KR20140075678A - 배터리용 캐소드 - Google Patents
배터리용 캐소드 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140075678A KR20140075678A KR1020147006357A KR20147006357A KR20140075678A KR 20140075678 A KR20140075678 A KR 20140075678A KR 1020147006357 A KR1020147006357 A KR 1020147006357A KR 20147006357 A KR20147006357 A KR 20147006357A KR 20140075678 A KR20140075678 A KR 20140075678A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- core
- coating
- electrode
- hybridized
- active material
- 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.)
- Ceased
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 90
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 91
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 52
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 7
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 3
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 claims 3
- 125000005582 pentacene group Chemical group 0.000 claims 3
- 125000005577 anthracene group Chemical group 0.000 claims 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 72
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 57
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 26
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 20
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- -1 carbon-fluoride compound Chemical class 0.000 description 17
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 16
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000007833 carbon precursor Substances 0.000 description 12
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 10
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 9
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 8
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 8
- 210000004754 hybrid cell Anatomy 0.000 description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 5
- YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N rubrene Chemical compound C1=CC=CC=C1C(C1=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=CC=C2C(C=2C=CC=CC=2)=C11)=C(C=CC=C2)C2=C1C1=CC=CC=C1 YYMBJDOZVAITBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N tetracyanoquinodimethane Chemical compound N#CC(C#N)=C1C=CC(=C(C#N)C#N)C=C1 PCCVSPMFGIFTHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 5
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 4
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- FHCPAXDKURNIOZ-UHFFFAOYSA-N tetrathiafulvalene Chemical compound S1C=CSC1=C1SC=CS1 FHCPAXDKURNIOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- YFGMQDNQVFJKTR-UHFFFAOYSA-N ptcdi-c8 Chemical compound C=12C3=CC=C(C(N(CCCCCCCC)C4=O)=O)C2=C4C=CC=1C1=CC=C2C(=O)N(CCCCCCCC)C(=O)C4=CC=C3C1=C42 YFGMQDNQVFJKTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012552 review Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 3
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003184 C60 fullerene group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002000 Electrolyte additive Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRSMWKLPSNHDHA-UHFFFAOYSA-N Naphthalic anhydride Chemical compound C1=CC(C(=O)OC2=O)=C3C2=CC=CC3=C1 GRSMWKLPSNHDHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N coronene Chemical compound C1=C(C2=C34)C=CC3=CC=C(C=C3)C4=C4C3=CC=C(C=C3)C4=C2C3=C1 VPUGDVKSAQVFFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- LHRCREOYAASXPZ-UHFFFAOYSA-N dibenz[a,h]anthracene Chemical compound C1=CC=C2C(C=C3C=CC=4C(C3=C3)=CC=CC=4)=C3C=CC2=C1 LHRCREOYAASXPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013022 formulation composition Substances 0.000 description 2
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 2
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- RAVDHKVWJUPFPT-UHFFFAOYSA-N silver;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [Ag+].[O-][V](=O)=O RAVDHKVWJUPFPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OMCUOJTVNIHQTI-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(4-phenylphenyl)benzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC=CC=2)C=C1 OMCUOJTVNIHQTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOBLSBAZCVBABY-WPWUJOAOSA-N 1,6-diphenylhexatriene Chemical compound C=1C=CC=CC=1\C=C\C=C\C=C\C1=CC=CC=C1 BOBLSBAZCVBABY-WPWUJOAOSA-N 0.000 description 1
- FRSQLPPSRJNREN-UHFFFAOYSA-N 11-phenoxyundecanoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCCCOC1=CC=CC=C1 FRSQLPPSRJNREN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQRACBRRMUBSDA-UHFFFAOYSA-N 17-azahexacyclo[10.9.2.02,7.03,19.08,23.015,22]tricosa-1(21),2(7),3,5,8,10,12(23),13,15(22),19-decaene-16,18-dione Chemical compound C12=CC=C3C=CC=C4C5=CC=CC=6C(=CC=C(C1=C34)C56)C(NC2=O)=O NQRACBRRMUBSDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKIIMLCQTGCWQQ-UHFFFAOYSA-N 4-(1,3-dimethyl-2h-benzimidazol-2-yl)-n,n-dimethylaniline Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC=C1C1N(C)C2=CC=CC=C2N1C AKIIMLCQTGCWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VJEVAXUMNMFKDT-UHFFFAOYSA-N 5,10,15,20-tetrakis(2,3,4,5,6-pentafluorophenyl)-21,23-dihydroporphyrin Chemical compound Fc1c(F)c(F)c(c(F)c1F)-c1c2ccc(n2)c(-c2c(F)c(F)c(F)c(F)c2F)c2ccc([nH]2)c(-c2c(F)c(F)c(F)c(F)c2F)c2ccc(n2)c(-c2c(F)c(F)c(F)c(F)c2F)c2ccc1[nH]2 VJEVAXUMNMFKDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VQUHUWBRYQBGLV-UHFFFAOYSA-N 794586-44-0 Chemical compound C12=CC3=CC=CC=C3C=C2C2N(C(=O)OC(C)(C)C)S(=O)C1C1=CC3=CC=CC=C3C=C12 VQUHUWBRYQBGLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLIAWYPQYFNYRS-UHFFFAOYSA-N C#C.C1=CC=CC2=CC=CC=C21 Chemical group C#C.C1=CC=CC2=CC=CC=C21 YLIAWYPQYFNYRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021594 Copper(II) fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016509 CuF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011281 LiCoPO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015118 LiMO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013275 LiMPO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002099 LiNi0.5Mn1.5O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021569 Manganese fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N N-methyl-pyrrolidine Natural products CN1CC=CC1 AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N Triphenylene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C3=CC=CC=C3C2=C1 SLGBZMMZGDRARJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGCCXYAKZKSSGZ-UHFFFAOYSA-N [Ni]=O.[Mn].[Li] Chemical compound [Ni]=O.[Mn].[Li] OGCCXYAKZKSSGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- VVOLVFOSOPJKED-UHFFFAOYSA-N copper phthalocyanine Chemical compound [Cu].N=1C2=NC(C3=CC=CC=C33)=NC3=NC(C3=CC=CC=C33)=NC3=NC(C3=CC=CC=C33)=NC3=NC=1C1=CC=CC=C12 VVOLVFOSOPJKED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 229920000775 emeraldine polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- DWYMPOCYEZONEA-UHFFFAOYSA-L fluoridophosphate Chemical compound [O-]P([O-])(F)=O DWYMPOCYEZONEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940104869 fluorosilicate Drugs 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-M fluorosulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])F UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- CPABIEPZXNOLSD-UHFFFAOYSA-N lithium;oxomanganese Chemical compound [Li].[Mn]=O CPABIEPZXNOLSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- CKFGINPQOCXMAZ-UHFFFAOYSA-N methanediol Chemical compound OCO CKFGINPQOCXMAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- DCZNSJVFOQPSRV-UHFFFAOYSA-N n,n-diphenyl-4-[4-(n-phenylanilino)phenyl]aniline Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 DCZNSJVFOQPSRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N naphthalenetetracarboxylic dianhydride Chemical compound C1=CC(C(=O)OC2=O)=C3C2=CC=C2C(=O)OC(=O)C1=C32 YTVNOVQHSGMMOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- FMZQNTNMBORAJM-UHFFFAOYSA-N tri(propan-2-yl)-[2-[13-[2-tri(propan-2-yl)silylethynyl]pentacen-6-yl]ethynyl]silane Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C#C[Si](C(C)C)(C(C)C)C(C)C)=C(C=C4C(C=CC=C4)=C4)C4=C(C#C[Si](C(C)C)(C(C)C)C(C)C)C3=CC2=C1 FMZQNTNMBORAJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005580 triphenylene group Chemical group 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
- H01B1/127—Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/06—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
- H01B1/12—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances organic substances
- H01B1/124—Intrinsically conductive polymers
- H01B1/128—Intrinsically conductive polymers comprising six-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polyanilines, polyphenylenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
- H01M4/382—Lithium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—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
- H01M4/5835—Comprising fluorine or fluoride salts
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
활성 전극 물질 및 고유 전도성 코팅을 포함하는 전기화학 전지용 전극으로, 여기서 코팅은 캐소드 활성 물질의 분해를 제한하는 온도에서 및 시간 동안 혼합물을 가열함으로써 활성 전극 물질에 도포된다.
Description
본 출원은 2011년 9월 13일에 제출된 "금속 플루오린화물 배터리용 캐소드"라는 제목의 계류 중인 미국 가출원 제61/533,911호 및 2012년 4월 6일에 제출된 "배터리용 캐소드"라는 제목의 계류 중인 미국 가출원 제61/621,205호의 우선권 및 이익을 주장하며, 둘 다 그 전체가 본원에 참조로 도입되었다.
본 발명은 배터리 기술 분야, 더 구체적으로 금속 플루오린화물, 탄소 플루오린화물, 또는 산화물 기재 전극 물질을 포함하는 배터리에서 전해질 및 전극 성능을 향상시키기 위한 코팅을 사용하는 영역에 속한다.
배터리의 한 유형은 리튬으로 주로 만들어진 음극 및 탄소 및 플루오르를 포함하는 화합물로 주로 만들어진 양극으로 구성된다. 방전 동안에, 리튬 이온 및 전자들이 음극의 산화로부터 생성되는 반면, 플루오린화 이온 및 탄소가 양극의 환원으로부터 만들어진다. 생성된 플루오린화 이온은 양극 근처에서 리튬 이온과 반응하여 리튬 및 플루오르를 포함하는 화합물을 생성하고, 이는 양극 표면에 침착될 수 있다.
리튬/탄소-플루오린화물 배터리는 부분적으로 일부 바람직한 특징으로 인하여 광범위한 사용 및 상업적 응용을 향유하였다. 탄소-플루오린화물 양극은 가볍고, 이는 배터리를 무게가 중요한 설계 고려사항인 휴대용 또는 모바일 분야에 바람직하게 한다. 또한, 탄소-플루오린화물 양극은 고용량을 가진다. 또한, 전체적인 반응은 높은 전기화학 포텐셜을 가진다.
배터리의 다른 유형은 리튬으로 주로 만들어진 음극 및 금속 산화물을 포함하는 화합물로 주로 만들어진 양극으로 구성된다. 충전 및 방전 사이클 동안에, 리튬 이온은 한 전극에서 다른 전극으로 이동하며, 이 때 이동의 방향은 사이클에 따라 달라진다.
광범위한 사용에도 불구하고, 배터리의 두 유형 다 일부 문제를 겪는다.
배터리는 일부 다른 배터리 물질에 비하여 비교적 낮은 전기 전도도를 가진다. 이러한 비교적 낮은 전기 전도도는 전기화학 전지에서 다음의 결과를 가질 수 있다: 비교적 낮은 전력; 비교적 낮은 작동 전압; 방전시 비교적 큰 언더포텐셜(underpotential); 및 고속 방전 동안에 비교적 낮은 용량.
배터리는 일부 다른 배터리 물질에 비하여 비교적 낮은 열 전도도를 가지며, 이러한 비교적 낮은 열 전도도는 방전시 전기화학 전지에 의하여 비교적 현저한 열 생성을 초래할 수 있다.
이러한 문제들을 해결하기 위하여 이전에 시도가 있었다. 한가지 이전의 시도는 복합재 양극을 형성하는 것을 포함한다. 원 복합재 물질은 탄소-플루오린화물 화합물 및 제2 화합물을 포함하고, 이는 탄소-플루오린화물 화합물보다 비교적 더 전기적으로 전도성이다. 이들 두 화합물은 함께 혼합되어, 그 다음에 양극을 형성하는 복합재 물질을 형성한다.
이러한 복합재 물질의 일 예시는 은 바나듐 산화물 (은 바나듐 산화물은 주로 배터리 산업에서 그 주기율표 기호보다는 오히려 "SVO"로 종종 약칭됨)과 복합된 탄소-플루오린화물 화합물이다. 이 CF/SVO 복합재 물질은 의학 장치에서의 사용을 위한 배터리에서 양극을 만드는데 사용되어 왔고, 탄소-플루오린화물으로부터만 만들어진 양극을 사용하는 배터리와 비교하였을 때 증가된 펄스 전력 및 증가된 에너지 밀도를 보였다.
양극을 형성하는데 사용하기 위한 복합재 물질의 다른 예시는 이산화망간 (MnO2)과 복합된 탄소-플루오린화물 화합물이다. 이 CF/MnO2 복합재 물질은 양극을 만드는데 사용되어 왔으며, 이때 가격이 핵심 설계 요소이고, 탄소-플루오린화물으로부터만 만들어진 양극을 사용하는 배터리와 비교하였을 때 높은 방전 속도에서 증가된 전력, 증가된 에너지 밀도, 및 전기화학 전지에서 감소된 열축적을 나타낸다.
이들 및 일부 다른 복합재 물질로부터 만들어진 양극을 사용하는 이전 배터리가 금속-플루오린화물 또는 탄소-플루오린화물으로부터만 만들어진 양극을 사용한 배터리와 비교하여 일반적으로 더 높은 전력, 더 높은 작동 포텐셜, 더 낮은 언더포텐셜, 및 더 낮은 열축적을 가지지만, 전기화학 전지의 성능이 현저하게 개선될 수 있다. 또한, 이러한 성능 향상의 어떤 것은 감소된 에너지 밀도의 희생으로 일어난다.
일부 이전의 배터리에서, 전도성 코팅이 전극 물질에 도포된다. 이차 배터리 적용 분야에서, 일부 전극이 탄소 코팅된 LiFePO4로부터 만들어진다. 또한, 일부 연구가 일차 전지에서 전극에 사용되는 탄소-플루오린화물 화합물 코팅에 대하여 이루어졌다 (문헌[Q. Zhang, et al., Journal of Power Sources 195 (2010) 2914-2917] 참조). 선행 기술 코팅은 보편적으로 캐소드 활성 물질이 분해될 수 있는 높은 온도에서 도포된다. 따라서, 캐소드용 온도-민감성 활성 물질을 보편적으로 전도성 탄소 물질로 코팅하지 않았다.
본 발명의 일부 실시양태는 배터리에서 발견된 문제들을 해결한다. 본 발명의 일부 실시양태는 이전 배터리와 비교하여 더 낮은 언더포텐셜, 더 높은 전력, 높은 방전 속도에서 더 높은 용량, 더 적은 열 생성, 또는 더 빠른 열 발산을 나타내는 배터리용 전기화학 전지를 만드는데 사용될 수 있다.
이들 및 다른 문제들은 아래에 서술된 본 발명의 실시양태에 의해 해결될 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태는 활성 전극 물질, 바인더 물질, 및 고유 전도성 코팅을 포함하는 전기화학 전지용 전극을 포함하고, 여기서 코팅은 활성 전극 물질에 도포된다. 일부 실시양태에서, 고유 전도성 코팅은 공액 코어를 포함하는 유기 코팅 화합물로부터 만들어진다. 일부 실시양태에서, 고유 전도성 코팅은 공액 코어를 포함하는 유기 코팅 화합물로부터 만들어지고, 여기서 90 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 일부 실시양태에서, 고유 전도성 코팅은 유기 코팅 화합물로부터 만들어지고, 여기서 35 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다.
본 발명의 일부 실시양태는, 고유 전도도를 가지는 것을 특징으로 하는 코팅 화합물을 조합하여 혼합물 및 활성 전극 물질을 만드는 단계, 혼합물이 활성 전극 물질의 분해를 제한하는 온도에서 및 시간 동안 가열되는, 혼합물을 가열하여 전도성의 코팅된 활성 전극 물질을 만드는 단계, 전도성의 코팅된 활성 전극 물질을 바인더 물질 및 전도성 첨가제와 혼합하여 전극 형성 혼합물을 만드는 단계, 및 전극 형성 혼합물을 가열하여 전극을 만드는 단계를 포함하는 전기화학 전지용 전극의 제조 방법을 포함한다. 일부 실시양태에서, 코팅 화합물은 약 섭씨 450 도 미만에서 가열된다. 일부 실시양태에서, 코팅 화합물은 약 0 시간 내지 약 6 시간 범위의 시간 동안 가열된다.
일부 실시양태는 코팅된 캐소드 물질을 포함하는 전기화학 전지의 제조 방법 및 이러한 전기화학 전지의 사용 방법을 포함한다.
도 1A 및 1B는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능 대 방전심도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능 대 방전심도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 용량의 함수로서 나타낸다.
도 8A 및 8B는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 용량의 함수로서 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 용량의 함수로서 나타낸다.
도 10A 및 10B는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 용량 보존율을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능 대 방전심도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 펄스 전력 성능 대 방전심도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 용량의 함수로서 나타낸다.
도 8A 및 8B는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 용량의 함수로서 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 용량의 함수로서 나타낸다.
도 10A 및 10B는 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 용량 보존율을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일부 실시양태에 따라 코팅된 캐소드 활성 물질을 포함하는 전기화학 전지의 테스트 결과를 대조군과 비교하여 도시한다. 일부 코팅재는 개선된 전압 성능을 나타낸다.
아래의 정의는 본 발명의 일부 실시양태에 대하여 서술된 측면의 일부에 적용된다. 이들 정의는 마찬가지로 본원에서 확장될 수 있다. 각각의 용어는 설명, 도, 및 실시예를 통해 추가로 설명되고 예를 들 수 있다. 설명에서 용어의 임의의 해석은 본원에 서술된 전체 설명, 도, 및 실시예를 고려해야 한다.
단수 용어 "한", "하나의", 및 "그"는 문맥상 달리 명시하지 않는 한 복수를 포함한다. 따라서, 예를 들어, 문맥상 달리 명시되어있지 않은 한 목표에 대한 참조는 여러 목표를 포함할 수 있다.
용어 "실질적으로" 및 "실질적인"은 상당한 정도 또는 크기를 지칭한다. 사건 또는 상황과 함께 사용하는 경우에, 용어는 사건 또는 상황이 정확하게 발생하는 사례뿐만 아니라 사건 또는 상황이 가까운 근사치로 발생하는 경우, 예컨대, 전형적인 허용 레벨 또는 본원에 서술된 실시양태의 가변성을 설명하기 위한 것을 지칭한다.
용어 "약"은 전형적인 허용 레벨, 측정 정확성, 또는 본원에 서술된 실시양태의 다른 가변성을 설명하기 위하여, 주어진 값에 대략적으로 가까운 값의 범위를 지칭한다.
용어 "코팅한", "코팅", "코팅된" 등은 기판의 표면에서의 물질의 상대적으로 얇은 필름 및 그를 만드는 과정을 지칭한다. 용어는 연속적인 필름 및 불연속적인 필름을 포함한다.
용어 "전도성", "도체", "전도도" 등은 전자 또는 이온 수송을 가능하게 하는 물질의 고유 능력 및 그를 하는 과정을 지칭한다. 용어는 물질의 전기를 전도할 수 있는 능력이 종래의 전자 적용에 보편적으로 적합한 것보다 적지만, 여전히 전기적으로 절연된 물질보다 큰 물질을 포함한다.
용어 "코어" 등은 분자에서 펜던트 기(pendant group)의 반대로서, 분자의 중심 부분을 지칭한다. 코어가 전체 분자를 차지할 수 있다. 분자의 모양은 코어의 존재 또는 부족을 결정하지 않는다.
용어 "용매" 등은 적어도 부분적으로 다른 물질을 용해할 수 있는 물질을 의미한다. 용어는 단일한 용매 또는 하나 이상의 용매들을 함유하는 혼합물을 지칭하며, 이러한 혼합물은 비 용매를 포함할 수 있다.
용어 "슬러리" 등은 하나 이상의 성분의 적어도 일부량이 용매에 녹지 않는 혼합물을 지칭하고, 두 물질의 혼합물을 포함하며, 이때 혼합물은 용매 없이 형성되거나 용매가 혼합물로부터 만들어지는 최종 제품 또는 용품이 형성되기 직전에 실질적으로 제거된 경우에 생긴 혼합물이다.
용어 "활성 물질" 등은 전극 내에서, 특히 캐소드 내에서 전기화학 전지 내의 전기화학 반응 동안에 전도성 종을 공여하거나, 해방하거나, 또는 다르게는 공급하는 물질을 지칭한다.
본 발명의 일부 실시양태는 활성 물질 상에 전도성 코팅의 형성에 유용한 화합물에 관한 것이다. 바람직하게는, 본 발명의 실시양태의 화합물은 고온에 또는 비활성 대기 하에서 고온에 노출된 후에 분해되거나, 붕괴되거나, 또는 사용에 비적합하거나 바람직하지 않게 되는 활성 물질을 코팅하는데 사용되고, 이때 고온은 약 섭씨 500 도보다 더 높은 것이다. 화합물은 이러한 활성 물질에 약 섭씨 500 도 미만의 온도에서 전도성 코팅을 형성할 수 있다.
일부 실시양태에서, 전도성 코팅은 바람직한 활성 물질의 전기 전도도를 개선하기 위하여 사용되고, 금속 플루오린화물 및 탄소 플루오린화물 활성 물질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 전도성 코팅은 철-플루오린화물 화합물 (예컨대 FeF3), 망간-플루오린화물 화합물 (예컨대 MnF3), 구리-플루오린화물 화합물 (예컨대 CuF2), 및 탄소-플루오린화물 화합물의 전기 전도도를 향상시키기 위하여 사용된다. 일부 실시양태에서, 전도성 코팅은 리튬-망간-니켈-산소 (LMNO) 화합물, 리튬-망간-산소 (LMO) 화합물, 및 리튬-풍부 층상 산화물 화합물의 전기 전도도를 향상시키기 위하여 사용된다. 더 일반적으로, 전도성 코팅은 인산염, 플루오로 인산염, 플루오로 황산염, 규산염, 스피넬, 및 복합재 층상 산화물을 포함하는 캐소드용 활성 물질을 개선하기 위하여 사용된다.
예를 들어, 적합한 인산염 활성 물질의 군은 다음과 같이 나타낼 수 있다: Lia(M1bM2cM3dM4e)fPO4, 여기서 M1, M2, M3, 및 M4는 동일하거나 상이할 수 있고, M1은 Mn, Co, 또는 Ni, M2은 전이 금속, 예컨대 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, 또는 Mo, M3은 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, M4는 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, 1.2 ≥ a ≥ 0.9 (또는 1.2 > a > 0.9), 1 ≥ b ≥ 0.6 (또는 1 > b > 0.6), 0.4 ≥ c ≥ 0 (또는 0.4 > c > 0), 0.2 ≥ d ≥ 0 (또는 0.2 > d > 0), 0.2 ≥ e ≥ 0 (또는 0.2 > e > 0), 및 1.2 ≥ f ≥ 0.9 (또는 1.2 > f > 0.9)이다. 이런 활성 물질의 군에 관하여 추가적인 상세사항은 문헌[Goodenough et al., "Challenges for Rechargeable Li Batteries", Chemistry of Materials 22, 587-603 (2010)]; 문헌[Marom et al., "A review of advanced and practical lithium battery materials", J. Mater. Chem., 21, 9938 (2011)]; 문헌[Zhi-Ping et al., "Li-Site and Metal-Site Ion Doping in Phosphate-Olivine LiCoPO4 by First-Principles Calculation", Chin. Phys. Lett. 26 (3) 038202 (2009)]; 및 문헌[Fisher et al., "Lithium Battery Materials LiMPO4 (M) Mn, Fe, Co, and Ni): Insights into Defect Association, Transport Mechanisms, and Doping Behavior", Chem. Mater. 2008, 20, 5907-5915]에서 알 수 있으며, 그 개시 내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함되었다.
예를 들어, 다른 적합한 인산염 활성 물질의 군은 리튬 (Li), 코발트 (Co), 제1 전이 금속 (M1), M1과 상이한 제2 전이 금속 (M2), 및 인산염 (PO4)을 포함할 수 있으며, 여기서 M1 및 M2는 각각 철 (Fe), 티타늄 (Ti), 바나듐 (V), 니오븀 (Nb), 지르코늄 (Zr), 하프늄 (Hf), 몰리브데넘 (Mo), 탄탈럼 (Ta), 텅스텐 (W), 망간 (Mn), 구리 (Cu), 크로뮴 (Cr), 니켈 (Ni), 및 아연 (Zn) (예를 들어, 도판트 및/또는 그의 산화물)으로부터 선택되고, 각각 (1-x) : (1-y-z) : y : z : (1-a)로 정의되는 Li : Co : M1 : M2 : PO4의 몰비를 가질 수 있으며, 임의로 (줄임 표기법으로) Li(1-x) : Co(1-y-z) : M1y : M2z : (PO4)(1-a)로 나타내어지고, 여기서 -0.3 ≤ x ≤ 0.3; 0.01 ≤ y ≤ 0.5; 0.01 ≤ z ≤ 0.3; -0.5 ≤ a ≤ 0.5; 및 0.2 ≤ 1-y-z ≤ 0.98이다. 바람직하게, M1 및 M2은 각각 철 (Fe), 티타늄 (Ti), 바나듐 (V) 및 니오븀 (Nb) (예를 들어, 도판트 및/또는 그의 산화물)으로부터 선택된다. 바람직하게, M1은 철 (Fe) (예를 들어, 도판트 및/또는 그의 산화물)이고, M2은 티타늄 (Ti), 바나듐 (V), 및 니오븀 (Nb) (예를 들어, 도판트 및/또는 그의 산화물)으로부터 선택된다. 바람직하게, -0.3≤x<0, -0.2≤x<0, 또는 -0.1≤x<0이다. 바람직하게, M2은 Ti이고, 0.05≤z≤0.25 또는 0.05≤z≤0.2이다. 바람직하게, M2은 V이고, 0.03≤z≤0.25 또는 0.05≤z≤0.2이다. 바람직하게, 0.3≤1-y-z≤0.98, 0.5≤1-y-z≤0.98, 또는 0.7≤1-y-z≤0.98이다. 이런 캐소드 물질의 군에 관하여 추가적인 상세사항은 동시 계류중 및 공동 소유인 "개선된 성질을 가지는 리튬 이온 배터리 물질"의 제목이고, 2010년 12월 23일에 출원된 미국 가출원 제61/426,733호에서 알 수 있으며, 그 개시 내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함되었다.
예를 들어, 적합한 플루오로인산염 활성 물질의 군은 다음과 같이 나타낼 수 있다: Lia(M1bM2cM3dM4e)fPO4Fg, 여기서 M1, M2, M3, 및 M4는 동일하거나 상이할 수 있고, M1은 Mn, Co, 또는 Ni, M2는 전이 금속, 예컨대 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, 또는 Mo, M3는 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, M4 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, 1.2 ≥ a ≥ 0.9 (또는 1.2 > a > 0.9), 1 ≥ b ≥ 0.6 (또는 1 > b > 0.6), 0.4 ≥ c ≥ 0 (또는 0.4 > c > 0), 0.2 ≥ d ≥ 0 (또는 0.2 > d > 0), 0.2 ≥ e ≥ 0 (또는 0.2 > e > 0), 1.2 ≥ f ≥ 0.9 (또는 1.2 > f > 0.9), 및 1.2 ≥ g ≥ 0 (또는 1.2 > g > 0)이다.
예를 들어, 적합한 플루오로규산염 활성 물질의 군은 다음과 같이 나타낼 수 있다: Lia(M1bM2cM3dM4e)fSiO4, 여기서 M1, M2, M3, 및 M4는 동일하거나 상이할 수 있고, M1은 Mn, Co, 또는 Ni, M2는 전이 금속, 예컨대 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, 또는 Mo, M3는 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, M4는 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, 2.2 ≥ a ≥ 0.9 (또는 2.2 > a > 0.9), 1 ≥ b ≥ 0.6 (또는 1 > b > 0.6), 0.4 ≥ c ≥ 0 (또는 0.4 > c > 0), 0.2 ≥ d ≥ 0 (또는 0.2 > d > 0), 0.2 ≥ e ≥ 0 (또는 0.2 > e > 0), 및 1.2 ≥ f ≥ 0.9 (또는 1.2 > f > 0.9)이다.
예를 들어, 적합한 스피넬 활성 물질의 군은 다음과 같이 나타낼 수 있다: Lia(M1bM2cM3dM4e)fO4, 여기서 M1, M2, M3, 및 M4는 동일하거나 상이할 수 있고, M1은 Mn 또는 Fe, M2는 Mn, Ni, Fe, Co, 또는 Cu, M3는 전이 금속, 예컨대 Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Nb, 또는 Mo, 및 M4는 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, 1.2 ≥ a ≥ 0.9 (또는 1.2 > a > 0.9), 1.7 ≥ b ≥ 1.2 (또는 1.7 > b > 1.2), 0.8 ≥ c ≥ 0.3 (또는 0.8 > c > 0.3), 0.1 ≥ d ≥ 0 (또는 0.1 > d > 0), 0.1 ≥ e ≥ 0 (또는 0.1 > e > 0), 및 2.2 ≥ f ≥ 1.5 (또는 2.2 > f > 1.5)이다. LMNO-유형 캐소드 물질, 예컨대 Li1 .05Mn1 .5Ni0 .5O4 및 LMO-유형 물질, 예컨대 LiMn2O4는 이 군에 포함된다. 이런 캐소드 물질의 군에 관하여 추가적인 상세사항은 문헌[Goodenough et al., "Challenges for Rechargeable Li Batteries", Chemistry of Materials 22, 587-603 (2010)]; 문헌[Marom et al., "A review of advanced and practical lithium battery materials", J. Mater. Chem., 21, 9938 (2011)]; 및 문헌[Yi et al., "Recent developments in the doping of LiNi0.5Mn1.5O4 cathode material for 5 V lithium-ion batteries", Ionics (2011) 17:383-389]에서 알 수 있으며, 그 개시 내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함되었다.
예를 들어, 적합한 Li-풍부 층상 산화물 활성 물질의 군은 다음과 같이 나타낼 수 있다: Li(LiaM1bM2cM3dM4e)fO2, 여기서 M1, M2, M3, 및 M4 는 동일하거나 상이할 수 있고, M1은 전이 금속, 예컨대 Mn, Fe, V, Co, 또는 Ni, M2는 전이 금속, 예컨대 Mn, Fe, V, Co, 또는 Ni, M3는 전이 금속, 예컨대 Mn, Fe, V, Co, 또는 Ni, M4는 전이 금속 또는 주족 원소로, 임의로 VIA 족 및 VIIA 족의 원소는 제외하고, 0.4 ≥ a ≥ 0.05 (또는 0.4 > a > 0.05), 0.7 ≥ b ≥ 0.1 (또는 0.7 > b > 0.1), 0.7 ≥ c ≥ 0.0 (또는 0.7 > c > 0.0), 0.7 ≥ d ≥ 0.0 (또는 0.7 > d > 0.0), 0.2 ≥ e ≥ 0 (또는 0.2 > e > 0), 및 1.2 ≥ f ≥ 0.9 (또는 1.2 > f > 0.9)이다. OLO-유형 물질은 이 군에 포함된다. 이런 캐소드 물질의 군에 관하여 추가적인 상세사항은 문헌[Goodenough et al., "Challenges for Rechargeable Li Batteries", Chemistry of Materials 22, 587-603 (2010)]; 문헌[Marom et al., "A review of advanced and practical lithium battery materials" J. Mater. Chem., 21, 9938 (2011)]; 문헌[Johnson et al., "Synthesis, Characterization and Electrochemistry of Lithium Battery Electrodes: xLi2MnO3 (1- x)LiMn0.333Ni0.333Co0.333O2 (0 < x < 0.7)", Chem. Mater., 20, 6095-6106 (2008)]; 및 문헌[Kang et al., "Interpreting the structural and electrochemical complexity of 0.5Li2MnO3·0.5LiMO2 electrodes for lithium batteries (M = Mn0 .5- xNi0 .5- xCo2x, 0 = x = 0.5)", J. Mater. Chem., 17, 2069-2077 (2007)]에서 알 수 있으며, 그 개시 내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함되었다.
일부 실시양태에 따라, 활성 물질은 전구체 물질을 사용하여 코팅되었다. 적합한 전구체 물질은 활성 물질에, 및 특히 활성 물질의 입자에 전도성 코팅의 침착을 촉진한다.
일부 실시양태에서, 전구체는 탄소 함유 물질이다. 이들 실시양태에서, 탄소 전구체는 중합체 또는 중합체 물질일 수 있다. 더 일반적으로, 탄소 전구체는 가열하면 분해하여 전도성 탄소를 만드는 임의의 것일 수 있다 (예를 들어, 중합체, 설탕, 다양한 생체분자, 등). 바람직하게, 전구체는 활성 물질의 붕괴 온도 미만에서 붕괴한다 (또는, 탄소 전구체의 특정 경우에, "탄화된다"). 예를 들어, 탄소 플루오린화물 활성 물질은 약 섭씨 550 도 내지 약 섭씨 700 도 범위의 온도로 가열되는 경우에 실질적인 분해를 보일 수 있다. 다른 적합한 탄소 전구체의 예시는 수크로스, 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리아세탈, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리카르보네이트, 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 및 그의 조합물을 포함한다. 바람직하게, 중합체 전구체는 탄소 플루오린화물 활성 물질에 대한 분해 온도 범위 아래의 온도에서 실질적으로 흑연 탄소 코팅을 생성한다.
일부 실시양태에 따라, 활성 물질에 전도성 탄소 코팅의 형성에 유용한 화합물은 비편재된 전자 배열을 가지는 유기 분자들이다. 일부 실시양태에 따라, 화합물은 전도성 유기 분자이다. 높은 정도의 전자 비편재화를 가지는 임의의 화합물 또는 높은 전도도를 가지는 임의의 화합물이 활성 물질에 전도성 코팅을 형성하기 위하여 사용될 수 있다.
일반적으로, 비편재된 전자는 이온 또는 금속의 경우에, 하나의 원자의 오비탈에, 또는 유기 물질의 경우에, 하나의 공유 결합에 제한되지 않는 전자이다. 탄소 기재 물질에서, 탄소 원자를 포함하는 결합은, 탄소 원자의 최외각 에너지 준위(outer energy level)에서 4개의 전자의 하나 초과가 다른 원자와 공유 결합한 경우에, 비편재된 전자에 대한 공급원이 될 수 있다. 종종, 전자 비편재화는 탄소-탄소 결합에서 일어난다. 이러한 결합들은 때때로 공액 결합으로 지칭된다.
혼성화 이론에 따라서, 비편재화된 전자들은 탄소와 같은 원자의 내부 및 외부 오비탈 사이에서의 혼합으로 서술될 수 있다. 탄소에서, 혼성화한 오비탈은 sp3 혼성, sp2 혼성, 및 sp 혼성일 수 있다. 이론 또는 특정 작용 양식에 구속되지 않고, 높은 정도의 sp 또는 sp2 혼성화를 가지는 유기 물질들은 활성 물질에 전도성 탄소 코팅을 형성하기에 바람직하다고 생각된다. 본 발명의 실시양태에 따른 화합물은 공액 코어를 포함하고, 여기서 많은 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화된다. 본 발명의 실시양태에 따른 화합물은 그들의 고유 전도도가 알려져 있을 수 있다.
선행 기술의 전도성 탄소 코팅, 예컨대 흑연 코팅은 비혼성화 또는 sp3 혼성화한 오비탈 전자를 가지는 비전도성 탄소 분자로부터 만들어진다. 이러한 물질은 보편적으로 높은 온도로 가열되어 그들을 붕괴하고 흑연화하며, 종종 sp2 혼성화한 오비탈을 가지는 탄소 코팅을 만든다. 이러한 코팅에서, 흑연화의 효율은 온도와 함께 증가하며, 높은 온도 열 처리는 가장 좋은 성능의 코팅을 제공하는 것으로 알려졌다.
반대로, 일부 실시양태의 화합물은 적어도 일부는 그들의 고유 전도도로 인하여 높은 온도 열 처리를 요구하지 않는다. 본 발명의 실시양태의 화합물은 전도성 탄소 코팅을 제공하기 위한 흑연화를 요구하지 않는다. 또한, 본 발명의 실시양태의 화합물의 분해는 화합물의 고유 전도도를 감소시키거나 파괴할 것 같기에 바람직하지 않을 수 있다.
본 발명의 실시양태에 따라, 코팅 활성 물질을 위한 화합물은 sp 또는 sp2 혼성화된 탄소 원자를 포함한다. 바람직하게, 화합물 내 35 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 40 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 45 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 50 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 55 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 60 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 65 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 70 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 75 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 80 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 85 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 90 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 95 % 이상의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다. 바람직하게, 화합물 내 100 %의 탄소 원자는 sp 또는 sp2 혼성화되었다.
본 발명의 실시양태에 따라, 코팅 활성 물질을 위한 화합물은 많은 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 35 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 40 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 45 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 50 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 55 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 60 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 65 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 70 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 75 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 80 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 85 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 90 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 95 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다. 바람직하게, 화합물은 100 %의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함한다.
공액 코어를 포함하는 화합물의 예시는 이에 제한되는 것은 아니지만 다음을 포함한다: 펜타센, 안트라센, 나프탈렌, 루브렌, C60, 그래핀, 다중 벽 탄소 나노튜브 (MWCNT), N,N'-디옥틸-3,4,9,10 페릴렌 디카르복시미드, 페릴렌, 피렌, 테트라티아풀발렌, 폴리아닐린, 6,13-비스(트리이소프로필실릴에티닐)펜타센, 4-(헵타데카플루오로옥틸) 아닐린, 폴리(3-헥실티오펜-2,5-디일), 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄, 11-페녹실운데칸산, 트리페닐렌, 폴리(2,6-나프탈렌비닐렌), 옥토플루오로나프탈렌, 올리고티오펜, 헥사벤조코로넨, 프탈로시아닌, p-퀸퀘페닐 8, 및 테트라-N-페닐벤지딘. 단일 코팅에서 하나 초과의 화합물이 조합되어 부가적 또는 향상된 성능을 만들 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에 따른 탄소원 코팅재의 예시는 이에 제한되는 것은 아니지만 다음을 포함한다: PVDF, 트리스[4-(5-디시아노메틸리덴메틸-2-티에닐)페닐]아민, 트리페닐렌, 테트라티아풀발렌, 루브렌, 피렌, 폴리아닐린 (에머랄딘 염기), 폴리(3-헥실티오펜-2,5-디일), PNV, 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 이무수물, 페릴렌, 펜타센/MWCNT, 펜타센/안트라센 (4:1), 펜타센/안트라센 (1:4), 펜타센-N-설피닐-tert-부틸카르바메이트, 펜타센, 나프탈렌, N,N'-디옥틸-3,4,9,10-페릴렌디카르복시미드, 디티에노[3,2-b:2?,3?-d]티오펜, 디리튬 프탈로시아닌, 디벤조테트라티아풀발렌, 디벤즈[a,h]안트라센, 코로넨, 구리(II) 프탈로시아닌, C60, 비스(에틸렌디티오)테트라티아풀발렌, 벤즈[b]안트라센, 안트라센, 29H,31H-프탈로시아닌, 11-페녹시운데칸산, 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄, 6,13-비스(트리이소프로필실릴에티닐)펜타센, 5,10,15,20-테트라키스(펜타플루오로페닐)포르피린, 4-(헵타데카플루오로옥틸)아닐린, 2,2':5',2'':5'',2'''-쿼터티오펜, 1,8-나프탈산 무수물, 1,6-디페닐-1,3,5-헥사트리엔, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산 이무수물, 1,3-디메틸-2-페닐-2,3-디하이드로-1H-벤조이미다졸, 및 그의 조합.
일부 실시양태에 따라, 전기화학 전지에서의 사용을 위한 전극은 활성 물질, 바인더 물질, 및 전도성 물질로부터 형성된다. 활성 물질은 보편적으로 미립자 형태이지만, 다른 형태를 취할 수도 있다. 전극을 형성하기 이전에, 활성 물질이 본 발명의 실시양태에 따른 화합물을 사용하여 코팅되었다. 일부 실시양태에서, 화합물이 활성 물질의 입자를 "습윤한다". 화합물은 용액이 되기 때문에 또는 용융 때문에 입자를 습윤할 수 있다. 일부 실시양태에 따라, 활성 물질 입자를 코팅하기에 바람직한 화합물은 입자를 습윤하는 것 및 약 섭씨 500 도 미만의 온도에서 전도성 코팅을 형성하는 것 둘 다 일 것이다. 일부 실시양태에 따라, 탄소 플루오린화물 입자를 코팅하기에 바람직한 탄소 전구체는 입자를 습윤하는 것 및 약 섭씨 600 도 내지 약 섭씨 700 도 미만의 온도에서 전도성 코팅을 형성하는 것 둘 다 일 것이다. 바람직하게, 화합물은 활성 물질을 위한 분해 온도의 범위 미만의 온도에서 실질적으로 전도성 탄소 코팅을 생성한다.
본 발명의 일부 실시양태에 따라서, 화합물을 용매와 혼합한다. 이들 실시양태에서, 용매는 용해도, 습윤성, 점도, 인화점, 휘발성 및 다른 성질을 바탕으로 화합물과 쌍을 이룬다. 화합물 및 용매는 볼 밀링(ball milling)을 포함하는 임의의 혼합 수단을 사용하여 혼합된다. 일부 실시양태에서, 활성 물질 및 중합체는 용매로서의 아세톤과 볼 밀링된다. 적합한 용매의 예시는 아세톤, NMP, 메탄올, 헥산, 아세토니트릴, THF, DMSO, 피리딘, 벤젠, 물, 에탄올, 이소프로판올, 및 그의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 용매는 활성 물질 입자에의 화합물의 습윤을 개선하여 가열 단계 이전에 더 균일하고 완전한 코팅을 생성한다. 다른 실시양태에서, 용매는 화합물 입자 및 활성 물질 입자의 가공을 도와서 혼합을 개선하고/하거나 가열 단계 이전에 입자 크기를 조절한다. 가열 이전에 코팅의 균일성 및 완전성에서 이러한 개선은 가열 후에 활성 물질 상에 더 균일하고 완전한 탄소 코팅을 제공한다.
일부 실시양태에 따라, 활성 물질, 화합물, 및 용매는 볼 밀링과 같은 방법을 사용하여 혼합된다. 바람직하게, 활성 물질, 코팅 화합물, 및 용매는 활성 물질 상에 코팅 화합물의 실질적으로 균일하고 완전한 코팅을 생성하는 방법을 사용하여 혼합된다. 일부 실시양태에서, 활성 물질, 화합물, 및 용매는 휘저어져서 활성 물질 상에 화합물의 실질적으로 균일하고 완전한 코팅을 만든다. 일부 실시양태에서, 활성 물질 및 코팅 화합물이 용매 없이 혼합된다.
일부 실시양태에 따라, 활성 물질, 화합물, 및 용매의 혼합물은 슬러리를 만든다. 일부 실시양태에서, 슬러리는 가열되어 활성 물질 상에 전도성 탄소 코팅을 생성한다. 일부 실시양태에서, 비활성 대기하에서 가열이 일어나는 것이 바람직하다.
일부 실시양태에 따라, 가열 조건은 활성 전극 물질의 분해를 제한하면서 활성 물질 상의 전도 탄소의 얇은 층을 생성하도록 선택된다. 일부 실시양태에서, 가열은 약 섭씨 300 도 내지 약 섭씨 700 도 또는 바람직하게는 약 섭씨 400 도 내지 약 섭씨 600 도의 온도 범위에서 일어난다. 일부 실시양태에서, 가열은 약 섭씨 500 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 450 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 400 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 350 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 300 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 250 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 200 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 150 도 미만에서 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 섭씨 100 도 미만에서 일어난다.
일부 실시양태에서, sp 또는 sp2 혼성화한 원자가 분해되지 않고 공액 코어의 비편재된 전자가 실질적으로 유지되도록 어닐링을 맞추는 것이 바람직하다. 그러나, 또한 활성 물질의 입자 상에 원하는 도포율을 얻기에 충분한 에너지 (예를 들어, 열적 및/또는 기계적 에너지)를 가지는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 일부 실시양태에서, 낮은 어닐링 온도는 배터리 용량을 증가시키지만 전압 성능을 감소시킨다. 일부 실시양태에서, 코팅 전구제와 활성 물질 사이에 반응이 일어나서 시스템이 색 변화를 일으키고, 이는 코팅 화합물과 활성 물질 사이의 결합의 증거가 될 수 있다.
일부 실시양태에서, 가열은 약 6 시간 미만 동안 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 5 시간 미만 동안 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 4 시간 미만 동안 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 3 시간 미만 동안 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 2 시간 미만 동안 일어난다. 바람직하게, 가열은 약 1 시간 미만 동안 일어난다.
일부 실시양태에 따라, 코팅된 활성 물질은 추가로 바인더 물질 및 전도성 물질과 혼합된다. 이러한 실시양태에서, 혼합은 적합한 방법, 예컨대 볼 밀링에 의하여 이루어져 전극 형성 물질을 만들 수 있다. 전극 형성 물질은 주로 코팅된 활성 물질, 바람직하게 약 85 % 내지 약 97 %의 활성 물질로 보편적으로 구성된다. 전극 형성 물질의 나머지는 바인더 물질 및 전도성 물질로 이루어진다. 바인더 물질은 보편적으로 약 2.5 % 내지 약 11 %로 존재한다. 일부 실시양태에서, 전도성 물질은 약 0.5 % 내지 약 7.5 %의 범위로 존재한다.
아래의 실시예에서 서술되었듯이, 일부 실시양태는 비코팅된 전극과 비교하여 높은 전력, 증가된 작동 전압, 높은 방전 속도에서 더 높은 용량, 및 감소된 열축적을 전달하는 코팅된 전극을 생산한다. 특정 이론, 가설, 또는 작용 양식에 얽매이지 않고, 본 발명의 일부 실시양태의 코팅은 전자 및 리튬 이온 수송에 대하여 낮은 저항 경로를 제공하고, 이는 전극 저항을 현저하게 낮춘다. 이것의 한가지 결론은 더 높은 전력 및 더 낮은 언더포텐셜을 가지는 전기화학 전지이다. 그 결과, 전기화학 전지가 상대적으로 높은 속도에서 작동되는 경우에 더 높은 용량을 얻을 수 있다.
본원의 일부 실시예에서 나타나듯이, 본 발명의 일부 실시양태의 코팅은 더 높은 전력을 가능하게 하고, 작동 전압을 증가시키고, 높은 방전 속도에서 용량을 증가시키고, 열 생성을 감소시키고, 열 소실을 증가시킴으로써 배터리의 일부 문제를 해결한다. 예를 들어, 높은 드레인(drain) 적용에서 일부 실시양태는 이전의 배터리와 비교하여 더 높은 전압이 높은 전류에서 달성될 수 있도록 배터리의 에너지 용량을 향상시킬 수 있다. 일부 실시양태는 중간 내지 높은 드레인 조건 하에서 배터리의 유용한 수명을 연장시킨다. 예상치 못하게, 본 발명의 일부 실시양태의 코팅은 낮은 농도에서 이러한 문제들을 해결한다. 본 발명의 일부 실시양태에 따른 코팅된 캐소드 물질은 후기 방전심도에서 개선된 전압 및 전력을 나타낸다.
본 발명의 일부 실시양태에 따른 코팅된 캐소드 물질은 아래에 제시된 실시예에 따른 전기화학 전지에 포함된다. 일부 상황에서, 전기화학 전지 내 전해질 용액은 동시계류중인 미국 특허 출원 번호 제___________호 (변리사 참조 번호 제11008US02호)에 개시된 물질 및 방법을 사용하는 것에 따른 첨가제를 포함하고, 이 출원은 그 전체가 본원에 참조로 포함되었다. 본 발명의 일부 실시양태의 코팅된 캐소드 물질과 첨가제를 포함하는 이러한 전해질 용액의 조합은 개선된 성능을 보였다. 많은 경우에, 성능 개선은 그 자체의 코팅 또는 첨가제 중 어느 하나에 의해 인식되는 성능 개선보다 실질적으로 더 크다.
다음의 실시예는 당업자에게 본 발명의 일부 실시양태의 특정 측면을 예시하고 설명을 제공하기 위하여 서술한다. 실시예들은 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안되고, 실시예들은 단지 본 발명의 일부 실시양태를 이해하고 실시하는데 유용한 특정 방법을 제공한다.
실시예
실시예
1 - 탄소 전구체 물질로부터 전도성 코팅된 전극의 제조
물질 및 합성 방법. 탄소 플루오린화물 활성 물질을 중간 에너지에서 탄소 전구체와 밀링하고, 그 다음에 후 어닐링하였다. 탄소 전구체는 KJ600 (카본 블랙), PEG, PVDF, 및 수크로스를 포함한다. 탄소 전구체 로딩은 5 wt%이었다. 어닐링 조건은 2 및 6 시간 동안 섭씨 450 및 600 도였다.
실시예
2 - 첨가제 물질을 가지는 및 없는 전도성 코팅된 전극의 제조
방법은 실시예 1과 동일하나, 다음의 변경을 하였다:
폴리(비닐리덴 플루오린화물)을 탄소 전구체로 사용하였다; 탄소 전구체 로딩은 세가지 조건 (1, 3, 5 wt%)을 가진다; 어닐링 조건은 3, 6 및 12 시간에서 섭씨 450 및 500 도였다.
실시예
3 -
공액
코어 화합물로부터 전도성 코팅된 전극의 제조
물질 및 합성 방법. 모든 반응을 고순도 아르곤 충전된 글로브 박스 (M-브라운(Braun), O2 및 습도 함량 <0.1 ppm)에서 준비하였다. 다른 명시가 없는 한, 물질을 상업적 공급원 (예를 들어, 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich), 어드밴스드 리서치 케미칼 인크.(Advanced Research Chemicals Inc.), 및 알파 에이사(Alfa Aesar))으로부터 얻었고 추가의 정체 없이 사용하였다.
탄소 코팅. CFx, LMO 및 LMNO 입자를 밀링 가공을 통하여 전도성 탄소 물질로 코팅하였다. 밀링 용기를 기본 캐소드 물질, 전도성 탄소 코팅 전구체 물질, 및 용매로 로딩하였다. 전도성 탄소 코팅 전구체 물질을 0 - 5 wt%의 범위에서 로딩하였다. 용기를 밀폐하고 그 다음에 내용물을 밀링하였다. 밀링 후에, 용매를 약 섭씨 60 도에서 증발시키고, 일부 실시양태에서, 샘플들을 N2 흐름 하에서 어닐링하였다.
전극 제제. 코팅된 CFx 입자의 경우에, 85 % 활성 물질, 11 % 바인더 물질, 및 4 % 전도성 첨가제의 제제 조성물로 다음의 제제 방법에 따라서 전극을 만들었다: 약 200 밀리그램 PVDF (시그마 알드리치)를 밤새 10 밀리리터 NMP (시그마 알드리치)에 용해시켰다. 약 72.7 밀리그램의 전도성 첨가제를 용액에 첨가하고 몇 시간 동안 교반하도록 하였다. 약 154 밀리그램의 코팅된 CFx 고체를 1 밀리리터의 이 용액에 첨가하고, 밤새 교반하였다. 약 100 마이크로리터의 슬러리를 스테인리스 강 전류 집전기에 점적함으로서 필름을 캐스트하고 약 1 시간 동안 섭씨 150 도에서 건조하였다. 건조된 필름을 냉각하도록 하고, 그 다음에 1 ton/cm2의 압력에서 가압하였다. 배터리 조립을 위해 글로브 박스에 넣기 전에 전극을 섭씨 150 도에서 진공 하에서 12 시간 동안 추가로 건조하였다.
전극 제제. 코팅된 LMO, LMNO, 및 OLO 입자들의 경우에, 85 % 활성 물질, 7.5 % 바인더 물질, 및 7.5 % 전도성 첨가제의 제제 조성물로 다음의 제제 방법에 따라서 전극을 만들었다: 약 198 밀리그램 PVDF (시그마 알드리치) 및 약 198 밀리그램의 슈퍼(Super) P Li (팀칼(Timcal))를 밤새 15 밀리리터 NMP (시그마 알드리치)에 용해하였다. 약 150 밀리그램의 코팅된 LMO, LMNO, 또는 OLO 고체를 1 밀리리터의 이 용액에 첨가하고, 밤새 교반하였다. 약 66 마이크로리터의 슬러리를 스테인리스 강 전류 집전기에 점적함으로서 필름을 캐스트하고 약 1 시간 동안 섭씨 150 도에서 건조하였다. 건조된 필름을 냉각하도록 하고, 그 다음에 1 ton/cm2의 압력에서 가압하였다. 배터리 조립을 위해 글로브 박스에 넣기 전에 전극을 섭씨 150 도에서 진공 하에서 12 시간 동안 추가로 건조하였다.
실시예
4 - 코팅된 전극을 포함하는 전기화학 전지의 제조
다른 명시한 바가 없으면, 모든 배터리를 고순도 아르곤 충전된 글로브 박스 (M-브라운, O2 및 습도 함량 <0.1 ppm)에서 준비하였다.
일차 CFx 전지를 애노드로서 리튬, 분리막으로서 셀라가드 (Celaguard) 2400 및 전해질로서 1:1 PC:DME 중 180 마이크로리터의 1M LiBF4를 사용하여 만들었다.
이차 LMO 및 LMNO 반쪽 전지를 애노드로서 리튬, 분리막으로서 셀라가드 2400 및 전해질로서 1:2 EC:EMC (노발리트(Novalyte)) 중 90 마이크로리터의 1M LiPF6를 사용하여 만들었다.
실시예
5- 코팅된 전극을 포함하는 전기화학 전지의 테스트
실시예 1 및 2에 따라서 만들어진 전기화학 전지를 여러 가지의 테스트 방법을 사용하여 테스트하였다. 코팅된 전극이 없는 전기화학 전지와 비교하였을 때, 일부 전기화학 전지는 성능의 향상을 보였다.
예를 들어, 도 1에서 보여지듯이, 코팅된 전극은 60 % 미만의 방전심도 (DoD)의 CFx/SVO 혼성 전지에서 개방 회로 전압에서 약 100-150 mV 증가를 초래한다. 도 1에서 보여지듯이, 코팅된 전극은 CFx/SVO 혼성 전지의 20-60 % 방전심도 (DoD)로부터 작동 전압에서 약 50-150 mV 증가를 초래하였다. 도 2에서 보여지듯이, 코팅된 전극은 60 % 미만의 DoD에서 CFx/SVO 혼성 전지의 2 mA/cm2 펄스 전류에서 펄스 전력에서의 약 0.2 mW/cm2 증가를 초래하였다. 도 3에서 보여지듯이, 표준 전극 제제 내 전도성 첨가제의 절반만큼 낮은 것을 사용한 코팅된 전극은 비코팅된 CFx를 가지는 표준 제제와 비교하여 60 % DoD에서 CFx/SVO 혼성 전지에서 2 mA/cm2 펄스 전류에서 펄스 전력에서의 약 0.1 mW/cm2 증가를 초래하였다. 도 4에서 보여지듯이, 코팅된 전극은 일부 전해질 첨가제와 상승 작용으로 행동하여, 전해질 첨가제가 없는 코팅된 전극과 비교하여 60-80 % DoD에서 CFx/SVO 혼성 전지에서 2 mA/cm2 펄스 전류에서 펄스 전력에서의 0.1-0.2 mW/cm2 증가를 초래한다. 도 5에서 보여지듯이, 코팅된 전극은 60 % DoD에서 CFx/SVO 혼성 전지에서 25 mA/cm2 펄스 전류에서 펄스 전력에서의 약 5 mW/cm2 증가를 초래하였다. 도 6에서 보여지듯이, 플루오린화된 (PVDF) 및 비 플루오린화된 (PEG) 탄소 전구체 둘 다를 사용하여 제조한 코팅된 전극은 50 %에서 및 미만의 DoD에서 CFx/SVO 혼성 전지의 2 mA/cm2 펄스 전류에서 펄스 전력에서의 약 0.2-0.3 mW/cm2 증가를 초래하였다.
실시예
6 - 코팅된 전극을 포함하는 일차 전기화학 전지에 대한 테스트 프로토콜
일차 전지로 설계된 전극 및 전지를 0.1C 및 1C에서 정전류 방전 프로토콜을 사용하여 섭씨 30 도에서 전기화학적으로 특징화하였다.
실시예
7 - 코팅된 전극을 포함하는 이차 전기화학 전지에 대한 테스트 프로토콜
이차 전지로서 설계된 전극 및 전지를 실온에서 (~23 ℃) 다음의 프로토콜을 사용하여 전기화학적으로 특징화하였다: (1) 전지를 정전류, 정전압 방전을 포함하여 C/20의 C-속도에서 충전 및 방전이 실시되는 사이클에서 전류가 C/100에 이를 때까지 상태조정 하였다; (2) 전지를 각각의 C-속도 사이에 3 시간 개방 전류 유지 기간으로 다양한 C-속도 (2C, 1C, 0.5C, 0.1C)를 통하여 단계화함으로써 충전 용량 보존율을 테스트하였다. LMO 활성 물질에 대하여, 충전 전압은 4.5 V이었다. LMNO 활성 물질에 대하여, 충전 전압은 4.95 V이었다. 전지를 각각의 C-속도 사이에 3 시간 개방 전류 유지 기간으로 다양한 C-속도 (2C, 1C, 0.5C, 0.1C)를 통하여 단계화함으로써 방전하였다; (3) 전지를 사이클링하여, 3 시간 개방 전류 유지 기간을 포함하여 C/10의 충전 및 방전 C-속도에서 사이클링을 통하여 과리튬화 상을 생성하였다; 및 (4) 전지를 (2) 단계에서처럼 다시 테스트하였다.
실시예
8 - 코팅된 전극을 포함하는 일차 전기화학 전지의 테스트
CFx 캐소드를 가지는, 실시예 3 및 4에 따라 조립된 일차 전지를 실시예 6에 따라 테스트하였다. 0.1C 방전 테스트 내 캐소드는 다음으로 구성되었다: (1) 비코팅된 CFx 활성 물질; (2) PVDF 전구체 물질을 사용하여 침착된 탄소 코팅으로 흑연화 방법에 따라서 코팅된 CFx 활성 물질; 및 (3) 펜타센으로 코팅된 CFx 활성 물질. 도 7은 펜타센 코팅된 샘플에서 작동 전압의 개선을 도시한다.
실시예
9 - 코팅된 전극을 포함하는 일차 전기화학 전지의 테스트
CFx 캐소드를 가지는, 실시예 3 및 4에 따라 조립된 일차 전지를 실시예 6에 따라 테스트하였다. 1C 방전 테스트 내 캐소드는 다음으로 구성되었다: (1) 비코팅된 CFx 활성 물질; (2) MWCNT로 코팅된 CFx 활성 물질; (3) 펜타센으로 코팅된 CFx 활성 물질; 및 (4) MWCNT과 펜타센의 혼합물로 코팅된 CFx 활성 물질. 도 8은 작동 전압의 개선, 및 펜타센 코팅된 것 및 펜타센/MWCNT 샘플에서의 전압 지연을 도시한다.
실시예
10 - 코팅된 전극을 포함하는 일차 전기화학 전지의 테스트
CFx 캐소드를 가지는, 실시예 3 및 4에 따라 조립된 일차 전지를 실시예 6에 따라 테스트 하였다. 1C 방전 테스트 내 캐소드는 다음으로 구성되었다: (1) 비코팅된 CFx 활성 물질; (2) 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄으로 코팅된 CFx 활성 물질; (3) 테트라티아풀발렌으로 코팅된 CFx 활성 물질; 및 (4) 테트라티아풀발렌과 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄의 혼합물로 코팅된 CFx 활성 물질. 도 9는 작동 전압의 개선 및 테트라티아풀발렌과 7,7,8,8-테트라시아노퀴노디메탄 샘플의 혼합물에서의 전압 지연을 도시한다.
실시예
11 - 코팅된 전극을 포함하는 이차 전기화학 전지의 테스트
이차 전지를 실시예 3 및 4에 따라 조립하였다. 테스트 내 캐소드는 다음으로 구성되었다: (1) 비코팅된 LMO 활성 물질; (2) 비코팅된 LMNO 활성 물질; (3) 루브렌으로 코팅된 LMO 활성 물질; 및 (4) 루브렌으로 코팅된 LMNO 활성 물질; (5) N,N'-디옥틸-3,4,9,10 페릴렌디카르복시미드로 코팅된 LMO 활성 물질; 및 (6) N,N'-디옥틸-3,4,9,10 페릴렌디카르복시미드로 코팅된 LMNO 활성 물질. 도 10A (LMO) 및 10B (LMNO)는 코팅된 물질을 위한 높은 C 속도에서 용량 보존율의 개선을 도시한다.
실시예
12 - 코팅된 전극을 포함하는 전기화학 전지의 전압 및 전력 테스트
전극 및 전지를 다음의 프로토콜을 사용하여 섭씨 37 도에서 전기화학적으로 특징화하였다: 전력 측정을 위하여 미리 정해진 방전심도에서 높은 전류 펄싱과 함께 0.01C 배경 방전. 펄싱을 5 mA/cm2에서 10 초 동안 수행하고, 10 초의 OCV가 뒤따랐다. 펄싱을 4회 펄스의 세트에서 수행하였고, 전지는 제1 펄스 이전 및 제4 펄스 이후 10 시간 동안 OCV에서 휴지하였다. 도 11는 80 % 방전심도에서 최고의 탄소 코팅된 CFx의 펄스 전력 개선을 도시한다.
표 1은 테스트된 코팅재 및 대조군과 비교하여 테스트한 전압에서의 성능 및 방전 용량비(rate capability)를 나열한다. 전지를 표 1에 나열된 탄소원으로 코팅된 혼성 캐소드 (CFx/SVO) 물질을 사용하여 제작하였다. 방전 용량비는 0.1 C 속도와 비교하여 C 속도에서의 방전의 퍼센트로 나타내어진다.
표 2는 표 2에 나열된 탄소원으로 코팅된 혼성 캐소드 (CFx/SVO) 물질을 사용하여 테스트된 코팅재를 나열한다. 표 2는 70 % 방전심도에서 및 80 % 방전심도에서 전지에 대하여 측정한 전력을 기록한다.
표 3은 테스트된 코팅재 및 대조군과 비교하여 테스트한 전압에서의 성능 및 방전 용량비를 나열한다. 전지를 표 3에 나열된 탄소원으로 코팅된 순수한 CFx 캐소드 물질을 사용하여 제작하였다. 방전 용량비는 0.1 C 속도와 비교하여 C 속도에서의 방전의 퍼센트로 나타내어진다.
본원에 개시된 다양한 물질은 대조군과 비교하여 개선된 성능을 보였다. 일부 테스트에서, 나프탈산 무수물은 대조군에 비해 3 % 용량 개선, 전력 성능 향상, 및 개선된 전력 안정성을 보였다. 일부 테스트에서, 페릴렌은 대조군에 비해 9 % 전압 개선을 보였다. 일부 테스트에서, 루브렌은 대조군과 대비하여 높은 전압에서 우수한 용량을 보였다.
본 발명이 그의 특정 실시양태를 참조로 설명되었지만, 첨부된 청구항에 의하여 정의된 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있고 균등물이 치환될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 목적, 사상 및 범위에 특정 상황, 물질, 물질의 조성물, 방법, 또는 과정을 채택하도록 많은 변형이 이루어질 수 있다. 모든 이러한 변형은 여기에 첨부된 청구항의 범위내 이도록 의도된 것이다. 특히, 본원에 개시된 방법이 특정한 순서로 수행되는 특정 작업을 참조로 하여 기재되지만, 이러한 작업은 조합되거나, 부분 분할되거나, 또는 재순서화되어 본 발명의 교시로부터 벗어나지 않고 동등한 방법을 형성할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본원에 명확한 지시가 없는 한, 작업의 순서 및 그룹은 본 발명의 제한이 아니다.
Claims (20)
- 고유 전도도 및 활성 전극 물질을 가지는 것을 특징으로 하는 코팅 화합물을 조합하여 혼합물을 만드는 단계;
혼합물이 활성 전극 물질의 분해를 제한하는 온도에서 및 시간 동안 가열되는, 혼합물을 가열하여 전도성 코팅된 활성 전극 물질을 만드는 단계;
전도성 코팅된 활성 전극 물질을 바인더 물질 및 전도성 첨가제와 혼합하여 전극 형성 혼합물을 만드는 단계; 및
전극 형성 혼합물을 가열하여 전극을 만드는 단계
를 포함하는 전기화학 전지용 전극의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 코팅 화합물이 유기 물질을 포함하는 것인 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 코팅 화합물이, 90 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함하는 것인 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 코팅 화합물이, 35 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함하는 것인 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 코팅 화합물이, 약 100 %의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함하는 것인 제조 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 화합물이 약 섭씨 450 도 미만에서 가열된 것인 제조 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 화합물이 약 0 시간 내지 약 6 시간 범위의 시간 동안 가열된 것인 제조 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 화합물이 나프탈렌 코어를 포함하는 것인 제조 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 화합물이 펜타센 코어를 포함하는 것인 제조 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 코팅 화합물이 페릴렌 코어를 포함하는 것인 제조 방법.
- 활성 전극 물질;
바인더 물질; 및
코팅이 활성 전극 물질에 도포되는, 고유 전도성 코팅
을 포함하는 전기화학 전지용 전극. - 제11항에 있어서, 고유 전도성 코팅이 공액 코어를 포함하는 유기 코팅 화합물로부터 만들어진 것인 전극.
- 제11항에 있어서, 고유 전도성 코팅이, 90 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함하는 유기 코팅 화합물로부터 만들어진 것인 전극.
- 제12항에 있어서, 공액 코어가 나프탈렌 코어, 펜타센 코어, 페릴렌 코어, 안트라센 코어, 및 그의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 전극.
- 캐소드 활성 물질의 입자와 고유 유기 도체를 혼합하는 단계; 및
캐소드 활성 물질의 분해를 제한하는 온도에서 및 시간 동안 혼합물을 가열하는 단계
를 포함하는 활성 전극 물질의 입자의 코팅 방법. - 제15항에 있어서, 시간이 6 시간 미만이고, 온도가 섭씨 450 도 미만인 코팅 방법.
- 제15항에 있어서, 시간이 6 시간 미만이고, 온도가 섭씨 350 도 미만인 코팅 방법.
- 제15항에 있어서, 시간이 6 시간 미만이고, 온도가 섭씨 250 도 미만인 코팅 방법.
- 제15항에 있어서, 고유 유기 도체가, 90 % 이상의 탄소 원자가 sp 또는 sp2 혼성화된 공액 코어를 포함하는 것인 코팅 방법.
- 제15항에 있어서, 공액 코어가 나프탈렌 코어, 펜타센 코어, 페릴렌 코어, 안트라센 코어, 및 그의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 코팅 방법.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201161533911P | 2011-09-13 | 2011-09-13 | |
| US61/533,911 | 2011-09-13 | ||
| US201261621205P | 2012-04-06 | 2012-04-06 | |
| US61/621,205 | 2012-04-06 | ||
| PCT/US2012/054953 WO2013040101A1 (en) | 2011-09-13 | 2012-09-12 | Cathode for a battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140075678A true KR20140075678A (ko) | 2014-06-19 |
Family
ID=47830115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020147006357A Ceased KR20140075678A (ko) | 2011-09-13 | 2012-09-12 | 배터리용 캐소드 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9397339B2 (ko) |
| EP (1) | EP2756533A4 (ko) |
| JP (1) | JP6247211B2 (ko) |
| KR (1) | KR20140075678A (ko) |
| CN (1) | CN103814464B (ko) |
| WO (1) | WO2013040101A1 (ko) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2756533A4 (en) | 2011-09-13 | 2015-05-06 | Wildcat discovery technologies inc | CATHODE FOR A BATTERY |
| WO2014144034A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | Cathode for a battery |
| US9099735B2 (en) | 2011-09-13 | 2015-08-04 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | Cathode for a battery |
| US9048496B2 (en) * | 2012-03-07 | 2015-06-02 | A123 Systems Llc | Surface treatment of electrochemically active materials for rechargeable cells |
| JP5447618B2 (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-19 | 株式会社豊田自動織機 | 非水電解質二次電池用負極材料、その製造方法、非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池 |
| EP2747177B1 (en) * | 2012-12-21 | 2017-07-12 | Karlsruher Institut für Technologie | Lithium/graphite fluoride primary battery and method for its manufacturing |
| WO2014144179A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | High energy materials for a battery and methods for making and use |
| US8916062B2 (en) | 2013-03-15 | 2014-12-23 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | High energy materials for a battery and methods for making and use |
| US9159994B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-10-13 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | High energy materials for a battery and methods for making and use |
| US20140272581A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | High energy materials for a battery and methods for making and use |
| WO2014144167A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | High energy materials for a battery and methods for making and use |
| US20150044569A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Rutgers, The State University Of New Jersey | High energy cathode materials for primary batteries |
| JP6308507B2 (ja) * | 2014-08-04 | 2018-04-11 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 炭素のナノ被覆層を有する基材粉末を用いたリチウムイオン電池用正極材の製造方法および光触媒の製造方法 |
| CN104485441B (zh) * | 2014-12-29 | 2016-09-14 | 上海应用技术学院 | 一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料及其制备方法 |
| US10903483B2 (en) | 2015-08-27 | 2021-01-26 | Wildcat Discovery Technologies, Inc | High energy materials for a battery and methods for making and use |
| WO2017042659A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Umicore | Lithium metal oxide material, the use thereof in a positive electrode of a secondary battery and a method for preparing such a lithium metal oxide material |
| US20170133661A1 (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-11 | Wildcat Discovery Technologies, Inc. | High energy cathode material |
| CN109786756A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-21 | 上海交通大学 | 一种制备柔性锂离子电池电极的方法及其应用 |
| CN110444766B (zh) * | 2019-08-14 | 2021-09-21 | 创普斯(深圳)新能源科技有限公司 | 一种三元正极极片及提高正极极片高温循环性能的方法 |
| CN114204019B (zh) * | 2021-11-23 | 2024-05-28 | 五邑大学 | 一种电池正极材料及其制备方法与应用 |
| CN115148982A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-10-04 | 星恒电源股份有限公司 | 一种复合正极材料及其制备方法、正极片和电池 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3588167T2 (de) * | 1984-06-12 | 1998-03-12 | Mitsubishi Chem Corp | Sekundärbatterien, die mittels Pyrolyse hergestelltes Pseudo-Graphit als Elektrodenmaterial enthalten |
| JP3917754B2 (ja) * | 1998-05-19 | 2007-05-23 | 九州電力株式会社 | リチウム電池 |
| CA2270771A1 (fr) * | 1999-04-30 | 2000-10-30 | Hydro-Quebec | Nouveaux materiaux d'electrode presentant une conductivite de surface elevee |
| US6777132B2 (en) | 2000-04-27 | 2004-08-17 | Valence Technology, Inc. | Alkali/transition metal halo—and hydroxy-phosphates and related electrode active materials |
| JP2002008639A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | リチウム二次電池用の電極の製造方法及びリチウム二次電池用の電極並びにリチウム二次電池 |
| JP2002358959A (ja) * | 2001-03-27 | 2002-12-13 | Showa Denko Kk | 正極活物質、その製造方法、該正極活物質を用いたペースト、正極及び非水電解質二次電池 |
| JP2002373643A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム二次電池 |
| CN100379062C (zh) * | 2002-06-21 | 2008-04-02 | 优米科尔公司 | 覆碳含锂粉末及其制造方法 |
| US9065137B2 (en) * | 2002-10-01 | 2015-06-23 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Copper fluoride based nanocomposites as electrode materials |
| CA2791156C (en) * | 2003-12-23 | 2015-12-15 | Universite De Montreal | Process for preparing electroactive insertion compounds and electrode materials obtained therefrom |
| US7651647B1 (en) | 2004-07-15 | 2010-01-26 | Pacesetter, Inc. | Method for producing highly conductive battery electrodes |
| CA2566906A1 (en) * | 2006-10-30 | 2008-04-30 | Nathalie Ravet | Carbon-coated lifepo4 storage and handling |
| KR101159085B1 (ko) * | 2006-11-17 | 2012-06-22 | 고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠 | 비수 전해질 이차 전지용 정극 활물질, 및 비수 전해질 이차 전지용 정극 활물질의 제조 방법 |
| US8518604B2 (en) | 2007-02-02 | 2013-08-27 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Metal fluoride and phosphate nanocomposites as electrode materials |
| JP4420123B2 (ja) * | 2007-06-18 | 2010-02-24 | 東洋インキ製造株式会社 | 電池用組成物 |
| KR20090131680A (ko) * | 2007-07-31 | 2009-12-29 | 비와이디 컴퍼니 리미티드 | 리튬 이온 2차 전지용 양극 활성 물질로서 리튬 철 인산염을 제조하는 방법 |
| JP5470700B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2014-04-16 | 住友大阪セメント株式会社 | 電極材料およびその製造方法、並びに、電極および電池 |
| US8088305B2 (en) * | 2008-02-22 | 2012-01-03 | Byd Company Limited | Lithium iron phosphate cathode material |
| US20100129713A1 (en) | 2008-10-06 | 2010-05-27 | Rachid Yazami | Carbon-Coated Fluoride-Based Nanomaterials for Anode Applications |
| US7915637B2 (en) * | 2008-11-19 | 2011-03-29 | Nantero, Inc. | Switching materials comprising mixed nanoscopic particles and carbon nanotubes and method of making and using the same |
| CA2770285C (en) * | 2009-08-07 | 2014-03-25 | Jsr Corporation | Electrochemical device and binder composition |
| CN101752561B (zh) * | 2009-12-11 | 2012-08-22 | 宁波艾能锂电材料科技股份有限公司 | 石墨烯改性磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法以及锂离子二次电池 |
| WO2011119614A2 (en) | 2010-03-22 | 2011-09-29 | Amprius, Inc. | Interconnecting electrochemically active material nanostructures |
| US8691441B2 (en) * | 2010-09-07 | 2014-04-08 | Nanotek Instruments, Inc. | Graphene-enhanced cathode materials for lithium batteries |
| JPWO2012132387A1 (ja) * | 2011-03-28 | 2014-07-24 | 株式会社豊田自動織機 | 電極材料及びその製造方法、並びに電極、二次電池及び車両 |
| JP5851707B2 (ja) | 2011-04-01 | 2016-02-03 | 三井造船株式会社 | リン酸鉄リチウム正極材料およびその製造方法 |
| US8735002B2 (en) * | 2011-09-07 | 2014-05-27 | Sion Power Corporation | Lithium sulfur electrochemical cell including insoluble nitrogen-containing compound |
| EP2756533A4 (en) | 2011-09-13 | 2015-05-06 | Wildcat discovery technologies inc | CATHODE FOR A BATTERY |
-
2012
- 2012-09-12 EP EP12831092.7A patent/EP2756533A4/en not_active Withdrawn
- 2012-09-12 US US13/612,800 patent/US9397339B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2012-09-12 JP JP2014530764A patent/JP6247211B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-09-12 KR KR1020147006357A patent/KR20140075678A/ko not_active Ceased
- 2012-09-12 CN CN201280044712.2A patent/CN103814464B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-09-12 WO PCT/US2012/054953 patent/WO2013040101A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014526783A (ja) | 2014-10-06 |
| EP2756533A4 (en) | 2015-05-06 |
| WO2013040101A4 (en) | 2013-05-23 |
| CN103814464B (zh) | 2018-04-17 |
| US20130065126A1 (en) | 2013-03-14 |
| WO2013040101A1 (en) | 2013-03-21 |
| EP2756533A1 (en) | 2014-07-23 |
| US9397339B2 (en) | 2016-07-19 |
| CN103814464A (zh) | 2014-05-21 |
| JP6247211B2 (ja) | 2017-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9337472B2 (en) | Cathode for a battery | |
| US9397339B2 (en) | Cathode for a battery | |
| CN110710023B (zh) | 含有保护阳极的聚合物层的锂金属二次电池及制造方法 | |
| KR102192087B1 (ko) | 음극 활물질, 이를 포함하는 리튬 전지, 및 이의 제조방법 | |
| US8999579B2 (en) | Surface treated anode active material and method of making the same, anode including the same, and lithium battery including the same | |
| Wang et al. | Impacts of different polymer binders on electrochemical properties of LiFePO4 cathode | |
| TWI497792B (zh) | 用於電化學裝置之電解液及其電化學裝置 | |
| CA2763748C (en) | Process to induce polymerization of an organic electronically conductive polymer | |
| CN101473487B (zh) | 用于改良高温寿命特性的电解质及包含该电解质的锂二次电池 | |
| US12002955B2 (en) | Cathode active material for lithium secondary battery | |
| CN102498596A (zh) | 由复合氧化物颗粒组成的材料、其制备方法、及其作为电极活性材料的用途 | |
| US20130216910A1 (en) | High capacity alloy anodes and lithium-ion electrochemical cells containing same | |
| CN102945963A (zh) | 具有核-壳结构的电极活性材料 | |
| CN102171869A (zh) | 二次电池用正极以及采用该正极的二次电池、和集电体以及采用该集电体的电池 | |
| KR20140120751A (ko) | 음극 활물질, 이의 제조 방법, 및 상기 음극 활물질을 포함하는 전기 화학 소자 | |
| CN101568489A (zh) | 锂离子二次电池正极活性物质磷酸亚铁锂的制备方法 | |
| JP2017059532A (ja) | 二次電池用電解質、及びそれを含む二次電池 | |
| KR20090054677A (ko) | 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| JP2013225488A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| CN103647040A (zh) | 电极浆料、负电极及应用该负电极的锂离子电池 | |
| EP4369435A1 (en) | Composition for forming electrode | |
| KR20200138058A (ko) | 레독스 작용기 함유 고분자층이 형성된 탄소, 이를 포함하는 황-탄소 복합체 및 리튬 이차전지 | |
| KR102415160B1 (ko) | 탄소 표면 처리된 바나듐 산화물을 포함하는 리튬 이차전지용 양극 활물질 및 그 제조방법 | |
| Ren et al. | Bioinspired PDA@ TiO2 modification on high-voltage LiNi0. 5Mn1. 5O4 toward enhancing electrochemical performance | |
| CN110225885A (zh) | 正极活性材料的制备方法以及使用所述方法制备的正极活性材料和锂二次电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0105 | International application |
Patent event date: 20140310 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20170911 Comment text: Request for Examination of Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20180828 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20181217 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20180828 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |