RU2621310C2 - Анод для аккумулятора литий-ионной батареи, способ его изготовления и содержащая его батарея - Google Patents
Анод для аккумулятора литий-ионной батареи, способ его изготовления и содержащая его батарея Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621310C2 RU2621310C2 RU2013110007A RU2013110007A RU2621310C2 RU 2621310 C2 RU2621310 C2 RU 2621310C2 RU 2013110007 A RU2013110007 A RU 2013110007A RU 2013110007 A RU2013110007 A RU 2013110007A RU 2621310 C2 RU2621310 C2 RU 2621310C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- composition
- lithium
- active material
- ion battery
- Prior art date
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 12
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 9
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 8
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 7
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 7
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims description 5
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 229910013275 LiMPO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910012465 LiTi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Li+] Chemical class [O-2].[Ti+4].[Li+] FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002978 peroxides Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 claims 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine Chemical compound C=CCOC1=NC(OCC=C)=NC(OCC=C)=N1 BJELTSYBAHKXRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 carbon black Chemical class 0.000 description 4
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920006170 Therban® Polymers 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 2
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001463 metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0483—Processes of manufacture in general by methods including the handling of a melt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0483—Processes of manufacture in general by methods including the handling of a melt
- H01M4/0485—Casting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1397—Processes of manufacture of electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1399—Processes of manufacture of electrodes based on electro-active polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
- B29L2031/3468—Batteries, accumulators or fuel cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/137—Electrodes based on electro-active polymers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к аноду, применимому в аккумуляторе литий-ионной батареи, содержащему электролит на основе соли лития и неводного растворителя, к способу изготовления этого анода и к литий-ионной батарее с одним или более аккумуляторами, включающими в себя этот анод. Данный анод основан на полученной обработкой расплава и без испарения растворителя полимерной композиции, которая является продуктом реакции горячего компаундирования между активным материалом и добавками, содержащими полимерное связующее и электропроводящий наполнитель. Согласно изобретению связующее основано на по меньшей мере одном сшитом эластомере, а добавки дополнительно содержат по меньшей мере одно нелетучее органическое соединение, применимое в растворителе электролита, причем композиция преимущественно содержит упомянутый активный материал с массовой долей, большей или равной 85%. Повышение эффективности литий-ионных батарей с использованием полимерной анодной композиции, является техническим результатом изобретения. Кроме того, в предложенном способе изготовления анода обеспечивается повышение безопасности и экологичности при использовании сшитой композиции. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к аноду, который может применяться в аккумуляторе литий-ионной батареи, к способу изготовления этого анода и к литий-ионной батарее с одним или более аккумуляторами, включающими в себя этот анод.
Есть два основных типа литиевых аккумуляторных батарей: батареи с металлическим литием, в которых отрицательный электрод выполнен из металлического лития (этот материал вызывает проблемы с безопасностью в присутствии жидкого электролита), и литий-ионные батареи, в которых литий остается в ионном состоянии.
Литий-ионные батареи состоят из по меньшей мере двух проводящих кулоновских электродов разной полярности, отрицательного электрода или анода и положительного электрода или катода, между которыми находится сепаратор, который состоит из электрического изолятора, пропитанного апротонным электролитом на основе катионов Li+, обеспечивающим ионную проводимость. Электролиты, используемые в этих литий-ионных батареях, обычно состоят из соли лития, например с формулой LiPF6, LiAsF6, LiCF3SO3 или LiClO4, которая растворена в смеси неводных растворителей, таких как ацетонитрил, тетрагидрофуран или, чаще, карбонат, например, этилена или пропилена.
Активным материалом анода литий-ионной батареи обычно является графит (емкость 370 мА∙ч/г и окислительно-восстановительный потенциал 0,05 В относительно пары Li+/Li) или, как вариант, смешанные оксиды металлов, в число которых входят литированные оксиды титана с формулой Li4Ti5O12, LixTiO2, или другие соединения, например, с формулой LixCuVO4, LixSnO2, LixMoO2, LixMoS2, где 0<x<5. Обратимое внедрение/удаление лития в эти активные анодные материалы и из них происходит при электрохимических потенциалах, которые обычно выше, чем потенциал графита.
Активным материалом катода литий-ионной батареи обычно является оксид переходного металла, такой как оксид ванадия, никеля, марганца или кобальта, или, как вариант, он может быть литированным фосфатом железа.
Соответствующие активные материалы катода и анода литий-ионной батареи позволяют проводить обратимое внедрение/удаление лития в эти электроды и из них, и чем выше массовая доля этих активных материалов в электродах, тем выше их емкость. Эти электроды также должны содержать электропроводящее соединение, такое как углеродная сажа, и, чтобы придать им достаточное механическое сцепление, полимерное связующее. Литий-ионная батарея, таким образом, основана на обратимом обмене ионов лития между анодом и катодом во время зарядки и разрядки батареи, и по причине очень низкой массы в силу физических свойств лития такая батарея имеет высокую плотность энергии.
Аноды литий-ионных батарей чаще всего изготавливают используя способ, содержащий последовательно этап растворения или диспергирования различных ингредиентов анода в растворителе, этап распределения полученного раствора или дисперсии на металлическом токоотводе и затем, наконец, этап испарения этого растворителя.
Способы изготовления анодов литий-ионных батарей с использованием органического растворителя имеют много недостатков в отношении окружающей среды и безопасности. В частности, в этом случае необходимо испарять большие количества таких растворителей, которые являются токсичными или горючими.
Что касается способов, в которых для изготовления этих анодов используется водный растворитель, их основным недостатком является то, что анод необходимо очень тщательно сушить до того, как его можно будет использовать, так как известно, что следы воды ограничивают срок службы литиевых аккумуляторных батарей. Можно упомянуть, например, документ ЕР-В1-1489673, который описывает способ изготовления анода на основе графита и эластомерного связующего с использованием водного растворителя.
Поэтому для литий-ионных батарей очень желательно приготовить аноды, которые изготавливают без применения растворителей. В этом контексте отметим, что способы изготовления анодов для литий-ионных батарей с использованием технологий обработки расплава (например, экструзии) были описаны в литературе.
К сожалению, эти расплавные способы вызывают большие трудности в случае литий-ионных батарей, которые, как известно, требуют массовой доли активного материала в полимерной смеси анода в по меньшей мере 85%, чтобы иметь достаточную емкость в литий-ионной батарее. Однако при таких содержаниях активного материала вязкость анодной полимерной смеси становится очень высокой, что приводит к опасности перегрева смеси и потере ее механического сцепления при ее применении.
Документ US-В2-6939383 описывает экструзию полимерной композиции, содержащей сополимер полиэтиленоксида-полипропиленоксида-полиглицидилового простого эфира в качестве ионопроводящего полимера, для безрастворительного получения анода или катода для литий-ионной батареи. Однако массовая доля активного материала в композиции с одним полимером, приготовленной в этой документе, составляет лишь 64,5%, и, кроме того, это касается катода.
Документ US-А-5749927 раскрывает способ непрерывного получения литий-полимерных батарей экструзией, который содержит компаундирование анодного или катодного активного материала с композицией электрического проводника и твердого электролита, содержащей полимер, соль лития и смесь пропиленкарбоната/этиленкарбоната в большом избытке относительно этого полимера. В этом документе массовая доля активного материала, присутствующего в единственной полученной анодной полимерной композиции, также составляет ниже 70%.
Таким образом, основным недостатком этих известных расплавных способов изготовления анодов для литиевых аккумуляторных батарей является то, что массовые доли активного материала в анодной полимерной композиции недостаточны для получения высокоэффективных анодов, особенно для литий-ионных батарей.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ изготовления анода, который преодолевает все вышеуказанные недостатки, и эта задача решена, так как заявитель неожиданно обнаружил, что, если активный материал и добавки, содержащие сшиваемую эластомерную матрицу, электропроводящий наполнитель и нелетучее (т.е. имеющее точку кипения выше 150°С при атмосферном давлении 1,013×105 Па) органическое соединение, подвергают горячему компаундированию посредством расплавного процесса без испарения растворителя, то после сшивания получают анодную полимерную композицию, которая применима в литий-ионной батарее, содержащей электролит на основе соли лития и неводного растворителя, с долей этого активного материала в данной композиции, явно более высокой, чем получали ранее путем обработки в расплаве, и преимущественно большей или равной 85%, причем упомянутое одно или более органических соединений преимущественно используют в качестве растворителя для электролита.
Таким образом, анод по изобретению, применимый в аккумуляторе литий-ионной батареи, содержащей электролит на основе соли лития и неводного растворителя, основан на полученной обработкой расплава и без испарения растворителя полимерной композиции, которая является продуктом реакции горячего компаундирования между активным материалом и добавками, содержащими полимерное связующее и электропроводящий наполнитель, и данный анод является таким, что связующее основано на по меньшей мере одном сшитом эластомере, и таким, что эти добавки дополнительно содержат по меньшей мере одно нелетучее органическое соединение, которое применимо в этом растворителе электролита, причем данная композиция содержит активный материал с массовой долей, преимущественно большей или равной 85%.
Еще более предпочтительно, упомянутая композиция может содержать упомянутый активный материал с массовой долей 90% или более или даже 93% или более.
Следует заметить, что эта очень высокая массовая доля активного материала в аноде по изобретению гарантирует, что упомянутый или каждый полученный аккумулятор является высокоэффективным аккумулятором, и поэтому содержащая их литий-ионная батарея является высокоэффективной батареей.
Следует также заметить, что равномерное распределение упомянутого по меньшей мере одного сшитого эластомера в композиции гарантирует механическую прочность анода.
Кроме того, следует заметить, что анод по изобретению является полностью безводным, в противоположность анодам из вышеуказанного документа ЕР-В1-1489673.
Преимущественно, упомянутый активный материал может содержать по меньшей мере одно соединение или комплекс, которое выбирают из группы, состоящей из графита, литированных оксидов титана, литированных соединений формулы LixCuVO4, LixSnO2, LixMoO2 и LixMoS2 (где 0<x<5), и литированных сульфидов металлов формулы LiVS2 или LiTi2S2, и которое предпочтительно выбирают из литированных оксидов титана формулы Li4Ti5O12 или LixTiO2.
Следует заметить, что, преимущественно, литированный оксид титана Li4Ti5O12, который имеет емкость 170 мА∙ч/г, обладает очень высокой циклируемостью вследствие того факта, что его объем сильно не изменяется во время циклов заряда/разряда (т.е. циклов внедрения/удаления Li+), способностью выдерживать высокие скорости и высокой термостабильностью. Кроме того, в силу его высокого окислительно-восстановительного потенциала 1,5 В относительно пары Li+/Li, этот литированный оксид титана гарантирует, что применяемые электролиты демонстрируют удовлетворительную стабильность при контакте с анодом, который его включает в себя, причем не образуется никакой твердой промежуточной фазы между анодом и электролитом.
Предпочтительно, упомянутый по меньшей мере один эластомер представляет собой сшитый пероксидом диеновый эластомер, а еще более предпочтительно – гидрированный нитрильный каучук (HNBR). Также предпочтительно, упомянутый по меньшей мере один эластомер может присутствовать в упомянутой композиции с массовой долей между 1% и 10%.
Преимущественно, упомянутое по меньшей мере одно нелетучее органическое соединение может содержать карбонат, предпочтительно, карбонат по меньшей мере одного олефина, такого как этилен, который предпочтительно используют в составе электролита.
Следует заметить, что использование такого карбоната, такого как этиленкарбонат, преимущественно позволяет:
- увеличивать содержание наполнителя в композиции;
- устранять присущие риски в отношении токсичности летучих органических соединений (ЛОС), используемых в традиционных способах изготовления анодов, так как этот карбонат представляет собой продукт, который является твердым при комнатной температуре и гораздо менее опасным в обращении; и
- использовать анодную полимерную композицию без предварительного испарения карбоната и облегчать внедрение электролита в анод, так как этот карбонат является одним из основных компонентов электролитов, используемых в настоящее время в литий-ионных батареях.
Также преимущественно, упомянутое по меньшей мере одно органическое соединение может присутствовать в упомянутой композиции с массовой долей между 0,1% и 5%.
Предпочтительно, массовое отношение летучее органическое соединение/сшитый эластомер связующего составляет менее 1.
Следует заметить, что изобретение позволяет вводить соли, требуемые для работы анода, во время его изготовления.
Согласно другому признаку изобретения упомянутые добавки могут дополнительно содержать сшивающую систему, которая присутствует в композиции с массовой долей между 0,05% и 0,20% и которая предпочтительно содержит органический пероксид и сшивающий соагент в случае, когда упомянутый по меньшей мере один эластомер представляет собой диеновый эластомер, такой как гидрированный нитрильный каучук (HNBR).
Согласно еще одному признаку изобретения упомянутый электропроводящий наполнитель может быть выбран из группы, состоящей из углеродной сажи (технического углерода), графита, вспученного графита, углеродных волокон, углеродных нанотрубок, графена и их смесей, и присутствует в композиции с массовой долей между 1% и 6%.
Предложенный по изобретению способ изготовления анода, такого как охарактеризованный выше, отличается тем, что он содержит:
а) расплавное компаундирование, без испарения растворителя, в закрытом смесителе или экструдере, упомянутого активного материала и упомянутых добавок, содержащих упомянутое связующее и упомянутое органическое соединение в твердом состоянии, с получением упомянутой композиции в сшиваемом состоянии, причем этот активный материал предпочтительно содержит по меньшей мере одно соединение или комплекс, такое как графит или литированный оксид титана; и
b) сшивание и, необязательно, горячее формование этой композиции с получением упомянутой сшитой композиции.
Согласно другому признаку изобретения этап а) может быть осуществлен подмешиванием упомянутого связующего в предварительно приготовленную порошковую смесь других компонентов композиции, например, при температуре между 80°С и 120°С в закрытом смесителе.
Согласно еще одному признаку изобретения этап b) может быть осуществлен горячим прессованием упомянутой сшиваемой композиции.
Преимущественно, способ по изобретению может затем содержать этап с) прокатки упомянутой сшитой композиции так, чтобы нанести ее на металлический токоотвод, которым снабжен упомянутый анод.
Литий-ионная батарея по изобретению содержит по меньшей мере один аккумулятор, содержащий анод, такой как охарактеризованный выше, катод и электролит на основе соли лития и неводного растворителя.
Согласно другому преимущественному признаку изобретения упомянутый растворитель электролита может содержать упомянутое по меньшей мере одно нелетучее органическое соединение анода.
Согласно другому аспекту изобретения упомянутый анод содержит металлический токоотвод, контактирующий с по меньшей мере одной пленкой, выполненной из упомянутой полимерной композиции.
Преимущественно, катод такой батареи может быть основан на активном материале, содержащем по меньшей мере одно литированное полианионное соединение или комплекс с рабочим напряжением ниже 4 В и предпочтительно с углеродным покрытием, такое как литированный фосфат металла М формулы LiMPO4, где М является, например, атомом железа. Еще более предпочтительно, этот катод может быть получен согласно способу, описанному в патентной заявке FR1250457, поданной 17 января 2012 от имени данного заявителя.
Другие признаки, преимущества и подробности настоящего изобретения станут ясны при прочтении последующего, не ограничивающего описания нескольких примерных вариантов осуществления изобретения, приведенных в качестве иллюстрации.
Пример 1
Анодную полимерную композицию приготовили в закрытом смесителе Haake при 90°С, причем композиция имела следующий состав, выраженный в массовых долях (%):
Связующее HNBR ("Therban 4307") | 2,82 |
Углеродная сажа | 2,72 |
Этиленкарбонат | 0,52 |
Активный материал Li4Ti5O12 | 93,84 |
Сшивающая система: | |
Дикумилпероксид | 0,04 |
Триаллилцианурат (ТАЦ) | 0,05 |
Различные соединения вводили в этот закрытый смеситель последовательно, начиная с гидрированного нитрильного каучука в качестве сшиваемого диенового эластомера (связующего HNBR), а затем предварительно приготовленную смесь в порошковом виде других вышеуказанных компонентов. После этого компаундирования, а также горячего прессования при 170°С в течение 15 минут, одновременно позволяющего сшиваться связующему, непосредственно получали несколько электродов с толщиной в интервале от 0,4 мм до 2 мм, каждый из которых способен образовывать анод внутри аккумулятора литий-ионной батареи, после нанесения на токоотвод, которым снабжен этот анод.
Пример 2
Другую анодную полимерную композицию, основанную на тех же компонентах, что и использованные в примере 1, приготовили в закрытом смесителе Haake при 110°С, однако композиция имела нижеследующий иной состав, выраженный в массовых долях (%):
Связующее HNBR ("Therban 4307") | 8,23 |
Углеродная сажа | 4,15 |
Этиленкарбонат | 1,64 |
Активный материал Li4Ti5O12 | 85,69 |
Сшивающая система: | |
Дикумилпероксид | 0,12 |
Триаллилцианурат (ТАЦ) | 0,15 |
Различные соединения вводили в этот закрытый смеситель последовательно, начиная с гидрированного нитрильного каучука в качестве сшиваемого диенового эластомера (связующего HNBR), а затем предварительно приготовленную смесь в порошковом виде других вышеуказанных компонентов. После этого компаундирования, а также горячего прессования при 170°С в течение 15 минут, одновременно позволяющего сшиваться связующему, непосредственно получали несколько электродов с толщиной в интервале от 0,4 мм до 2 мм, каждый из которых способен образовывать анод внутри аккумулятора литий-ионной батареи, после нанесения на токоотвод, которым снабжен этот анод.
Пример 3
Другую анодную полимерную композицию, основанную на ином активном материале, чем использованный в примерах 1 и 2, и на тех же прочих компонентах, использованных в этих примерах, приготовили в закрытом смесителе Haake при 110°С, причем композиция имела нижеследующий иной состав, выраженный в массовых долях (%):
Связующее HNBR ("Therban 4307") | 5,17 |
Углеродная сажа | 2,28 |
Этиленкарбонат | 1,19 |
Активный материал (графит "Timrex KS 6L") | 91,17 |
Сшивающая система: | |
Дикумилпероксид | 0,08 |
Триаллилцианурат (ТАЦ) | 0,11 |
Различные соединения вводили в этот закрытый смеситель последовательно, начиная с гидрированного нитрильного каучука в качестве сшиваемого диенового эластомера (связующего HNBR), а затем предварительно приготовленную смесь в порошковом виде других вышеуказанных компонентов. После этого компаундирования, а также горячего прессования при 170°С в течение 15 минут, одновременно позволяющего сшиваться связующему, непосредственно получали несколько электродов с толщиной в интервале от 0,4 мм до 2 мм, каждый из которых способен образовывать анод внутри аккумулятора литий-ионной батареи, после нанесения на токоотвод, которым снабжен этот анод.
Следует заметить со ссылкой на эти примерные варианты осуществления изобретения, что очень высокая массовая доля (выше чем 85%, фактически даже выше чем 90%) активного материала в этом аноде гарантирует, что упомянутый или каждый полученный таким образом аккумулятор представляет собой высокоэффективный аккумулятор, а поэтому содержащая их литий-ионная батарея представляет собой высокоэффективную батарею.
Claims (19)
1. Анод, применимый в аккумуляторе литий-ионной батареи, содержащем электролит на основе соли лития и неводного растворителя электролита, причем анод основан на полученной обработкой расплава и без испарения растворителя полимерной композиции, которая является продуктом реакции горячего компаундирования между активным материалом и добавками, содержащими полимерное связующее и электропроводящий наполнитель, отличающийся тем, что упомянутое связующее основано на по меньшей мере одном сшитом эластомере, и тем, что упомянутые добавки дополнительно содержат по меньшей мере одно нелетучее органическое соединение, имеющее температуру кипения выше 150°C при атмосферном давлении 1,013×105 Па, являющееся твердым при комнатной температуре и применимое в упомянутом неводном растворителе электролита, причем композиция содержит упомянутый активный материал с массовой долей, большей или равной 85%.
2. Анод по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая композиция содержит упомянутый активный материал с массовой долей 90% или более.
3. Анод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутый активный материал содержит по меньшей мере одно соединение или комплекс, которые выбирают из группы, состоящей из графита, литированных оксидов титана, литированных соединений формулы LixCuVO4, LixSnO2, LixMoO2 и LixMoS2 (где 0<x<5) и литированных сульфидов металлов формулы LiVS2 или LiTi2S2, и которые предпочтительно выбирают из литированных оксидов титана формулы Li4Ti5O12 или LixTiO2.
4. Анод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один эластомер представляет собой сшитый пероксидом диеновый эластомер, предпочтительно гидрированный нитрильный каучук (HNBR).
5. Анод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один эластомер присутствует в упомянутой композиции с массовой долей между 1% и 10%.
6. Анод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно органическое соединение содержит карбонат, предпочтительно карбонат по меньшей мере одного олефина, такого как этилен.
7. Анод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутое по меньшей мере одно органическое соединение присутствует в упомянутой композиции с массовой долей между 0,1% и 5%.
8. Анод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутые добавки дополнительно содержат сшивающую систему, которая присутствует в упомянутой композиции с массовой долей между 0,05% и 0,20% и которая предпочтительно содержит органический пероксид и сшивающий соагент в случае, когда упомянутый по меньшей мере один эластомер представляет собой диеновый эластомер, такой как гидрированный нитрильный каучук (HNBR).
9. Анод по п. 1 или 2, отличающийся тем, что упомянутый электропроводящий наполнитель выбран из группы, состоящей из углеродной сажи, графита, вспученного графита, углеродных волокон, углеродных нанотрубок, графена и их смесей, и присутствует в упомянутой композиции с массовой долей между 1% и 6%.
10. Способ изготовления анода по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он содержит:
a) расплавное компаундирование, без испарения растворителя, в закрытом смесителе или экструдере, упомянутого активного материала и упомянутых добавок, содержащих упомянутое связующее и упомянутое органическое соединение в твердом состоянии, с получением упомянутой композиции в сшиваемом состоянии, причем этот активный материал предпочтительно содержит по меньшей мере одно соединение или комплекс, такое как графит или литированный оксид титана; и
b) сшивание и, необязательно, горячее формование этой композиции с получением упомянутой сшитой композиции.
11. Способ изготовления по п. 10, отличающийся тем, что этап a) осуществляют подмешиванием упомянутого связующего в предварительно приготовленную порошковую смесь других компонентов композиции, например, при температуре между 80°C и 120°C в закрытом смесителе.
12. Способ изготовления по п. 10 или 11, отличающийся тем, что этап b) осуществляют горячим прессованием упомянутой сшиваемой композиции.
13. Способ изготовления по п. 10, отличающийся тем, что он далее содержит этап c) прокатки упомянутой сшитой композиции с тем, чтобы нанести ее на металлический токоотвод, которым снабжен упомянутый анод.
14. Литий-ионная батарея, содержащая по меньшей мере один аккумулятор, содержащий анод, катод и электролит на основе соли лития и неводного растворителя, отличающаяся тем, что упомянутый анод выполнен по любому из пп. 1-9.
15. Литий-ионная батарея по п. 14, отличающаяся тем, что упомянутый растворитель электролита содержит упомянутое по меньшей мере одно нелетучее органическое соединение анода.
16. Литий-ионная батарея по п. 14 или 15, отличающаяся тем, что упомянутый анод содержит металлический токоотвод, контактирующий с по меньшей мере одной пленкой, выполненной из упомянутой полимерной композиции.
17. Литий-ионная батарея по п. 14, отличающаяся тем, что упомянутый катод основан на активном материале, содержащем по меньшей мере одно литированное полианионное соединение или комплекс с рабочим напряжением ниже 4 В и предпочтительно с углеродным покрытием, такое как литированный фосфат металла М формулы LiMPO4, где M является, например, атомом железа.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1252252 | 2012-03-13 | ||
FR1252252A FR2988225B1 (fr) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Anode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et cette batterie l'incorporant. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013110007A RU2013110007A (ru) | 2014-09-10 |
RU2621310C2 true RU2621310C2 (ru) | 2017-06-01 |
Family
ID=47757514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013110007A RU2621310C2 (ru) | 2012-03-13 | 2013-03-05 | Анод для аккумулятора литий-ионной батареи, способ его изготовления и содержащая его батарея |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9112200B2 (ru) |
EP (1) | EP2639860B1 (ru) |
JP (1) | JP6298239B2 (ru) |
KR (1) | KR101905919B1 (ru) |
CN (1) | CN103311499B (ru) |
AR (1) | AR090290A1 (ru) |
BR (1) | BR102013005776B1 (ru) |
CA (1) | CA2808178C (ru) |
DK (1) | DK2639860T3 (ru) |
ES (1) | ES2618025T3 (ru) |
FR (1) | FR2988225B1 (ru) |
HU (1) | HUE032556T2 (ru) |
MX (1) | MX345475B (ru) |
PL (1) | PL2639860T3 (ru) |
PT (1) | PT2639860T (ru) |
RU (1) | RU2621310C2 (ru) |
ZA (1) | ZA201301783B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798050C1 (ru) * | 2022-10-17 | 2023-06-14 | Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") | Способ приготовления активной массы отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2985857B1 (fr) | 2012-01-17 | 2014-01-03 | Hutchinson | Cathode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et cette batterie l'incorporant. |
FR2988225B1 (fr) * | 2012-03-13 | 2014-03-28 | Hutchinson | Anode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et cette batterie l'incorporant. |
KR102069655B1 (ko) | 2014-02-19 | 2020-01-23 | 허친슨 | 전극 조성물 또는 자기적 특성을 갖는 조성물의 제조방법, 이에 의하여 제조되는 혼합물 및 조성물 및 전극 |
CN103972489A (zh) * | 2014-05-15 | 2014-08-06 | 吉林大学 | 锂离子二次电池负极材料、制备方法及锂离子电池 |
KR102305509B1 (ko) * | 2014-07-22 | 2021-09-28 | 씨-나노 테크놀로지 리미티드 | 배터리용 전극 조성물 |
KR101673763B1 (ko) | 2015-04-30 | 2016-11-07 | 현대자동차주식회사 | 전고체 리튬이온 전지 양극 및 이를 포함하는 전고체 리튬이온 전지 |
WO2017052086A1 (ko) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | 주식회사 엘지화학 | 카본블랙 분산액 및 이의 제조방법 |
US11171324B2 (en) | 2016-03-15 | 2021-11-09 | Honda Motor Co., Ltd. | System and method of producing a composite product |
US11383213B2 (en) | 2016-03-15 | 2022-07-12 | Honda Motor Co., Ltd. | System and method of producing a composite product |
FR3054728B1 (fr) * | 2016-07-26 | 2018-08-17 | Hutchinson | Anode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et cette batterie l'incorporant |
WO2018033820A1 (en) * | 2016-08-17 | 2018-02-22 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
KR102489858B1 (ko) * | 2016-12-28 | 2023-01-17 | 니폰 제온 가부시키가이샤 | 비수계 2 차 전지 부극용 슬러리 조성물 및 그 제조 방법, 비수계 2 차 전지용 부극, 및 비수계 2 차 전지 |
CN109845005B (zh) | 2017-03-22 | 2022-04-08 | 株式会社Lg化学 | 正极活性材料预分散体组合物、二次电池用正极以及包含该正极的锂二次电池 |
US11081684B2 (en) | 2017-05-24 | 2021-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Production of carbon nanotube modified battery electrode powders via single step dispersion |
US20190036102A1 (en) | 2017-07-31 | 2019-01-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Continuous production of binder and collector-less self-standing electrodes for li-ion batteries by using carbon nanotubes as an additive |
US10658651B2 (en) | 2017-07-31 | 2020-05-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Self standing electrodes and methods for making thereof |
US11121358B2 (en) | 2017-09-15 | 2021-09-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for embedding a battery tab attachment in a self-standing electrode without current collector or binder |
US11201318B2 (en) | 2017-09-15 | 2021-12-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for battery tab attachment to a self-standing electrode |
FR3072214A1 (fr) | 2017-10-09 | 2019-04-12 | Hutchinson | Composition d'electrode et procede de preparation pour batterie lithium-ion, electrode et batterie l'incorporant |
US20200083560A1 (en) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Flexible lithium-ion battery |
US11535517B2 (en) | 2019-01-24 | 2022-12-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of making self-standing electrodes supported by carbon nanostructured filaments |
US11352258B2 (en) | 2019-03-04 | 2022-06-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Multifunctional conductive wire and method of making |
US11325833B2 (en) | 2019-03-04 | 2022-05-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Composite yarn and method of making a carbon nanotube composite yarn |
US11539042B2 (en) | 2019-07-19 | 2022-12-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Flexible packaging with embedded electrode and method of making |
DE102019135049A1 (de) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Lithiumionen-Batterie und Verfahren zur Herstellung einer Lithiumionen-Batterie |
US11066305B1 (en) | 2020-11-13 | 2021-07-20 | ionobell Inc | Porous silicon manufactured from fumed silica |
US11584653B2 (en) | 2020-11-13 | 2023-02-21 | Ionobell, Inc. | Silicon material and method of manufacture |
US20220380606A1 (en) | 2021-05-25 | 2022-12-01 | Ionobell, Inc. | Silicon material and method of manufacture |
US11799075B2 (en) | 2021-10-12 | 2023-10-24 | Ionobell, Inc. | Silicon battery and method for assembly |
WO2023114211A2 (en) | 2021-12-13 | 2023-06-22 | Ionobell, Inc. | Porous silicon material and method of manufacture |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040258991A1 (en) * | 2003-06-20 | 2004-12-23 | Young-Min Choi | Anode composition for lithium battery, and anode and lithium battery using the same |
JP2006190507A (ja) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Nitto Denko Corp | リチウム二次電池 |
RU2358358C1 (ru) * | 2005-04-19 | 2009-06-10 | Эл Джи Кем, Лтд. | Электрод с повышенной безопасностью, изготовленный введением сшиваемого полимера, и электрохимическое устройство, содержащее такой электрод |
CN101709132A (zh) * | 2009-08-24 | 2010-05-19 | 陕西易莱德新材料科技有限公司 | 用于柔性阳极的复合导电聚合物及其制备工艺 |
US20110081601A1 (en) * | 2008-02-20 | 2011-04-07 | Carl Freudenberg Kg | Nonwoven Fabric Having Cross-Linking Material |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1250457A (fr) | 1959-10-02 | 1961-01-13 | Ibm | Appareil destiné à la séparation et à l'entraînement de feuilles |
US5749927A (en) | 1996-05-24 | 1998-05-12 | W. R. Grace & Co. -Conn. | Continuous process to produce lithium-polymer batteries |
JP4108136B2 (ja) * | 1997-03-11 | 2008-06-25 | 日本ゼオン株式会社 | 導電性エラストマーフィルム、その製造方法、および導電性エラストマー組成物 |
DE19713072A1 (de) * | 1997-03-27 | 1998-10-01 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern für Lithiumionenbatterien |
JP2000348710A (ja) * | 1999-06-07 | 2000-12-15 | Japan Energy Corp | 非水系二次電池用電極および製造方法 |
AU2002211378A1 (en) * | 2000-10-06 | 2002-04-22 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | High performance lithium or lithium ion cell |
DE10118639B4 (de) * | 2001-04-12 | 2007-06-14 | Dilo Trading Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Trilaminaten für Polymer-Lithium Batterien |
US6939383B2 (en) | 2002-05-03 | 2005-09-06 | 3M Innovative Properties Company | Method for making electrode |
JP3661945B2 (ja) * | 2002-07-24 | 2005-06-22 | ソニー株式会社 | 二次電池用正極およびそれを備えた二次電池 |
US7767349B2 (en) * | 2005-07-25 | 2010-08-03 | 3M Innovative Properties Company | Alloy compositions for lithium ion batteries |
KR101386163B1 (ko) * | 2007-07-19 | 2014-04-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 복합 음극활물질, 이를 채용한 음극 및 리튬 전지 |
JP5436896B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2014-03-05 | 日本化学工業株式会社 | リチウムリン系複合酸化物炭素複合体、その製造方法、リチウム二次電池用正極活物質及びリチウム二次電池 |
FR2985857B1 (fr) * | 2012-01-17 | 2014-01-03 | Hutchinson | Cathode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et cette batterie l'incorporant. |
FR2988225B1 (fr) * | 2012-03-13 | 2014-03-28 | Hutchinson | Anode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et cette batterie l'incorporant. |
-
2012
- 2012-03-13 FR FR1252252A patent/FR2988225B1/fr active Active
-
2013
- 2013-02-27 CA CA2808178A patent/CA2808178C/fr active Active
- 2013-03-05 RU RU2013110007A patent/RU2621310C2/ru active
- 2013-03-06 EP EP13158009.4A patent/EP2639860B1/fr active Active
- 2013-03-06 ZA ZA2013/01783A patent/ZA201301783B/en unknown
- 2013-03-06 HU HUE13158009A patent/HUE032556T2/en unknown
- 2013-03-06 PT PT131580094T patent/PT2639860T/pt unknown
- 2013-03-06 PL PL13158009T patent/PL2639860T3/pl unknown
- 2013-03-06 DK DK13158009.4T patent/DK2639860T3/en active
- 2013-03-06 ES ES13158009.4T patent/ES2618025T3/es active Active
- 2013-03-07 JP JP2013045323A patent/JP6298239B2/ja active Active
- 2013-03-08 AR ARP130100763A patent/AR090290A1/es unknown
- 2013-03-08 CN CN201310074341.9A patent/CN103311499B/zh active Active
- 2013-03-11 BR BR102013005776A patent/BR102013005776B1/pt active IP Right Grant
- 2013-03-12 US US13/797,004 patent/US9112200B2/en active Active
- 2013-03-13 KR KR1020130026500A patent/KR101905919B1/ko active IP Right Grant
- 2013-03-13 MX MX2013002857A patent/MX345475B/es active IP Right Grant
-
2015
- 2015-07-30 US US14/813,637 patent/US9666855B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040258991A1 (en) * | 2003-06-20 | 2004-12-23 | Young-Min Choi | Anode composition for lithium battery, and anode and lithium battery using the same |
KR20040110665A (ko) * | 2003-06-20 | 2004-12-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지용 음극 조성물과 이를 채용한 음극 및 리튬 전지 |
JP2006190507A (ja) * | 2005-01-04 | 2006-07-20 | Nitto Denko Corp | リチウム二次電池 |
RU2358358C1 (ru) * | 2005-04-19 | 2009-06-10 | Эл Джи Кем, Лтд. | Электрод с повышенной безопасностью, изготовленный введением сшиваемого полимера, и электрохимическое устройство, содержащее такой электрод |
US20110081601A1 (en) * | 2008-02-20 | 2011-04-07 | Carl Freudenberg Kg | Nonwoven Fabric Having Cross-Linking Material |
CN101709132A (zh) * | 2009-08-24 | 2010-05-19 | 陕西易莱德新材料科技有限公司 | 用于柔性阳极的复合导电聚合物及其制备工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 2006190507 A, 20.07.2006:. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798050C1 (ru) * | 2022-10-17 | 2023-06-14 | Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") | Способ приготовления активной массы отрицательного электрода литий-ионного аккумулятора |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ZA201301783B (en) | 2013-11-27 |
ES2618025T3 (es) | 2017-06-20 |
CA2808178A1 (fr) | 2013-09-13 |
US20130244098A1 (en) | 2013-09-19 |
EP2639860B1 (fr) | 2016-12-28 |
CA2808178C (fr) | 2018-10-02 |
US9666855B2 (en) | 2017-05-30 |
FR2988225A1 (fr) | 2013-09-20 |
DK2639860T3 (en) | 2017-03-20 |
FR2988225B1 (fr) | 2014-03-28 |
US20150340684A1 (en) | 2015-11-26 |
JP2013191557A (ja) | 2013-09-26 |
PT2639860T (pt) | 2017-03-23 |
CN103311499A (zh) | 2013-09-18 |
BR102013005776B1 (pt) | 2020-05-05 |
HUE032556T2 (en) | 2017-09-28 |
EP2639860A1 (fr) | 2013-09-18 |
KR101905919B1 (ko) | 2018-10-08 |
AR090290A1 (es) | 2014-11-05 |
MX2013002857A (es) | 2013-10-15 |
JP6298239B2 (ja) | 2018-03-20 |
CN103311499B (zh) | 2017-06-09 |
PL2639860T3 (pl) | 2017-06-30 |
BR102013005776A2 (pt) | 2016-04-05 |
KR20130105474A (ko) | 2013-09-25 |
MX345475B (es) | 2017-02-01 |
RU2013110007A (ru) | 2014-09-10 |
US9112200B2 (en) | 2015-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2621310C2 (ru) | Анод для аккумулятора литий-ионной батареи, способ его изготовления и содержащая его батарея | |
US10230094B2 (en) | Cathode for a cell of a lithium-ion battery, its manufacturing process and the battery incorporating it | |
EP2642577B1 (en) | Positive electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery including positive electrode active material | |
US6174621B1 (en) | Electroactive high storage capacity polyacetylene-co-polysulfur materials and electrolytic cells containing same | |
EP3235046B1 (en) | Electrolyte composition comprising fluorinated carbonate, and battery comprising the same | |
KR101499586B1 (ko) | 상온형 Na/S 전지 | |
CN103296280A (zh) | 正极合剂层形成用组合物的制造方法及锂离子二次电池的制造方法 | |
CN108140878B (zh) | 用作离子循环电池的电解质中的添加剂的化合物 | |
KR102445690B1 (ko) | 용해성 중합체, 리튬 염, 및 선택된 할로겐화된 중합체를 포함하는 고체 중합체 전해질, 및 이를 포함하는 배터리 | |
KR102280793B1 (ko) | 밀도 제어된 유기 화합물 기반의 리튬 이차 전지 및 그 제조 방법 | |
US20220263114A1 (en) | Solid polymer electrolyte comprising a polyalkene carbonate | |
CN104300115A (zh) | 一种用于锰酸锂离子电池组的电池的阴极 | |
KR20230032400A (ko) | 고분자 겔 전해질, 및 이를 포함하는 리튬금속전지 | |
KR20240017057A (ko) | 폴리부타디엔-기반 폴리머와 폴리노보르넨-기반 폴리머의 블렌드를 포함하는 전극 결합제, 이를 포함하는 전극, 및 이들의 전기화학적 용도 | |
CN104956526A (zh) | 锂离子二次电池用负极材料 |