MX2013013675A - Material activo de electrodo negativo para dispositivos electricos. - Google Patents

Abstract

Este material activo de electrodo negativo para dispositivos eléctricos comprende una aleación que contiene al menos 27% masa pero menor que 100% masa de Si, mayor que 0% masa pero no mayor de 73% masa de Sn, y mayor que 0% masa pero no mayor de 73% masa de y, con el restante que consiste de impurezas inevitables. El material activo de electrodo negativo se puede obtener usando un aparato de pulverización magnetrón DC multidimensional con Si, Sn y V como objetivos, por ejemplo. Dispositivos eléctricos que usan este material activo de electrodo negativo exhiben un mejoramiento en el ciclo de vida, y capacidad excepcional y la durabilidad del ciclo.

Description

MATERIAL ACTIVO DE ELECTRODO NEGATIVO PARA DISPOSITIVOS ELECTRICOS 1 CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un material de electrodo negativo para un dispositivo eléctrico rve generalmente como una batería secundaria o un capacito'r usado preferiblemente como una fuente de energía de accionamiento de un motor para uso en, por ejemplo, un vehículo (EV) o un vehículo eléctrico híbrido (HEV) . La presente in ención también se refiere a un electrodo negativo, un disppsitivo eléctrico, y una batería secundaria de ion de litio quej usa el material activo de electrodo negativo.

ARTE ANTECEDENTE Varias medidas para reducción de emisiones de CO21 están i siendo tomadas para hacer frente a la contaminación atmosférica y el calentamiento global. En particular, jen una industria auto motriz, se espera altamente la reducción de 1 emisiones de C02 en asociación con la propagación de vehjículos eléctricos y vehículos eléctricos híbridos. Por tantlo, el desarrollo de baterías secundarias de alto rendimientio que sirven como fuentes de energía de accionamiento de motores para uso en tales vehículos, se está llevando aj cabo activamente. Para las baterías secundarias que sirven' como fuentes de energía de accionamiento de motores, se requieren particularmente una capacidad alta y una propiedad de ciclo. Por tanto, las baterías de ion de litio que tienen energía teóricamente alta están llamando cada vez más atención entre otros tipos de baterías secundarias.

Las baterías secundarias de ion de litio requieren almacenar una gran cantidad de electricidad por unidad de masa en los electrodos positivos y los electrodos negativos, para incrementar la densidad de energía de las baterías secundarias de ion de litio. Por lo tanto, es bastante importante la determinación de los materiales activos usados , en los electrodos respectivos con el fin de cumplir con tal requerimiento.

Se conoce un método para fabricar un material de electrodo usado para una batería secundaria de ion de litio que tuene una capacidad de descarga alta por volumen y una propiedad de ciclo de carga-descarga, como se propone en la Literatura 1 de Patente. En particular, partículas finas de Si que tienen un diámetro de partícula promedio predeterminado y se prepara un área de superficie especifica en una manera tal que el polvo contenga Si como un componente principal se pulveriza con un molino en medio húmedo. El polvo de me;tal que contiene un elemento predeterminado tal como Sn o Al y polvo de carbono entonces se añade a las partículas finas ;de Si, seguido por molienda en seco con un molino de bolas. Por tanto, se fabrica un material activo de electrodo que incluye partículas compuestas que tienen un diámetro de partícula promedio predeterminado y un área de superficie específica de acuerdo al método descrito anteriormente. La Literatura 1 de Patente además enseña que el electrodo así obtenido se usa como un electrodo negativo para una batería secundaria de ion de litio.

Lista de citación Literatura de patente Literatura 1 de patente: Publicación de Solicitud de Patente Japonesa Sin examinar No. 2006-216277. .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Sin embargo, en la batería secundaria de ion de litio que usa el material activo de electrodo negativo divulgado en la Literatura 1 de Patente, el material activo de electrodo negativo cambia desde un estado amorfo a un estado cristalino cuando Si es aleado con Li. Como un resultado, sé cambia grandemente el volumen, el cual causa una reducción en el ciclo de vida del electrodo. En adición, cuando se utiliza el material activo de serie de Si, la capacidad tiene una relación de equilibrio con la durabilidad del ciclo. Por tanto, se requiere grandemente la batería secundaria dé ion de litio para asegurar una capacidad mayor y mejorar la durabilidad al mismo tiempo.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un material activo de electrodo negativo para un dispositivo eléctrico tal como una batería secundaria de ion I de litio capaz de suprimir la transición en fin de extender el ciclo de vida alta. Otro objetivo de la presente un electrodo que incluye el material active de electrodo negativo, y un dispositivo eléctrico tal como una batería secundaria de ion de litio usando el electrodo negativo que incluye el material activo de electrodo negativo. j Un material activo de electrodo negativo jpara un dispositivo eléctrico de acuerdo a un aspecto de la jpresente invención incluye una aleación que contiene Si (silicio) en un rango mayor o igual que 27% por masa y menor que 'l00% por masa, Sn (estaño) en un rango mayor que 0% por masa por masa y menor o igual que 73% por masa, V (vanadio) en un ran'go mayor i que 0% por masa y menor o igual que 73% por masa, e impurezas i inevitables como un residuo. Un electrodo negativo jpara un dispositivo eléctrico de acuerdo a la presente invención i incluye el material activo de electrodo negativo j que se proporciona en superficies de colectores de corriente. Una i batería secundaria de ion de litio de acuerdo a la presente invención incluye el electrodo negativo de acue a la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS I I La figura 1 es un diagrama de composición ternario que muestra un rango de composición de una aleación de serie Si- Sn-V incluida en un un dispositivo eléctrico la presente invención, en de aleación preparadas en cada ejemplo.

La figura 2 es un diagrama de composición ternario que i I muestra un rango de composición preferible de aleación de Si-Sn-V incluido en el material activo de un dispositivo eléctrico de acuerdo a caracterizado en que se trazan las composiciones de j aleación preparado en cada ejemplo. Ii La figura 3 es un diagrama de composición tern'ario que muestra un rango de composición preferible de la aleación de serie SI-Sn-V incluido en el material activo de electrodo negativo para un dispositivo eléctrico de acuerdo a la modalidad de la presente invención. ¡ I La figura 4 es un diagrama de composición ternaria que muestra un rango de composición aún más preferiblé de la aleación de serie Si-Sn-Vi incluida en el material activo de electrodo negativo para un dispositivo eléctrico de a la modalidad de la presente invención. ¡ La figura 5 es una vista de sección transversal esquemática que muestra un ejemplo de una batería secundaria de ion de litio de acuerdo a una modalidad de la presente invención .

DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES | En lo sucesivo, un material activo de electrodo) negativo para un dispositivo eléctrico se explicara en detalle mientras que ejemplifica un electrodo negativo para unal batería secundaria de ion de litio y una batería secundaria de ion de litio usando el material activo de electrodo negativo I'. Se debe notar que el símbolo "%" representa un porcentaje por masa incluso que se ejemplifique lo contrario. En adición, las proporciones dimensionales en los dibujos se magnifiican por presente invención se explica en detalle a continuación.

¡ El material activo de electrodo negativo para un dispositivo eléctrico de acuerdo a la presente modalidad 1 incluye, como se describe anteriormente, una aleación que contiene Si con contenido en el rango mayor o igual a ¡ 27% por I masa y menor que 100% por masa, Sn con contenido en el rango mayor que 0% por masa y menor o igual a 73% por masa', V con contenido en el rango mayor que 0% por masa y menor o jigual a 73% por masa, e impurezas inevitables como un residu'o. Esos rangos numéricos corresponden al área sombreada indicad Ia en la figura 1. 1 Este material activo de electrodo negativo se usa en un electrodo negativo para un dispositivo eléctrico tal como una batería secundaria de ion de litio. En tal caso, la, aleación contenida en el material activo de electrodo negativo absorbe iones de litio cuando se carga la batería, y libera los iones de litio cuando se descarga la batería. En particular, el material activo de electrodo negativo contiene apropiadamente Sn como un primer elemento aditivo y V como un¡ segundo elemento aditivo que suprime la transición de fase amorfo-cristal cuando el material activo de electrodo negativo es aleado con litio a fin de extender el ciclo de vida. Esos aditivos contribuyen para asegurar una capacidad mayor que los materiales activos de electrodo negativo convencionales, en particular, los materiales activos de electrodo negativo de serie negativo. Optimizando los rangos de composición! de Sn y V como elementos aditivos primero y segundo, el 'material activo de electrodo negativo de serie Si-Sn-V de acuerdo a la presente modalidad no solo puede asegurar una capacidad grande sino también puede mantener una capacidad de descarga alta incluso después de 50 ciclos o 100 ciclos. Es decir, el material activo de electrodo negativo que contiene la aleación de serie Si-Sn-V que asegura que se puede obtener el ciclo de vida largo.

En el material activo de electrodo negativo que contiene la aleación de serie Si-Sn-V de acuerdo a la . presente invención, si el contenido de al menos un de Sn y V que excede el 73% por masa, la capacidad de descarga inicial tiende a disminuir mientras que el contenido de Si es menor que 27% por masa. En adición, si no se contienen Sn y V, no ;se puede i asegurar un buen ciclo de vida.

Para mejorar además esas propiedades del material activo de electrodo negativo, la aleación preferiblemente contiene Si con contenido en el rango desde 27% por masa a 84% por masa, Sn con contenido en el rango desde 10% por masa a 73% por masa, y V con contenido en el rango desde 6% por masa a 73% por masa. Como se indica por el área sombreada en la figura 2, la aleación contiene más preferiblemente Si con contenido en el rango desde 27% por masa a 84% por masa, Sn con contenido en el rango desde 10% por masa a 63% por masa, y V con contenido en el rango de 6% por masa a 63% por masa. Como se indica por el área sombreada en la figura 3, la aleación contiene incluso más preferiblemente Si con contenido en el rango desde 27% por masa a 52% por masa. Como se aparenta desde el área sombreada en la figura 4, la aleación contiene aún más preferiblemente Sn con contenido en el rango desde 10% por masa a 52% por masa y V con contenido en el rango desde 20% por masa a 63% por masa, más preferiblemente contiene Sn con contenido en el rango desde 10% por masa a 40% por masa.

Observe que la aleación contenida en el material 1 activo de electrodo negativo de acuerdo a contiene inevitablemente impurezas materias primas y el método de producción, en adicijón a las i tres composiciones descritas anteriormente. El contenido de las impurezas inevitables es preferiblemente menor jque 0.5% por masa, mas preferiblemente menor que 0.1% por masa.j j Como se describe anteriormente, la aleación incluida en el material activo de electrodo negativo de acuerdo a la presente modalidad contiene Si con contenido en el rango mayor o igual a 27% por masa y menor que 100% por masa,! Sn con contenido en el rango mayor que 0% por masa y igual a 73% por masa, V con contenido en el rango por masa y menor que o igual a 73% por masa, inevitables como un residuo. Es decir, la aleación Si con contenido en el rango mayor o igual a 27 menor que 100% por masa, Sn con contenido en el que 0% por masa y menor que 73% por masa, V con contenido en i el rango mayor que 0% por masa y menor que o igual a j73% por cualquier método conocido convencionalmente . Es decir, | varios métodos de fabricación convencionales se pueden usar sin ningún obstáculo en particular, ya que hay la> pequeña diferencia en las condiciones y características de la aleación producida por métodos de fabricación.

Por ejemplo, la aleación de película delgada quei tiene la composición descrita anteriormente se puede obtener por un método PVD múltiple (un método de pulverización, un método de calentamiento por resistencia, un método de ablación por láser), o por un método CVD múltiple (un método químico de crecimiento en fase vapor) . Los ejemplos del método PVD I múltiple incluyen un método de pulverización, un método de calentamiento por resistencia, y un método de ablación por láser. El método CVD múltiple puede ser un método químico de crecimiento en fase vapor. Esos métodos de fabricación pueden proporcionar el electrodo negativo en una forma tal que la película delgada aleada se forma directamente en un colector de corriente. Por tanto, esos métodos de fabricación contribuyen a la simplificación del proceso. En adición, esos métodos de fabricación no necesitan usar otros componentes que componen una capa de material activo de electrodo negativo, tal como un aglutinante y un aditivo conductor eléctrico, otro que la aleación y por lo tanto, se usa simplemente la película delgada aleada como el material activo de electrodo negativo para el electrodo negativo. En consecuencia, esos métodos de fabricación contribuyen a una capacidad y densidad de1 energía mayor, que satisface el nivel adecuado para usar prácticamente en vehículos, y se desea examinar características electromecánicas del material activo. i El método para fabricación de la película delgaka aleada puede usar un aparato de pulverización magnetrón DC múltiple, tal como un aparato de pulverización magnetrón DC I ternario controlable independientemente. Tal aparato puede formar libremente películas delgadas aleadas de serie Si-'Sn-V que tienen varias composiciones de aleaciones y espesore's, en la superficie del substrato (el colector de corriente) . Por ejemplo, el aparato de pulverización magnetrón DC ternario usa utiliza el objetivo 1 (Si) , objetivo 2 (Sn) y objetivjo 3 (V) , fija el tiempo de pulverización, y cambia el nivel dej energía de la fuente de energía DC a 185W para Si, en el rango, desde 0 I hasta 50W para Sn, y en el rango desde 0 hasta 150 pajra V. en consecuencia, se pueden obtener las muestras de de serie ternaria que tienen varias fórmulas de composición. Observe que, ya que las condiciones de pulverización dependen de los dispositivos de pulverización, es preferible estimar rangos apropiados de las condiciones de pulverización a través de pruebas preliminares para cada dispositivo de pulverización .

Como se describe anteriormente, la capa d activo de electrodo negativo de acuerdo a la modalidad puede usar la película delgada aleada de Sn-V. Alternativamente, la capa de material electrodo negativo puede de la aleación de serie Ejemplos del método para partícula que tiene la incluye un método de fundición de arco de plasma. Cuando se usa la aleación en el estado de partícula como el material activo de electrodo negativo, se prepara la suspensión primero en una manera tal i que un aglutinante, un aditivo conductor eléctrico y un solvente de control de la viscosidad se añaden a las partículas de aleación. La suspensión por tanto suspendida entonces se aplica al colector de corriente para formar la capa de material activo de electrodo negativo, a| fin de I obtener el electrodo negativo. Tal proceso es superior en i términos de producción en masa y parcialidad para los electrodos de batería actual.

Cuando la aleación en el estado de partícula se como el material activo de electrodo negativo, el diámetro de i partícula promedio de la aleación no se limita particularmente siempre que sea sustancialmente el mismo como el ! de los materiales activos de electrodo negativo convencionales. Aquí, el diámetro de partícula promedio está preferiblemente en el rango desde 1 µp? a 20 µ?? en vista de energía de salida I mayor; i sin embargo, el diámetro de partícula promedio puede éstar en otros rangos siempre que se logren apropiadamente los lefectos descritos anteriormente.

Observe que, en la descripción de la presente invención, "el diámetro de partícula" representa la longitud más grande entre dos puntos cualesquiera en la circunferencia de la partícula de material activo (el plano observado) observada por medio de observación tal como un microscopio electrónico de barrido (SEM) y un microscopio electrónico de transmisión (TEM) . En adición, "el diámetro de partícula promedio" representa un valor calculado con un microscopio electrónico de barrido (SEM) o un microscopio electrónico de transmisión (TEM) como un valor promedio de diámetros de partícula de las partículas observadas en varios a varias decenas de campos de vista. Los diámetros de partícula y los diámetros de partícula promedio de otros constituyentes se pueden determinar en la misma manera.

Electrodo negativo para dispositivo eléctrico y dispositivo eléctrico El electrodo negativo para un dispositivo eléctrico de acuerdo a la presente invención incluye el material activo de electrodo negativo que contiene la aleación de serie Si-Sn-V. La batería secundaria de ion de litio como un ejemplo representativo del dispositivo eléctrico incluye al menos una sola celda que incluye el electrodo negativo en que las , capas de material activo de electrodo negativo que contiene el material activo de electrodo negativo se proporcionan en 1 ambos lados del colector de corriente, la sola celda además incluye una capa de electrolito y un electrodo positivo1. En lo sucesivo, se explicaran en detalle la constitución de la batería secundaria de ion de litio y los materiales usados en el mismo.

I Constitución de la batería secundaria de ion de Litio La figura 5 muestra un ejemplo de una batería secundaria de ion de litio de acuerdo a una modalidad de la i presente invención. Como se muestra en la figura 5, una batería 1 secundaria de ion de litio de acuerdo a la presente modalidad tiene una constitución en que un elemento 10 de batería al cual se adjuntan una lengüeta 21 de electrodo positivo y una lengüeta 22 de electrodo negativo, se sella en un duerpo 30 exterior. En la presente modalidad, la lengüeta 21 de i electrodo positivo y la lengüeta 22 de electrodo negativo se exponen en lados opuestos en el lado exterior del cuerpo 30 exterior. Observe que la lengüeta de electrodo positivo y la i lengüeta de electrodo negativo se pueden exponer en el mismo lado en el lado exterior del cuerpo exterior (no mostrada en la figura) . En adición, la lengüeta de electrodo positivo y la lengüeta de electrodo negativo se pueden adjuntar a los colectores de corriente de electrodo positivo y los colectores de corriente de electrodo negativo, que se describirán a continuación, soldando tal como soldadura ultrasónica o soldadura por resistencia. ¡ Lengüeta de electrodo Positivo y lengüeta de electrodo Negativo La lengüeta 21 de electrodo positivo y la lengüeta 22 de electrodo negativo se hace desde un material tal como aluminio (Al), cobre (Cu), titanio (Ti), níquel (Ni), acero inoxidable (SUS) , o una aleación del mismo. Sin embargo, el material no se limita a esos, y puede ser cualquier material conocido convencionalmente usado para lengüetas para ; baterías secundarias de ion de litio. Las lengüetas se pueden preparar preliminarmente y conectadas a los colectores de corriente de electrodo positivo y los colectores de corriente de electrodo negativo descritos a continuación, de acuerdo a la presente modalidad. Alternativamente, cada uno de los colectores de corriente de electrodo positivo y los colectores de corriente de electrodo negativo descritos a continuación se pueden extender para formar las lengüetas respectivas cuando esas están en un estado de aluminio.

Cuerpo exterior El cuerpo 30 exterior se hace preferiblemente desde un material exterior similar a la película en vista ide, por ejemplo, la reducción en tamaño y peso. Sin embargo, el cuerpo 30 exterior no se limita a tal material, y puede ser cualquier material conocido convencionalmente usado para ' cuerpos exteriores para las baterías secundarias de ion de litio. Cuando se usa la batería secundaria de ion de litio 'para un vehículo, se usa preferiblemente una hoja laminada ¡compuesta de polímero de metal que tiene gran conductividad tér ica para transferir calor eficientemente desde una fuente de c Ialor del I vehículo y rápidamente el calor del interior de la batería a una temperatura de operación de la batería. j Elemento de batería j Como se muestra en la figura 5, el elemento 10 de batería ? en la batería 1 secundaria de ion de litio de acuerdo a la Í presente modalidad incluye capas 14 de celdas individuales ¡ plurales apiladas en la parte superior una con otra, jque cada una incluye un electrodo 11 positivo, una capal 13 de electrolito y un electrodo 12 negativo. El electrodo 11 positivo tiene una configuración en que las capas j 11B de material activo de electrodo positivo se proporcionan en ambas i superficies principales de un colector 11A de corriente de electrodo positivo. El electrodo 12 negativo tiene una configuración en que las capas 12B de material activo de electrodo negativo se proporciona en ambas superficies principales de un colector 12A de corriente de electrodo negativo. j i En este caso, la capa 11B de material activo de electrodo positivo provisto en una superficie principal del colector 11A de corriente de electrodo positivo del electrodo 11 pcjsitivo, las caras de la capa 12B de material activo de electrodo i negativo provista en una superficie principal del colector 12A de corriente de electrodo negativo del electrodo negativo con la capa 13 de electrolito interpuesta entre mismos.

Varios ajustes del electrodo positivo, la capa de electrolito y el electrodo negativo dispuestos en este orden se apilan en la parte superior de una con otro. La capa 11B de | material activo de electrodo positivo, la capa 13 de electrolito y la capa 12B de material activo de electrodo negativo adyacentes uno con otros constituyen cada capa 14 de celda individual. Es decir, la batería 1 secundaria de ion de litio de acuerdo a la presente modalidad tiene una constitución en que las ¡capas 14 de celda individual plural se apilan en la parte supjerior de cada una a fin de los colectores localizados en l batería se propor activo de electrodo negativo solo en un lado del mismo.

En adición, las capas aislantes (no mostradas'j en la figura) puede ser proporcionar a lo largo de las d Iapas de celda individuales respectivas para aislar los colectores de corriente de electrodo positivo y los colectores de corriente de electrodo negativo adyacentes uno con otro. Tal capa aislante se hace preferible desde un material que mantiene el electrolito contenido en la capa de electrolito y previene la fuga de líquido del electrolito. En particular, se puedjen usar el plástico general propuesto tal como polipropileno (PP), polietileno (PE), poliuretano (PUR), resina poliamida (PA) , politetrafluoretileno (PTFE) , fluoruro de polivinildeno (PVdF), y poli estireno (PS) . Alternativamente, también se puede usar aglutinante de olefina termoplástico o aglutinante de silicona.

Colector de corriente de electrodo positivo y colector de corriente de electrodo negativo i El colector 11A de corriente de electrodo positivo y el colector 12A de corriente de electrodo negativo se hace desde un material conductor eléctricamente tal como aluminio, cobre y acero inoxidable (SUS) en un estado de aluminio o un estado de malla. Sin embargo, el colector 11A de corriente de electrodo positivo y el colector 12A de corriente de electrodo negativo no se limita a tal material, y puede ser cualquier material conocido convencionalmente usado para colectores de corriente para baterías secundarias de ion de litio. El tamaño de los colectores de corriente se puede determinar dependiendo en el uso previsto de la batería. Por ejemplo, los colectores de corriente que tienen áreas grandes se usan para una, atería de gran tamaño para la cual se requiere densidad de energía alta. El espesor de los colectores de corriente no se limita particularmente; sin embargo, el espesor se aproxima generalmente en el rango de 1 µp? a 100 µp?. No se limita particularmente la forma de los colectores de corriente. El elemento 10 de batería mostrada en la figura 5 puede usar láminas de recolección de corriente o colectores de corriente i de malla (tal como redes consumidas) . Las láminas de recolección actual son adecuadas para usar cuando la aleación de película delgada como el material activo de electrodo negativo se forma directamente en el colector 12A de .corriente de electrodo negativo por un método de pulverización.

El material usado para los colectores de corriente no se limita particularmente. Los ejemplos del material incluye metal, y resina en el cual se añade el relleno eléctricamente conductivo a un material de polímero eléctricamente conductivo o un material polímero no conductivo. Los ejemplos del metal incluyen aluminio, níquel, hierro, acero inoxidable, titanio y cobre. En adición, un metal revestido de níquel y aluminio, un metal revestido de cobre y aluminio, o un material chapado de esos metales combinados juntos, se usa preferiblemente. Se puede usar también una lámina en la cual se cubre la superficie de metal con aluminio. En particular, aluminio, acero inoxidable, cobre y níquel es preferible en vista de conductividad de electrones, la potencial de acción de la batería, y adhesión del material activo de electrodo 'negativo a los colectores de corriente por pulverización.

Los ejemplos del material polímero eléctricamente conductivo incluyen polianilina, polipirrol, politiofeno, poliacetileno, poliparafenileno, vinileno polifenileno, poliacrilonitrilo, polioxadiazol . Esos materiales de polímero eléctricamente conductivos tienen una ventaja en simplificación del proceso de fabricación y ligereza de los colectores de corriente, ya que esos materiale's tienen conductividad eléctrica suficiente incluso si no se añade el relleno eléctricamente conductivo al mismo.

Los ejemplos del material de polímero no conductivo incluye polietileno (PE; tal como un polietileno de alta densidad (HDPE) y polietileno de baja densidad (LDPE) ) , polipropileno (PP), teraftalato de polietileno (PET) , nitrilo de polieter (PEN), poliamida (PI), imida poliamida (PAI), poliamida (PA) , politetrafluoroetileno (PTFE) , aglutinante estireno-butadieno (SBR) , poliacrilonitrilo (PAN), lacrilato polimetilo (PMA) , metracrilato de polimetilo ( PMMA) , , cloruro de polivinilo (PVC), fluoruro de polivinilideno (PVdF) , y poliestireno (PS). Esos materiales de polímero no conductivos tienen tolerancia potencial alta o tolerancia de solvente.

El material eléctricamente conductivo o el material de polímero no conductivo puede incluir relleno eléctricamente conductivo que se añade según sea necesario. En particular, cuando la resina que sirve como un sustrato del colector de corriente solo incluye un polímero no conductivo, es esencial el relleno eléctricamente conductivo para proporcionar la resina con la conductividad eléctrica. El relleno eléctricamente conductivo no se limita particularmente , siempre que este es un substrato que tiene conductividad eléctrica.

Los ejemplos del material que tiene conductividad eléctrica alta, la tolerancia potencial o aislante de ion de litio, incluye metal y carbono eléctricamente conductivo. El metal no se limita particularmente; sin embargo, el metal es preferiblemente al menos un elemento seleccionado desde el grupo que consiste de Ni, Ti, Al, Cu, Pt, Fe, Cr, Sn, Zn, In, Sb y K, o una aleación u oxido de metal que contiene esos metales. El carbono eléctricamente conductivo no se limita particularmente; sin embargo, el carbono es preferiblemente al menos un material seleccionado desde el grupo que consiste de negro de acetileno, Vulcano (marca registrada) , Perlas Negras (marcas registradas), nano fibras de carbono, Ketjenblack (marca registrada), nanotubos de carbono, nano cuerrios, nano balones de carbono, y fulereno. La cantidad delj relleno eléctricamente conductivo añadido en los colectares de i corriente no se limita particularmente siempre j que se proporcionan los colectores de corriente conductividad eléctrica. En general, la i aproximadamente en el rango de 5% a 35% por masa del tjotal del colector de corriente.

Sin embargo, los colectores de corriente no se limitan a los materiales descritos anteriormente, y puede ser cjualquier material conocido convencional usado para colectores de corriente para las baterías secundarias de ion de litio.

Electrodo positivo Electrodo 11 positivo de la batería secundaria de ion de litio tiene una configuración en que las capas 11B de1 material activo de electrodo positivo se forma en una superficie o ambas superficies del colector 11A de corriente de 'electrodo positivo hecha desde un material eléctricamente conductivo tal como una lámina de aluminio, una lámina de cobre, una lámina de níquel, y una lámina de acero inoxidable. El espesor del colector de corriente de electrodo positivo no se limita particularmente como se describe anteriormente; sin 1 embargo, es preferible generalmente aproximadamente en el rango de 1 µp? a 30 µp?.

La capa 11B de material activo de electrodo positivo contiene, como un material activo de electrodo positivo, cualquiera de uno, o dos o más materiales de electrodo positivo capaces de absorber y liberar litio, y tambi'en puede contener un aditivo de conducción y un aglutinante según sea necesario. La proporción contenida del material activo de electrodo positivo, el aditivo de conducción eléctrica y el aglutinante en la capa de material activo de electrodo positivo, no se limita particularmente.

Los ejemplos del material activo de electrodo positivo incluye un oxido compuesto de metal de transición de litio, un compuesto de fosfato de metal de transición de litio, un compuesto sulfatado de metal de transición de litio, un material de serie de solución sólido, un material de serie NiMn, un material de serie NiCo, y un material de ; serie de espinela de manganeso. , Los ejemplos del óxido compuesto de metal de transición de litio incluye LiMn204, LiCo02, Li(Ni, Mn, Co)02, Li(Li, Ni, Mn, Co)02, y LiFeP04. En adición, un oxido en que la parte del metal de transición contenido en cada uno de esos óxidos compuestos se sustituye con otros elemento, se pueden usar. Los ejemplos del material de serie de solución solida: incluye xLiM02- ( 1-x) Li2N03 (en donde 0<?<1, M representa al menos un elemento de metal de transición en un estado de oxidación promedio de 3+ , y N representa al menos un elemento de metal de transición en un estado de oxidación promedio de' 4 + ) , y LiR02-LiMn2O4 (R representa un elemento de metal de transición tal como Ni, Mn, Co y Fe) .

El material de serie ternaria puede ser el material de electrodo positivo compuesto de níquel-cobalto-manganéso . El material de serie espinela de manganeso puede ser LiMrí2C>4. El material de serie NiMn puede ser LÍNÍ0.5O4. El material de serie NiCo puede ser Li(NiCo)02. Dos o más tipos de los materiales activos de electrodo positivo pueden ser combinados juntos de acuerdo a las circunstancias. En vista de que tiene un rendimiento de salida mejor y una capacidad mayor, el óxido compuesto de metal de transición se usa preferiblemente para el material activo de electrodo positivo.

El diámetro de partícula del material activo de electrodo positivo no se limita particularmente; sin embargo, es preferible generalmente lo más pequeño posible. El diámetro de partícula promedio del material activo de electrodo positivo puede estar aproximadamente en el rango de 1 µp? a 30 µp?, más preferiblemente aproximadamente en el rango de 5 µ?? ia 20 µp?, en vista de la eficiencia de operación y facilidad de manejo. Por supuesto, se pueden usar otros materiales activos de electrodo positivo que tienen diámetros de partícula ¡ promedio i otros que el rango descrito anteriormente. En el caso que los materiales activos requieran diferentes diámetros de artícula diferentes para lograr sus propios efectos , los materiales activos que tienen diferentes diámetros de partícula se pueden seleccionar y mezclar juntos con el fin de funcionar óptimamente para lograr sus propios ejemplos. Por I tanto, no es necesario igualar el diámetro de partícula de todos de los materiales activos.

El aglutinante se añade para unir los materiales] activos I uno con otro o unir el material activo al cole'ctor de metacrilato de polimetilo (PMMA) , nitrilo de polieter? (PEN), polietileno (PE) polipropileno (PP) , y poliacrijlonitrilo (PAN) ; resina termo ajustada tal como la resina epoxídica, ¡ resina de poliuretano, y resina de urea; y un matjerial de como la conductividad eléctrica. El aditivo conductor eléctrico usado en la presente invención no se limita particularmente] y puede ser cualquier agente conocido convencionalmente . El conductor eléctrico puede ser un material de carbono negro carbono (tal como negro acetileno) , grafito, y jfibra de carbono. La adición del aditivo conductor eléctrico contribuye i establecer efectivamente una red electrónica en la ¡capa de i material activo, ' mejorando asi el rendimiento de salilda y la I conflabilidad de batería debido al rendimiento en la re Itención I de una solución de electrolito.

Electrodo negativo El electrodo 12 negativo tiene una configuración, (como en el caso del electrodo positivo, en que las capas 112B de material activo de electrodo negativo se forma en una superficie o ambas superficies del colector 12A de corriente de electrodo negativo hechas desde el material eléctricamente conductivo como se describe anteriormente.

La capa 12B de material activo de electrodo negativo contiene, como un material activo de electrodo negativo, cualquiera de uno, o dos o más materiales de lelectrodo negativos capaces de absorber y liberar litio, y puede también material activo de electrodo negativo que contiene, | como un componente esencial, la aleación de serie Si-Sn-V que | tiene la I composición descrita anteriormente. Como se I describe i anteriormente, la capa 12B de material activo de electrodo negativo de acuerdo a la presente modalidad puede i ser una i película delgada que incluye la aleación de serie Si-! sn-V. En este caso, la capa 12B de material activo de electrodo negativo puede consistir de la aleación de serie Si-Sn-V, o puede contener además un material activo de electrodo negativo conocido convencionalmente, que se describirá a continuación, capaz de absorber y liberar reversiblemente litio sin ningún obstáculo particular. j i Alternativamente, como se describe anteriormente, la capa 12B de material activo de electrodo negativo puede contener, como un componente principal, las partículas de la aleación de serie Si-Sn-V. En este caso, el material 12B activo de electrodo negativo puede contener el aditivo ,conductor eléctrico, el material 12B activo de electrodo negativo puede contener el aditivo conductor eléctrico y el aglutinante según sea necesario, que también puede contener la capa 11B de material activo de electrodo positivo. Observe que, en la presente descripción, "el componente principal" representa un componente contenido en la capa 12B de material activo de electrodo negativo con contenido mayor o igual a 50% por masa.

El otro material activo de electrodo negativo usado junto puede ser una material de carbono tal como grafito que es carbono altamente cristalino (tal como grafito nátural y grafito artificial) , carbono bajo cristalino (tal como carbono suave y carbono duro) , negro carbono (tal como Ketjenblack, negro acetileno, negro canal, negro de humo, negro de humo de aceite, y negro térmico) , fulereno, nanotubos de carbono, nano fibras de carbono, nano cuernos de carbono, y fibrillas de carbono. Los ejemplos del material activo de electrodo negativo además incluye una sola sustancia aleada con litio tal como Si, Ge, Sn, Pb, Al, In, Zn, H, Ca, Sr, Ba, Ru, Rh, Ir, Pd, Pt, Ag, Au, Cd, Hg, Ga, TI, C, N, Sb, Bi, 0, S, Se, Te, y Cl, y un oxido y un carburo que contiene elementos listados anteriormente. Los ejemplos del óxido incluyen monóxido de silicio (SiO), SiOx (0<x<2), dióxido de titanio (Sn02), SnOx (0<x<2) , y SnSi03. El carburo puede ser carburo de silicio (SiC) . Otros ejemplos del material activo de jelectrodo negativo incluye un material metálico tal como metal de litio, y un oxido compuesto de metal de transición de litio , tal como un oxido compuesto de litio-titanio (titanato de litio: LÍ4TÍ5O12) · Cada uno de esos materiales activos de electrodo negativo puede ser usado solamente, o dos o más de esos materiales pueden ser usados juntos. ! El electrodo negativo puede ser obtenido en una manera tal que la suspensión contiene el material activo de electrodo negativo junto con el aditivo conductor eléctrico y el aglutinante, se aplica a la superficie del colector de corriente de electrodo negativo para formar la capa de material activo de electrodo negativo. Alternativamente, el electrodo negativo se puede obtener en una manera tal que una película delgada de la aleación de material activo de electrodo negativo se forma directamente en la superficie del colector de corriente de electrodo negativo por un método PVD múltiple o un método CVD múltiple.

Como se describe anteriormente, la capa de material activo de electrodo positivo y la capa de material activo de electrodo negativo se proporcionan cada uno en un lado o en ambos lados de los colectores de corriente respectivos. Alternativamente, se puede proporcionar un colector de corriente con la capa de material activo de electrodo positivo en un lado, y provisto con la capa de material activo de electrodo negativo en el otro lado. Los electrodos que tienen tal configuración se pueden usar para una batería bipolar.

Capa de electrolito La capa 13 de electrolito contiene un electrolito no acuoso que funciona como un portador de los iones que mueve entre el electrodo positivo y el electrodo en el tiempo de carga y descarga. El espesor de la capa 13 de I electrolito se reduce preferiblemente todo lo posible en el I rango de 1 µp\ a 100 µp?, preferiblemente en el rango de 5 µp? a 50 pm. I El electrol como un líquido o un electrolito de polímero. j El electrolito líquido tiene una constitución en jque las I sales de litio (sales de electrolito) se disuelven! en un solvente orgánico. El solvente orgánico puede ser tal como carbonato de etileno (EC) , carbonato de (PC) , carbonato de butileno (BC) , carbonato de vinilenb (VC) , í carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dietilo ¡ (DEC), carbonato de metil etilo (EMC) , y el carbonato de ! propil metilo (MPC) . Las sales de lito pueden ser un compuestol que se puede añadir a las capas de material activo de electrodo, tal como Li (CF3SO2) 2N, LiC2F5S02) 2N, LiPF6, L1BF4 , LiAsF6, LiTaF6, LiC104 , y LÍCF3SO3 . | El electrolito de polímero se un electrolito de polímero en gel (un que contiene una solución de electrólis de polímero intrínseco que no contiene una solución de electrólisis. El electrolito de polímero jen gel preferiblemente tiene una constitución en el cual es poroso el electrolito líquido en un polímero de matriz (un polímero anfitrión) que incluye un polímero conductivo de iones. El uso del electrolito de polímero en gel disminuye la fluidez del electrolito a fin de interrumpir fácilmente la conducción de iones entre las capas respectivas.

El polímero conductivo de iones usados como el 1 polímero i de matrices (el polímero anfitrión) no se limita particularmente, y ejemplos del mismo incluye oxido de polietileno (PEO) , oxido de polipropileno (PPO) , flu'oruro de polivinildeno (PVDF), un copolimero de fluoruro de polivinildeno y hexafluoropropileno de polietileno (PEG) , poliacrilonitrilo de polimetilo (PMMA) , y un copolimero de esos compuestos. I I El polímero conductivo de iones puede ser el mismo como, o diferente desde, un polímero conductivo usado el electrolito en las capas de material activo, pero es i preferible el mismo. La solución de electrólisis (es decir, i las sales de litio y el solvente orgánico) no se! limita particularmente, y puede emplear las sales de electrolito tal y así mejorando la conflabilidad de la batería. j El polímero de matriz del electrolito de polímero en gel o el electrolito de polímero intrínseco puede I exhibir resistencia grande mecánicamente cuando se forma una estructura reticulada. La estructura reticulada puede ser formada en una manera tal que un polímero capaz de polimerizarse usado para la formación de electrolito de polímero (por ejemplo, PEO y PPO) se sujeta' a la polimerización por uso de un iniciador de polime¡rización ¡ apropiado. Los ejemplos de la polimerización incluyen la i polimerización térmica, polimerización ultravioleta, polimerización de radiación, y polimerización de jhaz de electrones. Se puede mezclar el electrolito no acuoso contenido en la capa 13 de electrolito puede ser usado solamente o dos o más tipos del mismo. j Un separador se usa preferiblemente en una capá 13 de electrolito cuando la capa 13 de electrolito contiíene el electrolito líquido o el electrolito de polímero en ¡gel. La configuración especifica del separador puede ser unai película micro porosa hecha de poliolefina tal como polietileno y polipropileno.

Configuración de la batería La batería secundaria de ion de litio tiene una estructura en que se cubre el elemento de batería en una cubierta tal como un cuerpo de bote o un contenedor laminado (un cuerpo de embalaje) . El elemento de batería (la estructura de electrodo) tiene una configuración en que el electrodo positivo y el electrodo negativo se conectan uno con otro mediante la capa de electrolito. La batería secundaria de ion de litio se divide principalmente en dos tipos: una batería de tipo disueltas que incluye un elemento de batería en ; que los electrodos positivos, las capas de electrolito 1 y los electrodos negativos se disolverán, y una batería de tipo apilado que incluye un elemento de batería en que los electrodos positivos, se apilan las capas de electrolito y los electrodos negativos. La batería bipolar descrita anteriormente tiene una estructura que corresponde a la batería de tipo apilada. La batería secundaria de ion de litio también se refiere a él como una pila de botón, un botón de batería o una batería laminada dependiendo en la forma y estructura de la cubierta de batería.

E emplos En lo sucesivo, se explicara la presente invención! en más detalle con referencia a ejemplos; sin embargo, la presente invención no se limita a esos ejemplos. I Preparación del electrodo negativo Como un aparato de pulverización, un aparato de pulverización magnetrón DC ternaria controlable independientemente (fabricado por Yamato-Kiki industrial Co., Ltd.; se usó el aparato de revestimiento de pulverización catódica combinatoria; distancia de pistola muestra: cerca de 100 mmm) . Las películas delgadas de las aleaciones de material activo de electrodo negativo que tienen composiciones de acuerdo a los ejemplos respectivos cada uno se formó en un sustrato de colector de corriente hecho de una lámina de níquel que tiene un espesor de 20 pm usando este aparato bajo las siguientes condiciones. En consecuencia, se obtuvieron las muestras 31 de electrodos negativos.

Condiciones de preparación (1) Objetivos (fabricado por Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.; pureza: 4N) Si: diámetro de 50.8 mm; espesor de 3 mm (con placa de respaldo de cobre libre de oxigeno con espesor de 2 mm) Sn: diámetro de 50.8 mm; espesor de 5 mm (2) Condiciones de Formación de Película ; Presión base: hasta 7x10-6 Gas de pulverización: Ar (99.9999% o más) Cantidad de introducción de gas de pulverización: 10 sccm Presión de pulverización: 30 mTorr Fuente de energía DC: Si (185 W) , Sn (0 a 50W) , V (0a 150W) Tiempo de pre pulverización: 1 minuto.

Tiempo de pulverización: 10 minutos.

Temperatura de sustrato: temperatura ambiente Es decir, en cada ejemplo, se usó el Si objetivo, el Sn objetivo y el V objetivo, el tiempo de pulverización fijo se estableció a 10 minutos, y los niveles de energía de la fuente de energía DC se cambió para cada objetivo dentro1 de los rangos descritos anteriormente. Entonces, se formaron las películas delgadas aleadas en un estado amorfo en sustratos de Ni, a fin de obtener las muestras de electrodo negativo para cada ejemplo que incluye las películas delgadas aleadas que tienen varias composiciones. La tabla 1 y la figura i 1 a la i figura 4 muestra las composiciones de elemento de esas películas delgadas aleadas.

Como para la preparación de muestra, por ejemplo,, en la Muestra No. 14 (Ejemplo) la fuente 1 de energía ' DC (Si objetivo se estableció a 185 W, la fuente 2 de energía DC (Sn objetivo) se estableció a 25 W, y la fuente 3 de energía DC (V objetivo) se estableció a 140W. En la Muestra No.23 (Ejemplo Comparativo), la fuente 1 de energía DC (Si objetivo) se estableció a 185 , la fuente 2 de energía DC (Sn objetiivo) se estableció a 30W, y la fuente 3 de energía DC (V objetivo) se estableció a OW. En la muestra No. 29 la fuente 1 de energía DC (Si objetivo) la fuente 2 de energía DC (Sn objetivo) la fuente 3 de energía DC (V objetivo se estableció a|80W.

Las películas delgadas aleadas obtenidas usando el método de análisis siguiente y dispositivo: j Método de análisis I Análisis de composición: análisis SEM-EDX (fabricado por (fabricado por Tokyo Instruments, Inc.) Análisis de estado de película: análisis Raman (fabricado por Bruker Corporation) Preparación de baterías ' I Cada muestra de electrodo negativo obtenido |Como se i describe anteriormente se colocó a la cara del electrodo opuesto de una lámina de lito mediante un separador, se vertió y una solución de electrólisis en el mismo, a fin de preparar una pila de botón prescrita en IEC60086 para cada ejemplo. La lámina de litio cortó una lámina de litio (fabricado pór Honjo i Metal Co., Ltd.) en una manera a fin de tener un diámetro de 15 mm y un espesor de 200 µp?. El separador fue Celgird 2400 (fabricado por Celgard, LLC) . La solución de electrólisis usada se preparó en una manera tal que se disol ió LiPF6 (hexafluorofosfato de litio) , en una concentración dé 1 M, en una mezcla de solvente no acuoso en de etileno (EC) y carbonato dietilo (DEC una proporción de 1:1.

La prueba de carga-descarga de las baterías La prueba de carga-descarga siguiente se realizjó en las celdas respectivas obtenidas como se describe anteriormente.

Esto es, las celdas respectivas se cargaron y descargaron usando un probador de carga-descarga en un baño de termostato establecido en 300K (27°C) . El probador de cargajdescarga usado fue HJ0501SM8A (fabricado por Hokuto Denko Corporation), y el baño de termostato usado fue PFU-3K (fabricado por ESPEC Corp.) . Cada celda se cargó en 0.1 mA desde 10 mV a 2j V en el modo de voltaje corriente/constante durante la carga, ¡esto es, en el proceso de intercalación Li al electrodo negativo como un objetivo de evaluación. Después que, cada celda se descargó en 0.1 mA desde 2 V a 10 mV en el modo de corriente constante durante la descarga, esto es, en el proceso de Li lliberado desde el electrodo negativo. Este procedimiento dej carga-descarga se llevó a cabo repitiendo los ciclos de carga-descarga descritos anteriormente 100 veces. Entoncés, las proporciones de mantenimiento de capacidad de descarga en el i 50vo ciclo y en el lOOvo ciclo con respecto al 1er ciclo se ! analizó cada uno. La tabla 1 muestra el resultado por tanto obtenido. La capacidad de descarga se calculó por¡ peso de ! aleación. Observe que, en la tabla 1, "La proporción (%) de mantenimiento de capacidad de descarga" representa una proporción de la capacidad de descarga en el 50vo ciclo o en el lOOvo ciclo a la capacidad de descarga en el 1er Iciclo. Es decir, la proporción de mantenimiento de capacidad dei descarga se calcula por: (capacidad de descarga en el 50vo ciclo o en el lOOvo ciclo)/ (descarga en el 1er ciclo) x 100. í [Tabla 1] Como es aparente a partir de la Tabla 1, las baterías de Muestras No. 1 a 4, 6, 7 y 10 a 16 de acuerdo a los; ejemplos logran un balance mejor entre la capacidad de descarga en el ler ciclo, la proporción de mantenimiento de capacidad de descarga en el 50vo ciclo y la proporción de mantenimiento de capacidad de descarga en el lOOvo ciclo. Es decir, la Tabla 1 muestra que el mejor balance se logró cuando el contenido de Si está en el rango mayor o igual a 27% por masa y menor que 100% por masa, el contenido de Sn está en el rango mayor que 0% por masa y menor que 73% por masa, y el contenido de V está en el rango mayor que 0% por masa y menor o igual a 73% por masa. Por otro lado, las baterías de Muestras No. 5, 8, 9 y 17 a 32 de baterías de acuerdo a los Ejemplos Comparativos muestran una disminución significante de la proporción de mantenimiento de capacidad de descarga comparada 1 con las baterías de Ejemplos incluso a través de alguno, de los Ejemplos Comparativos logrados una capacidad de ' descarga relativamente alta en el ler ciclo.

El resultado de prueba revelado que las baterías de acuerdo a Ejemplos usando la aleación de serie como un material activo de electrodo negativo que contiene los componentes respectivos con el contenido de los rengos prescritos, muestran las propiedades siguientes. Es decir, esas baterías exhiben la capacidad inicial mayor o igual a 712 mAh/g, la proporciona de mantenimiento de capacidad de descarga de 92% o mayor después de los 50 ciclos y la proporción de mantenimiento de capacidad de descarga de 44% o mayor después de los 100 ciclos.

El contenido completo de la Solicitud de Patente1 Japonesa Np. P22011-116536 (aplicado el 25 de Mayo del '2011) se incorpora aquí por referencia.

Aunque la presente invención se ha descrito anteriormente por referencia a los ejemplo, la presente invención no se limita a las descripciones del mismo, y será aparente a aquellos con habilidad en el arte que se pueden hacer varias modificaciones y mejoramientos.

La batería secundaria de litio se ejemplifico como un dispositivo eléctrico en la modalidad y los ejemplos; sin embargo, la presente modalidad no se limita a l batería secundaria de ion de litio y es capaz de aplicarse a las baterías secundarias de otros tipos y, además, a baterías primarias. En adición, la presente invención es capaz de aplicarse no solo a las baterías pero también a capacitores. i En otras palabreas, el electrodo negativo para un dispositivo I eléctrico y el dispositivo eléctrico de acuerdo a la. presente invención se requiere solo contener una ; aleación predeterminada como un material activo de electrodo negativo, y no se limitan particularmente otros requerimientos de constitución.

La presente invención también es capaz de aplicarse a las baterías de tipo botón y baterías de tipo lata, en adición a la batería laminada descrita anteriormente. Adejmás, la presente invención no es capaz de aplicarse no solo a las baterías de tipo apilado (de forma plana) pero también a baterías de tipo disuelto (de forma cilindrica) . Enj términos de conexión eléctrica dentro de la batería secundaria de ion de litio, la presente invención es capaz de aplicarse no solo a baterías de tipo de conexión en paralelo interno! como se describe anteriormente pero también a baterías ¡de tipo conexión en serie interno tal como baterías bipolares ? Observe ¡ que, en general, un elemento de batería en una batería bipolar tiene una constitución en que los electrodos bipolares, cada uno provisto con una capa de material activo de electrodo negativo en un lado de un colector de corriente y una capa de material activo de electrodo positivo en el otro ilado del colector de corriente y las capas de electrolito, se apilan en la parte superior de una con otra.

Aplicabilidad industrial La presente invención usa, como el material activo de electrodo negativo para un dispositivo eléctrico Jpara un dispositivo eléctrico, la aleación de silicio que contiiene Si, Sn y V cada una que tiene el rango de composición jdescrito i anteriormente. En consecuencia, el dispositivo eléctrico tal como una batería secundaria de ion de litio que em Iplea el material activo de electrodo negativo, contribuye lograr el ciclo de vida largo y asegurar una capacidad mayor y la durabilidad de ciclo.

Lista de signos de referencia 1 I Batería secundaria de ion de litio 10 Elemento de batería II Electrodo positivo HA Colector de corriente de electrodo positivo ( I 11B Capa de material activo de electrodo positivo 12 Electrodo negativo 12A Colector de corriente de electrodo negativo i 12B Capa de material activo de electrodo negativo I 13 Capa de electrolito 14 Capa de celda individual ¡ 21 Lengüeta de electrodo positivo 22 Lengüeta de electrodo negativo ¡ 30 Cuerpo exterior !

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un material activo de electrodo negativo' para un dispositivo eléctrico, caracterizado en que comprende: una aleación que contiene Si en un rango mayor o igual a 27% por masa y menor que 100% por masa, Sn en un rango mayor que 0% por masa y menor o igual a 73% por masa, V en un rango mayor que 0% por masa y menor o igual a 73% por masa, e impurezas inevitables como un residuo. i

2. El material activo de electrodo negativo para una batería secundaria de ion de litio de acuerdó a la reivindicación 1, caracterizado en que la aleación contiene si menor o igual a 84% por masa.

3. El material activo de electrodo negativo para una batería secundaria de ion de litio de acuerdó a la reivindicación 2, caracterizado en que la aleación contiene Sn en el rango de 10% por masa a 63% por masa, y V en el rango de 6% por masa a 63% por masa.

4. El material activo de electrodo negativo para una i batería secundaria de ion de litio de acuerdó a la reivindicación 3, caracterizado en que la aleación contiene Si menor o igual a 52% por masa. ;

5. El material actico de electrodo negativo para una batería secundaria de ion de litio de acuerdo¡ a la reivindicación 4, caracterizado en que la aleación contiene Sn menor o igual a 40% por masa, y V mayor o igual a ¡20% por i masa .

6. Un electrodo negativo para una batería de ion de litio, caracterizado en que comprende: el material activo de electrodo negativo para una batería secundaria de ion de litio de acuerdo a cualquiera de una | de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Una batería secundaria de ion de litio caracterizada en que comprende: el material activo de para una batería secundaria de ion de l cualquiera de una de las reivindicaciones 1

8. Una batería secundaria de ion de litio caracterizada en que comprende: el electrodo negativo para una batería secundaria de ion de litio de acuerdo a la reivindicación 6, RESUMEN DE LA INVENCIÓN | ¡ Este material activo de electrodo negativo para dispositivos eléctricos comprende una aleación que al menos 27% masa pero menor que 100% masa de Si, mayor que 0% masa pero no mayor de 73% masa de Sn, y mayor que 0% masa pero no mayor impurezas negativo magnetrón por ejemplo. Dispositivos eléctricos que usan este material activo de electrodo negativo exhiben un mejoramiento en el ciclo de vida, y capacidad excepcional y la durabilidad del