ES2955519T3 - Baterías de iones de litio que usan nanotubos de carbono discretos, métodos para su producción y productos obtenidos a partir de ellas - Google Patents

Baterías de iones de litio que usan nanotubos de carbono discretos, métodos para su producción y productos obtenidos a partir de ellas Download PDF

Info

Publication number
ES2955519T3
ES2955519T3 ES16190664T ES16190664T ES2955519T3 ES 2955519 T3 ES2955519 T3 ES 2955519T3 ES 16190664 T ES16190664 T ES 16190664T ES 16190664 T ES16190664 T ES 16190664T ES 2955519 T3 ES2955519 T3 ES 2955519T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
carbon nanotubes
lithium
composition according
discrete
active
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
ES16190664T
Other languages
English (en)
Inventor
Clive P Bosnyak
Kurt W Swogger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Molecular Rebar Design LLC
Original Assignee
Molecular Rebar Design LLC
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=46420563&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2955519(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Molecular Rebar Design LLC filed Critical Molecular Rebar Design LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2955519T3 publication Critical patent/ES2955519T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01M4/13—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
    • H01M4/36—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
    • 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
    • H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—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
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of 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
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—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
    • H01M4/48—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
    • 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
    • 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
    • H01M4/624—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
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742—Carbon nanotubes, CNTs
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/948—Energy storage/generating using nanostructure, e.g. fuel cell, battery

Landscapes

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

Abstract

Composiciones y métodos para obtenerlas, útiles para baterías de iones de litio que comprenden nanotubos de carbono oxidados discretos que tienen adheridos a su superficie materiales activos de iones de litio en forma de cristales o capas de tamaño nanométrico. La composición puede comprender además grafeno o grafeno oxigenado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Baterías de iones de litio que usan nanotubos de carbono discretos, métodos para su producción y productos obtenidos a partir de ellas
Esta solicitud reivindica prioridad a la Solicitud de patente provisional de Estados Unidos Núm. de serie 61/500,560, titulada "LITHIUM ION BATTERIES USING DISCRETE CARBON NANOTUBES, METHODS FOR PRODUCTION THEREOF AND PRODUCTS OBTAINED THEREFROM", presentada el 23 de junio de 2011.
Campo de la invención
La presente invención se refiere generalmente al campo de las tecnologías mejoradas para baterías de litio. En algunas modalidades, la invención se refiere a nanotubos de carbono discretos que tienen materiales iónicos activos unidos a su superficie.
Antecedentes
Las baterías de litio se usan ampliamente en equipos electrónicos portátiles y se usan cada vez más para proporcionar respaldo eléctrico a la energía eólica y solar. Las baterías recargables de iones de litio (Li-ion) usadas comercialmente basadas en óxidos de cobalto, níquel o manganeso para los materiales catódicos son conocidas por su mala conductividad eléctrica y su mala estabilidad electroquímica, lo que resulta en una mala capacidad de ciclos (carga/descarga). Estructuras de olivino tales como fosfato de hierro y litio, LiFePO4 o fosfato de litio y manganeso, LiMnPO4, operan a velocidades de carga y descarga más altas, pero aún están limitados por la baja conductividad eléctrica y la cinética de difusión de iones de litio.
Los intentos de superar las deficiencias anteriores han incluido la síntesis de cristales de tamaño nanométrico, denominados nanocristales, de sales de litio, así como también mezclas de sales de litio y nanotubos de carbono. Aunque las mezclas de nanotubos de carbono y nanocristales de sales de litio muestran mejoras en las velocidades de carga/descarga, los nanotubos de carbono empleados anteriormente no se consideran esencialmente discretos, es decir, tubos individuales uniformemente dispersos. Los nanotubos de carbono fabricados convencionalmente mediante reacción en fase gaseosa dan como resultado un conjunto de tubos enredados con diámetros de partículas que varían de 50 a 200 micrómetros. Además, los nanocristales de litio no están unidos iónicamente o covalentemente a la superficie de los nanotubos de carbono discretos para proporcionar una transferencia íntima de electrones y una resistencia mecánica mejorada del material activo. Durante la carga y descarga de baterías de iones de litio convencionales, los nanocristales se expanden y contraen. Después de varios ciclos, esto conduce a la formación de microfisuras en la capa de material activo y, por tanto, a una mayor resistencia interna y una disminución del rendimiento de la batería. Con cristales unidos e interconectados con nanotubos de carbono discretos, se retardará la formación de microfisuras debido a vibraciones mecánicas severas, flexión o expansión y contracción.
En el documento WO 2010/117392, se describen nanotubos de carbono exfoliados que pueden tener una relación de aspecto de al menos 100. Además, describe que para algunas modalidades los nanotubos de carbono pueden estar asociados o funcionalizados adicionalmente con un material electroactivo, tal como LÍ4TÍ5O-i2.
Las sales de litio también se han recubierto de carbono con capas muy finas a escala nanométrica para mejorar la conductividad eléctrica entre partículas, pero el recubrimiento de carbono puede ralentizar el transporte de iones de litio y también puede reaccionar desfavorablemente con los electrolitos con el tiempo. Se considera que el recubrimiento de carbono tiene una estructura amorfa y es más probable que reaccione con el electrolito que la estructura de carbono cristalino de los nanotubos de carbono. Igualmente, se han agregado partículas de carbono a los cristales de sales de litio para mejorar la conductividad entre partículas, pero generalmente reducen la resistencia mecánica de las pastas secas en la batería, lo que provoca grietas y un rendimiento reducido con el tiempo.
La presente descripción supera las dificultades de la baja conducción eléctrica, particularmente debido a la expansión y contracción del material durante la carga y descarga de la batería, mejora el transporte de iones de litio y mitigación de reacciones químicas secundarias potencialmente dañinas mediante la unión de cristales nanométricos o capas nanométricas material activo de iones de litio a la superficie de nanotubos de carbono discretos, funcionalizados y bien dispersos.
Igualmente, para los materiales de ánodo de batería de litio, se pueden unir materiales de ánodo activo, tal como partículas de carbono, óxido de estaño o silicio, a las superficies discretas de los nanotubos de carbono para proporcionar numerosos beneficios tales como capacidad mejorada, conductividad de electrones e iones y resistencia mecánica.
Además de que la red discreta de nanotubos de carbono proporciona soporte y estabilización espacial de partículas o capas nanométricas para el material catódico o anódico de la batería de litio, otros beneficios incluyen medios de transferencia de calor mejorados para evitar el descontrol inducido térmicamente, resistencia estructural de la pasta durante la fabricación y alta área superficial por peso de material activo de iones de litio para proporcionar una buena densidad de energía. La dispersión uniforme de los tubos discretos también proporcionará un gradiente de voltaje más uniforme a través de la capa de cátodo o ánodo, de esta manera se reduce la probabilidad de regiones con resistencia eléctrica localmente alta que pueden causar una disminución acelerada del rendimiento en esa región local.
Resumen
La invención se define en las reivindicaciones. Un aspecto de la descripción es una composición útil para baterías de iones de litio, que comprende nanotubos de carbono discretos que tienen unidos a su superficie materiales iónicos activos de litio en forma de cristales o capas de tamaño nanométrico. Para un cátodo, el material activo de iones de litio comprende una sal metálica de litio que puede comprender además hierro, manganeso, cobalto, cobre, níquel, vanadio, titanio, o mezclas de los mismos. La composición puede comprender además la sal metálica de litio con una estructura cristalina de olivino. Para un ánodo, el material activo de iones de litio puede comprender carbono, estaño, silicio, cobre, antimonio, aluminio, germanio, titanio, o mezclas de los mismos. Los nanotubos de carbono discretos de la composición tienen preferentemente una relación de aspecto de 10 a 500 y niveles de oxidación de 1 a 15 por ciento en peso del nanotubo de carbono. La composición puede comprender además grafeno o grafeno oxigenado. En una modalidad, la relación en peso de grafeno a nanotubo de carbono está en el intervalo de 0,1:99,9 a 99,9:0,1.
Otro aspecto más de esta descripción es un proceso para la producción de nanotubos de carbono discretos que tienen unidos a su superficie materiales iónicos activos de litio en forma de cristales o capas de tamaño nanométrico, que comprende las etapas de:
a) seleccionar nanotubos de carbono con una relación de aspecto de 10 a 500 y un nivel de oxidación de 1 a 15 por ciento en peso,
b) mezclar los nanotubos de carbono con un líquido de alto punto de ebullición, opcionalmente con un surfactante no iónico,
c) opcionalmente sonicar la mezcla líquida de nanotubos de carbono,
d) agregar reactivos en equilibrio correcto para sintetizar la sal de litio deseada,
e) hacer reaccionar la mezcla a la temperatura deseada para formar la sal de litio mientras se sonica la mezcla f) separar las sales sólidas del líquido; y
g) secar y recocer bajo atmósfera inerte los nanotubos de carbono discretos sólidos con sales de litio unidas a temperatura suficiente para obtener la estructura cristalina de olivino.
Un aspecto adicional de la descripción es un proceso para la producción de nanotubos de carbono discretos que tienen unidos a su superficie materiales iónicos activos de litio en forma de cristales o capas de tamaño nanométrico, que comprende las etapas de:
a) seleccionar nanotubos de carbono con una relación de aspecto de 10 a 500 y un nivel de oxidación de 1 a 15 por ciento en peso,
b) mezclar los nanotubos de carbono y la sal de litio deseada en un líquido con surfactante,
c) sonicar la mezcla líquida de nanotubos de carbono/sal de litio,
d) separar las sales sólidas del líquido,
e) secar y recocer bajo atmósfera inerte los nanotubos de carbono discretos sólidos con sales de litio unidas a temperatura suficiente para obtener la estructura cristalina de olivino.
Un aspecto adicional de esta descripción es una composición útil para baterías de iones de litio que comprende nanotubos de carbono discretos que tienen unidos a su superficie materiales iónicos activos de litio en forma de cristales o capas de tamaño nanométrico en donde los nanotubos de carbono están en una relación en peso de nanotubos de carbono a sales de litio de 0,1 % a 10 %.
Aún otro aspecto de esta descripción útil para baterías de iones de litio es una composición que comprende nanotubos de carbono oxidados que tienen unidos a su superficie materiales iónicos activos de litio en forma de cristales o capas de tamaño nanométrico en donde los nanotubos de carbono están uniformemente dispersos sin agruparse en una escala de dimensiones menor de un micrómetro.
Un aspecto adicional de esta descripción es una composición útil para baterías de iones de litio que comprende nanotubos de carbono oxidados uniformemente dispersables que tienen materiales iónicos activos de litio unidos a su superficie, ya sea de forma iónica o química.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 representa una sal de litio recubierta como una nanocapa sobre nanotubos de carbono discretos. La figura 2 muestra LiMnO4 con 5 % de nanotubos de carbono oxidados de esta invención.
La Figura 3 muestra cristales de dióxido de titanio unidos a nanotubos de carbono discretos.
Descripción detallada
El término "nanotubos de carbono", como se usa en la presente, se refiere a alótropos de carbono con una nanoestructura cilíndrica. Los nanotubos pueden ser de pared simple, doble o multipared.
El término "nanotubos de carbono discretos", como se usa en la presente, se refiere a nanotubos de carbono capaces de separarse para dar tubos individuales.
El término "grafeno", como se usa en la presente, se refiere a placas de carbono de grosor atómico individuales. El término "grafeno oxidado", como se usa en la presente, se refiere a los productos de la oxidación de placas de grafeno. Las especies oxidadas se encuentran generalmente en los bordes de las placas de grafeno.
El término "nanotubos de carbono oxidados" como se usa en la presente se refiere a los productos de oxidación de los nanotubos de carbono. Generalmente las especies oxidadas son funcionalidades carboxílicas, cetonas o hidroxilo.
El término "por ciento en peso" o "por ciento en peso" o "% en peso" como se usa en la presente se calcula al dividir el peso de un reactivo por el peso total de una mezcla a la que se añade después de la adición del reactivo. Por ejemplo, agregar 1 gramo de un reactivo A a 99 gramos de un reactivo B, de esta manera se formarían 100 gramos de una mezcla A+B, constituiría agregar 1 por ciento en peso del reactivo A a la mezcla.
Durante el proceso de fabricación de nanotubos de carbono discretos (que pueden ser configuraciones simples, dobles y de paredes múltiples), los nanotubos se cortan en segmentos y las partículas de catalizador residuales que se encuentran en el interior de los nanotubos de carbono tal como se reciben del fabricante se disuelven. Este corte de los tubos ayuda con la exfoliación. El corte de los tubos reduce la longitud de los tubos en segmentos de nanotubos de carbono que se definen aquí como Molecular Rebar. La selección adecuada de la materia prima de nanotubos de carbono relacionada con el tipo de partículas del catalizador y la distribución en los nanotubos de carbono permite un mayor control sobre las longitudes de los tubos individuales resultantes y la distribución general de la longitud de los tubos. Una selección preferida es donde los sitios internos del catalizador están espaciados uniformemente y donde el catalizador es más eficiente. La selección se puede evaluar mediante el uso de microscopía electrónica y determinación de la distribución del tubo exfoliado. Molecular Rebar ofrece propiedades mecánicas y de transporte ventajosas cuando se agrega a otros materiales en comparación con materiales sin Molecular Rebar.
Tipos de iones migrables y materiales iónicos activos.
El material activo de iones que se puede unir a los nanotubos de carbono discretos se define aquí en el sentido de que un ión puede migrar dentro o fuera del material activo de iones, de esta manera intercambia electrones. El ion migratorio es preferentemente ion litio, y es preferentemente 50 por ciento en moles de los iones migrables disponibles, con mayor preferencia 75 por ciento en moles o más, con la máxima preferencia 95 por ciento en moles o más y puede ser tan alto como 100 por ciento en moles del total de iones migrables. Otros iones migrables pueden incluir magnesio, aluminio, hierro, zinc, manganeso, sodio, potasio, plomo, mercurio, plata, oro, níquel, cadmio y similares.
Ejemplos de materiales iónicos activos son fosfato de litio y hierro, fosfato de litio y manganeso, óxido de litio y cobalto, sílice, dióxido de manganeso, cadmio, dióxido de titanio y carbono.
Los materiales iónicos activos pueden ser los mismos o comprender diferentes materiales activos. Además, las especies iónicas en estos materiales iónicos activos pueden ser las mismas o pueden ser diferentes. Cuando se usa una mezcla de iones migrables, se prefiere que los iones de litio comprendan la mayoría de los iones de la mezcla. Las mezclas de iones migrables, cuando se usan, pueden ser de 2 iones diferentes, o pueden ser tres o más iones diferentes en diversas proporciones. Además, la mezcla de iones puede tener estados de valencia (u oxidación) variables del mismo ion, tal como Fe2+ o Fe3+.
Cuando se mezclan materiales iónicos activos para su unión a los nanotubos de carbono, la mezcla puede ser simplemente accidental, tal como la que resulta de los estados naturales de los compuestos de materiales iónicos activos, o la mezcla puede ser una mezcla intencional de los diferentes materiales iónicos activos, lo que incluye aquellos en diferente estado químico o físico. En algunos casos que comprenden una mezcla de iones migrables que usa iones de litio, el ión de litio puede comprender el componente iónico minoritario de la mezcla, aunque ésta no suele ser la configuración preferida. Cuando se usa más de un ion, entonces la relación de ion Li con respecto a otros iones totales es preferentemente al menos 2:1, o 3:1 o 10:1 y puede ser tan alta como 25:1 (relaciones molares).
El material iónico activo adherido a los nanotubos de carbono discretos también puede ser útil para aplicaciones como pilas de combustible, sensores, condensadores, energía fotovoltaica y catalizadores.
Ejemplos Experimentales
Los siguientes ejemplos experimentales se incluyen para demostrar aspectos particulares de la presente descripción. Los expertos en la técnica deberían apreciar que los métodos descritos en los ejemplos que siguen representan simplemente modalidades ilustrativas de la descripción.
Ejemplo 1
Nanotubos de carbono discretos con nanopartículas de óxido de cobre adheridas adecuadas para un material de ánodo de batería de iones de litio
Se añaden 102 mg de nanotubos de carbono de paredes múltiples (CNano, grado C9000) oxidados a aproximadamente 8 por ciento en peso y relación de aspecto de aproximadamente 60 a 100 mg de sulfato de cobre, 640 mg de EDTA de sodio, 15 mg de polietilenglicol, 568 mg de sulfato de sodio y 60 ml de agua desionizada. La mezcla se sonica durante 10 minutos y luego se calienta a 40 °C. Se añaden 3 mL de formaldehído (solución a 37 %) y 500 mg de hidróxido de sodio para llevar el pH a 12,2. La mezcla se agita durante 30 minutos a 85 °C y luego se filtra mediante el uso de un filtro de PVDF de 5 micrómetros y se lava con 200 ml de agua desionizada. Los tubos multipared recubiertos resultantes muestran un color de tono cobrizo. Una micrografía electrónica muestra partículas de óxido de cobre con un diámetro de 50 a 150 nm interconectadas por nanotubos de carbono bien dispersos.
Ejemplo 2
Nanotubos de carbono discretos con fosfato de hierro y litio recubiertos en la superficie de los tubos. Adecuado para un material de cátodo de batería de iones de litio
Se añaden 0,2 gramos de nanotubos de carbono de paredes múltiples (CNano, grado C9000) oxidados a aproximadamente 8 por ciento en peso y una relación de aspecto de aproximadamente 60 a 23,5 gramos de dietilenglicol y se sonican durante 15 minutos. La solución es gris. Se añaden 1,16 gramos de acetato de hierro disueltos en 4 ml de agua desionizada y la mezcla se calienta en atmósfera de nitrógeno, agitación y sonicación. Después de 1 hora a 140 °C, se añade una solución de 0,65 gramos de acetato de litio y 0,74 gramos de fosfato de amonio en 4,2 ml de agua desionizada. La temperatura se eleva a aproximadamente 185 °C durante 30 minutos, luego se mantiene a 185 °C durante 4 horas. La mezcla se enfría a 110 °C y se sonica durante 5 minutos seguido de enfriamiento adicional a temperatura ambiente mientras se agita. Los sólidos se separan de la mezcla mediante centrifugación seguida de lavado con etanol. El polvo resultante se seca hasta peso constante al vacío.
Se determina que el polvo seco resultante tiene una resistencia de 2000 ohm-cm en comparación con una muestra obtenida comercialmente determinada como 19000 ohm-cm.
Ejemplo 3
El fosfato de hierro y litio obtenido comercialmente se muele con nanotubos de carbono de paredes múltiples (CNano, grado C9000) oxidados a aproximadamente 8 por ciento en peso y con una relación de aspecto de aproximadamente 60, en un mortero con relaciones en peso de sal de litio a nanotubo de carbono de 5:1 y 1:1. Luego se agrega dodecilsulfato de sodio (SDS) en una relación en peso de 0,7:1 en comparación con el nanotubo de carbono y se agrega agua desionizada a la mezcla resultante para dar una solución al 0,5 por ciento en peso de nanotubos de carbono en presencia de sal de litio y surfactante. La mezcla se sonica durante 1 hora, luego los sólidos se filtran mediante el uso de un filtro de fluoruro de polivinilideno (0,2 micras), se lavan con agua desionizada y se secan. En la Figura 1 se muestra una micrografía de los nanotubos de carbono discretos recubiertos con fosfato de hierro y litio. Los resultados de la resistencia de los polvos se dan en la Tabla 1, las unidades de resistencia son ohm-cm.
Tabla 1
Figure imgf000005_0001
Ejemplo 4
Preparación de fosfato de litio y manganeso en presencia de cinco por ciento en peso de nanotubos de carbono oxidados.
Se disuelven 37,439 g de acetato de manganeso II en 5,0 ml de agua y se añaden a 589 ml de dietilenglicol (DEG) que ya está en el recipiente de reacción. Luego se calienta la mezcla hasta una temperatura objetivo de 140 °C, con agitación y flujo suave de nitrógeno para destilar el agua. Se dispersan 1,119 g de nanotubos de carbono oxidados (originalmente CNano, grado C9000, diámetro promedio de 13 nm) nanotubos que tienen una oxidación del 4 % y una relación de aspecto promedio de 60 en 222,2 ml de dietilenglicol (0,5 % p/v) mediante el uso de sonicación mientras se agita durante 30 minutos. Adicionalmente, se disuelven 14,4434 g de acetato de litio y 16,4497 g y dihidrógenofosfato de amonio en 90 ml de agua. Se añaden al medio de reacción la dispersión de nanotubos de carbono oxidados, acetato de litio y dihidrógenofosfato de amonio con agitación y sonicación. Se aumenta el calentamiento para mantener una temperatura objetivo de 180 grados centígrados durante 3 horas, mientras se mantiene un flujo de nitrógeno constante. Una vez finalizada la reacción, se apagan el calentamiento y la sonicación mientras se agita y se mantiene el nitrógeno mientras el sistema se enfría a temperatura ambiente.
El producto es un fluido muy viscoso de color gris oscuro. El nanotubo de carbono recubierto con fosfato de litio y manganeso se centrifuga y los sólidos se lavan con etanol anhidro tres veces. En la Figura 2 se muestra una micrografía electrónica del producto. En la figura 2 se muestra que la mayoría de los tubos tienen recubrimientos de fosfato de litio y manganeso de aproximadamente 20-40 nm de grosor. Los recubrimientos no son lisos como se ve en el Ejemplo 1.
Ejemplo 5
Una composición útil como material activo de ánodo en baterías de litio - síntesis de TiO2 en el lugar -composición de nanotubos de carbono oxidados a partir de isopropóxido de titanio como un precursor
Se añaden 0,179 g de nanotubos de carbono (originalmente CNano, grado C-9000) oxidados a aproximadamente el 4 % en peso y una relación de aspecto de aproximadamente 60 a 27,3 ml de NMP y 2,7 ml de agua RO y se sonican durante 1 hora para obtener una solución completamente exfoliada. Se prepara una solución al 19 % v/v al añadir 3,41 ml de isopropóxido de titanio (Sigma-Aldrich) a 18 ml de isopropanol (Ultra Pure Solutions, Inc.) y se añade gota a gota con agitación a la dispersión de nanotubos de carbono exfoliados mientras se somete a sonicación. Luego se sella el recipiente de reacción y se calienta suavemente hasta ligeramente por encima de la temperatura ambiente durante 1 hora. La sonicación y una velocidad de agitación media se mantienen durante toda la duración de la reacción. Los productos de reacción se obtienen al filtrar con un filtro Buchner al vacío, lavar con etanol para eliminar NMP y secar al vacío a peso constante. Una micrografía electrónica, Figura 3, muestra cristales de dióxido de titanio de escala 50-100 nm unidos a nanotubos de carbono discretos y bien dispersos.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Una composición para usar en una batería, pila de combustible, condensador sensor, energía fotovoltaica y catalizador, que comprende nanotubos de carbono individuales uniformemente dispersos, en donde los nanotubos de carbono discretos tienen una relación de aspecto de 10 a 500, en donde los nanotubos de carbono discretos tienen niveles de oxidación de 1 % a 15 % en peso de los nanotubos de carbono, los nanotubos de carbono discretos tienen un material iónico activo adherido a su superficie,
en donde dicho material iónico activo permite que los iones migren hacia dentro o fuera de él, de esta manera intercambia electrones.
2. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ion migratorio es litio.
3. La composición de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el litio está presente en una cantidad de 50 por ciento en moles, con mayor preferencia de 75 por ciento en moles o más, con la máxima preferencia de 95 por ciento en moles o más, con respecto a los iones migrables totales.
4. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los iones migrables incluyen magnesio, aluminio, hierro, zinc, manganeso, sodio, potasio, plomo, mercurio, plata, oro, níquel o cadmio.
5. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde los materiales ionizados activos son fosfato de litio y hierro, fosfato de litio y manganeso, óxido de litio y cobalto, sílice, dióxido de manganeso, cadmio, dióxido de titanio y carbono.
6. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además grafeno o grafeno oxigenado.
ES16190664T 2011-06-23 2012-06-21 Baterías de iones de litio que usan nanotubos de carbono discretos, métodos para su producción y productos obtenidos a partir de ellas Active ES2955519T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161500560P 2011-06-23 2011-06-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2955519T3 true ES2955519T3 (es) 2023-12-04

Family

ID=46420563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16190664T Active ES2955519T3 (es) 2011-06-23 2012-06-21 Baterías de iones de litio que usan nanotubos de carbono discretos, métodos para su producción y productos obtenidos a partir de ellas

Country Status (12)

Country Link
US (4) US8808909B2 (es)
EP (3) EP2724403B1 (es)
JP (1) JP6210980B2 (es)
KR (1) KR102055804B1 (es)
CN (1) CN103748712B (es)
CA (1) CA2839614A1 (es)
ES (1) ES2955519T3 (es)
HU (1) HUE063512T2 (es)
IN (1) IN2014DN00143A (es)
SA (1) SA112330630B1 (es)
TW (1) TW201301643A (es)
WO (1) WO2012177865A1 (es)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102344325B1 (ko) 2011-08-29 2021-12-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 리튬 이온 전지용 양극 활물질의 제작 방법
US11479652B2 (en) 2012-10-19 2022-10-25 Rutgers, The State University Of New Jersey Covalent conjugates of graphene nanoparticles and polymer chains and composite materials formed therefrom
US12460064B2 (en) 2012-10-19 2025-11-04 Rutgers, The State University Of New Jersey In situ exfoliation method to fabricate a graphene-reinforced polymer matrix composite
CN103112846B (zh) * 2013-02-06 2014-12-10 华中科技大学 一种石墨烯-碳纳米管-纳米二氧化锡三维复合材料的制备方法及其产品
US9159999B2 (en) * 2013-03-15 2015-10-13 Nano One Materials Corp. Complexometric precursor formulation methodology for industrial production of fine and ultrafine powders and nanopowders for lithium metal oxides for battery applications
JP2014225508A (ja) * 2013-05-15 2014-12-04 住友電気工業株式会社 蓄電デバイス用電極、蓄電デバイスおよび蓄電デバイス用電極の製造方法
CN106575767B (zh) * 2014-05-23 2020-02-21 日本贵弥功株式会社 正极材料、二次电池、正极材料的制造方法及二次电池的制造方法
CN105140461A (zh) * 2014-06-04 2015-12-09 清华大学 锂硫电池正极材料及其制备方法
EP3263330A4 (en) * 2015-02-23 2018-10-03 Lintec of America, Inc. Adhesive sheet
JP6304198B2 (ja) * 2015-11-04 2018-04-04 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池および非水電解液二次電池の製造方法
EP3440309B1 (en) 2016-04-07 2023-07-12 Molecular Rebar Design LLC Nanotube mediation of degradative chemicals for oil-field applications
US20190151240A1 (en) * 2016-04-07 2019-05-23 Molecular Rebar Design, Llc Stem Cell, Bone, Tissue and Nerve Scaffolding from Discrete Carbon Nanotubes
US11702518B2 (en) 2016-07-22 2023-07-18 Rutgers, The State University Of New Jersey In situ bonding of carbon fibers and nanotubes to polymer matrices
CN111770958A (zh) * 2017-10-11 2020-10-13 钢筋分子设计有限责任公司 使用具有目标氧化水平的离散碳纳米管的屏蔽配制剂及其配制剂
US11916234B2 (en) 2017-10-20 2024-02-27 Northwestern University Anhydrous liquid-phase exfoliation of pristine electrochemically-active GeS nanosheets
US11555799B2 (en) 2018-01-04 2023-01-17 Lyten, Inc. Multi-part nontoxic printed batteries
US11479653B2 (en) 2018-01-16 2022-10-25 Rutgers, The State University Of New Jersey Use of graphene-polymer composites to improve barrier resistance of polymers to liquid and gas permeants
CN110350144B (zh) 2018-04-03 2021-07-30 清华大学 电池电极、电池电极的制备方法及混合储能器件
CN110342493B (zh) * 2018-04-03 2021-07-30 清华大学 过渡金属氧化物/碳纳米管复合材料及其制备方法
KR20210158747A (ko) * 2018-05-22 2021-12-31 몰레큘라 레바 디자인 엘엘씨 고표면적 나노튜브를 사용하는 개선된 리튬 이온 배터리
US11554957B2 (en) 2018-05-22 2023-01-17 Molecular Rebar Design, Llc Lithium ion battery using high surface area nanotubes
CN109273689B (zh) * 2018-09-19 2021-09-24 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种异质结构硅基负极材料及其制备方法和锂离子电池
DE202018106258U1 (de) 2018-10-15 2020-01-20 Rutgers, The State University Of New Jersey Nano-Graphitische Schwämme
US11807757B2 (en) 2019-05-07 2023-11-07 Rutgers, The State University Of New Jersey Economical multi-scale reinforced composites
US11508966B2 (en) 2019-10-25 2022-11-22 Lyten, Inc. Protective carbon layer for lithium (Li) metal anodes
US12126024B2 (en) 2019-10-25 2024-10-22 Lyten, Inc. Battery including multiple protective layers
CN111106334B (zh) * 2019-12-16 2022-07-05 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池复合负极片及其制备方法
US11901580B2 (en) 2020-01-10 2024-02-13 Lyten, Inc. Selectively activated metal-air battery
US12009544B2 (en) 2020-01-10 2024-06-11 Lyten, Inc. Battery including nanofibrous membrane
US12003003B2 (en) 2020-01-10 2024-06-04 Lyten, Inc. Metal-air battery including electrolyte beads
CN112573511A (zh) * 2020-12-03 2021-03-30 铜仁学院 一种石墨烯的简单制备方法
US12418027B2 (en) 2021-02-16 2025-09-16 Lyten, Inc. Plasticizer-inclusive polymeric-inorganic hybrid layer for a lithium anode in a lithium-sulfur battery
US11404692B1 (en) 2021-07-23 2022-08-02 Lyten, Inc. Lithium-sulfur battery cathode formed from multiple carbonaceous regions
US12476274B2 (en) 2021-02-16 2025-11-18 Lyten, Inc. Polymeric-inorganic hybrid layer for a lithium anode
US12249690B2 (en) 2021-07-23 2025-03-11 Lyten, Inc. Lithium-sulfur battery electrolyte compositions
US12469851B2 (en) 2021-04-01 2025-11-11 Lyten, Inc. Anode protective layer for lithium-sulfur cells
US12494555B2 (en) 2021-07-23 2025-12-09 Lyten, Inc. Method of manufacturing tab-less cylindrical cells
US11735745B2 (en) 2021-06-16 2023-08-22 Lyten, Inc. Lithium-air battery
US12255309B2 (en) 2021-06-16 2025-03-18 Lyten, Inc. Lithium-air battery
US12444749B2 (en) 2021-07-23 2025-10-14 Lyten, Inc. Anode protective layer for lithium-sulfur cylindrical cells
WO2023004060A2 (en) * 2021-07-23 2023-01-26 Lyten, Inc. Lithium-sulfur battery cathode formed from multiple carbonaceous regions
US12009470B2 (en) 2021-07-23 2024-06-11 Lyten, Inc. Cylindrical lithium-sulfur batteries
US11600876B2 (en) 2021-07-23 2023-03-07 Lyten, Inc. Wound cylindrical lithium-sulfur battery including electrically-conductive carbonaceous materials
CN118610360A (zh) * 2021-07-23 2024-09-06 利腾股份有限公司 由多个碳质区域形成的锂硫电池阴极
US20240234734A1 (en) * 2022-12-28 2024-07-11 Rivian Ip Holdings, Llc Using functional groups in conducting agents for mn-based cathode materials

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0785860A (ja) 1993-09-10 1995-03-31 Hyperion Catalysis Internatl Inc リチウム電池
KR100527322B1 (ko) * 1997-05-06 2006-01-27 소니 가부시끼 가이샤 폴리머겔전해질형성용시트,이를사용한폴리머겔전해질및그의제법
US6872681B2 (en) * 2001-05-18 2005-03-29 Hyperion Catalysis International, Inc. Modification of nanotubes oxidation with peroxygen compounds
US7169329B2 (en) * 2003-07-07 2007-01-30 The Research Foundation Of State University Of New York Carbon nanotube adducts and methods of making the same
EP2290737B1 (en) 2003-09-18 2015-03-11 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation High performance energy storage devices
US20070280876A1 (en) * 2004-03-25 2007-12-06 William Marsh Rice University Functionalization of Carbon Nanotubes in Acidic Media
AU2005246102B8 (en) 2004-05-21 2010-09-30 Agamatrix, Inc. Electrochemical cell and method of making an electrochemical cell
US20090317710A1 (en) 2008-06-20 2009-12-24 Mysticmd, Inc. Anode, cathode, grid and current collector material for reduced weight battery and process for production thereof
EP1815553A2 (en) 2004-12-02 2007-08-08 Kabushiki Kaisha Ohara All solid lithium ion secondary battery and a solid electrolyte therefor
JP5345300B2 (ja) * 2006-06-27 2013-11-20 花王株式会社 リチウムイオン電池用複合正極材料およびこれを用いた電池
US7986509B2 (en) 2008-01-17 2011-07-26 Fraser Wade Seymour Composite electrode comprising a carbon structure coated with a thin film of mixed metal oxides for electrochemical energy storage
WO2009127901A1 (en) 2008-04-14 2009-10-22 High Power Lithium S.A. Lithium metal phosphate/carbon nanocomposites as cathode active materials for secondary lithium batteries
CN101335347B (zh) * 2008-08-01 2010-06-02 黄德欢 锂离子电池的高导电性磷酸铁锂正极材料的制备方法
BRPI0921460A2 (pt) 2008-11-18 2016-01-12 Johnson Controls Tech Co dispositivos de armazenamento de energia elétrica
KR101748190B1 (ko) * 2008-12-19 2017-06-16 몰레큘라 레바 디자인 엘엘씨 박리된 탄소 나노튜브, 이의 제조 방법 및 이로부터 수득된 제품
KR20100073506A (ko) * 2008-12-23 2010-07-01 삼성전자주식회사 음극 활물질, 이를 포함하는 음극, 음극의 제조 방법 및 리튬 전지
US9093693B2 (en) * 2009-01-13 2015-07-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Process for producing nano graphene reinforced composite particles for lithium battery electrodes
US20110104551A1 (en) * 2009-11-05 2011-05-05 Uchicago Argonne, Llc Nanotube composite anode materials suitable for lithium ion battery applications
US9431649B2 (en) 2009-11-23 2016-08-30 Uchicago Argonne, Llc Coated electroactive materials
JP5623544B2 (ja) * 2009-12-04 2014-11-12 ルート ジェイジェイ カンパニー リミテッド ナノ中空繊維型炭素を含むリチウム二次電池用正極活物質前駆体、活物質及びその製造方法
FR2957910B1 (fr) 2010-03-23 2012-05-11 Arkema France Melange maitre de nanotubes de carbone pour les formulations liquides, notamment dans les batteries li-ion
CN101916851B (zh) 2010-08-12 2013-10-23 深圳大学 磷酸铁锂-炭纤维复合阴极材料的制备方法和应用
JP2012133959A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
US9413001B2 (en) 2011-07-20 2016-08-09 Bar Ilan University Functionalized carbon nanotube composite

Also Published As

Publication number Publication date
EP2724403A1 (en) 2014-04-30
WO2012177865A1 (en) 2012-12-27
JP2014523613A (ja) 2014-09-11
EP4235854A3 (en) 2023-11-01
EP3139429B1 (en) 2023-06-07
JP6210980B2 (ja) 2017-10-11
KR102055804B1 (ko) 2019-12-13
US10153483B2 (en) 2018-12-11
SA112330630B1 (ar) 2016-03-08
TW201301643A (zh) 2013-01-01
EP4235854A2 (en) 2023-08-30
IN2014DN00143A (es) 2015-05-22
EP3139429A1 (en) 2017-03-08
US9065132B1 (en) 2015-06-23
US20140154577A1 (en) 2014-06-05
US20120328946A1 (en) 2012-12-27
HUE063512T2 (hu) 2024-01-28
KR20140051903A (ko) 2014-05-02
US8808909B2 (en) 2014-08-19
US20140322610A1 (en) 2014-10-30
US8968924B2 (en) 2015-03-03
CN103748712A (zh) 2014-04-23
EP2724403B1 (en) 2016-10-05
US20150180029A1 (en) 2015-06-25
CN103748712B (zh) 2017-05-17
CA2839614A1 (en) 2012-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2955519T3 (es) Baterías de iones de litio que usan nanotubos de carbono discretos, métodos para su producción y productos obtenidos a partir de ellas
Srivastava et al. Recent advances in graphene and its metal-oxide hybrid nanostructures for lithium-ion batteries
Ni et al. Vanadate‐based materials for Li‐ion batteries: the search for anodes for practical applications
Liu et al. Tailoring three-dimensional composite architecture for advanced zinc-ion batteries
Zhu et al. Designed nanoarchitectures by electrostatic spray deposition for energy storage
Wang et al. Vanadium pentoxide nanosheets in-situ spaced with acetylene black as cathodes for high-performance zinc-ion batteries
Mahmood et al. Electrode nanostructures in lithium‐based batteries
Chen et al. Combination of lightweight elements and nanostructured materials for batteries
CN102917981B (zh) 用石墨烯包封金属和金属氧化物的方法以及这些材料的用途
Yu et al. High reversible lithium storage capacity and structural changes of Fe2O3 nanoparticles confined inside carbon nanotubes
Huang et al. Vanadium pentoxide‐based cathode materials for lithium‐ion batteries: morphology control, carbon hybridization, and cation doping
Kim et al. Graphene oxide assisted synthesis of self-assembled zinc oxide for lithium-ion battery anode
Wang et al. Excellent performance in lithium-ion battery anodes: rational synthesis of Co (CO3) 0.5 (OH) 0.11 H2O nanobelt array and its conversion into mesoporous and single-crystal Co3O4
KR101617484B1 (ko) 그라핀 및 금속산화물의 나노복합체
Shi et al. Design of nanostructured hybrid materials based on carbon and metal oxides for Li ion batteries
JP5465307B2 (ja) 硫黄−グラフェン複合材料の製造方法
Put et al. High cycling stability and extreme rate performance in nanoscaled LiMn2O4 thin films
KR101471748B1 (ko) 바나듐 설파이드 및 환원형 그래파이트 옥사이드의 하이브리드 제조방법 및 상기 하이브리드를 포함한 리튬 이온 배터리
CN102666390B (zh) 结晶介孔二氧化钛及其在电化学装置中的用途
Shuvo et al. Investigation of modified graphene for energy storage applications
Si et al. Fabrication of one-dimensional SnO 2/MoO 3/C nanostructure assembled of stacking SnO 2 nanosheets from its heterostructure precursor and its application in lithium-ion batteries
CN103931027A (zh) 多孔复合材料及其制造方法
CN105684195A (zh) 包覆颗粒
Srivastava et al. Hybrid nanomaterials: advances in energy, environment, and polymer nanocomposites