TW201248983A - Cathode of lithium ion battery and lithium ion battery - Google Patents
Cathode of lithium ion battery and lithium ion battery Download PDFInfo
- Publication number
- TW201248983A TW201248983A TW100119467A TW100119467A TW201248983A TW 201248983 A TW201248983 A TW 201248983A TW 100119467 A TW100119467 A TW 100119467A TW 100119467 A TW100119467 A TW 100119467A TW 201248983 A TW201248983 A TW 201248983A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- positive electrode
- ion battery
- lithium ion
- carbon nanotubes
- active material
- Prior art date
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 70
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 66
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 47
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 36
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 9
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 5
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 claims description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 12
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010710 LiFePO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 1
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003938 response to stress Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—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
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
- H01M4/80—Porous plates, e.g. sintered carriers
- H01M4/806—Nonwoven fibrous fabric containing only fibres
-
- 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
- H01M2004/028—Positive 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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
201248983 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 _]本發明涉及-種雜子電池正極及應㈣姆子電池正 極的鋰離子電池’尤其涉及—種基於奈米碳管的經離子 電池正極及電池。 [先前技術]
〇 剛轉子電池是—種新型的綠色化學電源，與傳統的錄鶴 電池、錄氫電池相比具有電壓高、壽命長、能量密度大 的優點。自1990年曰本索尼公司推出第一代經離子電池 後’它已經得_速發展並紋祕各種可㈣設備。 鐘離子電池正極-般包括正極材料和導電顆粒。正極材 料主要由正極活性㈣構成。轉活崎料—般選用嵌 入化合物，常見的有氧化触、氧化錄链、氧繼等 ’其他的正極材料的活性物質還包括鐵的氧化物，其他 金屬氧化物等。導電顆粒—般為導電性良好的顆粒，石 墨、乙和碳_具有導電性好、密度小、結構穩定 [0003] 以及化學性質敎等雜，常被用作輯子電池正極材 料的導電劑。轉子電池正極的結構有兩種，一種是將 正極材料和導電顆粒形成—固定形狀後直接作為鐘離子 電池正極種是將正極材料和導電顆粒錄或固定於 —集流趙上鄕。無論是·結構⑽好電池正極， ft鐘離子電池正極雜材料和導電顆粒均為無黏性的 粉末’在將其形成固物狀或者塗覆固定於集流體上時 ’ ^要黏結__子電池正極粉末和導電顆粒黏合 於-體’從而形成具有固定形狀的鋰離子 電池正極。所 100119467 表單編號Α0Ι0】 第3頁/共23頁 1002032889-0 201248983 述黏合劑通常為有機材料 、聚四麝,秘/ 匕括小偏一貺乙烯（PVDF)
(ρΜ)或丁苯椽膠（SB 鋰離子電池正極，所佔的“ 寺黏結劑在 些黏結劑材料不具由於廷 子電池正極的導電性二且劑的加入影響了_ 黏合劑在鐘離子電池正 = 定㈣㈣量，使斷電池正極的比容 【發明内容】 [0004] [0005] [0006] [0007] 因此’確有必要提供—種無需黏結劑的轉子電池正 以及使用該正極的電池。 一種鐘離子電池正極，該_子電纽極由峰子電池 =極活性材料和導電載體組成，該導電載體包括複數個 奈求碳管。 相較於切技術’本發明所提供的輯子電池正極由於 無需黏結劑，麟子電池正極中㈣子電池正極活性材 料的比重可以進一步提高，同時由於鋰離子電池正極活 性材料之間沒有絕緣物質的阻隔，鋰離子電池正極整體 的導電性也會相應得到提高。 【實施方式】 以下將結合附圖及具體實施例對本發明實施例作進一步 的詳細說明。 請參閱圖1及圖2，本發明實施例提供一種鋰離子電池正 極10。該鐘離子電池正極10由複數個正極活性物質顆粒 14和複數個導電載體組成。該複數個導電載體包括複數 100119467 表單編號A0101 第4頁/共23頁 1002032889- [0008] 201248983 個奈米碳管1 2。該復數個奈米碳管1 2相互纏繞形成一網 路結構。該複數個正極活性物質顆粒14附著在奈米碳管 1 2的表面。 [0009] 所述正極活性物質顆粒14的材料可為磷酸鐵鋰（LiFePO, 4 )、链鎳鈷（LiNi Co 0 )、經錄钻锰（
U . O U . L· L
LiNiWQCoi/3Mn1/I309)、鈷酸裡（LiCo09)、錄酸裡
1/0 l/ο L L Ο (LiNi〇2)及猛酸裡（LiMn2〇4)中的一種或幾種。正極活 性物質顆粒14的形狀不限，可以是規則的形狀也可以是 不規則的形狀。圖3為純的正極活性物質顆粒14的掃描電 鏡照片，從圖3中可以看出，正極活性物質顆粒14的粒徑 為100奈米至100微米。本實施例中選用鈷酸鋰做為正極 活性材料，該正極活性物質顆粒14為鈷酸鋰顆粒，正極 活性物質顆粒14的粒徑小於15微米。
[0010] G 所述導電載體可以全部為奈米碳管12，也可以包括奈米 碳管12與導電顆粒的混合物。所述導電顆粒包括石墨、 乙炔黑和碳纖維等的一種或任意混合物。所述導電載體 無論由純奈米碳管12構成還是奈米碳管12與其他導電顆 粒混合構成，該奈米碳管12之間均相互纏繞或者通過凡 得瓦力相互結合，從而構成一個整體的網路結構。正極 活性物質顆粒14分佈在奈米碳管12組成的網路結構中， 大部分正極活性物質顆粒14與奈米碳管接觸。正極活性 物質顆粒14可以被奈米碳管黏附或者纏繞。當導電載體 還包括其他的導電顆粒時，其他導電顆粒和正極活性物 質顆粒14之間均勻混合，並分佈在奈米碳管12組成的網 路結構中，即，通過該奈米碳管組成的網路結構一體形 100119467 表單編號A0101 第5頁/共23頁 1002032889-0 201248983 成一個固定或固態的結構。奈米碳管12不僅作為導電材 料，也是作為多孔性載體。本實施例中，導電載體全部 為奈米碳管12，即，鋰離子電池正極10由複數個奈米碳 管12和複數個正極活性物質顆粒14組成。所述奈米碳管 12包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管或多壁奈米碳管。 奈米碳管12的直徑為1奈米〜200奈米。請參見圖4，從圖 4中可以看出，奈米碳管12的表面比較純淨，基本上不存 在雜質。奈米碳管12的長度可以相等，也可以不相等。 優選地，奈米碳管12的長度大於300微米，奈米碳管12的 長度相等。該複數個奈米碳管12在該鋰離子電池正極10 中的質量百分比大於等於0. lwt%小於10wt%，比如 0. lwt%、lwt%或5wt%等。本實施例中，優選地，該複 數個奈米碳管在鋰離子電池正極重的質量百分比小於等 於5wt%。所述鋰離子電池正極中，正極活性物質的質量 百分比為大於等於90wt%小於等於99. 9wt%。優選地，正 極活性物質的質量百分比為大於等於95wt%小於等於 99. 9wt%。優選地，該複數個奈米碳管12在該鋰離子電 池中均勻分佈，且為各向同性。所述各向同性是指奈米 碳管12在鋰離子電池正極10中的分佈密度是基本相同的 ，即單位體積的鋰離子電池10中奈米碳管12的質量百分 含量基本相同。因此，該鋰離子電池正極10的電阻率均 —— 〇 [0011] 在鋰離子電池正極10中，大部分正極活性物質顆粒14附 著在奈米碳管12的表面或者被奈米碳管12纏繞。由於奈 米碳管12組成的網路結構為一多孔的結構，大部分正極 100119467 表單編號A0101 第6頁/共23頁 201248983 活性物質顆粒14顆粒被該網路結構所包圍和固定。優選 地，在整個鋰離子電池正極1 0中，均分佈有奈米碳管組 成的網路結構，即，正極活性物質顆粒14全部位於該奈 米碳管組成的網路結構中。該網路結構將正極活性物質 顆粒14包覆或纏繞，奈米碳管12在作為導電劑的同時， ❹ 可以起到黏合正極活性物質顆粒14的作用。由於奈米碳 管12具有較長的長度，一般大於200微米，因此，奈米碳 管12在鋰離子電池正極1 0中可以相互纏繞形成網路結構 。這樣，正極活性物質顆粒14便可以通過奈米碳管12固 定於一體。當鋰離子電池正極10包括其他導電顆粒時，
其他的導電顆粒也可以附著在奈米碳管12的表面，或者 被奈米碳管12所纏繞。圖5中測試的為本發明一個實施例 所提供的鋰離子電池正極的應力應變的資料與一含有 PTFE黏結劑的鋰離子電池正極的強度進行對比的曲線圖 。本實施例的鋰離子電池正極由鈷酸鋰顆粒和奈米碳管 組成，鈷酸鋰顆粒和奈米碳管的重量比為8 : 0. 2。含有 PTFE黏結劑的鋰離子電池正極的組成為鈷酸鋰顆粒、炭 黑和PTFE，鈷酸鋰顆粒、炭黑和PTFE的質量比為8 : 0. 5 :1。由於材料的強度等於應力曲線中的最大應力值，從 圖5中可以看出，本發明所提供的鋰離子電池正極10的強 度遠高於含有PTFE黏結劑的鋰離子電池正極的強度，可 以證明，儘管本發明提供的鋰離子電池正極10雖然沒有 加入黏結劑材料，該鋰離子電池正極10的強度依然可以 滿足實際需要。 100119467 以下將對本發明所提供的鋰離子電池正極（1號正極）和 表單編號A0101 第7頁/共23頁 1002032889-0 [0012] 201248983 先前技術中常㈣-餘離子電池正極（2號正極）的性 能進行測試和比較M號正極和2號正極均為通過衝壓形 成的圓形電極片’它們的測試尺寸均為直徑？毫米X厚度 〇. 34毫米，鐘離子電池正極活性材料均為銘酸裡。i號正 極的組成為_㈣粒和奈米碳管，其中，㈣鋰顆粒 和奈米碳管的質量比為8 : 〇· 2。2號正極的組成為鈷酸锂 顆粒、碳黑和Pm黏合劑，其質量比為8:〇2:ι· 正極和2號正極的性能測試和比較如下： [0013] [0014] [0015] [0016] 1號正極的電阻率為〇.89χ1(Γ3歐姆.米⑺』），〗號正極 的電阻率為491χ10-3歐姆.求⑴』）。可見，不添加黏 合劑的1號正極的導電性遠高於添加黏結劑的2號正極的 導電性。這是因為，同2號正極相比，1號正極中由於沒 有添加黏結劑，鋰離子電池正極活性材料之間沒有絕緣 物質的阻隔，鋰離子電池正極整體的導電性會相應得到 提向。 言月參見圖6，1號正極和2號正極相比，1號電池的迴圈性 能在放電20次以上時，遠優於2號電池的迴圈性能，可見 ’本發明提供的裡離子電池具有更好的正極迴圈性能。 請參見圖7，1號正極和2號正極的迴圈性能在低倍率（ 〇. 1C)放電的情況下下基本相同，但是在高倍率放電情 況下下（1C和2C) ’1號正極的迴圈性能明顯高於2號正 極。由此可見，在高倍率下，1號正極具有更好的充放電 性能。 1號正極的總重量比容量為146. 6mah/g , 2號正極的總重 100119467 表單編號A0101 第8頁/共23頁 1002032889-0 201248983 [0017] Ο [0018] 〇 [0019] 100119467 量比容量為132.2mah/g，即1號正極的總重量比“ 於2號正極。 匕令直大 從以上各種性能比較可_出，本發明所提供的 電池正極比傳㈣麟子電池正極具有更_ : 和更優的高倍率下的充放電性能。進一步地，成 明提供的鐘離子電池正極中部不包括黏結劑的重量發 鐘離子電池正極的總重量相同的情況下，正極活性物^ 的重量相對於傳統的链離子電池正極可質 換言之，即在比容量和總容量相同的條件下，本^上。 所提供的輯子電池正極構成的電池具有更小的質量所 可以理解，本發明所提供的鐘離子電池正極 一步包括少詈的户里B % J U進 奈^ i 鋪子^正極同時包括 ’、g厌…、’该炭黑在鐘離子電池正極中的 二= :2% ’優選地，小於等於’該奈米碳 離子電池百綱从物相小/ lOwti當雜子電池正極包括少量炭黑時，由於炭 顆粒的形式存在，而奈米碳管為連續的線性材料，炭; 顆粒可以更好的填充在奈米碳管和雜子電池正極活性、 材料之間或者輯子電池正極活性材料顆粒之間，進_ 步提高輯子電池正極的導電性，增加_子電池比容 量0 本發明所提供的_子電池正㈣於㈣減劑，鐘離 子電池正極中鋰離子電池正極活性材料的比重可以進— 步提高，㈣由於_子電池正極活性材料之間沒緣物質的阻隔，崎子電池正極整體的導電性相 表翠編號删1 ^ 9 I/* 23 I 應 1002032889-0 201248983 得到提η; 1自於點結劑—般為有機物，對環境有污 染，本發明的輯子電池無需黏結劑，更加環保。 [0020] [0021]
請參見圖8，本糾進—步提供—種應用上軸離子電池 正極的麵子電池⑽，其包括：-殼體20及置於殼體20 内的裡離子電池正極1G，負極3G，電解液40和隔膜5〇。 裡離子電池lGGf ’電解液4()置於殼體別内鐘離子電池 正極10貞極3G和隔膜5()置於電解液彳^中，隔膜⑽置於 鐘離子電池正極IG與負極3()之間，將殼體则部空間分 為兩#刀链離子電池正極1〇與隔膜及負極⑽與隔膜 50之間保持間隔正極接線端1〇2與負極接線端⑽分別 連接在正極10與負極3〇的頂端。
電’力在H離子電池⑽兩極的電勢迫使來链離子售 池正極1G中的活性物f釋放諸離子和電子，鐘離子漱 入負極30中的石墨結構的碳中，石墨結構與此同時得到 一：電子；放電時，鐘離子和電子從負極30的石墨結構 人中析iiJ鋰離子與鋰離子電池正極中活性物質結 ^同時活性物f得到-個電子。由於姆子電池正極 2㈣劑’ _子電池正極10中，娜子電池正極活 A么；的s量較同’且鐘離子電池正極1G整體的導電性 相應得到提尚，因此，由姆子電池正極1G組成的 子電池100具有良好的迴圈性能和較大的比容量。 7鐘離子電池的結構不限於上述結構，只要該链離子 池用到本發明所揭示的鐘離子電池正極，均在本發明 所要保護的範圍之内。 100119467 表單編號A0101 第10頁/共23 頁 1002032889-0 [0022] 201248983 剛可㈣解，當正極活性制含有其他金屬離子的材 料時，正極也可以為其他金屬離子正極，如鉀離子電池 正極，只要在正極中加入奈米碳管形成網路結構用於固 定正極活性物質即在本發明的範圍内。 [0024] 综上所述’本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟’以上所述者鶴本發明之較佳實施例
4 ’自不能以此限制本案之巾請專利範圍。舉凡熟悉本案 2之人士援依本發明之精相作之等效修飾或變化， 白應涵蓋於町巾請專利範圍内。 [0025] 【圖式簡單說明】 圖1為本發明所提供的鐘離 子電池正極截面的掃描電鏡照 片0 [0026]圖2為圖1的示意圖。
_圖3為本發明所提供的鐘 , 于電池正極中的始酸鐘正極活 性物質的掃描電鏡照片。 [0028]圖4為本發明所提供的鋰離 射雷鐘昭K。 子電池正極中的奈来碳管的透 [0029] [0030] [0031] 圖5為本發明所提供的鐘離二$ i子電池正極與含有黏結劑的鋰 離子電池正極的應力應⑼ 圖6為採用本發明所提供 J鲤離子電池正極的鋰離子電池 的迴圈性能與採用加入黏 黏結劑的鋰離子電池正極的鋰離 子電池的迴圈性能比較圖。 圖7為採用本發明所提供 '^里離子電池正極的鋰離子電池 100119467 表單編號Α0101 第11頁/共23頁 1002032889-0 201248983 的倍率性能與採用加入黏結劑的鋰離子電池正極的鋰離 子電池的倍率性能比較圖。 [0032] 圖8為本發明所提供的鋰離子電池的侧面剖視圖。 【主要元件符號說明】 [0033] 鋰離子電池正極：10 [0034] 正極活性物質顆粒：14 [0035] 奈米碳管：12 [0036] 鋰離子電池：100 [0037] 殼體：20 [0038] 負極：3 0 [0039] 電解液：40 [0040] 隔膜：50 [0041] 正極接線端：102 [0042] 負極接線端：302 100119467 表單編號A0101 第12頁/共23頁 1002032889-0
Claims (1)
- 201248983 七、申請專利範圍： 離子電池正極’其改良在於，該鋰離子電池正極由 鐘離子電池正極活性材料和導電載體組成，該導電載體包 括複數個奈米碳管。 .2.如申請專利範圍第i項所述之輯子電池正極，其中，所 述正極活性物質材料包括磷酸輸、鐘錄鈷、經錄鈷猛、 鈷酸鐘、錄酸鐘及猛酸鐘中的一種或幾種。 3. 如申請專利範圍第i項所述之鐘離子電池正極，其中，所 €) 駐騎性物質在轉子電池正極巾的質量百分含量大於 等於90wt%。 4. 如申請專利範圍第3項所述之鐘離子電池正極，其中，所 述正極活性物質在雜子電池正極中的質量百分含量大於 等於95wt%小於等於99, 9wU。 5. 如申請專利範圍第丨項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述複數個奈米碳管相互交又纏繞形成一網路結構。 6 .如申請專利範圍第1項所述之鋰離子電池正極，其中，所 Q 述奈米碳管的長度大於等於200微米。 7 .如申請專利範圍第6項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述複數個奈米碳管的長度相同。 8 .如申請專利範圍第1項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述奈米碳管的表面為純淨的表面。 9 .如申請專利範圍第1項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述奈米碳管在鐘離子電池正極中的質量百分含量大於等於 0. lwt%小於l〇wt%。 10 .如申請專利範圍第1項所述之鐘離子電池正極，其中，所 1002032889-0 100119467 表單編號A0101 第13頁/共23頁 201248983 述鋰離子電池正極由該複數個奈米碳管和正極活性物質顆 粒組成。 11 .如申請專利範圍第10項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述正極活性物質顆粒附著在奈米碳管的表面或者被奈米碳 管所纏繞。 12 .如申請專利範圍第10項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述奈米碳管在鋰離子電池正極中的質量百分比大於等於 0. 1 wt%小於 1 Owt%。 13 .如申請專利範圍第1項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述導電載體進一步包括炭黑顆粒，該鋰離子電池正極由正 極活性物質顆粒、奈米碳管和炭黑顆粒組成。 14 . 一種鋰離子電池正極，其改良在於，該鋰離子電池正極由 鋰離子電池正極活性物質顆粒和複數個奈米碳管組成，該 複數個奈米碳管相互交叉纏繞形成一網路結構，該每個奈 米碳管的表面具有黏性，該正極活性物質顆粒附著在奈米 碳管的表面。 15 .如申請專利範圍第14項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述一網路結構進一步包括石墨、乙炔黑、炭黑和碳纖維等 顆粒的一種或任意混合物。 16 .如申請專利範圍第14項所述之鋰離子電池正極，其中，所 述奈米碳管在鋰離子電池正極中無序均勻分佈。 17 . —種裡離子電池，其改良在於，該裡離子電池包括如申請 專利範圍第1至16中任一項所述之鋰離子電池正極。 18 . —種金屬離子電池，該金屬離子電池包括一正極，其改良 在於，該正極由正極活性材料和導電載體組成，該導電載 體包括複數個奈米碳管。 100119467 表單編號A0101 第14頁/共23頁 1002032889-0 201248983 19 .如申請專利範圍第18項所述之金屬離子電池，其中，所述 導電載體為複數個奈米碳管，該複數個奈米碳管相互纏繞 組成一網路結構。100119467 表單編號A0101 第15頁/共23頁 1002032889-0
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110131295.2A CN102790201B (zh) | 2011-05-20 | 2011-05-20 | 锂离子电池正极及锂离子电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201248983A true TW201248983A (en) | 2012-12-01 |
| TWI441376B TWI441376B (zh) | 2014-06-11 |
Family
ID=47155543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW100119467A TWI441376B (zh) | 2011-05-20 | 2011-06-02 | 鋰離子電池正極及鋰離子電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9178216B2 (zh) |
| CN (1) | CN102790201B (zh) |
| TW (1) | TWI441376B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI485917B (zh) * | 2012-12-13 | 2015-05-21 | Univ Feng Chia | 鋰離子電池正極及其製作方法 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103187574B (zh) * | 2011-12-28 | 2015-07-29 | 清华大学 | 锂离子电池电极的制备方法 |
| JP2016031922A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-07 | 本田技研工業株式会社 | 電池用電極兼集電体およびそれを備えた電池 |
| CN106571462B (zh) * | 2016-10-11 | 2019-01-15 | 绍兴文理学院 | 一种碳包覆三元正极材料及其制备方法 |
| CN106328883A (zh) * | 2016-10-24 | 2017-01-11 | 贵州梅岭电源有限公司 | 一种锂亚硫酰氯电池正极及其制备方法 |
| CN108695490B (zh) * | 2017-04-06 | 2021-07-06 | 识骅科技股份有限公司 | 包括复合式纳米碳管的电池正极浆料 |
| US12278365B2 (en) | 2017-04-07 | 2025-04-15 | The Regents Of The University Of California | Fluorine substituted cation-disordered lithium metal oxides and methods of making same |
| US11081684B2 (en) | 2017-05-24 | 2021-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Production of carbon nanotube modified battery electrode powders via single step dispersion |
| US10658651B2 (en) | 2017-07-31 | 2020-05-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Self standing electrodes and methods for making thereof |
| US11121358B2 (en) | 2017-09-15 | 2021-09-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for embedding a battery tab attachment in a self-standing electrode without current collector or binder |
| US11201318B2 (en) | 2017-09-15 | 2021-12-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for battery tab attachment to a self-standing electrode |
| CN107863489A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-30 | 周燕红 | 一种锂离子电池正极及使用该正极的锂离子电池 |
| CN109524658A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-26 | 深圳市德方纳米科技股份有限公司 | 锂离子电池正极材料及其制备方法和锂离子电池 |
| CN109659531A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-04-19 | 中科廊坊过程工程研究院 | 一种镍钴铝酸锂复合正极材料及其制备方法和应用 |
| US11535517B2 (en) | 2019-01-24 | 2022-12-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Method of making self-standing electrodes supported by carbon nanostructured filaments |
| US12142771B2 (en) | 2019-01-30 | 2024-11-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Flexible battery as an integration platform for wearable sensors and processing/transmitting devices |
| US12381275B2 (en) | 2019-01-30 | 2025-08-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Stretchable and flexible lithium ion battery |
| US11539042B2 (en) | 2019-07-19 | 2022-12-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Flexible packaging with embedded electrode and method of making |
| WO2022030611A1 (ja) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | マクセル株式会社 | 電池 |
| CN112467078B (zh) * | 2020-11-30 | 2022-06-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
| US12148931B2 (en) * | 2021-03-16 | 2024-11-19 | Nissan North America, Inc. | Low resistance cathode for solid-state battery |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7029794B2 (en) * | 1998-03-31 | 2006-04-18 | Celanese Ventures Gmbh | Lithium battery and electrode |
| JP4784085B2 (ja) * | 2004-12-10 | 2011-09-28 | 新神戸電機株式会社 | リチウム二次電池用正極材料とその製造法及びリチウム二次電池 |
| US8771877B2 (en) | 2006-12-28 | 2014-07-08 | Gs Yuasa International Ltd. | Positive electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and method for producing the same |
| CN101355165A (zh) * | 2007-07-23 | 2009-01-28 | 中国科学院成都有机化学有限公司 | 一种锂离子电池正极材料复合导电剂 |
| CN101420021B (zh) * | 2007-10-26 | 2011-07-27 | 清华大学 | 锂离子电池正极及其制备方法 |
| TWI363449B (en) | 2007-11-09 | 2012-05-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Cathode of lithium-ion battery and method for making same |
| KR100913178B1 (ko) * | 2007-11-22 | 2009-08-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
-
2011
- 2011-05-20 CN CN201110131295.2A patent/CN102790201B/zh active Active
- 2011-06-02 TW TW100119467A patent/TWI441376B/zh active
- 2011-08-23 US US13/215,648 patent/US9178216B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI485917B (zh) * | 2012-12-13 | 2015-05-21 | Univ Feng Chia | 鋰離子電池正極及其製作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102790201A (zh) | 2012-11-21 |
| US20120295161A1 (en) | 2012-11-22 |
| US9178216B2 (en) | 2015-11-03 |
| TWI441376B (zh) | 2014-06-11 |
| CN102790201B (zh) | 2016-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201248983A (en) | Cathode of lithium ion battery and lithium ion battery | |
| CN115189013B (zh) | 一种钠离子电池及其制备方法 | |
| CN101409337B (zh) | 锂离子电池负极,其制备方法和应用该负极的锂离子电池 | |
| CN104810524B (zh) | 锂离子电池 | |
| CN101420021B (zh) | 锂离子电池正极及其制备方法 | |
| CN101479867B (zh) | 锂离子电池用复合正极材料以及使用了该材料的电池 | |
| CN108963187B (zh) | 硅碳负极、其制备方法、锂离子电池及电动车辆 | |
| KR102100445B1 (ko) | 집전체간 계면접착제 적용 바이폴라 적층 구조체, 그를 포함하는 전고체 리튬이차전지 및 그의 제조방법 | |
| CN108630920A (zh) | 一种纳米金属氧化物/MXene异质结构复合材料及其制备方法 | |
| CN101409338A (zh) | 锂离子电池负极,其制备方法和应用该负极的锂离子电池 | |
| JP2016031922A (ja) | 電池用電極兼集電体およびそれを備えた電池 | |
| CN101682025A (zh) | 正极形成材料、其材料和制造方法及锂离子二次电池 | |
| CN103094526A (zh) | 锂离子电池正极的制备方法 | |
| TW201318254A (zh) | 鋰離子電池負極及其製備方法 | |
| CN106356536A (zh) | 一种锂离子电池负极及其制备方法 | |
| TW201813160A (zh) | 鋰硫電池隔膜以及鋰硫電池 | |
| CN109037592A (zh) | 锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN107785524A (zh) | 锂硫电池隔膜的制备方法 | |
| CN114520335A (zh) | 一种锂离子电池碳基柔性一体化电极及其制备方法 | |
| JPWO2019073830A1 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極組成物、リチウムイオン二次電池用正極、及びリチウムイオン二次電池 | |
| JP6212305B2 (ja) | 複合集電体、およびそれを用いた電極と二次電池 | |
| CN115692711A (zh) | 复合导电剂及导电剂浆料和负极极片 | |
| CN115528205A (zh) | 一种双阶梯式极片及锂离子电池 | |
| WO2025130004A1 (zh) | 正极极片、正极极片的制备方法以及锂离子电池 | |
| Prosini et al. | Silicon nanowires used as the anode of a lithium-ion battery |