RU2634689C2 - Аноды для литий-ионного аккумулятора, содержащие частицы графенового углерода - Google Patents

Аноды для литий-ионного аккумулятора, содержащие частицы графенового углерода Download PDF

Info

Publication number
RU2634689C2
RU2634689C2 RU2015144284A RU2015144284A RU2634689C2 RU 2634689 C2 RU2634689 C2 RU 2634689C2 RU 2015144284 A RU2015144284 A RU 2015144284A RU 2015144284 A RU2015144284 A RU 2015144284A RU 2634689 C2 RU2634689 C2 RU 2634689C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
anode
particles
ion battery
battery according
Prior art date
Application number
RU2015144284A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015144284A (ru
Inventor
Ноэль Р. ВАНЬЕР
Дэвид Б. ЭСЭЙ
Курт Г. ОЛСОН
Эдвард Ф. РАКИЕВИЧ
Дунхай ВАН
Жань И
Original Assignee
Ппг Индастриз Огайо, Инк.
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 Ппг Индастриз Огайо, Инк. filed Critical Ппг Индастриз Огайо, Инк.
Publication of RU2015144284A publication Critical patent/RU2015144284A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2634689C2 publication Critical patent/RU2634689C2/ru

Links

Images

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
    • H01M4/133—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
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15—Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182—Graphene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/387—Tin or alloys based on tin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00—Structure or properties of graphene
    • C01B2204/04—Specific amount of layers or specific thickness
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00—Structure or properties of graphene
    • C01B2204/06—Graphene nanoribbons
    • C01B2204/065—Graphene nanoribbons characterized by their width or by their aspect ratio
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, а именно к материалу для изготовления анодов литий-ионных аккумуляторов, содержащих частицы графенового углерода, который получен термически из углеродсодержащих материалов-предшественников, подвергнутых нагреву в термической зоне до температуры по меньшей мере 1000°С. Также предложен литий-ионный аккумулятор, содержащий анод, выполненный из заявленного материала, который включает в себя смеси металлических частиц, способных реагировать с литием, а именно Si и/или Sn, а также частицы графенового углерода и связующее. Использование частиц графенового углерода в аноде обеспечивает повышение энергоемкости аккумулятора и циклируемости, что является техническим результатом изобретения. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к электродам для литий-ионного аккумулятора, содержащим частицы графенового углерода.
Предпосылки создания изобретения
Литий-ионные аккумуляторы хорошо известны. В качестве активного материала для литий-ионных аккумуляторов было предложено использовать кремний из-за его очень большой теоретической удельной емкости, которая более чем на порядок превышает теоретическую емкость обычно используемых коммерческих углеродных анодов. Олово также предлагалось использовать в качестве активного материала из-за его большой удельной емкости. Проблема с этими материалами заключается в том, что, когда они аккумулируют литий, происходит значительное их расширение, что может привести к растрескиванию и дроблению во время циклов зарядки-разрядки аккумулятора. Поэтому показатель сохранения емкости оказывается низким, поскольку растрескавшийся и раздробленный активный материал теряет электрический контакт с анодами аккумулятора.
Краткое раскрытие сущности изобретения
Согласно одному аспекту изобретения предложен анодный материал для литий-ионного аккумулятора, содержащий способные реагировать с литием металлические частицы, частицы графенового углерода и связующее.
Согласно другому аспекту изобретения предложен литий-ионный аккумулятор, содержащий анод, катод, разделитель между анодом и катодом, и электролит в контакте с анодом и катодом, где анод содержит способные реагировать с литием металлические частицы, частицы графенового углерода и связующее.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен частично схематичный вид сбоку в разрезе литий-ионного аккумулятора, включающего анод, содержащий частицы графенового углерода в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 и фиг. 3 приведены графики удельной емкости в зависимости от числа циклов для различных тестируемых аккумуляторов.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1 схематически проиллюстрирован литий-ионный аккумулятор 100 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Аккумулятор 100 включает в себя анод 20, катод 10, разделитель 40 между анодом и катодом и электролит 30 в контакте с анодом и катодом. Предусмотрен электрический контакт между корпусом 50 и анодом 20. Клемма 60 находится в электрическом контакте с катодом 10.
Катод 10 может быть изготовлен из любого известного электропроводного материала, обычно используемого в литий-ионных аккумуляторах, такого как медь или другие металлы. Электролит 30 может содержать любой известный материал электролита, обычно используемый в литий-ионных аккумуляторах, такой как литийсодержащие соли электролита, растворенные в органических растворителях. Примеры литийсодержащих солей электролита включают LiClO4, LiAsF6, LiPF6, LiBF4, LiB(С6Н5)4, LiB(C2O4)2, CH3SO3Li, CF3SO3Li, LiCl, LiBr и тому подобное. Примеры органических растворителей включают пропиленкарбонат, этиленкарбонат, диэтилкарбонат, диметилкарбонат, 1,2-диметоксиэтан, 1,2-диэтоксиэтан, γ-бутиролактон, тетрагидрофуран, 2-метилтетрагидрофуран, 1,3-диоксолан, 4-метил-1,3-диоксолан, простой диэтиловый эфир, сульфолан, метилсульфолан, ацетонитрил, пропионитрил, анизол, ацетат, бутират, пропионат и тому подобное. В некоторых вариантах осуществления могут использоваться циклические карбонаты, такие как пропиленкарбонат, или цепочечные карбонаты, такие как диметилкарбонат и диэтилкарбонат. Эти органические растворители могут использоваться по отдельности или в виде комбинации двух или более типов. В некоторых вариантах осуществления электролит 30 может также содержать добавки или стабилизаторы, такие как VC (винилкарбонат), VEC (винилэтиленкарбонат), ЕА (этиленацетат), ТРР (трифенилфосфат), фосфазены, LiBOB, LiBETI, LiTFSI, BP (бифенил), PS (пропиленсульфит), ES (этиленсульфит), АМС (аллилметилкарбонат) и APV (дивиниладипат).
В соответствии с вариантами осуществления изобретения анод содержит электропроводящую подложку, такую как медная фольга или другая металлическая фольга, имеющая покрытие, содержащее частицы графенового углерода по настоящему изобретению, нанесенное на одну или обе ее стороны. Анодный материал, содержащий частицы графенового углерода, может включать в себя смесь из частиц графенового углерода с частицами, способными реагировать с литием, такими как Si и/или Sn, и связующее.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления анодный материал содержит 15-85% масс. способных реагировать с литием металлических частиц, 3-75% масс. частиц графенового углерода и 3-60% масс. связующего. Например, способные реагировать с литием металлические частицы могут составлять 25-70% масс. или 30-50% масс. В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода могут составлять 10-60% масс. или 30-50% масс.
В некоторых вариантах осуществления способные реагировать с литием металлические частицы содержат Si, Sn или их сочетание. Способные реагировать с литием металлические частицы, как правило, могут иметь средний размер частицы менее 1000 нм, например 5-200 нм или 10-120 нм.
В некоторых вариантах осуществления связующее анодного материала содержит полимер. Например, полимерное связующее может включать в себя поли(акриловую кислоту) (РАА), акрилатные полимеры, содержащие более 5% масс., акриловой кислоты, карбоксиметилцеллюлозу, полиметакриловую кислоту, акрилатные полимеры, содержащие более 5% масс., метакриловой кислоты, поливинилиденфторид (PVDF), политетрафторэтилен (PTFE), дисперсии акрилового латекса и тому подобное.
Частицы графенового углерода, используемые в анодах по настоящему изобретению, могут быть получены из коммерческих источников, например от Angstron, XG Sciences и из других коммерческих источников. В некоторых вариантах осуществления, подробно описанных ниже, частицы графенового углерода могут быть получены термическим образом в соответствии со способами и установкой, описанными в заявках США 13/249,315 и US 13/309,894, которые включены в настоящий документ посредством ссылки.
Используемый в настоящем документе термин «частицы графенового углерода» означает частицы углерода, имеющие структуры, содержащие один или более слоев планарных листов толщиной в один атом sp2-связанных атомов углерода, которые плотно упакованы в сотовой кристаллической решетке. Среднее число упакованных слоев может быть менее 100, например менее 50. В некоторых вариантах осуществления среднее число упакованных слоев составляет 30 или менее, например 20 или менее, 10 или менее или в некоторых случаях 5 или менее. Частицы графенового углерода могут быть, по существу, плоскими, однако по меньшей мере часть планарных листов могут быть, по существу, изогнутыми, скрученными, смятыми или выпуклыми. Частицы обычно не обладают сфероидальной или равноосной морфологией.
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода, присутствующие в анодных композициях по настоящему изобретению, имеют толщину, измеренную в направлении, перпендикулярном слоям атомов углерода, не более 10 нм, не более 5 нм, или в некоторых вариантах осуществления не более 4 нм или 3 нм, или 2 нм, или 1 нм, например не более 3,6 нм. В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода могут иметь толщину от 1 атомного слоя до 3, 6, 9, 12, 20 или 30 атомных слоев или более. В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода, присутствующие в композициях по настоящему изобретению, имеют ширину и длину, измеренные в направлении, параллельном слоям атомов углерода, по меньшей мере 50 нм, например более 100 нм, в некоторых случаях от 100 нм до 500 нм, или от 100 нм до 200 нм. Частицы графенового углерода могут быть представлены в виде сверхтонких хлопьев, пластинок или листов, имеющих сравнительно большие аспектные отношения (аспектное отношение определяется как отношение наибольшего размера частицы к наименьшему размеру частицы), превышающие 3:1, например более 10:1.
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода, используемые в анодных композициях по настоящему изобретению, имеют относительно низкое содержание кислорода. Например, частицы графенового углерода, используемые в некоторых вариантах осуществления композиций по настоящему изобретению, даже в случае, когда их толщина не превышает 5 или не превышает 2 нм, могут иметь содержание кислорода не более 2% атомной массы, как, например, не более 1,5% или 1% атомной массы, или не более 0,6% атомной массы, как, например, примерно 0,5% атомной массы. Содержание кислорода графеновых углеродных частиц можно определить с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, например, как описано D.R. Dreyer et al., Chem. Soc. Rev. 39, 228-240 (2010).
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода, используемые в анодных композициях по настоящему изобретению, имеют удельную поверхность по БЭТ по меньшей мере 50 м2/г, например 70-1000 м2/г, или в некоторых случаях 200-1000 м2/г или 200-400 м2/г. Используемый в настоящем документе термин «удельная поверхность по БЭТ» относится к удельной поверхности, определенной по адсорбции азота в соответствии со стандартом ASTMD 3663-78 на основе метода Брунауэра-Эммета-Теллера, описанного в журнале «The Journal of the American Chemical Society», 60, 309 (1938).
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода, используемые в анодных композициях по настоящему изобретению, имеют отношение пиков 2D/G рамановской спектроскопии по меньшей мере 1:1, например по меньшей мере 1,2:1 или 1,3:1. Используемый в настоящем документе термин «отношение пиков 2D/G» обозначает отношение интенсивности пика 2D при 2692 см-1 к интенсивности пика G при 1580 см-1.
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода, используемые в анодных композициях по настоящему изобретению, имеют относительно низкую объемную плотность. Например, частицы графенового углерода, используемые в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, характеризуются наличием объемной плотности (насыпной плотности) менее 0,2 г/см3, например не более 0,1 г/см3. Для целей настоящего изобретения объемная плотность частиц графенового углерода определяется путем помещения 0,4 г частиц графенового углерода в стеклянный мерный цилиндр, имеющий считываемую шкалу. Цилиндр поднимают приблизительно на один дюйм (2,5 см) и постукивают 100 раз, ударяя основание цилиндра о твердую поверхность, чтобы позволить частицам графенового углерода осесть внутри цилиндра. Затем измеряют объем частиц и объемную плотность вычисляют делением 0,4 г на измеренный объем, при этом объемная плотность выражается в г/см3.
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода, используемые в анодных композициях по настоящему изобретению, имеют плотность в прессованном состоянии и процент уплотнения, меньшие, чем плотность в прессованном состоянии и процент уплотнения графитового порошка и некоторых типов, по существу, плоских частиц графенового углерода. В настоящее время полагают, что более низкая плотность в прессованном состоянии и более низкий процент уплотнения способствуют лучшей дисперсии и/или реологическим свойствам, чем у частиц графенового углерода, демонстрирующих более высокую плотность в прессованном состоянии и более высокий процент уплотнения. В некоторых вариантах осуществления плотность в прессованном состоянии частиц графенового углерода составляет 0,9 или менее, например менее 0,8, менее 0,7, например от 0,6 до 0,7. В некоторых вариантах осуществления процент уплотнения частиц графенового углерода составляет менее 40%, например менее 30%, например от 25 до 30%.
Для целей настоящего изобретения плотность в прессованном состоянии частиц графенового углерода рассчитывают по измеренной толщине заданной массы частиц после прессования. В частности, измеренная толщина определяется с помощью подвергания 0,1 г частиц графенового углерода холодному прессованию под действием 15000 фунтов силы в 1,3 см матрице в течение 45 мин, при этом контактное давление составляет 500 МПа. Плотность в прессованном состоянии частиц графенового углерода затем вычисляют по данной измеренной толщине согласно следующему уравнению: Плотность в прессованном состоянии (г/см3)=(0,1 г)/[(П*(1,3 см/2)2*(измеренная толщина в см)]
Процент уплотнения частиц графенового углерода далее определяется как отношение вычисленной плотности в прессованном состоянии частиц графенового углерода, как определено выше, к 2,2 г/см3, что является плотностью графита.
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода имеют измеренную объемную жидкую электропроводность по меньшей мере 100 мкСм, например по меньшей мере 120 мкСм, например по меньшей мере 140 мкСм, непосредственно после смешивания и в последующие моменты времени, например через 10 мин, или 20 мин, или 30 мин, или 40 мин. Для целей настоящего изобретения объемную жидкую электропроводность частиц графенового углерода определяют, как указано ниже. Во-первых, образец, содержащий 0,5% раствор частиц графенового углерода в бутилцеллозольве, обрабатывают ультразвуком в течение 30 мин с помощью ультразвуковой ванны. Сразу же после обработки ультразвуком образец помещают в стандартную калиброванную электрокондуктометрическую ячейку (К=1). Кондуктометр Fisher Scientific АВ 30 вводится в образец для измерения электропроводности образца. Строится график электропроводности на протяжении примерно 40 минут.
В некоторых вариантах осуществления слой материала для анода литий-ионного аккумулятора имеет толщину 5-500 мкм.
В некоторых вариантах осуществления слой материала для анода литий-ионного аккумулятора имеет толщину 20-200 мкм.
В некоторых вариантах осуществления материал для анода литий-ионного аккумулятора имеет удельное электросопротивление менее 250 Ом/квадрат.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления перколяция, определяемая как связанность дальнего действия, возникает между электропроводящими частицами графенового углерода. Такая перколяция может снижать удельное сопротивление композиций покрытий. Электропроводящие графеновые частицы могут занимать минимальный объем в покрытии, так что частицы образуют непрерывную или почти непрерывную сеть. В таком случае аспектные отношения частиц графенового углерода могут влиять на минимальный объем, необходимый для перколяции. Кроме того, поверхностная энергия частиц графенового углерода может быть аналогичной или сходной с поверхностной энергией эластомерного каучука. В противном случае частицы могут иметь тенденцию к флокуляции или расслоению при обработке.
Частицы графенового углерода, используемые в анодных композициях по настоящему изобретению, могут быть получены, например, термическими способами. В соответствии с вариантами осуществления изобретения термическим образом полученные частицы графенового углерода изготавливают из углеродсодержащих материалов-предшественников, которые нагревают до высоких температур в термической зоне, например в плазме. Углеродсодержащий предшественник, такой как углеводород, предоставленный в газообразной или жидкой форме, нагревают в термической зоне для получения частиц графенового углерода в термической зоне или ниже по потоку от нее. Например, термическим образом полученные частицы графенового углерода могут быть изготовлены с помощью систем и способов, описанных в патентных заявках США 13/249,315 и US 13/309,894.
В некоторых вариантах осуществления частицы графенового углерода могут быть получены с помощью установки и способа, описанных в патентной заявке США 13/249,315 в абзацах [0022]-[0048], в которой (i) одно или более вещество-предшественник углеводородов, способное образовывать двухуглеродные фрагментные соединения (такие как н-пропанол, этан, этилен, ацетилен, винилхлорид, 1,2-дихлорэтан, аллиловый спирт, пропионовый альдегид и/или винилбромид), вводят в термическую зону (такую как плазма); и (ii) углеводород нагревают в термической зоне до температуры по меньшей мере 1000°С с образованием частиц графенового углерода. В других вариантах осуществления частицы графенового углерода могут быть получены с помощью установки и способа, описанных в патентной заявке США 13/309,894 в абзацах [0015]-[0042], в которых (i) вещество-предшественник метана (такое как вещество, содержащее по меньшей мере 50% метана, или, в некоторых случаях, газообразный или жидкий метан по меньшей мере 95% или 99% чистоты или более) вводят в термическую зону (такую как плазма); и (ii) предшественник метана нагревают в термической зоне с образованием частиц графенового углерода. С помощью таких способов можно получать частицы графенового углерода, имеющие по меньшей мере некоторые, а в некоторых случаях и все, из характеристик, описанных выше.
Во время получения частиц графенового углерода описанными выше термическими способами получения углеродсодержащий предшественник подают в качестве загружаемого материала, который может приводиться в контакт с инертным газом-носителем. Углеродсодержащий материал-предшественник может быть нагрет в термической зоне, например с помощью плазменной установки. В некоторых вариантах осуществления материал-предшественник нагревают до температуры в диапазоне от 1000°С до 20000°С, например от 1200°С до 10000°С. Например, температура термической зоны может находиться в диапазоне 1500-8000°С, например от 2000°С до 5000°С. Хотя термическая зона может быть сформирована с помощью плазменной установки, следует понимать, что любая другая подходящая нагревательная система может использоваться для создания термической зоны, как например, различные типы печей, в том числе электронагреваемые трубчатые печи и тому подобное.
Газообразный поток может контактировать с одним или несколькими закалочными потоками, которые инжектируются в плазменную камеру через по меньшей мере одно отверстие для ввода закалочного потока. Закалочный поток может охлаждать газообразный поток, чтобы способствовать образованию частиц графенового углерода или регулировать размер или морфологию частиц графенового углерода. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения после контактирования потока газообразного продукта с закалочными потоками ультратонкие частицы могут пропускаться через суживающийся элемент. После выхода частиц графенового углерода из плазменной установки они могут быть собраны. Любые подходящие средства могут использоваться для отделения частиц графенового углерода от газового потока, например мешочный фильтр, циклонный сепаратор или осаждение на подложке.
Не связывая себя какой-либо теорией, в настоящее время считается, что вышеприведенные способы изготовления частиц графенового углерода особенно подходят для получения частиц графенового углерода, имеющих относительно малую толщину и относительно высокое аспектное отношение в комбинации с относительно низким содержанием кислорода, как описано выше. Кроме того, в настоящее время полагают, что такие способы образуют значительное количество частиц графенового углерода, имеющих, по существу, изогнутую, скрученную, смятую или выпуклую морфологию (называемую в настоящем документе «3D» морфология), в отличие от образования преимущественно частиц, имеющих, по существу, двумерную (или плоскую) морфологию. Как полагают, данная особенность отражена в описанных ранее свойствах плотности в прессованном состоянии и, как полагают, является полезной в настоящем изобретении, поскольку в настоящее время считается, что, когда значительная часть частиц графенового углерода имеет 3D морфологию, в композиции между частицами графенового углерода может быть простимулирован контакт «край с краем» и «край с поверхностью». Как полагают, это происходит, поскольку частицы, имеющие 3D морфологию, менее вероятно будут агрегированы в композиции (благодаря меньшим силам Ван-дер-Ваальса), чем частицы, имеющие двумерную морфологию. Кроме того, в настоящее время считается, что даже в случае контакта «поверхность с поверхностью» между частицами, имеющими 3D морфологию, поскольку частицы могут иметь более одной плоскости поверхности, вся поверхность частиц не участвует в единственном взаимодействии «поверхность с поверхностью» с другой единственной частицей, но вместо этого может участвовать во взаимодействиях с другими частицами, в том числе в других взаимодействиях «поверхность с поверхностью», в других плоскостях. В результате, в настоящее время полагают, что частицы графенового углерода, имеющие 3D морфологию, обеспечивают наилучший проводящий путь в композициях настоящего изобретения, и в настоящее время считаются полезными для получения свойств электропроводности, к которым стремятся варианты осуществления настоящего изобретения.
Следующие примеры предназначены для иллюстрации различных аспектов изобретения и не предназначены для ограничения объема изобретения.
Примеры
Изготавливали анодные материалы, содержащие смеси частиц кремния и различных типов частиц графенового углерода или частиц углеродной сажи в полимерном связующем. Частицы графенового углерода, использованные в образцах А и В, получали термическим способом, используя метан в качестве вещества-предшественника, как описано в патентной заявке США 13/309,894. Термическим образом полученные частицы графенового углерода образца А дополнительно обрабатывали раствором толуола, чтобы экстрагировать любые остаточные низкомолекулярные углеводородные загрязнители. Графеновыми частицами, использованными в образце С, были частицы XG300, коммерчески доступные от XG Sciences. Частицами углеродной сажи, использованными в образце D, были коммерчески доступные частицы углеродной сажи Super Р.
Электрохимические испытания проводили на образцах A-D с использованием дисковых элементов типа 2016-типа, которые были собраны в заполненном аргоном сухом перчаточном боксе (MBraun, Inc.) с Si электродом в качестве рабочего электрода и металлическим Li в качестве противоэлектрода. Рабочие электроды получали литьем суспензии, состоящей из 40% масс. частиц Si (50 нм наночастицы от Sigma), 40% масс. графеновых частиц или частиц углеродной сажи и 20% масс. связующего поли(акриловой кислоты) (РАА). 1 моль L-1 LiPF6 в смеси этиленкарбоната, диэтилкарбоната и диметилкарбоната (EC:DEC:DMC, 2:1:2 об. %) и 10% масс. фторэтиленкарбоната (FEC) использовали в качестве электролита (Novolyte Technologies, Индепенденс, Огайо). Электрохимические характеристики оценивали по гальваностатическим циклам зарядки/разрядки на тестере аккумуляторов Arbin ВТ-2000 при комнатной температуре при различных плотностях тока в диапазоне напряжений от 1,5 до 0,01 В относительно Li+/Li. Плотность тока и удельную емкость рассчитывали на основе массы только Si.
Протоколы испытаний включали следующую интенсивность испытания: первые 7 циклов испытания с использованием плотности тока 1 А/г; после этого использовали плотность тока 2 А/г.
На фиг. 2 проиллюстрированы электрохимические характеристики образцов материалов A-D, содержащих частицы графенового углерода различных типов или частицы углеродной сажи при различных протоколах испытаний в режиме постоянного тока. На основании результатов, показанных на фиг. 2, видно, что образцы А и В, содержащие термически полученные графеновые частицы, характеризуются лучшим сохранением емкости, чем образцы С и D, содержащие, соответственно, коммерчески доступные графен и углеродную сажу. Образец А также показывает более высокую удельную емкость, чем образец С.
Протоколы испытаний для данных, приведенных на фиг. 3, являются следующими: для емкости, ограниченной 1600 мАч/г, постоянный ток 1 А/г использовали как для процессов литирования (разрядка), так и делитирования (зарядка); для емкости, ограниченной 3000 мАч/г, использовали постоянный ток 400 мА/г для процесса литирования (разрядка), тогда как постоянный ток 1 А/г использовали для процесса делитирования (зарядка), чтобы имитировать реальное использование анодных материалов в полностью заряженном аккумуляторе.
На фиг. 3 проиллюстрированы электрохимические характеристики образца А при протоколе испытаний в режиме постоянной емкости. На фиг. 3 показано, что образец А хорошо сохраняет емкость до 100 циклов в испытаниях с емкостью, ограниченной, соответственно, 1600 мАч/г и 3000 мАч/г.
Для целей данного подробного описания следует понимать, что изобретение может предполагать различные альтернативные варианты и последовательности стадий, за исключением тех случаев, когда явным образом указано противоположное. Более того, за исключением любых рабочих примеров или тех случаев, когда указано иное, все числа, выражающие, например, количества компонентов, использованные в описании и формуле изобретения, следует понимать как во всех случаях предваряемые термином «приблизительно». Соответственно, если не указано противоположное, числовые параметры, изложенные в приведенном описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приблизительными и могут варьироваться в зависимости от желаемых свойств, получения которых добиваются в настоящем изобретении. По меньшей мере и не в качестве попытки ограничить применение доктрины эквивалентов к объему формулы изобретения, каждый числовой параметр должен рассматриваться по меньшей мере в свете указанного числа значащих цифр и с применением обычных методов округления.
Несмотря на то что численные диапазоны и параметры, определяющие широкий объем настоящего изобретения, являются приблизительными, представленные в конкретных примерах численные величины указаны настолько точно, насколько это возможно. Однако любое числовое значение по самой своей природе включает определенную погрешность, с неизбежностью возникающую в результате наличия стандартного отклонения, обнаруживаемого при его измерениях в соответствующих испытаниях.
Кроме того, следует понимать, что любой числовой диапазон, приведенный в настоящем документе, предполагает включение всех поддиапазонов, попадающих в его пределы. Например, диапазон «от 1 до 10» предполагает включение всех поддиапазонов между (и включая) приведенным минимальным значением «1» и приведенным максимальным значением «10», то есть имеющие минимальное значение, равное 1 или больше, и максимальное значение, равное 10 или меньше.
В данной заявке использование единственного числа включает также множественное число, а множественное число включает в себя единственное число, если специально не указано иное. Кроме того, в данной заявке использование «или» означает «и/или», если специально не указано иное, несмотря на то, что в некоторых случаях выражение «и/или» может использоваться в явном виде.
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что в настоящее изобретение можно внести изменения, не отступая от принципов, раскрытых в предшествующем описании. Предполагается, что такие модификации включены в следующую формулу изобретения, если только в пунктах формулы изобретения явно не указано обратное. Соответственно, конкретные варианты осуществления, описанные здесь в деталях, носят исключительно иллюстративный характер и не ограничивают объем изобретения, который определяется прилагаемой формулой изобретения и всеми без исключения ее эквивалентами.

Claims (26)

1. Материал для анода литий-ионного аккумулятора, содержащий:
- способные реагировать с литием металлические частицы;
- частицы графенового углерода, термически полученные из углеродсодержащих материалов-предшественников, подвергнутых нагреву в термической зоне до температуры по меньшей мере 1000°С; и
- связующее.
2. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 1, содержащий 15-85 мас.% способных реагировать с литием металлических частиц, 3-75 мас.% частиц графенового углерода и 3-60 мас.% связующего.
3. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 2, в котором способные реагировать с литием металлические частицы составляют 25-70 мас.% и частицы графенового углерода составляют 10-60 мас.%.
4. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 2, в котором способные реагировать с литием металлические частицы составляют 30-50 мас.% и частицы графенового углерода составляют 30-50 мас.%.
5. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 1, в котором графеновые частицы имеют аспектные отношения, превышающие 5:1.
6. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 1, в котором графеновые частицы имеют среднюю толщину 0,3-6 нм.
7. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 1, в котором способный реагировать с литием металл включает Si, Sn или их комбинации.
8. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 1, в котором способные реагировать с литием металлические частицы содержат Si, причем средний размер частиц составляет менее 1000 нм.
9. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 8, в котором частицы, содержащие Si, имеют средний размер 5-200 нм.
10. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 8, в котором частицы, содержащие Si, имеют средний размер 10-120 нм.
11. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 1, в котором связующее содержит полимер.
12. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 11, в котором полимер содержит поли(акриловую кислоту).
13. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 1, где материал для анода аккумулятора имеет вид слоя на электропроводящей подложке.
14. Материал дня анода литий-ионного аккумулятора по п. 13, где электропроводящая подложка включает металлическую фольгу.
15. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 13, в котором слой материала для анода аккумулятора имеет толщину 5-500 мкм.
16. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 13, в котором слой материала для анода аккумулятора имеет толщину 20-200 мкм.
17. Материал для анода литий-ионного аккумулятора по п. 13, в котором материал для анода аккумулятора имеет удельное электросопротивление менее 250 Ом/квадрат.
18. Литий-ионный аккумулятор, содержащий:
- анод;
- катод;
- разделитель между анодом и катодом; и
- электролит, контактирующий с анодом и катодом, при этом анод содержит способные реагировать с литием металлические частицы, частицы графенового углерода, термически полученные из углеродсодержащих материалов-предшественников, подвергнутых нагреву в термической зоне до температуры по меньшей мере 1000°С, и связующее.
19. Литий-ионный аккумулятор по п. 18, в котором анод содержит 15-85 мас.% способных реагировать с литием металлических частиц, 3-75 мас.% частиц графенового углерода и 3-60 мас.% связующего.
RU2015144284A 2013-03-15 2014-03-07 Аноды для литий-ионного аккумулятора, содержащие частицы графенового углерода RU2634689C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/836,415 2013-03-15
US13/836,415 US11430979B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Lithium ion battery anodes including graphenic carbon particles
PCT/US2014/021817 WO2014150006A1 (en) 2013-03-15 2014-03-07 Lithium ion battery anodes including graphenic carbon particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015144284A RU2015144284A (ru) 2017-04-24
RU2634689C2 true RU2634689C2 (ru) 2017-11-03

Family

ID=50424751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015144284A RU2634689C2 (ru) 2013-03-15 2014-03-07 Аноды для литий-ионного аккумулятора, содержащие частицы графенового углерода

Country Status (15)

Country Link
US (2) US11430979B2 (ru)
EP (1) EP2973793B1 (ru)
KR (2) KR102084836B1 (ru)
CN (1) CN105051948B (ru)
AU (1) AU2014237619B2 (ru)
BR (1) BR112015023111A2 (ru)
CA (1) CA2903497C (ru)
HK (1) HK1211744A1 (ru)
MX (1) MX384896B (ru)
MY (1) MY168699A (ru)
PL (1) PL2973793T3 (ru)
RU (1) RU2634689C2 (ru)
SG (1) SG11201506720YA (ru)
UA (1) UA116373C2 (ru)
WO (1) WO2014150006A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2759843C1 (ru) * 2020-05-22 2021-11-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Элементарная ячейка литий-ионного аккумулятора и аккумулятор на ее основе
RU2823264C1 (ru) * 2020-01-14 2024-07-22 Эвоник Оперейшенс ГмбХ Защитный слой для металлического электрода и литиевая аккумуляторная батарея, содержащая его

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10294375B2 (en) 2011-09-30 2019-05-21 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrically conductive coatings containing graphenic carbon particles
US9761903B2 (en) 2011-09-30 2017-09-12 Ppg Industries Ohio, Inc. Lithium ion battery electrodes including graphenic carbon particles
US10240052B2 (en) * 2011-09-30 2019-03-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Supercapacitor electrodes including graphenic carbon particles
US10763490B2 (en) 2011-09-30 2020-09-01 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods of coating an electrically conductive substrate and related electrodepositable compositions including graphenic carbon particles
US9938416B2 (en) 2011-09-30 2018-04-10 Ppg Industries Ohio, Inc. Absorptive pigments comprising graphenic carbon particles
WO2016069996A2 (en) * 2014-10-31 2016-05-06 Ppg Industries Ohio, Inc. Lithium ion battery electrodes including graphenic carbon particles
CA2966208C (en) * 2014-10-31 2020-09-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Supercapacitor electrodes including graphenic carbon particles
US10707526B2 (en) 2015-03-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
KR102264691B1 (ko) * 2017-08-11 2021-06-15 (주)엘지에너지솔루션 리튬금속과 무기물 복합층을 이용한 전리튬화
WO2020068134A1 (en) 2018-09-30 2020-04-02 Seeo, Inc. High-energy cathode material particles with oxy-fluoride surfaces for aqueous processing
CN118929646A (zh) 2019-02-20 2024-11-12 Ppg工业俄亥俄公司 含有石墨烯碳纳米粒子和分散剂树脂的分散体
CN115881894A (zh) * 2021-09-28 2023-03-31 中国石油化工股份有限公司 一种硅碳负极极片及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090117467A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 Aruna Zhamu Nano graphene platelet-based composite anode compositions for lithium ion batteries
US20090269667A1 (en) * 2006-05-31 2009-10-29 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. Porous Electrically Conductive Carbon Material And Uses Thereof
US20100143798A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Aruna Zhamu Nano graphene reinforced nanocomposite particles for lithium battery electrodes
WO2010074243A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 積水化学工業株式会社 電極用炭素粒子の製造方法、電極用炭素粒子及びリチウムイオン二次電池用負極材料
RU2459319C1 (ru) * 2011-07-08 2012-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Высокие технологии" Способ получения наноструктурированного многослойного трехмерного композитного материала для отрицательного электрода литий-ионной батареи, композитный материал, отрицательный электрод и литий-ионная батарея
RU2011134730A (ru) * 2011-08-19 2013-02-27 ЮГ Инвестмент Лтд. Нанокомпозитный электрохимический конденсатор и способ его изготовления

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO176885C (no) 1992-04-07 1995-06-14 Kvaerner Eng Anvendelse av rent karbon i form av karbonpartikler som anodemateriale til aluminiumfremstilling
FR2701267B1 (fr) 1993-02-05 1995-04-07 Schwob Yvan Procédé pour la fabrication de suies carbonées à microstructures définies.
US6821500B2 (en) 1995-03-14 2004-11-23 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Thermal synthesis apparatus and process
FR2764280B1 (fr) 1997-06-06 1999-07-16 Yvan Alfred Schwob Procede pour la fabrication de carbone 60
SI20397A (sl) 1999-10-19 2001-04-30 Kemijski inštitut Postopek priprave ogljikove anode za litijeve ionske akumulatorje
EP1129990A1 (en) 2000-02-25 2001-09-05 Lucent Technologies Inc. Process for controlled growth of carbon nanotubes
US7071258B1 (en) 2002-10-21 2006-07-04 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plates
US20050271574A1 (en) 2004-06-03 2005-12-08 Jang Bor Z Process for producing nano-scaled graphene plates
US20060093885A1 (en) 2004-08-20 2006-05-04 Krusic Paul J Compositions containing functionalized carbon materials
US20070045116A1 (en) 2005-08-26 2007-03-01 Cheng-Hung Hung Electrodepositable coating compositions and related methods
US20100072430A1 (en) 2005-10-14 2010-03-25 Gergely John S Compositions of carbon nanosheets and process to make the same
US7437146B2 (en) * 2006-03-31 2008-10-14 Sybase 365, Inc. System and method for providing feedback to wireless device users
WO2007117503A2 (en) 2006-04-07 2007-10-18 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Preparing nanoparticles and carbon nanotubes
US7754184B2 (en) 2006-06-08 2010-07-13 Directa Plus Srl Production of nano-structures
US7745528B2 (en) 2006-10-06 2010-06-29 The Trustees Of Princeton University Functional graphene-rubber nanocomposites
US7892514B2 (en) 2007-02-22 2011-02-22 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing nano-scaled graphene and inorganic platelets and their nanocomposites
US20090022649A1 (en) 2007-07-19 2009-01-22 Aruna Zhamu Method for producing ultra-thin nano-scaled graphene platelets
KR20090026568A (ko) 2007-09-10 2009-03-13 삼성전자주식회사 그라펜 시트 및 그의 제조방법
AU2008314512B2 (en) 2007-10-19 2014-07-24 University Of Wollongong Process for the preparation of graphene
KR100923304B1 (ko) 2007-10-29 2009-10-23 삼성전자주식회사 그라펜 시트 및 그의 제조방법
US7790285B2 (en) 2007-12-17 2010-09-07 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene platelets with a high length-to-width aspect ratio
US8883114B2 (en) 2007-12-26 2014-11-11 Nanotek Instruments, Inc. Production of ultra-thin nano-scaled graphene platelets from meso-carbon micro-beads
JP5623293B2 (ja) 2008-02-05 2014-11-12 ザ、トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシティ 高炭素対酸素比の官能化グラフェンシート
KR101040967B1 (ko) 2008-08-22 2011-06-16 한국과학기술연구원 그라핀 리본의 제조 방법
US8114375B2 (en) 2008-09-03 2012-02-14 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing dispersible nano graphene platelets from oxidized graphite
FR2943660B1 (fr) 2009-03-25 2011-04-29 Commissariat Energie Atomique Procede d'elaboration de graphene
US20100301212A1 (en) 2009-05-18 2010-12-02 The Regents Of The University Of California Substrate-free gas-phase synthesis of graphene sheets
US20100323113A1 (en) 2009-06-18 2010-12-23 Ramappa Deepak A Method to Synthesize Graphene
GB0913011D0 (en) 2009-07-27 2009-09-02 Univ Durham Graphene
US8697230B2 (en) * 2009-08-31 2014-04-15 Kyushu University Graphene sheet and method for producing the same
JP5692794B2 (ja) * 2010-03-17 2015-04-01 独立行政法人産業技術総合研究所 透明導電性炭素膜の製造方法
US20120006440A1 (en) * 2010-07-08 2012-01-12 Lmk Enterprises, Inc. Apparatus and method for lining a pipe junction
GB201014707D0 (en) * 2010-09-03 2010-10-20 Nexeon Ltd Electroactive material
US9558860B2 (en) 2010-09-10 2017-01-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Graphene-enhanced anode particulates for lithium ion batteries
US8796361B2 (en) 2010-11-19 2014-08-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Adhesive compositions containing graphenic carbon particles
US10256458B2 (en) * 2011-04-01 2019-04-09 Georgia Tech Research Corporation Curved two-dimensional nanocomposites for battery electrodes
KR101878735B1 (ko) * 2011-07-29 2018-07-17 삼성전자주식회사 그래핀의 제조방법
US8486363B2 (en) 2011-09-30 2013-07-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Production of graphenic carbon particles utilizing hydrocarbon precursor materials

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090269667A1 (en) * 2006-05-31 2009-10-29 Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. Porous Electrically Conductive Carbon Material And Uses Thereof
US20090117467A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 Aruna Zhamu Nano graphene platelet-based composite anode compositions for lithium ion batteries
WO2009061685A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-14 Nanotek Instruments, Inc. Nano graphene platelet-based composite anode compositions for lithium ion batteries
US20100143798A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Aruna Zhamu Nano graphene reinforced nanocomposite particles for lithium battery electrodes
WO2010074243A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 積水化学工業株式会社 電極用炭素粒子の製造方法、電極用炭素粒子及びリチウムイオン二次電池用負極材料
RU2459319C1 (ru) * 2011-07-08 2012-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "Высокие технологии" Способ получения наноструктурированного многослойного трехмерного композитного материала для отрицательного электрода литий-ионной батареи, композитный материал, отрицательный электрод и литий-ионная батарея
RU2011134730A (ru) * 2011-08-19 2013-02-27 ЮГ Инвестмент Лтд. Нанокомпозитный электрохимический конденсатор и способ его изготовления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2823264C1 (ru) * 2020-01-14 2024-07-22 Эвоник Оперейшенс ГмбХ Защитный слой для металлического электрода и литиевая аккумуляторная батарея, содержащая его
RU2759843C1 (ru) * 2020-05-22 2021-11-18 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Элементарная ячейка литий-ионного аккумулятора и аккумулятор на ее основе

Also Published As

Publication number Publication date
US11430979B2 (en) 2022-08-30
KR102084836B1 (ko) 2020-03-04
CN105051948B (zh) 2018-03-09
US20220416228A1 (en) 2022-12-29
US20140272591A1 (en) 2014-09-18
MY168699A (en) 2018-11-29
CA2903497A1 (en) 2014-09-25
CN105051948A (zh) 2015-11-11
PL2973793T3 (pl) 2018-11-30
UA116373C2 (uk) 2018-03-12
WO2014150006A1 (en) 2014-09-25
MX2015012851A (es) 2016-02-03
HK1211744A1 (en) 2016-05-27
SG11201506720YA (en) 2015-09-29
AU2014237619A1 (en) 2015-09-17
KR20170134780A (ko) 2017-12-06
BR112015023111A2 (pt) 2017-07-18
MX384896B (es) 2025-03-14
CA2903497C (en) 2018-08-14
RU2015144284A (ru) 2017-04-24
EP2973793A1 (en) 2016-01-20
AU2014237619B2 (en) 2017-03-09
KR20150119275A (ko) 2015-10-23
EP2973793B1 (en) 2018-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220416228A1 (en) Lithium ion battery anodes including graphenic carbon particles
US9761903B2 (en) Lithium ion battery electrodes including graphenic carbon particles
Xu et al. A two-step method for preparing Li 4 Ti 5 O 12–graphene as an anode material for lithium-ion hybrid capacitors
JP5769278B2 (ja) リチウムイオン電池用負極及びリチウムイオン電池
CN104508892A (zh) 锂离子二次电池
JP2007227367A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2021144955A (ja) グラフェン系炭素粒子を含むリチウムイオンバッテリ電極
Sun et al. Nanodiamond-modified separators and optimized graphene anodes for highly enhanced performance of lithium-ion batteries
KR102767364B1 (ko) 하이브리드 복합체 및 물과 계면활성제를 이용한 하이브리드 복합체의 제조방법
KR102757389B1 (ko) 리튬이온 이차 전지용 음극
KR102440125B1 (ko) 하이브리드 복합체 및 혼합 박리 및 재적층을 이용한 하이브리드 복합체의 제조방법
Kim et al. Unraveling the impact of CNT on electrode expansion in silicon-based lithium-ion batteries
JP6747281B2 (ja) 負極活物質材料、負極活物質材料の製造方法、負極及び電池
JP2017016774A (ja) リチウムイオン二次電池負極及び二次電池
KR102785838B1 (ko) 상 조절된(Phase-controlled) 나노시트 적층 구조체, 하이브리드 복합체 및 이들의 제조방법
Min Effect of graphite particle size distribution on the degradation of graphite-silicon electrodes
Jung Optimization of Full Cell Formulation Factors Based on Silicon–Graphite Composite Negative Electrode