. Обычно используется фторуглерод, содержащий 65 - 67 мас.% фтора. The use of fluorocarbon materials with a fluorine content of less than 58 wt. % is ineffective, since electrodes and chemical current sources with a lower energy intensity are obtained than the known and achieved for the fluorocarbon-lithium electrochemical system. The use of fluorocarbon materials with a fluorine content of more than 67 wt.%, For example a fluoroplastic containing 76 wt.% Fluorine, as an electrode-active material is not effective, since such fluorine-rich materials are electrochemically inactive. Fluorocarbon containing 65 to 67% by weight of fluorine is commonly used.

В качестве связующего может быть использована фторопластовая суспензия. As a binder, a fluoroplastic suspension can be used.

В качестве порообразующего материала используют фтороксид графита общей формулы:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,5 - 1,4 и n = 0,01 - 0,5.
As pore-forming material using graphite fluoride of the General formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 15; y = 2.2-2.5; z = 0.5 - 1.4 and n = 0.01 - 0.5.

Возможно, в принципе, использование фтороксидов графита, полученных известными способами и имеющих другой состав, однако способы их получения очень сложны, а следовательно, другие фтороксиды являются более дорогими, а значит, менее эффективными продуктами. Кроме того, значимого преимущества по достигаемой энергоемкости и по плотности тока разряда от применения фтороксидов графита другого состава в электроде химического источника тока не наблюдается. It is possible, in principle, the use of graphite fluoroxides obtained by known methods and having a different composition, however, the methods for their preparation are very complex, and therefore, other fluoroxides are more expensive and, therefore, less effective products. In addition, there is no significant advantage in the energy intensity achieved and in the discharge current density from the use of graphite fluoroxides of a different composition in the electrode of a chemical current source.

Минимальный параметр - x = 1,5 - в общей формуле фтороксида графита обусловлен экспериментальными возможностями получения этого материала по способу [8] , а также тем, что при величине x менее 1,5 не удается подобрать такой состав электрода, при котором при термообработке не происходило бы разрушение электрода вследствие бурного характера процесса термолиза такого фтороксида графита. The minimum parameter - x = 1.5 - in the general formula of graphite fluoroxide is due to the experimental possibilities of obtaining this material by the method [8], as well as the fact that with an x value of less than 1.5, it is not possible to select an electrode composition such that during heat treatment it does not electrode destruction would occur due to the turbulent nature of the thermolysis process of such graphite fluoroxide.

Максимальный параметр - x = 15 - в общей формуле фтороксида графита выбран по той причине, что его дальнейшее повышение, то есть возрастание в массе фтороксида графита количества фазы графита, не приводит к значительному порообразующему эффекту и не повышает в дальнейшем разрядных характеристик электрода в ХИТ. The maximum parameter, x = 15, in the general formula of graphite fluoroxide was chosen because its further increase, i.e., an increase in the amount of graphite phase in the mass of graphite fluoroxide, does not lead to a significant pore-forming effect and does not further increase the discharge characteristics of the electrode in CIT.

Обычно используют фтороксид графита с параметром x = 12 - 15, как наиболее дешевый порообразующий материал. Typically, graphite fluoroxide with a parameter of x = 12-15 is used as the cheapest pore-forming material.

В качестве материала, увеличивающего электрическую проводимость электродно-активного материала (и электрода в целом) обычно используют ацетиленовую сажу. As a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material (and the electrode as a whole), acetylene carbon black is usually used.

Берут обычно 78 - 85 мас.% электродно-активного материала, например, фторуглеродного материала с содержанием фтора 58 - 67 мас.%, при его естественной влажности 0,1 - 1,0 мас.%, смешивают его непосредственно в барабане механохимического активатора (например, С.И.Голосов, Центробежная барабанная мельница, Авторское свидетельство СССР N 101874, БИ 1955, N 11, [11]) с фтороксидом графита общей формулы:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,5 - 1,4 и n = 0,01 - 0,5 при их массовом отношении от 8: 1 до 40:1, добавляют к полученной смеси воду или легкокипящий органический растворитель (спирт, ацетон, летучий углеводород) до величины 1,0 - 5,0 мас.% и проводят на первом этапе смешения модификацию путем ударной механической обработки такой смеси до получения промежуточного продукта, имеющего насыпную плотность 1,0 - 1,5 г/см3, например, в планетарно-фрикционном агрегате с ускорением 10 - 75g, (обычно требуется продолжительность обработки - 2,5 мин). Минимальная величина ускорения 10g (g - ускорение свободного падения) получена опытным путем в результате проверки отсутствия существенного эффекта воздействия на фторуглеродный материал в различных агрегатах (в частности, эффекты, описанные в примере 2, при ускорении 10g наступают при длительном ударном воздействии и соответственно, при больших затратах энергии и времени на обработку). Максимальная величина использованного ускорения - 75g. Выше этого предела сильно растут энергозатраты, усложняются конструкционные требования к необходимым для этого материала деталям аппаратов (нельзя допускать значительные намолы металлов в катодные массы), не приводя к дальнейшей существенной модификации свойств фторуглеродных материалов.
Usually they take 78 - 85 wt.% Electrode-active material, for example, fluorocarbon material with a fluorine content of 58 - 67 wt.%, With its natural moisture content of 0.1 - 1.0 wt.%, Mix it directly in the drum of the mechanochemical activator ( for example, S. I. Golosov, Centrifugal drum mill, USSR Author's Certificate N 101874, BI 1955, N 11, [11]) with graphite fluoride of the general formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 15; y = 2.2-2.5; z = 0.5 - 1.4 and n = 0.01 - 0.5 with their mass ratio from 8: 1 to 40: 1, water or a low boiling organic solvent (alcohol, acetone, volatile hydrocarbon) are added to the resulting mixture values of 1.0 - 5.0 wt.% and carry out at the first stage of mixing modification by impact mechanical treatment of such a mixture to obtain an intermediate product having a bulk density of 1.0 - 1.5 g / cm 3 , for example, in planetary friction A unit with an acceleration of 10 - 75g, (usually a processing time of 2.5 minutes is required). The minimum acceleration value of 10g (g is the gravitational acceleration) was obtained empirically by checking the absence of a significant effect on fluorocarbon material in various aggregates (in particular, the effects described in example 2 with acceleration 10g occur with prolonged impact and, accordingly, with high energy and processing time). The maximum acceleration used is 75g. Above this limit, energy consumption is growing significantly, design requirements for apparatus parts necessary for this material are becoming more complicated (significant metal grinding into cathode masses must not be allowed), without leading to further significant modification of the properties of fluorocarbon materials.

Обычной механической обработкой - широкоизвестным измельчением материалов в традиционных измельчителях ( при ускорении ударяющих измельчающих тел от 1 до 5g, например, в шаровых мельницах или дисковых измельчителях) - нужных эффектов возрастания количества парамагнитных центров и изменения других важных свойств электродно-активного материала добиться трудно. Возможно, однако применение и других способов модификации путем ударного механического воздействия с использованием других аппаратов, обеспечивающих указанный режим удара - от 10 до 75g. Возможно применение также химических способов модификации поверхности электродно-активного материала, например, путем обработки фторуглеродных материалов в контролируемой газовой среде при повышенной температуре (более 350oC), однако их применение по отношению к смеси фтороксида графита с электродно-активным материалом может вызвать преждевременное "разбухание" промежуточного продукта за счет термолиза фтороксида графита и его непригодность для дальнейшего изготовления углеродсодержащего пористого электрода для химического источника тока повышенной энергоемкости.It is difficult to achieve the desired effects of increasing the number of paramagnetic centers and changing other important properties of electrode-active material by conventional mechanical processing — the widely known grinding of materials in traditional grinders (when accelerating impact grinding bodies from 1 to 5g, for example, in ball mills or disk grinders). It is possible, however, the use of other methods of modification by mechanical shock using other devices that provide the specified shock mode - from 10 to 75g. It is also possible to use chemical methods for modifying the surface of an electrode-active material, for example, by treating fluorocarbon materials in a controlled gas environment at an elevated temperature (more than 350 o C), however, their use in relation to a mixture of graphite fluoroxide with electrode-active material can cause premature " swelling of the intermediate product due to the thermolysis of graphite fluoride and its unsuitability for the further manufacture of a carbon-containing porous electrode for a chemical source ika increased power consumption current.

Опытным путем установлено, что наилучшим диапазоном величин плотности получаемого промежуточного продукта (модифицированная смесь фтороксида графита с фторуглеродным материалом) является плотность 1,0 - 1,5 г/см3. При меньших плотностях промежуточного продукта изготавливаемый готовый электрод получается высокопористым, но имеет меньшую объемную энергоемкость, чем необходимо для ХИТ. Более высокие величины плотности, в принципе, достижимы при проведении процесса модификации, однако при этом получается промежуточный продукт, из которого затруднительно получать эластичный пастообразный материал, необходимый для успешной процедуры формования электрода. Кроме того, при попытке достижения более высокой плотности промежуточного продукта наблюдается сильный расход материала ударяющих тел, что приводит к наличию в электроде посторонних примесей и, в конечном счете, ухудшает сохранность свойств электрода и самого ХИТ во времени.It has been experimentally established that the best range of density values for the resulting intermediate product (a modified mixture of graphite fluoroxide with fluorocarbon material) is a density of 1.0-1.5 g / cm 3 . At lower densities of the intermediate product, the finished electrode produced is highly porous, but has a lower volumetric energy intensity than is necessary for CIT. Higher density values are, in principle, achievable during the modification process, however, an intermediate product is obtained from which it is difficult to obtain the elastic pasty material necessary for a successful electrode forming procedure. In addition, when trying to achieve a higher density of the intermediate product, a strong consumption of the material of the impacting bodies is observed, which leads to the presence of foreign impurities in the electrode and, ultimately, worsens the preservation of the properties of the electrode and the ChIT itself over time.

Полученный после модификации промежуточный продукт, состоящий из тесной смеси фтороксида графита с электродно-активным материалом на втором этапе смешивают в отдельной емкости со связующим материалом (обычно используют фторопластовую суспензию), и с материалом, увеличивающим электрическую проводимость электродно-активного материала (обычно используют ацетиленовую сажу). Количество вводимого связующего составляет обычно 5 - 10 мас.%, а количество материала, увеличивающего электрическую проводимость электродно-активного материала и углеродсодержащего электрода, для ХИТ обычно составляет 5 - 10 мас.% от общей массы материала и смешивают, например, на стандартном пропеллерном (или ином) смесителе до получения однородной массы углеродсодержащего материала для электродов ХИТ. The intermediate product obtained after modification, consisting of a close mixture of graphite fluoroxide with an electrode-active material, is mixed in a separate container with a binder material (usually a fluoroplastic suspension is used) and with a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material (acetylene carbon black is usually used ) The amount of binder introduced is usually 5 - 10 wt.%, And the amount of material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material and a carbon-containing electrode, for CHIT, is usually 5 - 10 wt.% Of the total weight of the material and mixed, for example, on a standard propeller ( or another) mixer to obtain a homogeneous mass of carbon-containing material for electrodes of HIT.

В полученную на втором этапе смесь могут вводить двух- - пятикратный объем воды, спирта или летучего углеводорода (гексан, гептан, бензин) для улучшения процедуры смешения и смешивают, например, на стандартном пропеллерном смесителе до получения пастообразной массы. После отделения пастообразной массы углеродсодержащий материал для электродов ХИТ сушат, например, при 100 - 150oC для удаления основного количества влаги или разбавителя.A two- to five-fold volume of water, alcohol, or a volatile hydrocarbon (hexane, heptane, gasoline) can be added to the mixture obtained in the second stage to improve the mixing procedure and mix, for example, using a standard propeller mixer to obtain a paste-like mass. After separating the pasty mass, the carbon-containing material for the electrodes of the Chit electrodes is dried, for example, at 100 - 150 o C to remove the main amount of moisture or diluent.

Полученный углеродсодержащий материал для электродов ХИТ увлажняют спиртом или гептаном, например, по стандартной процедуре, описанной в [1] и прокатывают полученную пастообразную электродную массу на вальцах с получением заготовки электродной ленты. После этого вырубают из ленты углеродсодержащие электроды и напрессовывают их на токоподводы, например, на металлические корпуса дисковых источников тока или на металлические сетки для рулонных источников тока; или впрессовывают их, например, в металлические цилиндрические корпуса химических источников тока набивного типа, также служащие токоотводами. Заготовки электродов вместе с токоотводами подвергают термообработке, например, в вакуумном сушильном шкафу при 150 - 350oC, выбирая при этом такую скорость подъема температуры и времени выдержки в сушильном шкафу, при которых не происходит разрушения готовых электродов и количественное удаление летучих продуктов (воды, органических растворителей и продуктов термолиза фтороксида графита) с образованием внутри электродов структуры пор. После этого собирают химические источники тока, например, литиевые ХИТ дисковой или цилиндрической конструкции.The obtained carbon-containing material for HIT electrodes is moistened with alcohol or heptane, for example, according to the standard procedure described in [1] and the resulting pasty electrode mass is rolled on rollers to obtain an electrode strip preform. After that, carbon-containing electrodes are cut from the tape and pressed onto current leads, for example, onto metal housings of disk current sources or onto metal grids for coil current sources; or they are pressed, for example, into metal cylindrical cases of printed-type chemical current sources, which also serve as down conductors. The electrode blanks together with the down conductors are subjected to heat treatment, for example, in a vacuum oven at 150 - 350 o C, while choosing such a rate of temperature rise and holding time in the oven that do not destroy the finished electrodes and quantitative removal of volatile products (water, organic solvents and products of thermolysis of graphite fluoride) with the formation of pore structures inside the electrodes. After that, chemical current sources, for example, lithium HIT of a disk or cylindrical design, are collected.

Для лучшего понимания изобретения ниже приведены конкретные примеры его осуществления. For a better understanding of the invention below are specific examples of its implementation.

Пример 1. Example 1

По описанной выше технологии изготовили пористые электроды при конкретных заданных параметрах. Из этих электродов собрали дисковые литиевые ХИТ с использованием стандартного электролита 1M LiClO4 в смеси пропиленкарбоната и диметоксиэтана. Сборку проводили в типоразмерах BR2325 (электрохимическая система "фторуглерод-литий) и CR2325 (электрохимическая система "диоксид марганца-литий"). Проводили их разрядные испытания при комнатной температуре на нагрузку 30 кОм. Результаты испытаний сведены в табл. 1.According to the technology described above, porous electrodes were manufactured at specific given parameters. From these electrodes disc lithium ChITs were collected using a standard 1M LiClO 4 electrolyte in a mixture of propylene carbonate and dimethoxyethane. The assembly was carried out in sizes BR2325 (electrochemical system "fluorocarbon-lithium) and CR2325 (electrochemical system" manganese dioxide-lithium). They were discharged at room temperature for a load of 30 kOhm. The test results are summarized in Table 1.

Далее приводятся дополнительные примеры различных вариантов осуществления настоящего изобретения с применением различных материалов для изготовления пористых электродов литиевых ХИТ. The following are further examples of various embodiments of the present invention using various materials for the manufacture of porous lithium HIT electrodes.

Пример 2. Example 2

Фторуглеродные материалы в виде порошков, содержащих 63 - 67 мас.% фтора, а также измельченная фторированная ткань с содержанием 58 - 61 мас.% фтора (в виде кусочков фторированной ткани и пыли, образующейся при ее резке на куски), подвергали механической обработке в стандартных шаровых мельницах в течение 8 - 20 ч со скоростью вращения 2 - 20 об/мин. При этом ускорение падающего мелющего тела - шара практически равно земному ускорению свободного падения. При такой обработке насыпная плотность полученных измельченных фторуглеродных материалов незначительно увеличивается по сравнению с исходной: для материала с 65 - 67 мас.% фтора - на 3 - 7 мас.%, для материала с содержанием фтора 63 - 65 мас.% фтора - на 10 - 15 мас.%, а для измельченной фторированной ткани - на 10 - 15%. Концентрация парамагнитных центров для всех типов фторированных углеродов практически не меняется (в пределах чувствительности метода электронного парамагнитного резонанса - ЭПР). Размер областей когерентного рассеяния (то есть размер микрочастиц фторуглеродных материалов), в пределах погрешности рентгенодифракционного метода, также остается прежним. Существенно изменяется только гранулометрический состав (устанавливаемый с помощью ситового анализа), в частности, для первых двух описанных материалов средний размер макрочастиц (агломератов микрочастиц) уменьшается в два - четыре раза. Содержание фтора, в пределах точности анализа, в измельченных фторуглеродных материалах остается таким же, как в исходных материалах. Fluorocarbon materials in the form of powders containing 63 - 67 wt.% Fluorine, as well as crushed fluorinated fabric with a content of 58 - 61 wt.% Fluorine (in the form of pieces of fluorinated fabric and dust formed during its cutting into pieces), were subjected to mechanical processing in standard ball mills for 8 to 20 hours with a rotation speed of 2 to 20 rpm. In this case, the acceleration of the falling grinding body - the ball is almost equal to the Earth's acceleration of gravity. With this treatment, the bulk density of the obtained ground fluorocarbon materials slightly increases compared to the original: for a material with 65 - 67 wt.% Fluorine - by 3 - 7 wt.%, For a material with a fluorine content of 63 - 65 wt.% Fluorine - by 10 - 15 wt.%, And for crushed fluorinated tissue - by 10 - 15%. The concentration of paramagnetic centers for all types of fluorinated carbons practically does not change (within the sensitivity of the electron paramagnetic resonance method - EPR). The size of the coherent scattering regions (i.e., the size of microparticles of fluorocarbon materials), within the error of the X-ray diffraction method, also remains the same. Only the particle size distribution (established by sieve analysis) changes significantly, in particular, for the first two described materials, the average size of the macroparticles (microparticle agglomerates) decreases by two to four times. The fluorine content, within the accuracy of the analysis, in the crushed fluorocarbon materials remains the same as in the starting materials.

Углеродсодержащие электроды, изготовленные из измельченных фторуглеродных материалов путем стандартной процедуры смешения с ацетиленовой сажей, и связующим - фторопластовой суспензией - в одинаковых рецептурах (80 мас.% фторуглеродного порошка, 10 мас.% сажи и 10 мас.% фторопластовой суспензии) и приготовленные по схеме известного способа (за исключением использования сильного сдвигающего усилия) были испытаны в пакетах литиевых ХИТ типоразмера BR2325. Получены следующие результаты по электрической емкости литиевых ХИТ при плотности тока разряда 0,1 мА/см2 для первого материала - 190 + 13 мАч, для второго материала 160 + 15 мАч и для порошкообразного фторуглерода, полученного при измельчении фторированной ткани - 140 + 20 мАч. При плотности тока разряда 1,0 мА/см2 результаты измерения электрической емкости оказались примерно на 20 - 60% ниже, причем наихудшие результаты показали ХИТ на основе второго и третьего материала.Carbon-containing electrodes made of crushed fluorocarbon materials by the standard mixing procedure with acetylene black and a binder - fluoroplastic suspension - in the same formulations (80 wt.% Fluorocarbon powder, 10 wt.% Carbon black and 10 wt.% Fluoroplastic suspension) and prepared according to the scheme the known method (except for the use of strong shear forces) were tested in lithium HIT packets of frame size BR2325. The following results were obtained on the electric capacity of lithium ChIT at a discharge current density of 0.1 mA / cm 2 for the first material - 190 + 13 mAh, for the second material 160 + 15 mAh and for powder fluorocarbon obtained by grinding fluorinated fabric - 140 + 20 mAh . At a discharge current density of 1.0 mA / cm 2, the results of measuring the electric capacitance were approximately 20-60% lower, with the worst results being shown by CIT based on the second and third material.

Количество изготовленных ХИТ и проведенных электрических измерений в каждой серии для каждого материала - не менее десяти. The number of manufactured HIT and electrical measurements in each series for each material is not less than ten.

Для сравнения в тех же условиях были испытаны и ХИТ на основе таких же по составу фторуглеродных катодов, полученные из неизмельченных материалов (первого и второго). Получены следующие результаты по электрической емкости после первого проведения ударной механической обработки (табл. 2). For comparison, under the same conditions, CIs were tested on the basis of fluorocarbon cathodes of the same composition, obtained from unmilled materials (first and second). The following results were obtained on the electric capacitance after the first shock mechanical treatment (Table 2).

Условия обработки - ускорение 10 - 75g, время обработки - 3 - 5 мин, плотность тока разряда 0,1 мА/см2: для ФС - 165+35 мАч, для ФТ - 150+35 мАч.Processing conditions - acceleration 10 - 75g, processing time - 3 - 5 min, discharge current density 0.1 mA / cm 2 : for FS - 165 + 35 mAh, for FT - 150 + 35 mAh.

Из приведенных примеров следует, что для порошкообразных фторуглеродных материалов стандартно применяемое измельчение в шаровых мельницах практически не повышает максимальной электрической емкости в литиевом ХИТ, а сказывается только на величине стандартного отклонения при общем среднем уменьшении емкости в серии. Роль обработки фторуглеродного материала методом механического воздействия в шаровой мельнице, таким образом, сводится только к получению тонких порошков без заметного изменения их свойств. From the above examples, it follows that for powdered fluorocarbon materials, the standardly used grinding in ball mills practically does not increase the maximum electric capacity in lithium HIT, but affects only the standard deviation with an overall average decrease in capacity in a series. The role of treating fluorocarbon material by mechanical action in a ball mill, therefore, is reduced only to the production of fine powders without a noticeable change in their properties.

Промышленная применимость изобретения подтверждается следующими примерами. The industrial applicability of the invention is confirmed by the following examples.

Пример 3. Example 3

Фторуглеродные материалы в виде порошков или кусков фторированной ткани (нитей), содержащие 0,1 мас.% воды (естественная влажность материалов) загружали в барабаны фрикционного планетарного измельчителя любого типа (применяли агрегаты АПФ-3, АПФ-7 и АПФ-8, и другие лабораторные аппараты, которые позволяют обеспечить ускорение ударяющего тела 10 - 75g) и обрабатывали методом ударного механического воздействия, например, с использованием специальных мелющих тел (болберов или шаров) в течение 3 - 5 мин. При этом в обработанных фторуглеродных материалах происходили следующие изменения (табл.2). Fluorocarbon materials in the form of powders or pieces of fluorinated fabric (filaments) containing 0.1 wt.% Water (natural moisture of materials) were loaded into the drums of a friction planetary grinder of any type (APF-3, APF-7 and APF-8 aggregates were used, and other laboratory devices that allow acceleration of the striking body 10–75 g) and were processed by the method of impact mechanical impact, for example, using special grinding bodies (bolters or balls) for 3–5 min. In this case, the following changes occurred in the treated fluorocarbon materials (Table 2).

Из данных табл.2 следует, что проведение ударной механической обработки позволяет добиться изменений в свойствах фторуглеродных материалов, положительно сказывающихся на решении задачи изобретения - повышения удельной энергоемкости. From the data of table 2 it follows that the impact machining allows you to achieve changes in the properties of fluorocarbon materials that have a positive effect on the solution of the problem of the invention is to increase specific energy consumption.

Примечание: При ударной механической обработке фторуглеродных материалов в литиевых ХИТ увеличиваются, в среднем, на 0,15 - 0,2 В величины напряжения разомкнутой цепи, а также увеличиваются, примерно в три-пять раз, максимально достижимые плотности тока разряда, вплоть до 5 мА/кв.см, что свидетельствует о снижении перенапряжения во фторуглеродно-литиевом источнике тока. Указанное увеличение удельной энергоемкости электрода в литиевом ХИТ позволяет использовать даже фторуглерод с относительно низким содержанием фтора - порошкообразный материал, полученный путем ударной механической обработки фторуглеродной ткани, содержащей 58 мас.% фтора, то есть ниже, чем содержит монофторид углерода в известном способе. Note: During impact machining of fluorocarbon materials in lithium ChIT, the average voltage increases by 0.15 - 0.2 V on an open circuit, and the maximum achievable discharge current densities increase by about three to five times, up to 5 mA / sq.cm, which indicates a decrease in overvoltage in a fluorocarbon-lithium current source. The indicated increase in the specific energy consumption of the electrode in lithium HIT allows even fluorocarbon with a relatively low fluorine content to be used - a powdery material obtained by impact mechanical treatment of fluorocarbon tissue containing 58 wt.% Fluorine, i.e. lower than that contained in carbon monofluoride in the known method.

Пример 4. Example 4

Проводили ударную механическую обработку фторуглеродных материалов с содержанием 58 - 67 мас.% фтора в присутствии 1 мас.% воды (повышенная влажность материалов, которая возникла во время хранения во влажной атмосфере) в течение 2 - 3 мин. Полученные модифицированные фторуглеродные материалы имели такие же характеристики, которые указаны в таблице 2 для обработки материалов с уровнем влажности 0,1 мас. %. Аналогичные результаты по свойствам были получены для обрабатываемых фторуглеродных материалов при их увлажнении 1 - 5 мас.%, используемых в технологии катодных масс органических растворителей - спирта, ацетона и жидких углеводородов (гексана, гептана и декана). Однако при этом уменьшается до 1 - 2 мин время необходимой обработки и материал становится малопылящим. Percussion mechanical treatment of fluorocarbon materials with a content of 58 - 67 wt.% Fluorine in the presence of 1 wt.% Water (increased humidity of materials that occurred during storage in a humid atmosphere) for 2 to 3 minutes. The obtained modified fluorocarbon materials had the same characteristics as shown in table 2 for processing materials with a moisture level of 0.1 wt. % Similar results on the properties were obtained for the fluorocarbon materials being processed with their moistening of 1-5 wt.%, Used in the technology of cathode masses of organic solvents - alcohol, acetone and liquid hydrocarbons (hexane, heptane and decane). However, this reduces to 1 - 2 min the time of the necessary processing and the material becomes low-dust.

Примечание: Способ описанный в этом примере особенно удобен для работы с таким "пылящим" фторуглеродным материалом (с относительно низко насыпной плотностью), как фторированная сажа с содержанием фтора 63 - 65 мас.%. Note: The method described in this example is especially convenient for working with such a "dusty" fluorocarbon material (with a relatively low bulk density) such as fluorinated carbon black with a fluorine content of 63 - 65 wt.%.

Пример 5. Example 5

Вышеописанными способами были изготовлены испытательные серии фторуглеродных катодных материалов, в состав которых входили - 78 - 85 мас.% фторуглеродного материала трех указанных в примере 2 типов, 5 - 10 мас.% связующего, 3 - 10 мас.% фтороксида графита общей формулы:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,5 - 1,4 и n = 0,01-0,5, а также 5 - 15 мас.% ацетиленовой сажи. Обычно используют средние величины приведенных диапазонов содержания компонентов электрода. Из этих катодных масс изготовлены (сформованы) положительные электроды (катоды). Из сформованных катодов были собраны фторуглеродно-литиевые ХИТ типа BR2325 со стандартным электролитом 1M LiC104 в смеси пропиленкарбоната и диметоксиэтана, после чего проведены их разрядные испытания при комнатной температуре на нагрузку 30 кОм. Результаты испытаний в зависимости от характеристик и состава катодов сведены в таблицу 3. Нижние и верхние пределы содержаний связующего и материала, повышающего электрическую проводимость электродно-активного материала и электрода в целом приведены в первых двух и четырех последних строках табл. 3 для порошкообразного фторуглеродного материала с содержанием фтора 65 - 67 мас.%. Для сравнения в этой же таблице приведены данные по химическому источнику тока типа BR2325, производимому фирмой "Matsushita Electric" (11, Новое в технологии соединений фтора, под ред. Н. Исикавы, М.: Мир, 1984, с. 592, 149).
By the above-described methods, test series of fluorocarbon cathode materials were made, which included 78 - 85 wt.% Fluorocarbon material of the three types indicated in Example 2, 5 - 10 wt.% Binder, 3 - 10 wt.% Graphite fluoroxide of the general formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 15; y = 2.2-2.5; z = 0.5 - 1.4 and n = 0.01-0.5, as well as 5 - 15 wt.% acetylene black. Usually use the average values of the given ranges of the content of the components of the electrode. Positive electrodes (cathodes) are made (formed) from these cathode masses. From molded cathodes, BR2325 type fluorocarbon-lithium ChIT with standard electrolyte 1M LiC104 in a mixture of propylene carbonate and dimethoxyethane were collected, and then their discharge tests were carried out at room temperature for a load of 30 kOhm. The test results depending on the characteristics and composition of the cathodes are summarized in table 3. The lower and upper limits of the contents of the binder and the material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material and the electrode as a whole are shown in the first two and four last rows of the table. 3 for powdered fluorocarbon material with a fluorine content of 65 to 67 wt.%. For comparison, the same table shows data on a chemical current source of the BR2325 type manufactured by Matsushita Electric (11, New in the technology of fluorine compounds, edited by N. Isikawa, Moscow: Mir, 1984, p. 592, 149) .

Результаты электрических испытаний углеродсодержащих электродов в ХИТ BR2325 (нагрузка 10 кОм, комнатная температура), режим гальваностатический, конечное напряжение - 2,0V, сведены в табл. 4. The results of electrical tests of carbon-containing electrodes in HIT BR2325 (load 10 kOhm, room temperature), galvanostatic mode, final voltage - 2.0V, are summarized in table. 4.

Пример 6. Example 6

ХИТ системы "диоксид марганца-литий". HIT system "manganese dioxide-lithium".

Изготовлены катодные массы, содержащие по 80 мас.% диоксида марганца, 5 - 7 мас.% фторопластовой суспензии, 3 - 5 мас.% ацетиленовой сажи, а также 2, 5 и 10 мас.% фтороксида графита общей формулы:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,2 - 2,0 и n = 0,1-2,0.
Cathode masses containing 80 wt.% Manganese dioxide, 5 - 7 wt.% Fluoroplastic suspension, 3 - 5 wt.% Acetylene black, and 2, 5 and 10 wt.% Graphite fluoride of the general formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 15; y = 2.2-2.5; z = 0.2 - 2.0 and n = 0.1-2.0.

Из этих катодных масс изготовлены положительные электроды (катоды) массой 0,9 г и собраны известным способом дисковые литиевые ХИТ типа CR2325. Для сопоставления свойств также изготовлены литиевые ХИТ типа CR2325, содержащие в положительных электродах массой по 0,9 г 80 мас.% диоксида марганца, 10 мас. % фторопластовой суспензии и 10 мас.% ацетиленовой сажи. В обеих сериях использован одинаковый электролит - 1М раствор перхлората лития в смеси пропиленкарбоната и диметоксиэтана. Проведены разрядные испытания на сопротивлениях нагрузки 5,6 и 10 кОм при комнатной температуре. В результате испытаний установлено, что в обеих сериях реализованы следующие электрические параметры ХИТ CR2325 (см. табл. 5). Positive electrodes (cathodes) of 0.9 g mass were made from these cathode masses, and lithium disk CITs of the CR2325 type were assembled in a known manner. To compare the properties, lithium ChITs of the CR2325 type were also produced, containing 80 wt.% Manganese dioxide, 10 wt. % fluoroplastic suspension and 10 wt.% acetylene black. In both series, the same electrolyte was used - a 1M solution of lithium perchlorate in a mixture of propylene carbonate and dimethoxyethane. Discharge tests were carried out at load resistances of 5.6 and 10 kOhm at room temperature. As a result of the tests, it was established that in both series the following electrical parameters of the CRIT CR2325 were implemented (see table 5).

Пример 7. Example 7

ХИТ системы "оксид меди-пирит - литий" и системы "оксид меди-халькопирит - литий". HIT of the system "copper oxide-pyrite-lithium" and the system "copper oxide-chalcopyrite-lithium".

Изготовлены катодные массы, содержащие по 80 мас.% смеси соединений переходных металлов, состоящей из 60 мас.% оксида меди и 40 мас.% пирита, 5 - 7 мас.% фторопластовой суспензии, 3 - 5 мас.% ацетиленовой сажи, а также 2, 5 и 10 мас.% фтороксида графита общей формулы:
Cx • zCyO • nH2O • CF,
где x = 1,5 - 15; y = 2,2 - 2,5; z = 0,5 - 1,4 и n = 0,01-0,5.
Cathode masses containing 80 wt.% A mixture of transition metal compounds consisting of 60 wt.% Copper oxide and 40 wt.% Pyrite, 5 - 7 wt.% Fluoroplastic suspension, 3 - 5 wt.% Acetylene black, and also 2, 5 and 10 wt.% Graphite fluoroxide of the general formula:
C x • zC y O • nH 2 O • CF,
where x = 1.5 to 15; y = 2.2-2.5; z = 0.5 - 1.4 and n = 0.01-0.5.

Из этих катодных масс изготовлены положительные электроды (катоды) рулонного типа и собраны известным способом рулонные литиевые ХИТ типа GR6P. Для сопоставления свойств также изготовлены рулонные ХИТ типа GR6P, содержащие в положительных электродах массой по 80 мас.% смеси соединений переходных металлов, состоящей из 60 мас.% оксида меди и 40 мас.% пирита, 10 мас.% фторопластовой суспензии, 10 мас.% ацетиленовой сажи (без порообразователя). В обеих сериях использован одинаковый электролит - 1М раствор перхлората лития в смеси пропиленкарбоната и диметоксиэтана. The positive electrodes (cathodes) of the roll type are made from these cathode masses and lithium coil chit type GR6P is assembled in a known manner. To compare the properties, roll chitters of the GR6P type were also made, containing in positive electrodes weighing 80 wt.% A mixture of transition metal compounds consisting of 60 wt.% Copper oxide and 40 wt.% Pyrite, 10 wt.% Fluoroplastic suspension, 10 wt. % acetylene black (without blowing agent). In both series, the same electrolyte was used - a 1M solution of lithium perchlorate in a mixture of propylene carbonate and dimethoxyethane.

Исследованы разрядные характеристики литиевых полуторавольтовых ХИТ рулонной конструкции в типоразмере GR6P для двух электрохимических систем:
"Li - FeS2-CuO" (ОМ-П) и "Li - CuO-CuFeS2" (ОМ-ХП).
The discharge characteristics of lithium one-and-a-half-volt HIT of a roll construction in size GR6P for two electrochemical systems were investigated:
"Li - FeS 2 -CuO" (OM-P) and "Li - CuO-CuFeS 2 " (OM-CP).

В смесевых катодах с халькопиритом и пиритом испытаны положительные электроды, полученные различными способами (с добавками фтороксида графита в таблице эти составы помечены буквой м). In mixed cathodes with chalcopyrite and pyrite, positive electrodes obtained by various methods were tested (with the addition of graphite fluoroxide in the table, these compositions are marked with the letter m).

На различных токовых нагрузках в непрерывном режиме проведено сравнение эффективности различных положительных электродов опытных серий ХИТ GR6S с использованием электролита 1М раствора LiClO4 в ПК + ДМЭ. Разряды проводили при комнатной температуре с использованием автоматического стенда до конечного напряжения 0,9 V. Усредненные выборки предварительных испытаний для опытных серий литиевых ХИТ GR6S сведены в табл. 6.At various current loads in continuous mode, a comparison was made of the effectiveness of various positive electrodes of the HIT GR6S experimental series using an electrolyte of a 1M LiClO 4 solution in PC + DME. The discharges were carried out at room temperature using an automatic stand to a final voltage of 0.9 V. The averaged samples of preliminary tests for the experimental series of lithium HIT GR6S are summarized in table. 6.

По достигнутым в опытных сериях эксплуатационным характеристикам в ХИТ GR6P наиболее высокие разрядные характеристики проявляют положительные электроды, изготовленные с использованием фтороксида графита. According to the operational characteristics achieved in the experimental series in the HIT GR6P, the highest discharge characteristics are exhibited by positive electrodes made using graphite fluoroxide.

Таким образом, использование углеродсодержащего катодного материала и способа получения пористого электрода для химических источников тока, позволяет повысить объемную и массовую энергоемкость электродно-активных добавок, а следовательно и разрядные и емкостные характеристики электродов литиевых ХИТ различных электрохимических систем. Thus, the use of a carbon-containing cathode material and a method for producing a porous electrode for chemical current sources makes it possible to increase the volume and mass energy intensity of electrode-active additives, and hence the discharge and capacitance characteristics of lithium ChIT electrodes of various electrochemical systems.

Claims (28)

1. Углеродсодержащий материал для электродов химических источников тока, содержащий электродно-активный материал, связующее, материал, увеличивающий электрическую проводимость электродно-активного материала, и порообразующий материал, отличающийся тем, что в качестве порообразующего материала он содержит фтороксид графита. 1. Carbon-containing material for electrodes of chemical current sources, containing an electrode-active material, a binder, a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material, and a pore-forming material, characterized in that it contains graphite fluoride as a pore-forming material. 2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве фтороксида графита он содержит фтороксид графита общей формулы
Cx • ZCyO • nH2O • CF,
где x 1,5 15;
y 2,2 2,5;
Z 0,5 1,4;
n 0,01 0,5.
2. The material according to claim 1, characterized in that as graphite fluoroxide it contains graphite fluoroxide of the general formula
C x • ZCyO • nH 2 O • CF,
where x 1.5 15;
y 2.2 2.5;
Z 0.5 1.4;
n 0.01 0.5.
3. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала он содержит фторуглерод, содержащий 58 67 мас. фтора. 3. The material according to claim 1, characterized in that as the electrode-active material it contains fluorocarbon containing 58 to 67 wt. fluoride. 4. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала он содержит соединения переходных металлов, взятые порознь или в сочетании. 4. The material according to claim 1, characterized in that as the electrode-active material it contains transition metal compounds, taken separately or in combination. 5. Материал по п.4, отличающийся тем, что в качестве соединений переходных металлов он содержит диоксид марганца. 5. The material according to claim 4, characterized in that it contains manganese dioxide as transition metal compounds. 6. Материал по п.4, отличающийся тем, что в качестве соединений переходных металлов он содержит оксид меди. 6. The material according to claim 4, characterized in that it contains copper oxide as transition metal compounds. 7. Материал по п.4, отличающийся тем, что в качестве соединений переходных металлов он содержит пирит или халькопирит. 7. The material according to claim 4, characterized in that it contains pyrite or chalcopyrite as compounds of transition metals. 8. Материал по п.4, отличающийся тем, что в качестве смеси соединений переходных металлов он содержит смесь оксида меди и пирита. 8. The material according to claim 4, characterized in that as a mixture of transition metal compounds it contains a mixture of copper oxide and pyrite. 9. Материал по п.4, отличающийся тем, что в качестве смеси соединений переходных металлов он содержит смесь оксида меди и халькопирита. 9. The material according to claim 4, characterized in that as a mixture of transition metal compounds it contains a mixture of copper oxide and chalcopyrite. 10. Пористый электрод химического источника тока на основе углеродсодержащего материала, отличающийся тем, что он выполнен из материала, описанного в любом из пп.1 9. 10. A porous electrode of a chemical current source based on a carbon-containing material, characterized in that it is made of the material described in any one of claims 1 to 9. 11. Способ изготовления пористого электрода для химических источников тока, преимущественно литиевых, включающий смешение электродно-активного материала, связующего, материала, увеличивающего электрическую проводимость электродно-активного материала, и порообразующего материала и формование готового изделия, отличающийся тем, что в качестве порообразующего материала используют фтороксид графита, а смешение компонентов проводят поэтапно: на первом этапе проводят смешение фтороксида графита и электродно-активного материала, затем эту смесь модифицируют до получения промежуточного продукта, который на втором этапе смешивают со связующим и материалом, увеличивающим электрическую проводимость, а после формования изделия осуществляют его термообработку до образования пор в структуре последнего без его разрушения. 11. A method of manufacturing a porous electrode for chemical current sources, mainly lithium, comprising mixing an electrode-active material, a binder, a material that increases the electrical conductivity of the electrode-active material, and a pore-forming material and molding the finished product, characterized in that use as a pore-forming material graphite fluoride, and the components are mixed in stages: at the first stage, graphite fluoroxide and electrode-active material are mixed, then the mixture is modified to obtain an intermediate product, which at the second stage is mixed with a binder and a material that increases electrical conductivity, and after forming the product, it is heat treated to form pores in the structure of the latter without destroying it. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве фтороксида графита используют фтороксид графита общей формулы
Cx • Z CyO • n H2O • CF,
где x 1,5 15;
y 2,2 2,5;
Z 0,5 1,4;
n 0,01 0,5.
12. The method according to claim 11, characterized in that graphite fluoroxide of the general formula is used as graphite fluoroxide
C x • ZC y O • n H 2 O • CF,
where x 1.5 15;
y 2.2 2.5;
Z 0.5 1.4;
n 0.01 0.5.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала используют фторуглерод, содержащий 58 67 мас. фтора. 13. The method according to claim 11, characterized in that as the electrode-active material using fluorocarbon containing 58 to 67 wt. fluoride. 14. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала используют соединения переходных металлов, взятые порознь или в сочетании. 14. The method according to claim 11, characterized in that as the electrode-active material using compounds of transition metals, taken separately or in combination. 15. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала используют диоксид марганца. 15. The method according to claim 11, characterized in that manganese dioxide is used as the electrode-active material. 16. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала используют оксид меди. 16. The method according to claim 11, characterized in that copper oxide is used as the electrode-active material. 17. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала используют пирит или халькопирит. 17. The method according to claim 11, characterized in that pyrite or chalcopyrite is used as the electrode-active material. 18. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала используют смесь оксида меди и пирита. 18. The method according to claim 11, characterized in that a mixture of copper oxide and pyrite is used as the electrode-active material. 19. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве электродно-активного материала используют смесь оксида меди и халькопирита. 19. The method according to claim 11, characterized in that a mixture of copper oxide and chalcopyrite is used as the electrode-active material. 20. Способ по любому из предшествующих пп.12 19, отличающийся тем, что порошкообразный электродно-активный материал и фтороксид графита смешивают в массовом соотношении от 8 1 до 40 1 соответственно. 20. The method according to any one of the preceding claims 12 to 19, characterized in that the powdered electrode-active material and graphite fluoride are mixed in a mass ratio of from 8 1 to 40 1, respectively. 21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что на втором этапе смешения в смесь вводят разбавитель до получения пастообразной массы. 21. The method according to p. 20, characterized in that at the second stage of mixing the diluent is introduced into the mixture until a paste is obtained. 22. Способ по п.11, отличающийся тем, что в качестве связующего используют фторопастовую суспензию. 22. The method according to claim 11, characterized in that a fluoropast suspension is used as a binder. 23. Способ по п.11, отличающийся тем, что термообработку осуществляют при 150 350oС.23. The method according to claim 11, characterized in that the heat treatment is carried out at 150 350 o C. 24. Способ по п.11, отличающийся тем, что модификацию осуществляют путем ударного воздействия на смесь двух названных компонентов. 24. The method according to claim 11, characterized in that the modification is carried out by impact on the mixture of the two named components. 25. Способ по п.24, отличающийся тем, что ударное воздействие осуществляют с ускорением ударяющих тел от 10 до 75g, где g ускорение свободного падения. 25. The method according to paragraph 24, wherein the impact is carried out with the acceleration of the impact bodies from 10 to 75 g, where g is the acceleration of gravity. 26. Способ по п.25, отличающийся тем, что ударное воздействие осуществляют в присутствии воды или легкокипящего органического растворителя в количестве 0,1 5 мас. 26. The method according A.25, characterized in that the impact is carried out in the presence of water or a boiling organic solvent in an amount of 0.1 to 5 wt. 27. Способ по любому из пп.24 26, отличающийся тем, что ударное воздействие осуществляется до получения плотности промежуточного продукта от 1,0 до 1,5 г/см3.27. The method according to any one of paragraphs.24 to 26, characterized in that the impact is carried out until the density of the intermediate product is from 1.0 to 1.5 g / cm 3 . 28. Способ по п.11, отличающийся тем, что на втором этапе смешения используют воду, этиловый спирт, смесь воды с этиловым спиртом или легкокипящий углеводород с температурой кипения до 100oС.28. The method according to claim 11, characterized in that the second stage of mixing uses water, ethyl alcohol, a mixture of water with ethyl alcohol or a low-boiling hydrocarbon with a boiling point up to 100 o C.
RU96115407A 1996-07-31 1996-07-31 Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it RU2103766C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96115407A RU2103766C1 (en) 1996-07-31 1996-07-31 Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96115407A RU2103766C1 (en) 1996-07-31 1996-07-31 Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96115407A RU96115407A (en) 1998-01-20
RU2103766C1 true RU2103766C1 (en) 1998-01-27

Family

ID=20183836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96115407A RU2103766C1 (en) 1996-07-31 1996-07-31 Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2103766C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501126C2 (en) * 2009-05-28 2013-12-10 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Negative electrode for lithium-ion secondary battery and battery with use of such electrode
RU2505480C2 (en) * 2008-03-26 2014-01-27 Хатчинсон Carbon-containing materials, obtained from latex
RU2716277C1 (en) * 2019-11-05 2020-03-11 Акционерное общество "Литий-Элемент" Method of manufacturing billets of positive electrode of cylindrical chemical current sources
RU2718955C1 (en) * 2019-12-17 2020-04-15 Акционерное общество "Литий-Элемент" Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кедринский И.А. и др. Химические источники тока с литиевым электродом, Красноярск, Красноярский университет, 1983, с. 144- 147. 2. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2505480C2 (en) * 2008-03-26 2014-01-27 Хатчинсон Carbon-containing materials, obtained from latex
RU2501126C2 (en) * 2009-05-28 2013-12-10 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Negative electrode for lithium-ion secondary battery and battery with use of such electrode
RU2716277C1 (en) * 2019-11-05 2020-03-11 Акционерное общество "Литий-Элемент" Method of manufacturing billets of positive electrode of cylindrical chemical current sources
RU2718955C1 (en) * 2019-12-17 2020-04-15 Акционерное общество "Литий-Элемент" Method of producing a workpiece of a positive electrode of prismatic chemical current sources

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Prosini et al. Improved electrochemical performance of a LiFePO4-based composite cathode
EP3580797B1 (en) Core-shell composite particle for anode materials of lithium-ion batteries
CN101208819B (en) Graphite composite particle for non-aqueous secondary battery, negative electrode active material containing it, negative electrode, and non-aqueous secondary battery
US6692870B2 (en) Electrode active material and lithium secondary battery
Zheng et al. Nano-porous Si/C composites for anode material of lithium-ion batteries
JP7129998B2 (en) Core-shell composite particles for lithium-ion batteries
Morales et al. Cycling-induced stress in lithium ion negative electrodes: LiAl/LiFePO4 and Li4Ti5O12/LiFePO4 cells
CA2913215A1 (en) Electrode material and use thereof in lithium ion batteries
Guoping et al. A modified graphite anode with high initial efficiency and excellent cycle life expectation
JP2019175830A (en) Positive electrode active material composite for lithium ion secondary battery or positive electrode active material composite for sodium ion secondary battery, secondary battery including the same, and method of manufacturing the same
US6403261B2 (en) Carbon-containing material and a method of making porous electrodes for chemical sources of electric current
WO2022086371A1 (en) Method for producing anode paste for a lithium-ion battery
CN107431205A (en) Rechargeable nonaqueous electrolytic battery is with the manufacture method of mixing negative material and passes through the manufacture method obtained rechargeable nonaqueous electrolytic battery mixing negative material
WO2020233799A1 (en) Lithium ion batteries
RU2103766C1 (en) Carbon-carrying material for electrodes of chemical sources of electric energy and method of manufacture of porous electrodes from it
Schneier et al. Comparative characterization of silicon alloy anodes, containing single-wall or multi-wall carbon nanotubes
Crosnier et al. Influence of particle size and matrix in “metal” anodes for Li-ion cells
US6759169B1 (en) Graphite powder for negative electrode of lithium ion secondary cell and method of production thereof
JP5809200B2 (en) Silicon-based negative electrode active material
JP6026359B2 (en) Lithium titanate negative electrode active material
JP4265111B2 (en) Material suitable for negative electrode for non-aqueous secondary battery, negative electrode, method for producing the same, and battery
JP5809201B2 (en) Lithium-rich manganese composite oxide cathode active material
EP4386901A1 (en) Sulfur-carbon composite for lithium-sulfur battery and lithium-sulfur battery including same
JP2003100291A (en) Negative electrode material of high performance lithium secondary battery
Dailly et al. Electrochemical intercalation of lithium into graphite–antimony composites synthesized by reduction of a SbCl5–graphite intercalation compound by gaseous caesium

Legal Events

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

Effective date: 20070801