WO2020162789A1 - Первичный химический источник тока на основе графена - Google Patents

Первичный химический источник тока на основе графена Download PDF

Info

Publication number
WO2020162789A1
WO2020162789A1 PCT/RU2019/050254 RU2019050254W WO2020162789A1 WO 2020162789 A1 WO2020162789 A1 WO 2020162789A1 RU 2019050254 W RU2019050254 W RU 2019050254W WO 2020162789 A1 WO2020162789 A1 WO 2020162789A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
graphene
current source
primary chemical
materials
chemical current
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/050254
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Валерьевич ЧЕГЛАКОВ
Денис Юрьевич КОРНИЛОВ
Марк Михайлович ГЕЛЛЕР
Сергей Павлович ГУБИН
Сергей Викторович ТКАЧЕВ
Павел Николаевич ЧУПРОВ
Алексей Юрьевич РЫЧАГОВ
Original Assignee
Андрей Валерьевич ЧЕГЛАКОВ
ДУДАКОВ, Валерий Борисович
Денис Юрьевич КОРНИЛОВ
Марк Михайлович ГЕЛЛЕР
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 Андрей Валерьевич ЧЕГЛАКОВ, ДУДАКОВ, Валерий Борисович, Денис Юрьевич КОРНИЛОВ, Марк Михайлович ГЕЛЛЕР filed Critical Андрей Валерьевич ЧЕГЛАКОВ
Priority to JP2021543491A priority Critical patent/JP2022519347A/ja
Priority to EP19914569.9A priority patent/EP3923386A4/en
Priority to KR1020217024327A priority patent/KR20210108472A/ko
Priority to CN201980089168.5A priority patent/CN113519079A/zh
Priority to US17/424,754 priority patent/US20220140344A1/en
Publication of WO2020162789A1 publication Critical patent/WO2020162789A1/ru
Priority to IL285044A priority patent/IL285044A/en

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
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • 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
    • H01M4/36—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
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
    • H01M2300/0037—Mixture of solvents

Definitions

  • the invention relates to the field of electrical engineering, and gives rise to a new class of energy-saturated primary (non-rechargeable) chemical current sources (CPS) based on graphene.
  • CPS chemical current sources
  • the primary chemical current source is a new class of energy-saturated non-rechargeable chemical current sources based on graphene in the metal-oxidized carbon electrochemical system, where a nanostructured material based on graphene-like materials with an increased discharge capacity due to the presence of various oxygen-containing functional groups is used as a current-forming component of the cathode , capable of forming irreversible compounds with ions of the active material of the anode (for example, lithium, sodium, magnesium, calcium, potassium) during the current-forming process (discharge).
  • ions of the active material of the anode for example, lithium, sodium, magnesium, calcium, potassium
  • the objective of the invention is to create a primary chemical current source with high specific energy-capacity characteristics.
  • the technical result of the invention is to improve the energy capacity characteristics of the primary chemical current source.
  • the claimed primary chemical current source is a new class of energy-saturated non-rechargeable chemical current sources based on graphene in the metal-oxidized carbon electrochemical system, where a nanostructured material based on graphene-like materials with increased discharge capacity due to the presence of various oxygen-containing functional groups capable of forming irreversible compounds with the ions of the active material of the anode (for example, lithium, sodium, magnesium, calcium, potassium) during the current-forming process (discharge).
  • the ions of the active material of the anode for example, lithium, sodium, magnesium, calcium, potassium
  • the primary chemical current source based on graphene consists of a housing with at least one anode, at least one cathode, at least one electrolyte, current collectors and a separator installed in it, in which, according to According to the invention, a nanostructured material based on graphene-like materials is used as a current-forming component of the cathode.
  • graphene-like materials can be used: graphene, graphene oxide, reduced graphene oxide, graphene fluoride, reduced graphene fluoride, graphene chloride, reduced graphene chloride, graphene bromide, reduced graphene bromide, graphene nitrate, reduced graphene nitrate, graphene sulfate, reduced sulfate graphene, a mixture of the listed compounds.
  • a composite based on one or more of the above compounds with carbon nanotubes can be used as graphene-like materials; with oxidation products of carbon nanotubes; with graphite; with graphite oxidation products; with carbon quantum dots; with oxidation products of carbon quantum dots; with soot; with soot oxidation products; with activated carbon; with oxidation products of activated carbon.
  • a composite based on one or more of the above compounds with micro- and nanoparticles of metals capable of forming an irreversible compound with ions of the active material of the anode can be used as graphene-like materials.
  • the nanostructured material can be used in the form of: a powder with a particle size of 0.05 to 300 microns; gels and aerogels with a porosity of 15 to 99.1%, or mixtures thereof; films with a thickness of 0.01 to 500 microns; fibers from 0.05 to 50 ⁇ m in length and 0.01 to 5 ⁇ m in diameter; hollow spheres with a diameter of 0.02 to 200 ⁇ m and a wall thickness of the sphere from 0.002 to 0.04 ⁇ m, or mixtures thereof.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники. Первичный химический источник тока представляет собой новый класс энергонасыщенных не перезаряжаемых химических источников тока на основе графена в электрохимической системе металл-окисленный углерод, где в качестве токообразующего компонента катода используют наноструктурный материал на основе графеноподобных материалов, обладающих повышенной разрядной емкостью за счет наличия различных кислородсодержащих функциональных групп, способных образовывать необратимые соединения с ионами активного материала анода (например, лития, натрия, магния, кальция, калия) при протекании токообразующего процесса (разряда). Техническим результатом является повышение энергоемкостных характеристик первичного химического источника тока.

Description

Первичный химический источник тока на основе графена
Изобретение относится к области электротехники, и даёт начало новому классу энергонасыщенных первичных (не перезаряжаемых) химических источников тока (ХИТ) на основе графена.
Из уровня техники известно множество типов первичных химических источников тока (таблица 1) (Химические источники тока: Справочник / Под редакцией Н. В. Коровина и А. М. Скундина – М.: Издательство МЭИ, 2003, с. 138), основным недостатком которых является их низкая удельная энергоемкость не более 650 Втч/кг, что сужает область применения данных типов источников тока.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является первичный химический источник тока, содержащий углеродсодержащий катодный материал – полимонофторуглерод с общей формулой (CF)n (И. А. Кедринский и др. Литиевые источники тока. М., 1992 г., с. 143).
Недостатком данного первичного химического источника тока системы литий-фторуглерод (CF)n является малая разрядная энергоемкость, не более 400 Втч/кг.
Первичный химический источник тока представляет собой новый класс энергонасыщенных не перезаряжаемых химических источников тока на основе графена в электрохимической системе металл-окисленный углерод, где в качестве токообразующего компонента катода используют наноструктурный материал на основе графеноподобных материалов, обладающих повышенной разрядной емкостью за счет наличия различных кислородсодержащих функциональных групп, способных образовывать необратимые соединения с ионами активного материала анода (например, лития, натрия, магния, кальция, калия) при протекании токообразующего процесса (разряда).
Задача изобретения – создание первичного химического источника тока с высокими удельными энергоемкостными характеристиками. Техническим результатом изобретения является повышение энергоемкостных характеристик первичного химического источника тока.
Указанный технический результат достигается тем, что заявляемый первичный химический источник тока представляет собой новый класс энергонасыщенных не перезаряжаемых химических источников тока, на основе графена в электрохимической системе металл-окисленный углерод, где в качестве токообразующего компонента катода используют наноструктурный материал на основе графеноподобных материалов, обладающих повышенной разрядной емкостью за счет наличия различных кислородсодержащих функциональных групп, способных образовывать необратимые соединения с ионами активного материала анода (например, лития, натрия, магния, кальция, калия) при протекании токообразующего процесса (разряда).
Указанный технический результат достигается тем, что первичный химический источник тока на основе графена состоит из корпуса с установленными в нем, по меньшей мере, одним анодом, по меньшей мере, одним катодом, по меньшей мере, одним электролитом, токосъемниками и сепаратором, в котором согласно изобретения, в качестве токообразующего компонента катода используют наноструктурный материал на основе графеноподобных материалов.
В качестве графеноподобных материалов может быть использован: графен, оксид графена, восстановленный оксид графена, фторид графена, восстановленный фторид графена, хлорид графена, восстановленный хлорид графена, бромид графена, восстановленный бромид графена, нитрат графена, восстановленный нитрат графена, сульфат графена, восстановленный сульфат графена, смесь перечисленных соединений.
В качестве графеноподобных материалов может быть использован композит на основе одного или нескольких из перечисленных выше соединений с углеродными нанотрубками; с продуктами окисления углеродных нанотрубок; с графитом; с продуктами окисления графита; с углеродными квантовыми точками; с продуктами окисления углеродных квантовых точек; с сажей; с продуктами окисления сажи; с активированным углем; с продуктами окисления активированного угля.
В качестве графеноподобных материалов может быть использован композит на основе одного или нескольких из перечисленных выше соединений с микро- и наночастицами металлов, способными образовывать необратимое соединение с ионами активного материала анода.
Наноструктурный материал может использоваться в виде: порошка с размером частиц от 0,05 до 300 мкм; гелей и аэрогелей с пористостостью от 15 до 99,1% или их смеси; пленки толщиной от 0,01 до 500 мкм; волокон длиной от 0,05 до 50 мкм и диаметром от 0,01 до 5 мкм; полых сфер диаметром от 0,02 до 200 мкм и толщиной стенки сферы от 0,002 до 0,04 мкм, или их смеси.
Фигура.1
[фиг.1] представлены: а) микрофотография оптической цифровой микроскопии графеновых сфер; б) микрофотография сканирующей электронной микроскопии графеновой сферы.
Фигура.2
[фиг.2] представлены: а) внешний вид пленки из восстановленного оксида графена; б) микрофотография сканирующей электронной микроскопии среза пленки из восстановленного оксида графена.
Фигура.3
[фиг.3] представлена микрофотография сканирующей электронной микроскопии наночастиц олова на поверхности чешуйки восстановленного оксида графена.
Фигура.4
[фиг.4] представлена микрофотография сканирующей электронной микроскопии микрочастиц аэрогеля графена.
Практическая осуществимость заявленного изобретения демонстрируется следующими типичными примерами.
Пример 1
В качестве токообразующего компонента катода первичного химического источника тока используется высокодисперсный композиционный материал на основе порошков оксида графена (с размером частиц от 15 до 30 мкм) и сажи (с размером частиц от 25 до 50 мкм) в соотношениях масс.% 2:1, которые перемешивались с поверхностно-активным веществом (додецилсульфат, 0,5 г на 1г смеси) и водой (2 мл) с последующим диспергированием с использованием ультразвуковой установки (УЗ-установки). Полученный токообразующий компонент катода смешивался с связующим – натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (5% масс. к массе токообразующего компонента), после чего полученную пасту наносили слоем толщиной от 100 до 300 мкм на алюминиевую фольгу, с последующей сушкой и прокаткой до толщины от 60 до 180 мкм. Далее, производилась вырубка электрода размером 2,5×1,5 см. Полученный таким путём катод включали в стандартную сборку первичного химического источника тока, в котором в качестве электролита использовался 1М раствор LiPF6 в этиленкарбонате / диметилкарбонате (1:1), в качестве анода использовался металлический литий, сепаратор представлял собой полипропиленовую пленку пористостью 30% и толщиной 15 мкм, корпус изготовлен из ламинированного алюминия. При разряде током от 0,02 до 0,2 мА в диапазоне рабочих напряжений от 3,5 до 1,5 В элемент показал емкость 6-14 мАч, в пересчете на массу токообразующего компонента катода ХИТ емкость составила от 400 до 5500 мАч/г.
Пример 2
В качестве токообразующего компонента катода первичного химического источника тока использовался порошок из полых графеновых сфер (см. фиг. 1) диаметром от 10 до 100 мкм с толщиной стенок от 0,005 до 0,02 мкм. Для изготовления катода ХИТ полые графеновые сферы смешивались с предварительно растворенным в N-метил-2-пирролидоне связующим – поливинилиденфторидом (5% масс. к массе токообразующего компонента), после чего полученную пасту наносили слоем толщиной от 100 до 300 мкм на алюминиевую фольгу с последующей сушкой и прокаткой до толщины от 60 до 180 мкм. Далее производилась вырубка электрода размером 2,5×1,5 см. Полученный таким путём катод включали в стандартную сборку первичного химического источника тока, в котором в качестве электролита использовался 1М раствор LiPF6 в этиленкарбонате / диметилкарбонате (1:1), в качестве анода использовался металлический литий, сепаратор представлял собой полипропиленовую пленку, пористостью 30% и толщиной 15 мкм, корпус изготовлен из ламинированного алюминия. При разряде током от 0,02 до 0,2 мА в диапазоне рабочих напряжений от 3,5 до 1,5 В, элемент показал емкость от 7 до 16 мАч, в пересчете на массу токообразующего компонента катода ХИТ емкость составила от 400 до 5500 мАч/г.
Пример 3
В качестве токообразующего компонента катода первичного химического источника тока использовались пленки из восстановленного оксида графена (см. фиг. 2а) толщиной от 0,1 до 1 мкм (см. фиг. 2б). Для изготовления катода ХИТ пленки из восстановленного оксида графена наносились на поверхность алюминиевой фольги, с последующей термообработкой в среде водорода при температуре от 70 до 180°С. При этом, для изготовления катода ХИТ не использовалось связующее. Далее производилась вырубка электрода размером 2,5×1,5 см. Полученный таким путём катод включали в стандартную сборку, первичного химического источника тока, в котором в качестве электролита использовался 1М раствор NaClO4 в этиленкарбонате / диметилкарбонате (1:1), в качестве анода использовался металлический натрий, сепаратор представлял собой полипропиленовую пленку пористостью 30% и толщиной 15 мкм, корпус изготовлен из ламинированного алюминия. При разряде током от 0,02 до 0,2 мА, в диапазоне рабочих напряжений от 3,5 до 1,5 В элемент показал емкость от 3 до 9 мАч, в пересчете на массу токообразующего компонента катода ХИТ емкость составила от 450 до 4800 мАч/г.
Пример 4
В качестве токообразующего компонента катода первичного химического источника тока использовался высокодисперсный композиционный материал на основе восстановленного оксида графена с наночастицами олова. Порошок с размером частиц от 200 до 250 мкм состоял из чешуек восстановленного оксида графена покрытых наночастицами олова (см. фиг. 3) размером от 0,005 до 0,01 мкм. Для изготовления катода ХИТ токообразующий компонент смешивался с растворенным в N-метил-2-пирролидоне связующим – поливинилиденфторидом (5% масс. к массе токообразующего компонента), после чего, полученную пасту наносили слоем толщиной от 100 до 200 мкм на алюминиевую фольгу с последующей термообработкой в среде водорода при температуре от 70 до 180°С и прокаткой до толщины от 60 до 120 мкм. Далее производилась вырубка электрода размером 2,5×1,5 см. Полученный таким путём катод включали в стандартную сборку первичного химического источника тока, в котором в качестве электролита использовался 1М раствор LiPF6 в этиленкарбонате / диметилкарбонате (1:1), в качестве анода использовался металлический литий, сепаратор представлял собой полипропиленовую пленку пористостью 30% и толщиной 15 мкм, корпус из ламинированного алюминия. При разряде током от 0,01 до 0,1 мА в диапазоне рабочих напряжений от 3,5 до 1,5 В элемент показал емкость от 4 до 16 мАч, в пересчете на массу токообразующего компонента ХИТ емкость составила от 650 до 5500 мАч/г.
Пример 5
В качестве токообразующего компонента катода первичного химического источника тока использовались микрочастицы аэрогеля графена со средним размером 2 мкм (см. фиг. 4). Для изготовления катода ХИТ токообразующий компонент смешивался с растворенным в N-метил-2-пирролидоне связующим – поливинилиденфторидом (5% масс. к массе токообразующего компонента), после чего, полученную пасту наносили слоем толщиной от 100 до 200 мкм на алюминиевую фольгу с последующей сушкой и прокаткой до толщины от 60 до 120 мкм. Далее производилась вырубка электрода размером 2,5×1,5 см. Полученный таким путём катод включали в стандартную сборку первичного химического источника тока, в котором в качестве электролита использовался 1М раствор LiPF6 в этиленкарбонате / диметилкарбонате (1:1), в качестве анода использовался металлический литий, сепаратор представлял собой полипропиленовую пленку пористостью 30% и толщиной 15 мкм, корпус изготовлен из ламинированного алюминия. При разряде током от 0,02 до 0,2 мА в диапазоне рабочих напряжений от 3,5 до 1,5 В элемент показал емкость от 9 до 24 мАч, в пересчете на массу токообразующего компонента ХИТ емкость составила от 650 до 5500 мАч/г.
Таким образом, техническим результатом заявленного изобретения является высокая удельная энергоемкость первичного химического источника тока, более 650 Втч/кг.
Проведенный анализ уровня техники показывает, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».
Сравнительный анализ показал, что в уровне техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, а также не подтверждена известность влияния этих признаков на технический результат. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Figure pctxmlib-appb-T000001
Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленных первичных химических источников тока на основе графена, изобретение может быть использовано в области электротехники, и поэтому соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Claims (19)

  1. Первичный химический источник тока, состоящий из корпуса с установленными в нем по меньшей мере одним анодом, по меньшей мере одним катодом, по меньшей мере одним электролитом, токосъемниками и сепаратором, отличающийся тем, что в качестве токообразующего компонента катода используют наноструктурный материал на основе графеноподобных материалов.
  2. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют оксид графена.
  3. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют фторид графена.
  4. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют хлорид графена.
  5. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют бромид графена.
  6. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют нитрат графена.
  7. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют сульфат графена.
  8. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют смесь перечисленных по пп. 2-7 соединений.
  9. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с углеродными нанотрубками.
  10. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с продуктами окисления углеродных нанотрубок.
  11. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с графитом.
  12. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с продуктами окисления графита.
  13. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с углеродными квантовыми точками.
  14. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с продуктами окисления углеродных квантовых точек.
  15. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с сажей.
  16. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с продуктами окисления сажи.
  17. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с активированным углем.
  18. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что в качестве графеноподобных материалов используют композит на основе одного или нескольких из перечисленных по пп. 2-7 соединений с продуктами окисления активированного угля.
  19. Первичный химический источник тока по п. 1, отличающийся тем, что наноструктурный материал используют в виде: порошка с размером частиц от 0,05 до 300 мкм; гелей и аэрогелей с пористостостью от 15 до 99,1% или их смеси; пленки толщиной от 0,01 до 500 мкм; волокон длиной от 0,05 до 50 мкм и диаметром от 0,01 до 5 мкм; полых сфер диаметром от 0,02 до 200 мкм и толщиной стенки сферы от 0,002 до 0,04 мкм, или их смеси.
PCT/RU2019/050254 2019-02-08 2019-12-23 Первичный химический источник тока на основе графена WO2020162789A1 (ru)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021543491A JP2022519347A (ja) 2019-02-08 2019-12-23 グラフェン系一次化学電流源
EP19914569.9A EP3923386A4 (en) 2019-02-08 2019-12-23 GRAPHENE-BASED PRIMARY CURRENT SOURCE
KR1020217024327A KR20210108472A (ko) 2019-02-08 2019-12-23 그래핀을 기반으로 하는 1차 화학 전지
CN201980089168.5A CN113519079A (zh) 2019-02-08 2019-12-23 基于石墨烯的一次化学电流源
US17/424,754 US20220140344A1 (en) 2019-02-08 2019-12-23 Primary chemical current source based on graphene
IL285044A IL285044A (en) 2019-02-08 2021-07-21 A primary graphene-based chemical current source

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103623 2019-02-08
RU2019103623A RU2706015C1 (ru) 2019-02-08 2019-02-08 Первичный химический источник тока на основе графена

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020162789A1 true WO2020162789A1 (ru) 2020-08-13

Family

ID=68579848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/050254 WO2020162789A1 (ru) 2019-02-08 2019-12-23 Первичный химический источник тока на основе графена

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220140344A1 (ru)
EP (1) EP3923386A4 (ru)
JP (1) JP2022519347A (ru)
KR (1) KR20210108472A (ru)
CN (1) CN113519079A (ru)
IL (1) IL285044A (ru)
RU (1) RU2706015C1 (ru)
WO (1) WO2020162789A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2536649C1 (ru) * 2013-10-28 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "АкКо Лаб" Композиционный наноматериал для химических источников тока и способ его получения
US20150017541A1 (en) * 2011-09-16 2015-01-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device
RU2554933C1 (ru) * 2014-01-09 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "АкКо Лаб" Композиционный углеродсодержащий материал для химического источника тока и способ его получения
RU2583453C2 (ru) * 2014-08-28 2016-05-10 Закрытое акционерное общество "Электроисточник" (ЗАО "Электроисточник") Первичный химический источник тока
WO2018140249A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 Nanotek Instruments, Inc. Graphene foam-protected metal fluoride and metal chloride cathode active materials for lithium batteries

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110186789A1 (en) * 2008-05-22 2011-08-04 The University Of North Carolina At Chapel Hill Synthesis of graphene sheets and nanoparticle composites comprising same
RU2397576C1 (ru) * 2009-03-06 2010-08-20 ООО "Элионт" Анодный материал для литий-ионных хит и способ его получения
CN102723490A (zh) * 2012-06-13 2012-10-10 西北核技术研究所 氟化碳及其应用
KR20180101474A (ko) * 2016-01-15 2018-09-12 나노텍 인스트러먼츠, 인코포레이티드 높은 체적 및 중량 에너지 밀도를 갖는 알칼리 금속-황 전지
US10026995B2 (en) * 2016-01-15 2018-07-17 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing alkali metal or alkali-ion batteries having high volumetric and gravimetric energy densities
US10868304B2 (en) * 2016-10-19 2020-12-15 Global Graphene Group, Inc. Battery having a low output voltage
US10903020B2 (en) * 2017-05-10 2021-01-26 Nanotek Instruments Group, Llc Rolled supercapacitor and production process
US9960451B1 (en) * 2017-05-24 2018-05-01 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing deformable quasi-solid electrode material for alkali metal batteries
JP6951623B2 (ja) * 2017-05-25 2021-10-20 日本電信電話株式会社 マグネシウム水電池およびその正極の製造方法
CN107910568B (zh) * 2017-11-15 2020-04-24 厦门大学 一种锂原电池
WO2019199774A1 (en) * 2018-04-09 2019-10-17 Nanotek Instruments, Inc. Alkali metal-selenium secondary battery containing a graphene foam-protected selenium cathode
US10629897B2 (en) * 2018-06-12 2020-04-21 Mehran Javanbakht High performance cathode active material for lithium ion battery
JP2018206778A (ja) * 2018-08-08 2018-12-27 株式会社半導体エネルギー研究所 正極の作製方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150017541A1 (en) * 2011-09-16 2015-01-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device
RU2536649C1 (ru) * 2013-10-28 2014-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "АкКо Лаб" Композиционный наноматериал для химических источников тока и способ его получения
RU2554933C1 (ru) * 2014-01-09 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "АкКо Лаб" Композиционный углеродсодержащий материал для химического источника тока и способ его получения
RU2583453C2 (ru) * 2014-08-28 2016-05-10 Закрытое акционерное общество "Электроисточник" (ЗАО "Электроисточник") Первичный химический источник тока
WO2018140249A1 (en) * 2017-01-26 2018-08-02 Nanotek Instruments, Inc. Graphene foam-protected metal fluoride and metal chloride cathode active materials for lithium batteries

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Chemical current sources", 2003, MPEI PUBLISHING HOUSE, pages: 138
I. A. KEDRINSKY ET AL., LITHIUM POWER SOURCES, 1992, pages 143
See also references of EP3923386A4

Also Published As

Publication number Publication date
IL285044A (en) 2021-09-30
RU2706015C1 (ru) 2019-11-13
US20220140344A1 (en) 2022-05-05
CN113519079A (zh) 2021-10-19
JP2022519347A (ja) 2022-03-23
EP3923386A4 (en) 2022-11-02
EP3923386A1 (en) 2021-12-15
KR20210108472A (ko) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11742473B2 (en) Reduced graphene oxide-silicon metal particle complex, complex manufacturing method, and secondary battery electrode comprising complex
KR102241526B1 (ko) 산화그래핀 환원물-실리콘 금속입자 복합체를 포함하는 고밀도 음극재 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 음극재를 포함하는 이차전지용 전극
Jian et al. Monodispersed hierarchical Co 3 O 4 spheres intertwined with carbon nanotubes for use as anode materials in sodium-ion batteries
Zhu et al. Synthesis of MnO/C composites derived from pollen template for advanced lithium-ion batteries
Penki et al. In situ synthesis of bismuth (Bi)/reduced graphene oxide (RGO) nanocomposites as high-capacity anode materials for a Mg-ion battery
Xu et al. Nano-structured carbon-coated CuO hollow spheres as stable and high rate anodes for lithium-ion batteries
JP2014512635A (ja) 錫と炭素の複合体及びその製造方法、並びに該複合体を含有する電池負極材、該負極材を備える電池
CN111433951A (zh) 用于制造锂二次电池正极的粘结剂和通过使用所述粘结剂制造正极的方法
US9947921B2 (en) Silicon-carbon composite material including layered carbon and silicon particles
KR102212969B1 (ko) 폴리머가 첨가된 산화그래핀 환원물-실리콘 금속입자 복합체 제조방법, 이에 의하여 제조되는 복합체 및 복합체를 이용하는 이차전지용 음극재
Guo et al. Silica template-assisted synthesis of SnO 2@ porous carbon composites as anode materials with excellent rate capability and cycling stability for lithium-ion batteries
Pal et al. Graphene oxide–polyaniline–polypyrrole nanocomposite for a supercapacitor electrode
JP2017220451A (ja) シリコン−炭素複合材料およびその製造方法
Zhang et al. W 18 O 49 nanowire composites as novel barrier layers for Li–S batteries based on high loading of commercial micro-sized sulfur
Liu et al. One-step in situ preparation of liquid-exfoliated pristine graphene/Si composites: towards practical anodes for commercial lithium-ion batteries
JP2020155199A (ja) 電極用カーボンブラック及び電極スラリー
JP5594247B2 (ja) 非水電解液リチウム空気二次電池の正極およびその製造方法
US20150037674A1 (en) Electrode material for lithium-based electrochemical energy stores
Okubo et al. Carbon coating of Si thin flakes and negative electrode properties in lithium-ion batteries
Yu et al. Conductive WO3-x@ CNT networks for efficient Li-S batteries
WO2020162789A1 (ru) Первичный химический источник тока на основе графена
JP2018508956A (ja) コーティングされた硫黄粒子電極及び方法
WO1999063612A1 (fr) Batterie secondaire contenant une solution electrolytique non aqueuse
Liu et al. Highly efficient solid-state synthesis of carbon-encapsulated ultrafine MoO 2 nanocrystals as high rate lithium-ion battery anode
KR102444415B1 (ko) 광조사를 통해 형성된 산화그래핀환원물-실리콘 금속입자 복합체, 복합체 제조방법 및 복합체를 포함하는 이차전지용 전극

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19914569

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021543491

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217024327

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019914569

Country of ref document: EP

Effective date: 20210908