[go: up one dir, main page]

TW201505240A - 電極組合物、電化學電池及電化學電池之製造方法 - Google Patents

電極組合物、電化學電池及電化學電池之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201505240A
TW201505240A TW103118860A TW103118860A TW201505240A TW 201505240 A TW201505240 A TW 201505240A TW 103118860 A TW103118860 A TW 103118860A TW 103118860 A TW103118860 A TW 103118860A TW 201505240 A TW201505240 A TW 201505240A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
composition
electrode
carbon
coating
graphite
Prior art date
Application number
TW103118860A
Other languages
English (en)
Inventor
Egbert Franz Figgemeier
Vincent Joseph Chevrier
Dinh Ba Le
Li Liu
Jesse Daniel Lund
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
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 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of TW201505240A publication Critical patent/TW201505240A/zh

Links

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
    • H01M4/36—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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • 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
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)

Abstract

本發明揭示一種電極組合物，其包括含有矽、鐵及視情況選用之碳之矽合金。該矽合金能夠經受鋰化及脫鋰化。該電極組合物亦包括石墨碳、黏結劑及含有碳奈米管之導電添加劑。此類電極組合物可用於電化學電池之負電極，該電化學電池亦含有正電極及電解質。本發明亦揭示含有該等電化學電池之電池組及使用該電極組合物製造電化學電池之方法。

Description

電極組合物、電化學電池及電化學電池之製造方法 相關申請案之交叉參考
本申請案主張於2013年5月30日申請的美國臨時專利申請案第61/828,848號之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明係關於電極組合物、電化學電池及電化學電池電極之製造方法。
在涉及將粉末活性成分與諸如聚偏二氟乙烯之聚合黏結劑混合之製程中，已使用粉末合金及諸如碳黑之導電粉末來製造鋰離子電池之電極。將混合成分在溶劑中製備為分散液以用於聚合黏結劑，且塗佈於金屬箔基板或集電器上。所得複合電極含有在黏著於金屬基板之黏結劑中之粉末活性成分。
二次電化學電池，諸如鋰離子電池，能夠可逆地充電及放電多次。在鋰離子電池組之情況下，鋰離子電化學電池之充電及放電係藉由鋰化及脫鋰化電池電極來完成。
當建構鋰離子電池時，其通常在正電極中含有鋰離子且在負電極中不含鋰離子。在電池初始循環反應(充電)期間，鋰自正電極轉移至負電極直至負電極達到其吸收鋰離子的電容量。在第一次放電時，鋰離子自鋰化負電極遷移回正電極。
典型地，在第一次充電後，並非負電極中的所有鋰離子均能夠遷移出負電極。此導致所謂的電池電容量之不可逆損失。額外循環(第一次循環之後)之電池電容量損失稱為電容量衰減。電容量衰減之原因包括在重複循環時電極材料之形態變化、在重複循環時活性電極材料上絕緣層之增建或其他理由。
所需之鋰離子電池為在循環時體積膨脹較低且在多次循環之後電容量損失(衰減)較少的鋰離子電池。
提供可用於製造電極之電極組合物將為有利的，該電極提供在多次循環之後減少的電容量損失及在循環時更低的體積膨脹。
在第一態樣中，本發明相應地提供電極組合物，其包含：矽合金(包含矽、鐵及視情況選用之碳，該矽合金能夠經受鋰化及脫鋰化)、石墨碳、黏結劑及包含碳奈米管之導電添加劑。
出人意料地，本發明人已發現在生產電極組合物中使用包含碳奈米管之導電添加劑提供在多次循環之後減少的衰減及減少的體積膨脹。所揭示的含有碳奈米管導電/導電性添加劑之電極可改良可再充電鋰離子電池之循環壽命，該等鋰離子電池採用基於(較佳為小粒子)合金粉末之電極。所揭示的導電性添加劑亦可允許製造具有經改良電容量之可再充電鋰離子電池。
較佳地，組合物包含10wt%至80wt%矽合金，較佳地20wt%至70wt%矽合金，更佳地30wt%至70wt%矽合金，且最佳地40wt%至70wt%矽合金。
較佳地，組合物包含80wt%至10wt%石墨碳，40wt%至15wt%石墨碳，且更佳地35wt%至20wt%石墨碳。
較佳地，組合物包含1wt%至20wt%、2wt%至20wt%黏結劑，更佳地4wt%至15wt%黏結劑或4wt%至12wt%黏結劑，最佳地4wt% 至10wt%黏結劑。
較佳地，組合物包含0.2wt%至10wt%碳奈米管，更佳地0.5wt%至5wt%碳奈米管，且最佳地1wt%至3wt%碳奈米管。
本發明之電極組合物可用於負電極或正電極。
然而，該組合物將較佳地用於負電極(陽極)。
黏結劑較佳地包含聚丙烯酸鹽。更佳地，黏結劑包含聚丙烯酸鋰。聚丙烯酸鋰可由經氫氧化鋰中和之聚(丙烯酸)製得。
在本申請案中，聚(丙烯酸)包括任何丙烯酸或甲基丙烯酸之聚合物或共聚物或其衍生物，其中使用丙烯酸或甲基丙烯酸製得至少約50莫耳%、至少約60莫耳%、至少約70莫耳%、至少約80莫耳%或至少約90莫耳%之共聚物。舉例而言，可用於形成此等共聚物之適用單體包括具有含有1-12個碳原子之烷基(分支鏈或未分支)之丙烯酸或甲基丙烯酸之烷基酯、丙烯腈、丙烯醯胺、N-烷基丙烯醯胺、N,N-二烷基丙烯醯胺、丙烯酸羥烷基酯及其類似物。尤其關注特別在中和或部分中和之後具有水溶性之丙烯酸或甲基丙烯酸之聚合物或共聚物。水溶性典型地隨聚合物或共聚物及/或組合物之分子量而變。聚(丙烯酸)極具水溶性且較佳地與含有顯著莫耳分率之丙烯酸之共聚物一起。聚(甲基丙烯)酸水溶性較弱，尤其在較大分子量時。
黏結劑可與其他聚合材料摻合以製造材料之摻合物。可進行此舉以例如增加黏著力、提供增強之導電性、改變熱性質或影響黏結劑之其他物理性質。
電極組合物可包括促進粉末材料或導電添加劑黏著至黏結劑之黏著促進劑。黏著促進劑與黏結劑之組合可有助於電極組合物更好地適應重複鋰化/脫鋰化循環期間粉末材料中可發生之體積改變。
若使用黏著促進劑，則其可製成聚丙烯酸鋰黏結劑之一部分(例如呈所添加官能基之形式)，可為粉末材料上之塗層，可添加至導電 添加劑中，或可為該等措施之組合。黏著促進劑之實例包括矽烷、鈦酸酯及膦酸酯。
多種矽合金可用於製造電極組合物。舉例而言，除矽及鐵之外，例示性矽合金亦可含有銀、鋰、錫、鉍、鉛、銻、鍺、鋅、金、鉑、鈀、砷、鋁、鎵、銦、鉈、鉬、鈮、鎢、鉭、銅、鈦、釩、鉻、鎳、鈷、鋯、釔、碳、氧、鑭系元素、錒系元素或含有任何前述金屬或類金屬之合金，及熟習此項技術者將熟悉的其他粉末活性金屬及類金屬。
該組合物之矽合金及/或石墨組分較佳地呈粒子/粉末形式。該等粉末在一個維度中之最大長度可為不超過60μm、不超過40μm、或不超過20μm、或甚至更小。舉例而言，粉末之最大粒子直徑可為次微米級、至少1μm、至少2μm、至少5μm、或至少10μm或甚至更大。舉例而言，合適粉末之最大尺寸通常為1至60μm、10至60μm、20至60μm、40至60μm，1至40μm、2至40μm、10至40μm，5至20μm或10至20μm，或1至30μm、1至20μm、1至10μm，或0.5至30μm、0.5至20μm、0.5至10μm。
合金陽極材料通常為非晶形或奈米晶形(亦即，具有50nm或更小尺寸之微晶晶粒，微晶之尺寸藉由X射線繞射及謝樂方法(Scherrer method)測定)以改良循環效能。典型地藉由熔融紡絲、機械研磨或濺鍍來製造該等微結構。其中，熔融紡絲及機械研磨最具商業可行性。
適用之合金可具有奈米晶形或非晶形微結構。X射線繞射可用於測定存在於該合金中之晶粒尺寸。適用之合金可具有微結構，其中如由謝樂方程式測定之最大晶粒尺寸小於50nm，更佳地小於40nm，更佳地小於30nm，更佳地小於15nm，更佳地小於10nm，最佳地小於5nm。
適用之Si合金之實例為式SixMyCz之合金，其中x、y及z代表原子 百分比值且a)x>2y+z；b)x、y及z大於0；及c)M至少為鐵且可為鐵與一或多種金屬之組合，該等金屬係選自錳、鉬、鈮、鎢、鉭、銅、鈦、釩、鉻、鎳、鈷、鋯、釔或其組合。
因此，矽合金較佳地可具有式SixFeyCz，其中x、y及z代表原子百分比值且a)x>2y+z，且b)x、y及z各大於0。
較佳地，x60及/或y5。
尤其較佳之矽合金包含約60至約80原子百分比的矽、約5至約20原子百分比的鐵及約5至約15原子百分比的碳。
最佳矽合金可具有式Si73Fe17C10，其中該等數字代表原子百分比且各組分之原子百分比範圍為±10原子百分比，較佳地為±7原子百分比，更佳地為±5原子百分比及最佳地為±3原子百分比。
合金之粒子可包括至少部分圍繞該粒子之塗層。「至少部分圍繞」意謂在塗層與粒子外部之間存在共同邊界。該塗層可充當化學保護層且可以物理方式及/或以化學方式穩定所提供粒子之組分。此外，適用於穩定鋰金屬之塗層亦可用作所提供粒子之塗層。其他適用於塗層之例示性材料包括非晶形碳、石墨碳、LiPON玻璃、磷酸鹽(諸如磷酸鋰(Li2PO3))、偏磷酸鋰(LiPO3)、二硫磺酸鋰(LiS2O4)、氟化鋰(LiF)、偏矽酸鋰(LiSiO3)及正矽酸鋰(Li2SiO4)。塗層可藉由研磨、溶液沈積、氣相製程或一般技術者已知之其他製程來塗覆。
電極組合物可含有諸如熟習此項技術者將熟悉之添加劑。電極組合物可包括導電稀釋劑以促進電子自粉末材料轉移至集電器。導電稀釋劑包括(但不限於)碳(例如，用於負電極之碳黑及用於正電極之碳黑、片狀石墨及其類似物)、金屬、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬矽化物及金屬硼化物。代表性導電碳稀釋劑包括諸如SUPER P及SUPER S碳黑(兩者均來自MMM Carbon,Timcal,Belgium)之碳黑、SHAWANIGAN BLACK(Chevron Chemical Co.,Houston,TX)、乙炔 黑、爐法碳黑、燈碳黑、石墨、碳纖維及其組合。
在第二態樣中，本發明提供包含正電極、負電極及電解質之電化學電池，其中負電極包含如關於第一態樣所論述之組合物。
在第三態樣中，本發明提供包含兩個或兩個以上根據第二態樣之電化學電池的電池組。
在第四態樣中，本發明提供一種製造電化學電池電極之方法，該方法包含提供集電器，提供根據第一態樣之電極組合物；及將包含該電極組合物之塗層塗覆至該集電器。
為了製造電極，較佳地為負電極，將矽合金、石墨碳、黏結劑及導電添加劑混合於合適塗層溶劑(諸如水或N-甲基吡咯啶酮(NMP))中以形成塗層分散液或塗層混合物，該導電添加劑包含碳奈米管及任何所選添加劑，諸如導電稀釋劑、填充劑、黏著促進劑、用於塗層黏度改質之增稠劑(諸如羧甲基纖維素)及熟習此項技術者已知之其他添加劑。分散液經充分混合，且隨後藉由任何適當分散液塗佈技術(諸如刮刀塗佈、凹口試片塗佈、浸漬塗佈、噴霧塗佈、電噴霧塗佈或凹板印刷式塗佈)塗覆至箔集電器。該等集電器典型地為導電金屬之薄箔，諸如銅、鋁、不鏽鋼或鎳箔。漿料經塗佈於集電器箔上，且隨後使其在空氣中乾燥，之後通常在加熱烘箱中，典型地在約80℃至約300℃下乾燥約一小時以移除所有溶劑。
多種電解質可用於鋰離子電池中。代表性電解質含有一或多種鋰鹽及呈固體、液體或凝膠形式之載荷介質。例示性鋰鹽在電池電極可操作之電化學窗及溫度範圍(例如，約-30℃至約70℃)中為穩定的，可溶於所選載荷介質中，且在所選鋰離子電池中表現良好。例示性鋰鹽包括LiPF6、LiBF4、LiClO4、雙(草酸根)硼酸鋰、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiAsF6、LiC(CF3SO2)3及其組合。例示性載荷介質在電池電極可操作之電化學電位窗及溫度範圍中為穩定的而無凝固或沸 騰，能夠溶解足量鋰鹽以使得適量電荷可自正電極傳輸至負電極，且在所選鋰離子電池中表現良好。例示性固體載荷介質包括聚合介質，諸如聚氧化乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、含氟共聚物、聚丙烯腈、其組合及熟習此項技術者將熟悉之其他固體介質。例示性液體載荷介質包括碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙基甲酯、碳酸伸丁酯、碳酸伸乙烯酯、氟代碳酸伸乙酯、氟代碳酸伸丙酯、γ-丁內酯、二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯、二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚(雙(2-甲氧基乙基)醚)、四氫呋喃、二氧雜環戊烷、其組合及熟習此項技術者將熟悉之其他介質。
可藉由添加合適共溶劑來改良載荷介質之增溶能力。例示性共溶劑包括與含有所選電解質之Li離子電池可相容之芳族材料。代表性共溶劑包括甲苯、環丁碸、二甲氧基乙烷、其組合及熟習此項技術者將熟悉之其他共溶劑。電解質可包括熟習此項技術者將熟悉之其他添加劑。舉例而言，電解質可包括用於穩定陽極上之鈍化層之碳酸伸乙烯酯或氟代碳酸伸乙酯。藉由採用如上所述之正電極及負電極中至少一個每一者且將其置於電解質中來製得本發明之電化學電池。典型地，微孔分離器(諸如可購自Hoechst Celanese,Corp.,Charlotte,N.C.之CELGARD 2400微孔材料)用於防止負電極直接與正電極接觸。此在硬幣型電池，諸如此項技術中已知之2325硬幣型電池中尤其重要。
用本發明之負電極製得的電化學電池顯示在多次循環之後與含有習知負電極之類似電池相比減少的衰減及減少的體積膨脹。
所揭示之電池可用於多種裝置中，包括攜帶型電腦、平板顯示器、個人數位助理、行動電話、電動裝置(例如個人或家用電器及車輛)、器具、照明裝置(例如閃光燈)及加熱裝置。一或多個本發明之電化學電池可經組合以提供電池組。熟習此項技術者將熟悉關於可再充電鋰離子電池及電池組之構造及使用之其他細節。
在本說明書中：措辭「碳奈米管」係指具有管狀或卷軸狀結構之碳之同素異形體，其中該管的直徑在0.1nm與100nm之間或更大之尺度內，長度可在類似尺度內或為數倍大(例如，大於1μm)；措辭「正電極」係指在放電製程期間發生電化學還原及鋰化之電極(常稱為陰極)；及措辭「負電極」係指在放電製程期間發生電化學氧化及脫鋰化之電極(常稱為陽極)；術語「充電(charge)」及「充電(charging)」係指向電池提供電化學能量之製程；術語「放電(discharge)」及「放電(discharging)」係指例如當使用電池進行所需工作時自電池移除電化學能量之製程；術語「金屬」係指金屬及諸如矽及鍺之類金屬，而不論呈元素狀態抑或離子狀態；術語「合金」係指兩種或兩種以上金屬之混合物；術語「鋰化(lithiate)」及「鋰化(lithiation)」係指將鋰添加至電極材料中之製程；術語「脫鋰化(delithiate)」及「脫鋰化(delithiation)」係指自電極材料移除鋰之製程；除非本文另有要求，否則術語「脂族」、「環脂族」及「芳族」包括僅含碳及氫之經取代及未經取代部分，含有碳、氫及其他原子(例如氮或氧環原子)之部分，及經原子或可含有碳、氫或其他原子之基團(例如鹵素原子、烷基、酯基、醚基、醯胺基、羥基或胺基)取代之部分。
本發明藉由圖式加以說明，其中： 圖1說明實例1及比較實例1之隨循環次數而變之正規化電容量。
在以下說明性實例中進一步說明本發明。
實例
使用如揭示於美國專利第7,906,238 B2(Le)號中之相同的一般程序，藉由低能量球磨來產生組成Si73Fe17C10之合金。
自Alfa Aesar(Ward Hill,Mass.)、Aldrich Chemical Company(Milwaukee,Wis.)或Alcan Metal Powders(Berkeley,CA)獲得矽及鐵。
在氬氛圍下，在45毫升碳化鎢容器中使用SPEX MILL(型號8000-D,Spex CertiPrep,Metuchen,N.J.)，用28個碳化鎢球(各為約108公克)將適量矽晶片(Alfa Aesar，目錄號00311)、鐵及石墨粉末(MCMB-1028,MMM Carob,Belgium)研磨4小時。接著打開容器，破裂大塊結塊粉末且在氬氛圍中再繼續研磨一小時。藉由空氣冷卻將碳化鎢容器之溫度維持在約30℃下。
實例1 60wt% Si 73 Fe 17 C 10 、28wt%石墨、2wt%碳奈米管(CNT)、10wt% LiPAA。
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。添加碳奈米管(CNT,C70P，可購自Bayer MaterialScience AG)且用高剪切混合器(Primix)分散直至獲得於聚丙烯酸鋰(LiPAA)溶液中之均勻2wt%碳奈米管分散液。在獲得於聚丙烯酸鋰中之均質碳奈米管分散液之後，添加28wt%石墨(Hitachi,MAG-E)且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)混合18分鐘。如此產生之分散液為均質的。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳奈米管及石墨之分散液與矽合金混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混 合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。
所得糊狀物具有以下組成：60wt% Si73Fe17C10、28wt%石墨、2wt% CNT及10wt% LiPAA。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題為測試電池總成之章節中所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
實例2 26.4wt% Si 73 Fe 17 C 10 、10wt%高表面積石墨、51.6wt%較大晶粒石墨、2wt% CNT
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。添加市售CNT水性分散液(5wt% CNT、5wt%羧甲基纖維素，Baytubes® D W 55CM,Bayer MaterialScience)，以使得聚丙烯酸鋰(固體含量)與CNT之重量比為4。CNT水性分散液(Baytubes® D W 55CM,Bayer MaterialScience)亦含有5wt%羧甲基纖維素。隨後在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將分散液均質化18分鐘。
在獲得碳奈米管與聚丙烯酸鋰及羧甲基纖維素於水中之均質分散液後，相繼添加高表面積石墨(3um之D50，20m2/g之比表面積，KS6,Timcal)及具有較低表面積之較大晶粒石墨(21um之D50，0.7m2/g之BET，HE1；Hitachi Chemicals)。調節所添加之量，以使得在包括矽合金之最終糊狀物中存在10wt%高表面積石墨及51.6wt%較大晶粒石墨。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將該糊狀物混合18分鐘。如此產生之分散液為均質的。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳奈米管及石墨之分散液與矽合金混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。所得糊狀物具有以下組成：26.4 wt% Si73Fe17C10、10wt%高表面積石墨、51.6wt%較大晶粒尺寸石墨及2wt% CNT。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在準備用於如下文標題測試電池總成下所描述經組裝之硬幣狀電化學電池之圓形電極中衝壓塗層。
比較實例1 60wt% Si 73 Fe 17 C 10 合金、28wt%石墨、2wt%碳黑、10wt% LiPAA。
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。添加碳黑(SuperP,Timcal)且藉由在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)混合6分鐘來使其分散直至獲得於聚丙烯酸鋰溶液(LiPAA)中之均勻2wt%碳黑分散液。
在獲得於聚丙烯酸鋰中之均質碳黑分散液之後，添加28wt%石墨(Hitachi,MAG-E)且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)混合18分鐘。檢查如此產生之分散液之均質性。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳黑及石墨之分散液與矽合金(如實例1中所論述而產生)混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。
所得糊狀物具有以下組成：60wt% Si73Fe17C10、28wt%石墨、2wt%碳黑及10wt% LiPAA。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題測試電池總成下所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
比較實例2 26.4wt% Si 73 Fe 17 C 10 合金、18.0wt%高表面積石墨、43.6wt%較大晶粒尺寸石墨、2wt%碳黑、10wt% LiPAA
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。
添加碳黑(SuperP,Timcal)且藉由在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)混合6分鐘來使其分散直至獲得於聚丙烯酸鋰溶液中之均勻2wt%碳黑分散液。
在獲得於聚丙烯酸鋰中之均質碳黑分散液之後，相繼添加高表面積石墨(KS6,Timcal)及較大晶粒石墨(HE1；Hitachi Chemicals)。調節所添加之量以使得在包括合金之最終糊狀物中獲得18.6wt%高表面積石墨及43.6wt%較大晶粒石墨。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將該糊狀物混合18分鐘。如此產生之分散液為均質的。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳黑及石墨之分散液與矽合金混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。
所得糊狀物具有以下組成：26.4wt% Si73Fe17C10合金、18.0wt%高表面積石墨、43.6wt%較大晶粒尺寸石墨、2wt%碳黑、10.0wt% LiPAA。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題測試電池總成下所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
實例3 26.4wt% Si 73 Fe 17 C 10 合金、61.6wt%石墨、2wt% CNT、8wt% LiPAA、2wt% CMC
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。
添加市售CNT水性分散液(5wt% CNT、5wt%羧甲基纖維素 (CMC)，Baytubes® D W 55CM,Bayer MaterialScience)以使得聚丙烯酸鋰與CNT之重量比為4。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將分散液均質化18分鐘。
在獲得於聚丙烯酸鋰及羧甲基纖維素中之均質碳奈米管分散液之後，添加石墨(HE1,Hitachi Chemicals)。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將該糊狀物混合18分鐘。檢查如此產生之分散液之均質性。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳奈米管及石墨之分散液與矽合金混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。所得糊狀物具有以下組成：26.4wt% Si73Fe17C10合金、61.6wt%石墨、2wt% CNT、8wt% LiPAA、2wt% CMC。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題測試電池總成下所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
比較實例3 60wt% Si 73 Fe 17 C 10 合金、28wt%石墨(MAGD)、2wt%碳黑、10wt% LiPAA。
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。
添加碳黑(SuperP,Timcal)且藉由在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)混合6分鐘來使其分散直至獲得於聚丙烯酸鋰溶液(LiPAA)中之均勻2wt%碳黑分散液。
在獲得於聚丙烯酸鋰中之均質碳黑分散液之後，添加28wt%石墨(Hitachi,MAG-D)且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)混合18分鐘。如此產生之分散液為均質的。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳黑及石墨之分散液與矽合金(如實例1中所論述而產生)混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。
所得糊狀物具有以下組成：60wt% Si73Fe17C10、28wt%石墨、2wt%碳黑及10wt% LiPAA。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題測試電池總成下所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
實例4 26.4wt% Si 73 Fe 17 C 10 合金、10.0wt%高表面積石墨(Timcal KS6)、51.6wt%較大晶粒尺寸石墨(Hitachi Chemicals HE1)、2.5wt% CNT、9wt% LiPAA及0.5% CMC
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。
添加市售CNT水性分散液(2.0wt% CNT、0.5wt%羧甲基纖維素(CMC),CNano)以使得聚丙烯酸鋰與CNT之重量比為4。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將分散液均質化18分鐘。
在獲得於聚丙烯酸鋰中之均質碳黑分散液之後，相繼添加高表面積石墨(KS6,Timcal)及較大晶粒石墨(HE1；Hitachi Chemicals)。調節所添加之量以使得在包括合金之最終糊狀物中獲得10.0wt%高表面積石墨及51.6wt%較大晶粒石墨。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將該糊狀物混合18分鐘。如此產生之分散液為均質的。
所得糊狀物具有以下組成：26.4wt% Si73Fe17C10合金、10.0wt%高表面積石墨、51.6wt%較大晶粒尺寸石墨、2.5wt% CNT、9wt% LiPAA及0.5% CMC。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題測試電池總成下所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
實例5 60wt% Si 73 Fe 17 C 10 、28wt%石墨(Hitachi-MAGD)、2wt%碳奈米管(CNT-Bayer MaterialScience)、10wt% LiPAA。
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。添加市售CNT水性分散液(5wt% CNT、5wt%羧甲基纖維素，Baytubes® D W 55CM,Bayer MaterialScience)以使得聚丙烯酸鋰(固體含量)與CNT之重量比為4。CNT水性分散液(Baytubes® D W 55CM,Bayer MaterialScience)亦含有5wt%羧甲基纖維素。在獲得於聚丙烯酸鋰中之均質碳奈米管分散液之後，添加28wt%石墨(Hitachi,MAG-D)且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)混合18分鐘。如此產生之分散液為均質的。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳奈米管及石墨之分散液與矽合金混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。
所得糊狀物具有以下組成：60wt% Si73Fe17C10、28wt%石墨、2wt% CNT及10wt% LiPAA。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題為測試電池總成之章節中所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
實例6 26.4wt% Si 73 Fe 17 C 10 、18wt%高表面積石墨(Timcal KS6)、43.6wt% 較大晶粒石墨(Hitachi Chemical HE1)、2wt% CNT(Bayer MaterialScience)、8wt% LiPAA、2wt% CMC。
用去離子水將35wt%聚丙烯酸溶液(Sigma Aldrich；250000Mw)稀釋至10wt%且用氫氧化鋰粉末中和。
添加市售CNT水性分散液(5wt% CNT、5wt%羧甲基纖維素(CMC)，Baytubes® D W 55CM,Bayer MaterialScience)以使得聚丙烯酸鋰(固體含量)與CNT之重量比為4。CNT水性分散液(Baytubes® D W 55CM,Bayer MaterialScience)亦含有5wt%羧甲基纖維素。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將分散液均質化18分鐘。
在用水中之聚丙烯酸鋰及羧甲基纖維素獲得均質碳奈米管分散液之後，相繼添加高表面積石墨(3 um之D50，20m2/g之比表面積，KS6,Timcal)及具有較低表面積之較大晶粒石墨(21um之D50，0.7m2/g之BET，HE1；Hitachi Chemicals)。調節所添加之量以使得在包括矽合金之最終糊狀物中存在10wt%高表面積石墨及51.6%較大晶粒石墨。隨後，在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)將該糊狀物混合18分鐘。如此產生之分散液為均質的。
最後，將含有聚丙烯酸鋰、碳奈米管及石墨之分散液與矽合金混合且在行星微磨機內以第9等級(Mazerustar型號KK-400WE)再次混合18分鐘，產生以備塗佈之糊狀物。所得糊狀物具有以下組成：26.4wt% Si73Fe17C10、10wt%高表面積石墨、51.6wt%較大晶粒尺寸石墨、2wt% CNT、8wt% LiPAA及2wt% CMC。
使用塗佈棒將此懸浮液塗佈於Cu箔上且在圓形電極中衝壓塗層，以備用於如下文標題測試電池總成下所描述經組裝之硬幣狀電化學電池。
測試電池總成
自電極塗層切割圓盤(16mm直徑)以用於2325鈕扣型電池。各2325電池均含有作為隔片(900μm厚)之18mm直徑Cu圓盤、18mm直徑合金電極圓盤、一個20mm直徑微孔分離器(CELGARD 2400；Separation Products,Hoechst Celanese Corp.,Charlotte,N.C.28273)、18mm直徑鋰圓盤(0.38mm厚鋰帶；Aldrich Chemicals,Milwaukee,Wis.)及18mm銅隔片(900μm厚)。將100微升電解質溶液(90wt%碳酸伸乙酯(EC)：碳酸二伸乙酯(DEC)(1：2 v/v)中之1M LiPF6)(Ferro Chemicals(Zachary,La.)；10wt%氟代碳酸伸乙酯(FEC)(Fujian Chuangxin Science and Technology Development,LTP,Fujian,China))混合且用作電解質。電解質混合物經分子篩(3A類型)乾燥12小時。以250mA/g之恆定電流自0.005V至0.9V將硬幣型電池充電且放電。在充電期間，當電池電壓達到0.9V時，保持電池電壓恆定且繼續充電直至電流達到10mA/g。使電池在每半個循環結束時保持在開路處15分鐘。
使用下拉式測微計及60psi(414kPa)壓力，藉由量測新製經塗佈電極之厚度(表示t0，包括集電器及經塗佈之複合物)來計算負電極之體積膨脹。用相同測微計量測Cu集電器之厚度(tc)。藉由在乾燥室內 拆卸已放電之半電池、移除負電極且用相同測微計量測其厚度(t1)，來獲得第一次鋰化後之體積膨脹。假定表面積恆定，可藉由(t1-t0)/(t0-tc)計算體積膨脹。使用相同方案獲得50次循環後之體積膨脹，除了在第51次放電之後拆卸半電池。
表1中顯示50次循環後之電容量保持及50次循環後之體積膨脹。在顯示實例1在多次循環之後衰減減少之圖中說明實例1及比較實例1之隨循環次數而變之正規化電容量。
各比較實例使用已經最佳化以供使用之組合物。然而，與含有碳奈米管之實例相比，該等比較實例顯示電容量保持、體積膨脹或兩者之較差值。
實例5之體積膨脹值高於其他實例且類似於比較實例3之值。然而，相比於實例5之95%，比較實例3之電容量保持為50%。此表明，相比於在50次循環之後實例5中保留95%的Li物質，在50次循環之後比較實例3之組合物中僅存在一半的Li物質。因為認為體積膨脹量視存在於組合物中之Li物質之量而定，故比較實例3之體積膨脹對Li之存在比實例5之體積膨脹顯著更敏感。
已描述本發明之許多實施例。然而，應理解，可在不偏離本發明之精神及範疇的情況下進行各種修改。相應地，其他實施例在申請專利範圍之範疇內。
本發明之實施例包括以下實施例1至15。
實施例
實施例1為電極組合物，其包含：矽合金(包含矽、鐵及視情況選用之碳，該矽合金能夠經受鋰化及脫鋰化)、石墨碳、黏結劑及包含碳奈米管之導電添加劑。
實施例2為根據實施例1之組合物，其中該組合物包含10wt%至80wt%矽合金。
實施例3為根據實施例1或實施例2之組合物，其中該組合物包含80wt%至10wt%石墨碳。
實施例4為根據前述實施例中任一項之組合物，其中該組合物包含2wt%至15wt%黏結劑。
實施例5為根據前述實施例中任一項之組合物，其中該組合物包含0.2wt%至10wt%碳奈米管。
實施例6為根據前述實施例中任一項之組合物，其中該黏結劑包含聚丙烯酸鹽。
實施例7為根據實施例6之組合物，其中該黏結劑包含聚丙烯酸鋰。
實施例8為根據前述實施例中任一項之組合物，其中矽合金具有式SixFeyCz，其中x、y及z代表原子百分比值且a)x>2y+z，及b)x、y及z各大於0。
實施例9為根據實施例8之組合物，其中x60及/或y5。
實施例10為根據前述實施例中任一項之組合物，其中該合金包含約60至約80原子百分比的矽、約5至約20原子百分比的鐵及約5至約15原子百分比的碳。
實施例11為根據前述實施例中任一項之組合物，其中該矽合金進一步包含一或多種選自鈷、鎳、鈦、鉬、鎢或其組合之金屬。
實施例12為一種電化學電池，其包含：正電極；負電極；及電解質，其中該負電極包含根據前述實施例中任一項之組合物。
實施例13為包含至少一個根據實施例12之電池之電池組。
實施例14為一種製造電化學電池電極之方法，該方法包含：提供集電器；提供根據實施例1至11中任一項之電極組合物；及將包含該電極組合物之塗層塗覆至該集電器。
實施例15為根據實施例14之方法，其中塗覆該塗層進一步包含：將該電極組合物與溶劑混合以形成分散液；研磨該分散液以形成可塗佈混合物；將該混合物塗佈至該集電器上；及乾燥該經塗佈之集電器。

Claims (15)

  1. 一種電極組合物，其包含：包含矽、鐵及視情況選用之碳之矽合金，該矽合金能夠經受鋰化及脫鋰化；石墨碳，黏結劑，及包含碳奈米管之導電添加劑。
  2. 如請求項1之組合物，其中該組合物包含10wt%至80wt%矽合金。
  3. 如請求項1之組合物，其中該組合物包含80wt%至10wt%石墨碳。
  4. 如請求項1之組合物，其中該組合物包含1wt%至15wt%黏結劑。
  5. 如請求項1之組合物，其中該組合物包含0.2wt%至10wt%碳奈米管。
  6. 如請求項1之組合物，其中該黏結劑包含聚丙烯酸鹽。
  7. 如請求項6之組合物，其中該黏結劑包含聚丙烯酸鋰。
  8. 如請求項1之組合物，其中該矽合金具有式SixFeyCz，其中x、y及z代表原子百分比值，且a)x>2y+z，及b)x、y及z各大於0。
  9. 如請求項8之組合物，其中x60及/或y5。
  10. 如請求項1之組合物，其中該合金包含約60至約80原子百分比之矽、約5至約20原子百分比之鐵及約5至約15原子百分比之碳。
  11. 如請求項1之組合物，其中該矽合金進一步包含一或多種選自 鈷、鎳、鈦、鉬、鎢或其組合之金屬。
  12. 一種電化學電池，其包含：正電極；負電極；及電解質，其中該負電極包含如請求項1之組合物。
  13. 一種電池組，其包含至少一個如請求項12之電池。
  14. 一種製造電化學電池電極之方法，該方法包含：提供集電器；提供如請求項1之電極組合物；及將包含該電極組合物之塗層塗覆至該集電器。
  15. 如請求項14之方法，其中塗覆該塗層進一步包含：將該電極組合物與溶劑混合形成分散液；研磨該分散液以形成可塗佈混合物；將該混合物塗佈於該集電器上；及乾燥該經塗佈之集電器。
TW103118860A 2013-05-30 2014-05-29 電極組合物、電化學電池及電化學電池之製造方法 TW201505240A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361828848P 2013-05-30 2013-05-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201505240A true TW201505240A (zh) 2015-02-01

Family

ID=51023129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103118860A TW201505240A (zh) 2013-05-30 2014-05-29 電極組合物、電化學電池及電化學電池之製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160111718A1 (zh)
EP (1) EP3005450B1 (zh)
JP (1) JP2016520251A (zh)
KR (1) KR20160016893A (zh)
CN (1) CN105247707B (zh)
TW (1) TW201505240A (zh)
WO (1) WO2014194019A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108475761A (zh) * 2015-12-28 2018-08-31 3M创新有限公司 硅基材料及其制备和使用方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150074903A (ko) * 2013-12-24 2015-07-02 일진전기 주식회사 리튬 이차 전지용 음극활물질층용 조성물
US10050260B2 (en) * 2014-05-29 2018-08-14 3M Innovative Properties Company Anode compositions for rechargeable batteries and methods of making same
FR3033328A1 (fr) 2015-03-05 2016-09-09 Arkema France Composition liquide de nanocharges carbonees pour les formulations utilisees dans les batteries au plomb.
KR102519438B1 (ko) * 2015-09-03 2023-04-07 삼성에스디아이 주식회사 복합 음극 활물질, 이를 포함하는 리튬 전지, 및 상기 복합 음극 활물질의 제조방법
DE102015224040A1 (de) * 2015-12-02 2017-06-08 Robert Bosch Gmbh Hybridisierte Elektrode für einen Hybridsuperkondensator
FR3048821B1 (fr) * 2016-03-08 2021-12-17 Commissariat Energie Atomique Encre comprenant un melange d'acides polyacryliques pour la realisation d'une electrode de batterie lithium-ion, et electrode obtenue avec une telle encre
US20190252684A1 (en) * 2016-06-15 2019-08-15 Robert Bosch Gmbh Anode composition, method for preparing anode and lithium ion battery
WO2018051290A1 (en) * 2016-09-19 2018-03-22 3M Innovative Properties Company Anode materials for lithium-ion electrochemcial cells and methods of making and using same
CN110521029B (zh) * 2017-02-09 2022-11-29 株式会社村田制作所 二次电池、电池包、电动车辆、电动工具以及电子设备
EP3635803A4 (en) * 2017-05-15 2021-03-24 Johnson Matthey Public Limited Company MATERIALS FOR ELECTROCHEMICAL LITHIUM ION CELLS AND METHOD FOR MANUFACTURING AND USING THEREOF
EP3635802A4 (en) * 2017-05-18 2021-03-17 Johnson Matthey Public Limited Company MATERIALS FOR ELECTROCHEMICAL CELLS AND THEIR MANUFACTURING AND USE PROCESSES
US11280840B2 (en) 2017-07-10 2022-03-22 3M Innovative Properties Company State of health of partially discharged cells
JP6451889B1 (ja) * 2017-07-18 2019-01-16 Tdk株式会社 リチウムイオン二次電池用負極およびこれを用いたリチウムイオン二次電池
KR20190114151A (ko) 2018-03-29 2019-10-10 현대자동차주식회사 리튬 이차전지 및 그 제조방법
JP7125655B2 (ja) * 2019-01-15 2022-08-25 トヨタ自動車株式会社 負極
KR102890407B1 (ko) * 2019-03-08 2025-11-25 주식회사 엘지에너지솔루션 음극 및 상기 음극을 포함하는 이차 전지
KR102769344B1 (ko) * 2019-11-13 2025-02-18 주식회사 엘지에너지솔루션 음극 및 상기 음극을 포함하는 이차 전지
KR20220090179A (ko) * 2020-12-22 2022-06-29 주식회사 동진쎄미켐 이차전지 전극용 도전재 선분산 슬러리와 그 제조방법 및 도전재 선분산 슬러리를 적용하여 제조된 전극과 상기 전극을 구비한 이차전지
CN114709491B (zh) * 2022-06-06 2022-08-16 深圳鑫鹏能技术科技有限公司 高密度硅锂钽电池及其制作工艺方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2219253B1 (en) * 1998-09-18 2015-06-10 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material
JP4321115B2 (ja) * 2003-05-23 2009-08-26 日本電気株式会社 リチウムイオン二次電池用負極活物質、リチウムイオン二次電池用負極、およびリチウムイオン二次電池
KR100790833B1 (ko) * 2005-09-06 2008-01-02 주식회사 엘지화학 탄소 나노튜브 함유 복합체 바인더 및 이를 포함하는 리튬이차전지
US7875388B2 (en) * 2007-02-06 2011-01-25 3M Innovative Properties Company Electrodes including polyacrylate binders and methods of making and using the same
FR2935546B1 (fr) * 2008-09-02 2010-09-17 Arkema France Materiau composite d'electrode, electrode de batterie constituee dudit materiau et batterie au lithium comprenant une telle electrode.
WO2010099864A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Umicore Process for preparing alloy composite negative electrode material for lithium ion batteries
US8287772B2 (en) * 2009-05-14 2012-10-16 3M Innovative Properties Company Low energy milling method, low crystallinity alloy, and negative electrode composition
US20100288077A1 (en) * 2009-05-14 2010-11-18 3M Innovative Properties Company Method of making an alloy
JP5338924B2 (ja) * 2010-11-30 2013-11-13 東レ株式会社 リチウムイオン電池電極用バインダー、リチウムイオン電池負極用ペーストおよびリチウムイオン電池負極の製造方法
CN102227022A (zh) * 2011-05-16 2011-10-26 成都中科来方能源科技有限公司 锂离子电池用硅酸亚铁锂正极材料及其制备方法
EP3029759A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-08 3M Innovative Properties Company Electrode composition comprising carbon naotubes, electrochemical cell and method of making electrochemical cells

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108475761A (zh) * 2015-12-28 2018-08-31 3M创新有限公司 硅基材料及其制备和使用方法
CN108475761B (zh) * 2015-12-28 2023-10-27 庄信万丰股份有限公司 硅基材料及其制备和使用方法
US11901551B2 (en) 2015-12-28 2024-02-13 Sicona Battery Technologies Pty Ltd Silicon based materials for and method of making and using same

Also Published As

Publication number Publication date
US20160111718A1 (en) 2016-04-21
CN105247707B (zh) 2017-06-13
KR20160016893A (ko) 2016-02-15
JP2016520251A (ja) 2016-07-11
WO2014194019A1 (en) 2014-12-04
EP3005450B1 (en) 2017-04-26
EP3005450A1 (en) 2016-04-13
CN105247707A (zh) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3005450B1 (en) Electrode composition, electrochemical cell and method of making electrochemical cells
US9685678B2 (en) Electrode materials with a synthetic solid electrolyte interface
JP7186800B2 (ja) 無機電解液を含むリチウム二次電池
JP5603018B2 (ja) リチウムイオン二次電池用の負極、それを用いた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の製造方法および製造に用いるスラリー
CN102782908B (zh) 复合物负极材料
US20210408544A1 (en) Active material for all-solid-state battery, electrode for all-solid-state battery, and all-solid-state battery
KR102292440B1 (ko) 이차 전지 전극용 바인더 조성물, 이차 전지 전극용 슬러리 조성물, 이차 전지용 전극 및 이차 전지
TWI689127B (zh) 用於鋰離子電池組的陽極材料以及製造與使用其之方法
JP7555033B2 (ja) 電池材料の製造方法
US10050260B2 (en) Anode compositions for rechargeable batteries and methods of making same
JP2016502241A (ja) ナトリウムイオン電池用のアノード組成物及びそれを製作する方法
EP3235028A1 (en) Lithium ion battery having improved thermal stability
TW201628236A (zh) 電極組成物、電化學電池及製造電化學電池之方法
CN110800140A (zh) 用于锂离子电化学电池的材料及其制造和使用方法
CN108432006B (zh) 锂离子蓄电池的阳极材料及其制作和使用方法
CN115398666A (zh) 负极材料及电池
EP4220761A1 (en) Negative active material for all solid-state battery
JP6413988B2 (ja) 全固体電池
JP2018518817A (ja) 電極、バッテリーセル及びバッテリー装置
HK1259053A1 (zh) 改性硅粒子电极和方法