RU2758366C1 - Композитный слой шариков из активного материала - Google Patents
Композитный слой шариков из активного материала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2758366C1 RU2758366C1 RU2020124761A RU2020124761A RU2758366C1 RU 2758366 C1 RU2758366 C1 RU 2758366C1 RU 2020124761 A RU2020124761 A RU 2020124761A RU 2020124761 A RU2020124761 A RU 2020124761A RU 2758366 C1 RU2758366 C1 RU 2758366C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- active material
- binder
- particles
- composite layer
- beads
- Prior art date
Links
- 239000011149 active material Substances 0.000 title claims abstract description 159
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 99
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 43
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 55
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 6
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 5
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002409 silicon-based active material Substances 0.000 description 1
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- 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
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
-
- 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
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—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
- H01M4/40—Alloys based on alkali metals
- H01M4/405—Alloys based on lithium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—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
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- 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
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
-
- 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
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- 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)
- Composite Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Изобретение относится к композитному слою для электрохимического устройства, в частности к композитному слою с шариками из активного материала, которые сформированы из активных материалов с большим изменением объема во время электрохимических реакций. Композитный слой содержит множество шариков из активного материала, каждый из шариков активного материала включает в себя множество частиц первого активного материала, первый электропроводящий материал и внутреннее связующее вещество, причем частицы первого активного материала и первый электропроводящий материал склеены внутренним связующим веществом, где изменение объема частиц первого активного материала во время процессов зарядки и разрядки составляет от 15% до 400%; причем частицы первого активного материала являются частицами активного материала на основе кремния или литий-никель-марганцевого кобальта (NMC), и частицы активного материала на основе кремния включают в себя весь активный материал, содержащий кремний, такой как элементарный кремний или оксид кремния (SiOx); второй электропроводящий материал, расположенный снаружи шариков из активного материала; и внешнее связующее вещество, склеивающее шарики из активного материала и второй электропроводящий материал. Причем эластичность внутреннего связующего вещества меньше, чем эластичность внешнего связующего вещества, внутреннее связующее вещество включает сшитый полимер, который выбирается из полиимида (PI), акриловой смолы, эпоксидной смолы или их сочетаний, и внешнее связующее вещество включает линейный полимер, который выбирается из поливинилиденфторида (PVDF), поливинилиденфторида гексафторпропилена (PVDF-HFP), стирол-бутадиена (SBR), натрий-карбоксиметилцеллюлозы (CMC) или их сочетаний. При этом объемное содержание первого электропроводящего материала в шариках из активного материала больше, чем объемное содержание второго электропроводящего материала в общем объеме композитного слоя, кроме шариков из активного материала. Техническим результатом предлагаемого изобретения является то, что при условии сохранения соотношения электропроводящих материалов и связующего вещества, объемное расширение частиц активного материала можно эффективно контролировать во время процессов зарядки и разрядки, а также решение проблем пустот и сохранение гибкости композитного слоя и улучшение удельной емкости, электропроводности и ионной проводимости. 11 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Description
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка испрашивает приоритет по заявке на патент Тайваня 108127691, поданной в Тайваньское патентное ведомство 5 августа 2019 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композитному слою для электрохимического устройства, в частности к композитному слою с шариками из активного материала, которые сформированы из активных материалов с большим изменением объема во время электрохимических реакций.
Предшествующий уровень техники
Теоретическая емкость обычных графит-углеродных материалов отрицательного электрода литий-ионных аккумуляторов составляет всего 372 мАч/г, что ограничивает возможности улучшения плотности энергии таких аккумуляторов. Современные исследования сфокусированы на кремнии, имеющем емкость до 4200 мАч/г.
Однако, когда в качестве отрицательного электрода используется элементарный кремний, во время процессов зарядки и разрядки может происходить большое (до 300%) изменение объема, что может легко привести к образованию пустотной границы между электролитом и молекулярным кремнием, что вызовет постоянное снижение производительности электрода. Возможные проблемы, вызванные образованием пустотной границы, могут включать:
a. Уменьшение электронной проводимости: расширение кремния разъединяет контакты электропроводящих материалов; и
b. Уменьшение ионной проводимости: независимо от того, является электролит твердым или жидким, из-за пустотной зоны, образованной расширением кремния, расстояние переноса ионов увеличивается или контактное сопротивление границы существенно возрастает.
В настоящее время наиболее распространенным способом реализации кремниевого отрицательного электрода является смешивание кремниевого материала и графитового материала (5-10% кремниевого материала плюс 95-90% графитового материала). Затем добавляют электропроводящий материал и связующее вещество для формирования слоя отрицательного электрода из смешанного кремний-графитового покрытия толщиной около 80-85 микрон. Вышеупомянутое соотношение кремниевого материала можно изменять в соответствии с требуемой плотностью энергии, а толщину также можно менять в соответствии с процессом нанесения покрытия.
Теоретически, чтобы эффективно контролировать изменение объема кремниевых материалов и уменьшить образуемые этим изменением объема пустоты и связанные с этим проблемы, для создания сильной адгезии используется жесткое связующее вещество, такое как сшитый полимер. Следовательно, изменение объема кремниевых материалов во время процессов зарядки и разрядки будет контролироваться. Однако, чтобы увеличить емкость, количество электропроводящего материала и связующего вещества не должно быть слишком большим, а пропорция активного материала может быть максимально увеличена. Кроме того, чтобы облегчить нанесение покрытия на большую площадь, доля жесткого связующего вещества не должна быть слишком высокой. Такие материалы сделают электродный слой хрупким и легко растрескивающимся, что со временем приведет к короткому замыканию.
Кроме того, чем большее количество жесткого связующего вещества добавляется, тем больше увеличивается толщина электродного слоя. Он будет легче растрескиваться и труднее будет выполнить толстое покрытие. Следовательно, на практике сложно эффективно контролировать возникающие проблемы, вызванные пустотами с жестким связующим веществом. Все это приводит к снижению электропроводности и ионной проводимости.
Патент США № 8,263,265 использует способ редукции, такой как уменьшение диоксида кремния с помощью металлического магния. Затем проводят подкисление для удаления оксида магния и образования пористого углерод-кремниевого композита, который служит активным материалом отрицательного электрода. Следовательно, достигается высокая емкость и отличная степень сохранения емкости. Однако в этом патенте в основном используются пористые композиты для поглощения объемного расширения кремниевого материала. Хотя они и могут частично справиться с проблемой пустот, они все равно не могут эффективно контролироваться и полностью преодолевать проблемы.
Следовательно, данное изобретение для преодоления обычных недостатков предлагает совершенно новый композитный слой шариков из активного материала.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей данного изобретения является создание композитного слоя шариков из активного материала для преодоления вышеуказанных недостатков. Более высокое соотношение жесткого связующего вещества используется для образования шариков из активного материала. Следовательно, большое изменение объема активного материала во время процессов зарядки и разрядки эффективно контролируется, и проблема пустот и связанные с ними проблемы могут быть решены.
Также еще одной целью данного изобретения является создание композитного слоя шариков из активного материала, который включает в себя внутреннее связующее вещество с высоким сопротивлением расширению внутри шариков из активного материала и внешнее связующее вещество с более высокой эластичностью снаружи шариков из активного материала. Следовательно, в случае регулирования объемного расширения частиц активного материала эластичность композитного слоя сохраняется, а такие показатели, как удельная емкость, электрическая проводимость и ионная проводимость – улучшаются. Для реализации вышеупомянутых преимуществ настоящее изобретение раскрывает композитный слой шариков из активного материала, который включает в себя множество шариков из активного материала, а также второй электропроводящий материал и внешнее связующее вещество, расположенные снаружи шариков из активного материала. Внешнее связующее вещество склеивает шарики активного материала и второй электропроводящий материал. Шарики из активного материала включают в себя множество частиц первого активного материала, первый электропроводящий материал и внутреннее связующее вещество. Эластичность внутреннего связующего вещества меньше, чем эластичность внешнего связующего вещества, и объемное содержание первого электропроводящего материала внутри шариков активного материала больше, чем объемное содержание второго электропроводящего материала в общем объеме, кроме шариков из активного материала. Существенное изменение объема частиц активного материала во время процессов зарядки и разрядки эффективно контролируется различной эластичностью внутреннего связующего вещества и внешнего связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением. Проблема пустот и связанные с ними проблемы могут быть решены, а эластичность композитного слоя сохраняется. Кроме того, шарики из активного материала по данному изобретению включают в себя множество частиц второго активного материала с характеристикой материала, отличной от характеристики материала частиц первого активного материала. Кроме того, композитный слой шариков из активного материала по настоящему изобретению дополнительно включает частицы третьего активного материала внутри шариков из активного материала. Частицы третьего активного материала имеют характеристики материала, отличные от характеристик материала частиц первого активного материала.
Дальнейший объем применимости настоящего изобретения станет очевидным из подробного описания, приведенного ниже. Однако следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, хотя и указывают предпочтительные варианты осуществления изобретения, даны только в качестве иллюстрации, поскольку различные изменения и модификации в пределах сущности и объема изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники из этого подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже только для иллюстрации, и, таким образом, не ограничивающего настоящее изобретение, в котором:
На Фиг. 1 показана принципиальная схема композитного слоя шариков из активного материала по настоящему изобретению.
Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему шарика из активного материала по данному изобретению.
Фиг. 3 - принципиальная схема другого варианта осуществления шарика из активного материала по данному изобретению.
Фиг. 4 - принципиальная схема другого варианта осуществления композитного слоя шариков из активного материала по данному изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пожалуйста, обратитесь к фигурам 1 и 2, которые являются принципиальной схемой композитного слоя шариков из активного материала в соответствии с данным изобретением и схемой шарика из активного материала в соответствии с данным изобретением, соответственно. Композитный слой шариков из активного материала 20 по настоящему изобретению состоит из предварительно сформированных шариков из активного материала 10, внешнего связующего вещества 23 и второго электропроводящего материала 22.
Предварительно сформированный шарик из активного материала 10 включает в себя множество частиц первого активного материала 11, первый электропроводящий материал 12 и внутреннее связующее вещество 13. Средний диаметр частиц D50 частиц первого активного материала 11 не превышает 60% диаметра шарика из активного материала 10. Например, если диаметр шарика из активного материала 10 составляет 50-60 микрометров, то средний диаметр частиц D50 частиц первого активного материала 11 будет составлять 30-36 микрометров. Частицы первого активного материала 11 являются частицами активного материала с большим изменением объема во время реакций извлечения и введения. Изменение объема частиц первого активного материала 11 во время процессов зарядки и разрядки составляет от 15% до 400%. Например, частицы первого активного материала 11 могут быть выбраны из частиц активного материала на основе кремния с изменением объема более чем на 200% или литий-никель-марганцевого кобальта (NMC). Частицы активного материала на основе кремния включают в себя весь активный материал, содержащий кремний, такой как элементарный кремний или оксид кремния (SiOx). Частицы первого активного материала 11, первый электропроводящий материал 12 и внутреннее связующее вещество 13 смешиваются для образования шарика из активного материала 10 со средним диаметром частиц D50, не превышающим 70% толщины слоя композитного электрода. Шарик из активного материала 10 предварительно формируется таким образом, чтобы он имел сферическую форму. В последующем описании композитный слой шариков из активного материала может представлять собой электродный слой. Следует подчеркнуть, что шарики из активного материала 10 изготавливаются путем группировки или дробления и смешивания посредством обработки шаровой мельницей. Поэтому так называемые сферы являются только примерами и не ограничиваются строго сферической формой, и сферы могут иметь не только идеальное круглое сечение или правильную сферическую форму. Трехмерная форма любой сферы, приблизительной сферы или другой несферы должна также быть включена в объем изобретения. Внутреннее связующее вещество 13 главным образом включает в себя сшитый полимер, то есть содержание сшитого полимера в объемном процентном соотношении внутреннего связующего вещества является самым высоким. Например, объемное содержание сшитого полимера в первом связующем веществе составляет более 70%. Кроме того, при более высокой пропорции первого электропроводящего материала 12 и внутреннего связующего вещества 13 он может обеспечить достаточно высокое усилие ограничения расширения и электропроводность. В обычном электродном слое (в примере, где кремний и/или оксид кремния (Si/SiOx) и графит непосредственно смешаны), объемное содержание электропроводящего материала составляет около 5%, связующего вещества – около 7%, а объемное содержание активных материалов, включая кремний и/или оксид кремния (Si/SiOx) и графит, составляет около 88%. Однако в этом изобретении объемное содержание первого электропроводящего материала 12 в шариках из активного материала 10 составляет от 7% до 10%, а объемное содержание внутреннего связующего вещества 13 в шариках из активного материала 10 составляет от 10% до 15%. Следовательно, с бóльшим количеством внутреннего связующего вещества 13, основным компонентом которого является связующее вещество с меньшей эластичностью (также называемое жестким связующим веществом), такое как сшитый полимер, оно может значительно увеличить силу ограничения расширения для эффективного управления существенным изменением объема активных материалов в процессе зарядки и разрядки. С другой стороны, внутреннее связующее вещество 13 может также включать связующее вещество с большей эластичностью, такое как линейный полимер. Внутреннее связующее вещество 13 может иметь 10% линейного полимера и 90% сшитого полимера в объемном процентном соотношении. Это означает, что объемное содержание линейного полимера слоя внутреннего связующего вещества 13 меньше, чем объемное содержание сшитого полимера внутреннего связующего вещества 13.
Первый электропроводящий материал 12 может включать искусственный графит, технический углерод, ацетиленовую сажу, графен, углеродные нанотрубки, углеродное волокно, выращенное из паровой фазы (VGCF), или их комбинацию. Внутреннее связующее вещество 13 представляет собой в основном сшитый полимер с сильной физической или химической адгезией и с меньшей эластичностью. Например, внутреннее связующее вещество 13 может также иметь хорошего донора электронов с кислотным радикалом, включая полиимид (PI), акриловую смолу, эпоксидную смолу или их сочетания. При вышеупомянутом большем количестве связующего вещества внутреннее связующее вещество 13 с высокой жесткостью может быть использовано для ограничения частиц активного материала 11, чтобы контролировать масштаб расширения частиц активного материала после зарядки и разрядки. Следовательно, не подлежащую устранению пустую зону можно будет контролировать или же ее появления удастся избежать.
Пожалуйста, обратитесь к фигуре 3, на которой изображено множество частиц второго активного материала 21, добавленных в шарики активного материала 10. Характеристики материала частиц второго активного материала 21 отличаются от характеристик материала частиц первого активного материала 11. Например, частицы второго активного материала 21
могут быть выбраны из активных материалов, которые также имеют хорошую электропроводность, таких как графит. Благодаря тому, что графит обладает более высокой электропроводностью, количество используемого первого электропроводящего материала 12 может быть уменьшено для повышения плотности энергии. Большее количество жесткого внутреннего связующего вещества 13, то есть связующего вещества с меньшей эластичностью, и первого электропроводящего материала 12 уменьшит способность композитного слоя к изгибу, а также ограничит уменьшение соотношения оставшихся активных материалов. Следовательно, удельная емкость будет уменьшена. Однако шарики из активного материала 10 по настоящему изобретению являются только частью активных материалов в структуре электродного слоя, и они не будут вызывать таких проблем, то есть эти дефекты не будут влиять на структуру электродного слоя по настоящему изобретению, которая будет подробно описана ниже.
Чтобы более четко описать вышеупомянутые шарики из активного материала 10, последующее описание иллюстрирует только один возможный процесс их изготовления.
Частицы активного материала 11, первый электропроводящий материал 12 и внутреннее связующее вещество 13 смешивают с растворителем и затем наносят на временную подложку. Временная подложка удаляется после последовательной сушки и удаления растворителя. И затем путем дробления и использования шаровой мельницы можно получить шарики из активного материала 10 со средним диаметром частиц D50, не превышающим 70% толщины слоя композитного электрода. В следующем описании композитный слой шариков из активного материала представляет собой электродный слой. Пожалуйста, обратитесь к фигуре 1. Вышеупомянутые шарики из активного материала 10 и внешнее связующее вещество 23 могут быть смешаны для образования композитного слоя шариков из активного материала 20, который служит в качестве слоя электрохимического электрода, такого как отрицательный электрод. Средний диаметр частиц D50 шариков из активного материала 10 не превышает 70% толщины электродного слоя. Например, когда толщина электродного слоя составляет 90 микрометров, средний диаметр частиц D50 шариков из активного материала 10 не превышает 72 микрометра. Кроме того, эластичность внутреннего связующего вещества 13 отличается от эластичности внешнего связующего вещества 23. Эластичность внешнего связующего вещества 23 выше, чем эластичность внутреннего связующего вещества 13. То есть доля линейного полимера с лучшей эластичностью во внешнем связующем веществе 23 выше, чем доля линейного полимера во внутреннем связующем веществе 13. Линейный полимер с лучшей эластичностью внешнего связующего вещества 23 выбирается из поливинилиденфторида (PVDF), поливинилиденфторида гексафторпропилена (PVDF-HFP), стирол-бутадиена (SBR), натрий-карбоксиметилцеллюлозы (CMC) или их сочетаний.
Кроме того, обратитесь, пожалуйста, к фигуре 4. Композитный слой из шариков активного материала 20 дополнительно включает в себя множество частиц третьего активного материала 24 и второго электропроводящего материала 22. Характеристики материала частиц третьего активного материала 24, который может представлять собой углеродный материал, такой как графит, отличаются от характеристик материала частиц первого активного материала 11. Второй электропроводящий материал 22 может включать в себя искусственный графит, технический углерод, ацетиленовую сажу, графен, углеродные нанотрубки, углеродное волокно, выращенное из паровой фазы (VGCF) или их сочетания.
Состав первого электропроводящего материала 12 и второго электропроводящего материала 22 может быть одинаковым или различным. Например, объемный процент второго электропроводящего материала 22 составляет 1-1,5%, а объемный процент внешнего связующего вещества 23 - 2-4%. Частицы третьего активного материала 24 и частицы второго активного материала 21 могут быть выбраны из одинаковых или различных материалов.
Конечно, и внутреннее связующее вещество 13, и внешнее связующее вещество 23 могут содержать и жесткое связующее вещество (сшитый полимер) и линейный полимер с лучшей эластичностью, но в разной пропорции. Например, объемный процент сшитого полимера во внутреннем связующем веществе 13 больше, чем линейного полимера, а объемный процент линейного полимера во внешнем связующем веществе 23 больше, чем сшитого полимера. Сравнивая внутреннее связующее вещество 13 и внешнее связующее вещество 23, объемная доля линейного полимера во внешнем связующем веществе 23 больше, чем объемная доля линейного полимера во внутреннем связующем веществе 13.
Внешнее связующее вещество 23 в основном состоит из линейного полимера с лучшей эластичностью, так что общая структура электродного слоя все еще может иметь довольно хорошую гибкость. Хотя внутреннее связующее вещество 13 шариков активного материала 10 в основном состоит из жесткого связующего вещества, оно преимущественно используется для ограничения активных материалов, сформированных в сферу. Для всего электродного слоя это только внутренняя зернистая структура (средний диаметр частиц D50 шариков из активного материала 10 не превышает 70% толщины электродного слоя). Основная гибкость для всего электродного слоя все еще зависит от внешнего связующего вещества 23 (снаружи шариков из активного материала 10). Следовательно, общая структура электродного слоя все еще может иметь хорошую гибкость. Кроме того, частицы третьего активного материала 24 выбираются из графита. Из-за того, что графит обладает более высокой электропроводностью, количество используемого внешнего второго электропроводящего материала 22 может быть уменьшено для поддержания общей пропорции активных материалов. Другими словами, более высокая пропорция первого электропроводящего материала 12 сконцентрирована вблизи частиц первого активного материала 11. Для всего композитного слоя пропорция активных материалов не будет уменьшена из-за увеличения пропорции первого электропроводящего материала 12. Кроме того, в дополнение к вышеупомянутым компонентам, таким как шарики из активного материала, электропроводящие материалы, связующие вещества и т. д., оставшееся пространство в электродном слое заполнено электролитной системой. Эта электролитная система может быть твердым электролитом, жидким электролитом или их сочетанием. Соответственно, в данном изобретении композитный слой шариков из активного материала имеет разные характеристики внутри и снаружи шариков активного материала, например, различные типы внутреннего и внешнего активных материалов, различия в эластичности для внутреннего и внешнего связующих веществ, различия в пропорциях для внутренних и внешних электропроводящих материалов или даже концентрации ионов водорода во внутреннем связующем веществе отличаются от концентрации ионов водорода во внешнем связующем веществе. Например, когда частицы первого активного материала 11 в шариках активного материала 10 не являются нейтральными, то есть их pH не равен 7, можно выбрать подходящее связующее вещество на кислотной основе для его корректировки или модификации. Например, когда частицы первого активного материала 11 являются щелочными, для внутреннего связующего вещества 13 может быть использовано кислотное связующее вещество, соответствующее этой щелочности, для получения лучшей адгезии. В то же время, для внешнего связующего вещества может быть использован нейтральный материал, чтобы избежать повреждения, такого как коррозия, на подложке, которая впоследствии наносится на композитный слой активного материала.
Следующая таблица 1 иллюстрирует отдельные данные.
| Обычный Si/SiOx, смешанный с графитом |
Шарики из активного материала по данному изобретению смешанные с графитом |
|||
| Общий композитный слой |
Шарики из активного материала (100%) |
Пространство снаружи шариков из активного материала (100%) |
||
| Электропроводящий материал | 5% | 5% | 8% | 2-3% |
| Связующее вещество | 7% | 7% | 12% | 4-5% |
| Активные материалы | Si/SiOx плюс графит 88% |
88% Si/SiOx | 80% | Графит 92% |
Таблица 1
Следовательно, при условии сохранения соотношения электропроводящих материалов и связующего вещества, объемное расширение частиц активного материала можно эффективно контролировать во время процессов зарядки и разрядки. Кроме того, могут быть решены проблема пустот и связанные с ними проблемы. Также сохраняется гибкость композитного слоя, а также улучшаются удельная емкость, электропроводность и ионная проводимость.
Конечно, в приведенной выше Таблице 1 данные настоящего изобретения являются только схематической иллюстрацией и не предназначены для ограничения использования этим соотношением.
Таким образом, для описанного здесь изобретения будет очевидно, что его можно варьировать разными способами. Такие изменения не должны рассматриваться как отступление от сущности и объема изобретения, и все такие модификации, которые будут очевидны для специалиста в данной области техники, предназначены для включения в объем следующей формулы изобретения.
Claims (18)
1. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства, содержащий:
множество шариков из активного материала, каждый из шариков активного материала включает в себя множество частиц первого активного материала, первый электропроводящий материал и внутреннее связующее вещество, причем частицы первого активного материала и первый электропроводящий материал склеены внутренним связующим веществом, где изменение объема частиц первого активного материала во время процессов зарядки и разрядки составляет от 15% до 400%;
причем частицы первого активного материала являются частицами активного материала на основе кремния или литий-никель-марганцевого кобальта (NMC), и частицы активного материала на основе кремния включают в себя весь активный материал, содержащий кремний, такой как элементарный кремний или оксид кремния (SiOx);
второй электропроводящий материал, расположенный снаружи шариков из активного материала; и
внешнее связующее вещество, склеивающее шарики из активного материала и второй электропроводящий материал;
причем эластичность внутреннего связующего вещества меньше, чем эластичность внешнего связующего вещества, внутреннее связующее вещество включает сшитый полимер, который выбирается из полиимида (PI), акриловой смолы, эпоксидной смолы или их сочетаний, и внешнее связующее вещество включает линейный полимер, который выбирается из поливинилиденфторида (PVDF), поливинилиденфторида гексафторпропилена (PVDF-HFP), стирол-бутадиена (SBR), натрий-карбоксиметилцеллюлозы (CMC) или их сочетаний;
при этом объемное содержание первого электропроводящего материала в шариках из активного материала больше, чем объемное содержание второго электропроводящего материала в общем объеме композитного слоя, кроме шариков из активного материала.
2. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, в котором средний диаметр частиц D50 частиц первого активного материала не превышает 60% диаметра шарика из активного материала.
3. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, дополнительно включающий в себя множество частиц третьего активного материала с характеристиками материала, отличными от характеристик материала частиц первого активного материала, при этом частицы третьего активного материала расположены снаружи шариков активного материала и прикрепляются к шарикам активного материала внешним связующим веществом.
4. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 3, в котором частицы третьего активного материала выбираются из углеродного материала.
5. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, в котором композитный слой служит в качестве электрохимического электродного слоя.
6. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 5, в котором средний диаметр частиц D50 шариков из активного материала составляет не более 70% толщины электродного слоя.
7. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, в котором внутреннее связующее вещество дополнительно содержит линейный полимер, причем объемное содержание линейного полимера в слое внутреннего связующего вещества меньше объемного содержания сшитого полимера внутреннего связующего вещества.
8. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, в котором внешнее связующее вещество содержит сшитый полимер, причем объемное содержание сшитого полимера в слое внешнего связующего вещества меньше объемного содержания сшитого полимера во внутреннем связующем веществе.
9. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, в котором как внешнее связующее вещество, так и внутреннее связующее вещество включают линейный полимер, причем объемное содержание линейного полимера слоя внешнего связующего вещества превышает объемное содержание линейного полимера внутреннего связующего вещества.
10. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, в котором концентрация ионов водорода во внутреннем связующем веществе отличается от концентрации ионов водорода во внешнем связующем веществе.
11. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 1, в котором шарики из активного материала дополнительно включают множество частиц второго активного материала с характеристикой материала, отличающейся от характеристики материала частиц первого активного материала.
12. Композитный слой шариков из активного материала для электрохимического устройства по п. 11, в котором частицы второго активного материала выбираются из углерода.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW108127691 | 2019-08-05 | ||
| TW108127691A TWI735017B (zh) | 2019-08-05 | 2019-08-05 | 活性材料球複合層 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2758366C1 true RU2758366C1 (ru) | 2021-10-28 |
Family
ID=71620206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020124761A RU2758366C1 (ru) | 2019-08-05 | 2020-07-27 | Композитный слой шариков из активного материала |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11742476B2 (ru) |
| EP (1) | EP3772763B1 (ru) |
| JP (1) | JP7055844B2 (ru) |
| KR (1) | KR102464218B1 (ru) |
| ES (1) | ES2982685T3 (ru) |
| HU (1) | HUE067620T2 (ru) |
| MX (1) | MX2020008072A (ru) |
| PL (1) | PL3772763T3 (ru) |
| RU (1) | RU2758366C1 (ru) |
| TW (1) | TWI735017B (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2810105C1 (ru) * | 2022-01-04 | 2023-12-21 | Пролоджиум Текнолоджи Ко., Лтд. | Композитный шарик активного материала отрицательного электрода |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI735017B (zh) * | 2019-08-05 | 2021-08-01 | 輝能科技股份有限公司 | 活性材料球複合層 |
| TWI756556B (zh) * | 2019-08-05 | 2022-03-01 | 輝能科技股份有限公司 | 活性材料球極層結構 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2304324C2 (ru) * | 2002-11-29 | 2007-08-10 | Мицуи Майнинг Энд Смелтинг Ко., Лтд. | Отрицательный электрод для неводной вторичной батареи, способ изготовления отрицательного электрода и неводная вторичная батарея |
| RU2326468C1 (ru) * | 2004-02-07 | 2008-06-10 | Эл Джи Кем, Лтд. | Электрод, покрытый органическим/неорганическим композиционным пористым слоем, и содержащее его электрохимическое устройство |
| US20160006027A1 (en) * | 2013-05-07 | 2016-01-07 | Lg Chem Ltd. | Anode active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including the same |
| US20170033357A1 (en) * | 2014-04-09 | 2017-02-02 | Orange Power Ltd. | Negative electrode active material for secondary battery and method for manufacturig same |
| RU2672556C2 (ru) * | 2013-09-02 | 2018-11-16 | Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. | Батарея с твёрдым электролитом и способ получения активного материала электрода |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10188992A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-07-21 | Sony Corp | 非水電解液電池 |
| KR101375328B1 (ko) | 2007-07-27 | 2014-03-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | Si/C 복합물, 이를 포함하는 음극활물질 및 리튬전지 |
| KR101440883B1 (ko) * | 2007-10-02 | 2014-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극, 이의 제조 방법 및 이를 구비한 리튬 전지 |
| JP2009224239A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| JP5423725B2 (ja) | 2011-05-17 | 2014-02-19 | トヨタ自動車株式会社 | 正極活物質粒子及びその製造方法 |
| CN102324317B (zh) | 2011-09-14 | 2017-04-19 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种用于柔性固态超级电容器的电极及其制备方法 |
| CN103700827B (zh) * | 2012-09-27 | 2016-04-27 | 清华大学 | 锂离子电池正极复合材料及锂离子电池 |
| JP6267423B2 (ja) * | 2012-12-19 | 2018-01-24 | 三星エスディアイ株式会社SAMSUNG SDI Co., LTD. | リチウムイオン二次電池用の負極活物質層、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池用の負極合剤、及びリチウムイオン二次電池用負極活物質層の製造方法 |
| JP2015056336A (ja) | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 信越化学工業株式会社 | 複合体及びその製造方法、ならびに非水電解質二次電池 |
| WO2015102140A1 (ko) | 2014-01-06 | 2015-07-09 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| WO2015102139A1 (ko) | 2014-01-06 | 2015-07-09 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| US10340520B2 (en) | 2014-10-14 | 2019-07-02 | Sila Nanotechnologies, Inc. | Nanocomposite battery electrode particles with changing properties |
| KR102368307B1 (ko) | 2015-09-16 | 2022-03-02 | 삼성전자주식회사 | 전극 활물질, 이를 포함하는 전극 및 이차전지, 및 상기 전극 활물질의 제조방법 |
| JP6528666B2 (ja) | 2015-12-09 | 2019-06-12 | 株式会社村田製作所 | 正極活物質、正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
| US10734642B2 (en) * | 2016-03-30 | 2020-08-04 | Global Graphene Group, Inc. | Elastomer-encapsulated particles of high-capacity anode active materials for lithium batteries |
| CN107658450A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-02-02 | 江苏道赢科技有限公司 | 一种微胶囊型硅碳复合负极材料及其制备方法和应用 |
| JP7226323B2 (ja) | 2017-09-29 | 2023-02-21 | 日本ゼオン株式会社 | 全固体二次電池電極用複合粒子およびその製造方法、全固体二次電池用電極、並びに、全固体二次電池 |
| KR102259971B1 (ko) | 2017-10-20 | 2021-06-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 음극 활물질 및 이를 포함하는 전고체 전지용 음극 |
| TWI756556B (zh) * | 2019-08-05 | 2022-03-01 | 輝能科技股份有限公司 | 活性材料球極層結構 |
| TWI735017B (zh) * | 2019-08-05 | 2021-08-01 | 輝能科技股份有限公司 | 活性材料球複合層 |
| US20230216032A1 (en) * | 2022-01-04 | 2023-07-06 | Prologium Technology Co., Ltd. | Composite negative active material ball |
-
2019
- 2019-08-05 TW TW108127691A patent/TWI735017B/zh active
-
2020
- 2020-07-08 US US16/923,245 patent/US11742476B2/en active Active
- 2020-07-14 ES ES20185816T patent/ES2982685T3/es active Active
- 2020-07-14 EP EP20185816.4A patent/EP3772763B1/en active Active
- 2020-07-14 PL PL20185816.4T patent/PL3772763T3/pl unknown
- 2020-07-14 HU HUE20185816A patent/HUE067620T2/hu unknown
- 2020-07-22 KR KR1020200091237A patent/KR102464218B1/ko active Active
- 2020-07-27 RU RU2020124761A patent/RU2758366C1/ru active
- 2020-07-30 MX MX2020008072A patent/MX2020008072A/es unknown
- 2020-08-05 JP JP2020133050A patent/JP7055844B2/ja active Active
-
2023
- 2023-07-05 US US18/347,407 patent/US12142756B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2304324C2 (ru) * | 2002-11-29 | 2007-08-10 | Мицуи Майнинг Энд Смелтинг Ко., Лтд. | Отрицательный электрод для неводной вторичной батареи, способ изготовления отрицательного электрода и неводная вторичная батарея |
| RU2326468C1 (ru) * | 2004-02-07 | 2008-06-10 | Эл Джи Кем, Лтд. | Электрод, покрытый органическим/неорганическим композиционным пористым слоем, и содержащее его электрохимическое устройство |
| US20160006027A1 (en) * | 2013-05-07 | 2016-01-07 | Lg Chem Ltd. | Anode active material for lithium secondary battery, method of preparing the same, and lithium secondary battery including the same |
| RU2672556C2 (ru) * | 2013-09-02 | 2018-11-16 | Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. | Батарея с твёрдым электролитом и способ получения активного материала электрода |
| US20170033357A1 (en) * | 2014-04-09 | 2017-02-02 | Orange Power Ltd. | Negative electrode active material for secondary battery and method for manufacturig same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2810105C1 (ru) * | 2022-01-04 | 2023-12-21 | Пролоджиум Текнолоджи Ко., Лтд. | Композитный шарик активного материала отрицательного электрода |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230352666A1 (en) | 2023-11-02 |
| EP3772763B1 (en) | 2024-05-29 |
| EP3772763C0 (en) | 2024-05-29 |
| KR20210018757A (ko) | 2021-02-18 |
| MX2020008072A (es) | 2021-02-08 |
| KR102464218B1 (ko) | 2022-11-04 |
| BR102020015845A2 (pt) | 2021-02-17 |
| TW202107754A (zh) | 2021-02-16 |
| TWI735017B (zh) | 2021-08-01 |
| US11742476B2 (en) | 2023-08-29 |
| HUE067620T2 (hu) | 2024-10-28 |
| ES2982685T3 (es) | 2024-10-17 |
| EP3772763A1 (en) | 2021-02-10 |
| US20210043927A1 (en) | 2021-02-11 |
| JP7055844B2 (ja) | 2022-04-18 |
| US12142756B2 (en) | 2024-11-12 |
| PL3772763T3 (pl) | 2024-08-26 |
| JP2021027042A (ja) | 2021-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI407620B (zh) | 儲能複合粒子、電池負極材料以及電池 | |
| CN1241277C (zh) | 锂硫电池的正极以及包括此正极的锂硫电池 | |
| KR20190079132A (ko) | 전고체 전지 | |
| CN111276674B (zh) | 一种改性石墨负极材料及其制备方法及含该改性石墨负极的电池 | |
| CN113078291A (zh) | 一种负极片、其制备方法及电池 | |
| CN113328063A (zh) | 锂电池极片及其制备方法与应用 | |
| US12142756B2 (en) | Active material ball composite layer | |
| CN116914148B (zh) | 负极极片及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN118867110A (zh) | 电池、电池包、电子设备及储能系统 | |
| TWI578602B (zh) | Method for manufacturing carbon fiber anode material for lithium ion battery | |
| CN106374083A (zh) | 硅基负电极及其制备方法和锂离子电池 | |
| CN117996022B (zh) | 一种复合包覆的锂离子电池正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN112531141A (zh) | 一种电池用极片及其制备方法和用途 | |
| CN106229468A (zh) | 一种铅酸蓄电池负极铅膏添加剂 | |
| CN117117090A (zh) | 一种负极极片及其制备方法与应用 | |
| US11688848B2 (en) | Method and system for pulverization mitigation additives for silicon dominant anodes | |
| CN112331820B (zh) | 活性材料球复合层 | |
| JP7386060B2 (ja) | 全固体電池 | |
| CN114914525A (zh) | 用于固态电池的电极层的固态电解质 | |
| Tan et al. | A Micro‐Cracked Conductive Layer Made of Multiwalled Carbon Nanotubes for Lithium‐Ion Batteries | |
| TWI859539B (zh) | 用於鋰電池的負極的製作方法 | |
| BR102020015845B1 (pt) | Camada de compósito de esfera de material ativo | |
| WO2026081161A1 (zh) | 二次电池及电子设备 | |
| CN120955080A (zh) | 一种石墨烯复合负极极片及其制备方法和应用 | |
| CN120749205A (zh) | 硅-碳电极材料 |