CN113851611A - 用于可再充电锂电池的负电极和包括其的可再充电锂电池 - Google Patents
用于可再充电锂电池的负电极和包括其的可再充电锂电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113851611A CN113851611A CN202110717429.2A CN202110717429A CN113851611A CN 113851611 A CN113851611 A CN 113851611A CN 202110717429 A CN202110717429 A CN 202110717429A CN 113851611 A CN113851611 A CN 113851611A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- region
- negative electrode
- active material
- material layer
- lithium battery
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 claims description 58
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims description 25
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 83
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 26
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 25
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 13
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 12
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 8
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 8
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 8
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 8
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 6
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 5
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003660 carbonate based solvent Substances 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 239000011356 non-aqueous organic solvent Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1 PBKONEOXTCPAFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- 229920005993 acrylate styrene-butadiene rubber polymer Polymers 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GOYDNIKZWGIXJT-UHFFFAOYSA-N 1,2-difluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC=C1F GOYDNIKZWGIXJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 5-valerolactone Chemical compound O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021460 LiaNibCocMndGeO2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000005466 carboxylated polyvinylchloride Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 2
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CYEDOLFRAIXARV-UHFFFAOYSA-N ethyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCC CYEDOLFRAIXARV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000449 nitro group Chemical class [O-][N+](*)=O 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229920000973 polyvinylchloride carboxylated Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N propyl acetate Chemical compound CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 239000003232 water-soluble binding agent Substances 0.000 description 2
- JYVXNLLUYHCIIH-UHFFFAOYSA-N (+/-)-mevalonolactone Natural products CC1(O)CCOC(=O)C1 JYVXNLLUYHCIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- LHOGNQZQKDZOBP-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichloro-4-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1Cl LHOGNQZQKDZOBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRQPEHJWTXCLQY-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trifluoro-4-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(F)C(F)=C1F LRQPEHJWTXCLQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJKNNUJQFALRIK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trifluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC(F)=C1F AJKNNUJQFALRIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXDPORRJTJUJIF-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triiodo-4-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(I)C(I)=C1I HXDPORRJTJUJIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIWAPWDHHMWTRA-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triiodobenzene Chemical compound IC1=CC=CC(I)=C1I RIWAPWDHHMWTRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEBWOGPSYUIOBP-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trifluorobenzene Chemical compound FC1=CC=C(F)C(F)=C1 PEBWOGPSYUIOBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSXFNGRHPAHIQJ-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-triiodobenzene Chemical compound IC1=CC=C(I)C(I)=C1 KSXFNGRHPAHIQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKLGPXYADUOPGA-UHFFFAOYSA-N 1,2,5-trichloro-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC(Cl)=CC(Cl)=C1Cl OKLGPXYADUOPGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQWBCGBMUFLFPC-UHFFFAOYSA-N 1,2,5-trifluoro-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC(F)=CC(F)=C1F ZQWBCGBMUFLFPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YMZNUPTUGITAHW-UHFFFAOYSA-N 1,2,5-triiodo-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC(I)=CC(I)=C1I YMZNUPTUGITAHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWLKCPXYBLCEKC-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(Cl)=C1Cl GWLKCPXYBLCEKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNEHIDGAPGVZSA-UHFFFAOYSA-N 1,2-difluoro-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(F)=C1F ZNEHIDGAPGVZSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFLNKRGFZQUABS-UHFFFAOYSA-N 1,2-diiodo-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(I)=C1I PFLNKRGFZQUABS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BBOLNFYSRZVALD-UHFFFAOYSA-N 1,2-diiodobenzene Chemical compound IC1=CC=CC=C1I BBOLNFYSRZVALD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1 ZPQOPVIELGIULI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UEMGWPRHOOEKTA-UHFFFAOYSA-N 1,3-difluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC(F)=C1 UEMGWPRHOOEKTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SFPQFQUXAJOWNF-UHFFFAOYSA-N 1,3-diiodobenzene Chemical compound IC1=CC=CC(I)=C1 SFPQFQUXAJOWNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFAKZJUYBOYVKA-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichloro-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC(Cl)=CC=C1Cl KFAKZJUYBOYVKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSNVKDGEALPJGC-UHFFFAOYSA-N 1,4-difluoro-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC(F)=CC=C1F YSNVKDGEALPJGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QUGUFLJIAFISSW-UHFFFAOYSA-N 1,4-difluorobenzene Chemical compound FC1=CC=C(F)C=C1 QUGUFLJIAFISSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UOQKIFBSLBFTMS-UHFFFAOYSA-N 1,4-diiodo-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC(I)=CC=C1I UOQKIFBSLBFTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFMWZTSOMGDDJU-UHFFFAOYSA-N 1,4-diiodobenzene Chemical compound IC1=CC=C(I)C=C1 LFMWZTSOMGDDJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MMZYCBHLNZVROM-UHFFFAOYSA-N 1-fluoro-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1F MMZYCBHLNZVROM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RINOYHWVBUKAQE-UHFFFAOYSA-N 1-iodo-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1I RINOYHWVBUKAQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUNUTBJJKQIVSY-UHFFFAOYSA-N 2,4-Dichlorotoluene Chemical compound CC1=CC=C(Cl)C=C1Cl FUNUTBJJKQIVSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPXDAIBTYWGBSL-UHFFFAOYSA-N 2,4-difluoro-1-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(F)C=C1F MPXDAIBTYWGBSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCBAXGRWBIRFHY-UHFFFAOYSA-N 2,4-diiodo-1-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(I)C=C1I YCBAXGRWBIRFHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNMSBVYZDQGYLU-UHFFFAOYSA-N 2-oxo-1,3-dioxolane-4-carbonitrile Chemical compound O=C1OCC(C#N)O1 DNMSBVYZDQGYLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIGQQEOWQNDHJD-UHFFFAOYSA-N 4,4-dichloro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound ClC1(Cl)COC(=O)O1 HIGQQEOWQNDHJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKDNQLPSWHNCFU-UHFFFAOYSA-N 4,5-dibromo-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound BrC1OC(=O)OC1Br RKDNQLPSWHNCFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1OC(=O)OC1F DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQDOUXAQOUQPQW-UHFFFAOYSA-N 4-bromo-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound BrC1COC(=O)O1 KQDOUXAQOUQPQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound ClC1COC(=O)O1 OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPSZQZDENOVTHL-UHFFFAOYSA-N 4-nitro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound [O-][N+](=O)C1COC(=O)O1 GPSZQZDENOVTHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910001560 Li(CF3SO2)2N Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010092 LiAlO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013188 LiBOB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001559 LiC4F9SO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021447 LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013385 LiN(SO2C2F5)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013417 LiN(SO3C2F5)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013124 LiNiVO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021466 LiQS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012946 LiV2O5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021449 LiaA1-bXbO2-cDc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021462 LiaCoGbO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021451 LiaE1-bXbO2-cDc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021452 LiaE2-bXbO4-cDc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010196 LiaFePO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021463 LiaMn1-bGbO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021465 LiaMn1-gGgPO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021464 LiaMn2GbO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021453 LiaNi1-b-cCobXcDα Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021455 LiaNi1-b-cCobXcO2-αT2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021454 LiaNi1-b-cCobXcO2-αTα Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021456 LiaNi1-b-cMnbXcDα Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021458 LiaNi1-b-cMnbXcO2-αT2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021457 LiaNi1-b-cMnbXcO2-αTα Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021461 LiaNiGbO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014638 LiaNib Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021459 LiaNibEcGdO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 1
- 229910013437 LizO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JYVXNLLUYHCIIH-ZCFIWIBFSA-N R-mevalonolactone, (-)- Chemical compound C[C@@]1(O)CCOC(=O)C1 JYVXNLLUYHCIIH-ZCFIWIBFSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- YCOXTKKNXUZSKD-UHFFFAOYSA-N as-o-xylenol Natural products CC1=CC=C(O)C=C1C YCOXTKKNXUZSKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N benzyl chloride Chemical compound ClCC1=CC=CC=C1 KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 239000002180 crystalline carbon material Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004862 dioxolanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011326 fired coke Substances 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- SNHMUERNLJLMHN-UHFFFAOYSA-N iodobenzene Chemical compound IC1=CC=CC=C1 SNHMUERNLJLMHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001547 lithium hexafluoroantimonate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001540 lithium hexafluoroarsenate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001537 lithium tetrachloroaluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N lithium;oxonickel Chemical compound [Li].[Ni]=O URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006051 mesophase pitch carbide Substances 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- 229940057061 mevalonolactone Drugs 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N monofluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC=C1 PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 229920002755 poly(epichlorohydrin) Polymers 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 229920002717 polyvinylpyridine Polymers 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N tert-butyl acetate Chemical compound CC(=O)OC(C)(C)C WMOVHXAZOJBABW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/364—Composites as mixtures
-
- 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
- H01M4/386—Silicon or alloys based on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
公开了一种用于可再充电锂电池的负电极和包括该负电极的可再充电锂电池，负电极包括：集流体；以及负极活性物质层，在集流体上，其中，负极活性物质层包括与集流体相邻的第一区域和不接触集流体的第二区域，并且负极活性物质层包括碳质材料和包含Si的Si基材料，并且包括在负极活性物质层中的Si的量在第一区域和第二区域中是不同的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于可再充电锂电池的负电极和包括该负电极的可再充电锂电池。
背景技术
最近，由于使用电池的电子装置(诸如移动电话、笔记本电脑和电动车辆)的使用正在迅速地增加，因此对具有相对高容量的小且重量轻的可再充电锂电池的需求已经急剧地增大。具体地，由于可再充电锂电池重量轻且具有高能量密度，因此它们作为用于便携式电子装置的电源已经引起了关注。因此，已经积极地进行用于改善可再充电锂电池的性能的技术开发。
可再充电锂电池包括具有能够嵌入和脱嵌锂离子的活性物质的正电极和负电极以及电解质，并且在锂离子嵌入/脱嵌在正电极和负电极中时通过氧化和还原反应产生电能。
对于用于可再充电锂电池的正极活性物质，主要使用诸如氧化锂钴、氧化锂镍、氧化锂锰等的过渡金属化合物。作为负极活性物质，使用诸如天然石墨或人造石墨的结晶碳质材料或者非晶碳质材料。
在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此，它可能包含不形成在本国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。
发明内容
一个实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负电极，该负电极表现出优异的电池性能和循环寿命特性。
另一实施例提供了一种包括负电极的可再充电锂电池。
一个实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负电极，该负电极包括：集流体；以及负极活性物质层，在集流体上，其中，负极活性物质层包括与集流体相邻的第一区域和不接触集流体的第二区域，负极活性物质层包括碳质材料和包含Si的Si基材料，并且包括在负极活性物质层中的Si的量在第一区域和第二区域中是不同的。
Si的量可以以从第二区域到第一区域增大的浓度梯度存在。
在一个实施例中，包括在第一区域中的Si的量可以是包括在第二区域中的Si的量的约2倍至约25倍。
碳质材料可以是结晶碳，并且结晶碳可以是人造石墨、天然石墨或它们的组合。
Si基材料可以包括具有Si颗粒和第一碳基材料的复合物。
在一个实施例中，Si基材料可以包括混合有Si颗粒和第二碳基材料的核以及围绕在核上的第三碳基材料。
第一区域可以是与负极活性物质层的总厚度的约1％对应的区域至与负极活性物质层的总厚度的约75％对应的区域。
一个实施例提供了一种包括负电极、正电极和电解质的可再充电锂电池。
根据一个实施例的负电极可以在高温下表现出良好的循环寿命特性和良好的存储特性。
附图说明
图1是示出了根据实施例的用于可再充电锂电池的负电极的结构的示意图。
图2是示出了根据实施例的可再充电锂电池的结构的示意图。
图3是示出了根据示例1和示例2以及对比示例1的半电池的室温循环寿命特性的曲线图。
图4是示出了根据示例1和示例2以及对比示例1的半电池的高温循环寿命特性的曲线图。
具体实施方式
在下文中，详细描述本发明的实施例。然而，这些实施例是示例性的，本发明不限于此，本发明由权利要求的范围限定。
根据一个实施例的用于可再充电锂电池的负电极包括集流体和在集流体上的负极活性物质层，负极活性物质层包括与集流体相邻的第一区域和不接触集流体的第二区域。负极活性物质层包括碳质材料和包含Si的Si基材料，包括在负极活性物质层中的Si的量在第一区域和第二区域中是不同的。
参照图1，根据一个实施例的负电极1包括集流体3和负极活性物质层5，负极活性物质层5包括与集流体3相邻的第一区域5a和不与集流体3相邻的第二区域5b。
第一区域可以是与负极活性物质层的总厚度的约1％对应的区域至与负极活性物质层的总厚度的约75％对应的区域。根据一个实施例，第一区域可以是与负极活性物质层的总厚度的约1％对应的区域至与负极活性物质层的总厚度的约50％对应的区域。即，当负极活性物质层的总厚度设定为约100％时，第一区域可以是与最小约1％厚度对应的区域和与最大约75％厚度(并且在一个实施例中，最大约50％厚度)对应的区域。
此外，第一区域的厚度可以是负极活性物质层的总厚度的约1％或更大，并且可以是负极活性物质层的总厚度的约75％或更小。如图1中所示，在第一区域中，基于总厚度h，厚度a可以是最小约1％和最大约75％(并且在一个实施例中，最大约50％)。第二区域5b可以具有对应的厚度b，所述对应的厚度b具有基于总厚度h的最小约25％和最大约99％，并且在一个实施例中，最大约50％。在一些实施例中，第二区域5b可以直接在第一区域5a上或之上，并且第一区域5a可以直接在集流体3上或之上。
包括在负极活性物质层中的Si的量在第一区域和第二区域中是不同的。例如，包括在第一区域中的Si的量与包括在第二区域中的Si的量不同。根据一个实施例，Si以从第二区域到第一区域增大的浓度梯度存在，包括在第一区域中的Si的量可以是包括在第二区域中的Si的量的约2倍至约25倍。即，包括在第一区域中的Si的量可以是包括在第二区域中的Si的量的约2倍至约25倍大。根据另一实施例，在从第二区域的最外面到第一区域的方向上针对与约25％的厚度对应的每个区域，包括在负极活性物质层中的Si的量可以增大约5wt％至约8wt％。
当在以上条件下增大Si的量时，可以有效地抑制充电和放电期间活性物质层的膨胀，并且可以改善循环寿命特性。
如此，Si的量在第一区域和第二区域(例如，下部区域和上部区域)中是不同的，具体地，第二区域中的Si的量比第一区域中的Si的量少。根据一个实施例，由于Si的量以在从第二区域到第一区域的方向上增大的浓度梯度存在，所以可以减小电阻，因此可以改善高倍率充电和放电特性和循环寿命特性。
当包括在第一区域中的Si的量是包括在第二区域中的Si的量的约2倍至25倍时，可以更有效地表现出这种效果。
即使Si的量在第一区域和第二区域中是不同的，如果第二区域中的Si的量比第一区域中的Si的量大，由于第二区域中的高Si导致电阻增大且使初始特性劣化，也因此会无法实现高倍率充电和放电特性和循环寿命特性的改善效果。
基于负极活性物质层的总重量，负极活性物质层中的Si的量可以是约1wt％至约25wt％。当Si的量落入到所述范围内时，可以改善电池的每体积的容量。
碳质材料可以是结晶碳，并且可以是人造石墨、天然石墨或它们的组合。
在负极活性物质层中，碳质材料和Si基材料的混合比可以是约0.1:约100重量比至约2000:约100重量比。当碳质材料和Si基材料的混合比包括在负极活性物质层中的所述范围内时，可以有效地获得硅体积的抑制，并且可以获得良好的导电性。
在一个实施例中，Si基材料可以包括具有Si颗粒和第一碳基材料的复合物。第一碳基材料可以是非晶碳或结晶碳。复合物的示例可以包括Si颗粒与第二碳基材料混合的核以及围绕核的第三碳基材料。第二碳基材料和第三碳基材料可以彼此相同或彼此不同，并且可以是非晶碳或结晶碳。
非晶碳可以是沥青碳、软碳、硬碳、中间相沥青碳化物、烧制焦炭、碳纤维或它们的组合，结晶碳可以是人造石墨、天然石墨或它们的组合。
Si颗粒的粒径可以是约10nm至约30μm，并且根据一个实施例，可以是约10nm至约1000nm，并且根据另一实施例，可以是约20nm至约150nm。当Si颗粒的粒径落入到所述范围内时，可以抑制充电和放电期间引起的体积膨胀，并且可以防止由于充电和放电期间的颗粒破裂引起的导电路径的断开。
在说明书中，粒径可以是颗粒的平均粒径。在此，平均粒径是通过测量累积体积获得的粒径(D50)值。除非在说明书中另外定义，否则这样的平均粒径(D50)指在颗粒尺寸分布中具有按体积计50％的累积体积的颗粒的直径。
平均粒径D50可以通过本领域普通技术人员公知的技术来测量，例如，使用粒度分析仪、透射电子显微镜照片或扫描电子显微镜照片来测量。另一方法可以通过使用具有动态光散射的测量装置对其测量，分析数据以对相对于每个粒度的颗粒的数目计数，然后计算以获得平均粒径D50来进行。
当Si基材料包括Si颗粒和第一碳基材料时，Si基材料的量可以是约30wt％至约70wt％，并且在一个实施例中，可以是约40wt％至约50wt％。第一碳基材料的量可以是约70wt％至约30wt％，并且在一个实施例中，可以是约50wt％至约60wt％。当Si颗粒和第一碳基材料的量满足所述范围时，可以获得高容量特性。
如果Si基材料包括混合有Si颗粒和第二碳基材料的核以及围绕核的第三碳基材料，则第三碳基材料可以以约5nm至约100nm的厚度存在。此外，基于Si基材料的100wt％的总量，第三碳基材料可以是约1wt％至约50wt％，基于Si基材料的100wt％的总量，Si颗粒可以是约30wt％至约70wt％，基于Si基材料的100wt％的总量，第二碳基材料可以是约20wt％至约69wt％。当Si颗粒、第三碳基材料和第二碳基材料的量满足所述范围时，放电容量可以是优异的，并且可以改善容量保持。
负极活性物质层可以包括粘结剂，并且还可以可选地包括导电材料。
基于负极活性物质层的总量，负极活性物质的量可以是约95wt％至约99wt％。
基于负极活性物质层的总重量，粘结剂的量可以是约1wt％至约5wt％。当还包括导电材料时，负极活性物质层包括约90wt％至约98wt％的负极活性物质、约1wt％至约5wt％的粘结剂和约1wt％至约5wt％的导电材料。
粘结剂将负极活性物质颗粒彼此良好地粘附，并且也将负极活性物质粘附到集流体。粘结剂可以包括非水溶性粘结剂、水溶性粘结剂或它们的组合。
非水溶性粘结剂可以是乙基丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚丙烯酸锂或它们的组合。
水溶性粘结剂可以是苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯橡胶(ABR)、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、含氧化乙烯的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯、聚环氧氯丙烷、聚磷腈、乙烯丙烯共聚物、聚乙烯吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇或它们的组合。
当水性粘结剂用作负电极粘结剂时，还可以使用可以提供粘性的纤维素类化合物以作为增粘剂提供粘性。纤维素类化合物包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和它们的碱金属盐中的一种或更多种。碱金属可以是Na、K或Li。基于100重量份的负极活性物质，可以包括约0.1重量份至约3重量份的量的增粘剂。
导电材料被包括以提供电极导电性，并且任何电学导电材料可以用作导电材料，除非其引起化学变化。导电材料的示例包括：诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、超导电乙炔黑(denka black)、碳纤维等的碳基材料；包括铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维的金属基材料；诸如聚亚苯基衍生物的导电聚合物；或者它们的混合物。
集流体可以包括选自于铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、涂覆有导电金属的聚合物基底和它们的组合中的一种，但不限于此。
可以通过以下程序制备负极活性物质。
可以制备具有不同的Si量的两种或更多种(例如，两种或更多种且四种或更少)的负极活性物质层组合物，除了Si的量之外，两种或更多种负极活性物质层组合物包括相同的组合物(组分)，负极活性物质层组合物包括负极活性物质、粘结剂和可选的导电材料，并且还包括溶剂。在此，负极活性物质包括碳材料和包含Si的Si基材料，碳材料和Si基材料的混合比可以是约0.1:约100重量比至约2000:约100重量比。
如果制备两种负极活性物质层组合物，则基于第一负极活性物质层组合物的总固体量100wt％，第一负极活性物质组合物中的Si的量可以是约10wt％至约25wt％，基于第二负极活性物质层组合物的总固体量100wt％，第二负极活性物质组合物中的Si的量可以是约1wt％至约15wt％。
此外，如果制备三种或更多种负极活性物质层组合物，则基于负极活性物质层组合物的总固体量100wt％，可以通过在最小约1wt％和最大约25wt％内将负极活性物质组合物中的Si的量增大到约5wt％至约8wt％来制备组合物。
可以在集流体上同时涂覆具有不同的Si量的负极活性物质层组合物，例如，在集流体上同时涂覆第一负极活性物质层组合物和第二负极活性物质层组合物，在此，可以通过在集流体上直接涂覆第一负极活性物质层组合物来进行涂覆工艺。即，可以执行涂覆以便直接涂覆具有高Si量的负极活性物质层组合物。此后，可以执行干燥和压缩以制备负极活性物质层。
如此，可以同时涂覆具有不同的Si量的负极活性物质层组合物，因此，可以制备第一区域中的Si的量与第二区域中的Si的量不同的负极活性物质层。负极活性物质层可以具有Si的量的浓度梯度。如果使用两种负极活性物质组合物制备这样的具有浓度梯度的负极活性物质层，则也可以通过适当地控制用于干燥工艺的条件来制备具有Si的量的浓度梯度的负极活性物质层。在涂覆工艺中，可以通过控制所用机器的固体量和油压来控制第一区域和第二区域的厚度。
可以使用现有技术中通常使用的条件执行压缩。
另一实施例提供了一种包括负电极、正电极和电解质的可再充电锂电池。
正电极可以包括集流体和形成在集流体上的正极活性物质层。
正极活性物质可以包括可逆地嵌入和脱嵌锂离子的化合物(锂化嵌入化合物)。具体地，正极活性物质可以包括选自于钴、锰、镍和它们的组合的金属与锂的一种或更多种复合氧化物。更具体的示例可以是由以下化学式中的一个表示的化合物：LiaA1-bXbD2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5)；LiaA1-bXbO2-cDc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；LiaE1-bXbO2-cDc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；LiaE2-bXbO4-cDc(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05)；LiaNi1-b-cCobXcDα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0<α≤2)；LiaNi1-b- cCobXcO2-αTα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；LiaNi1-b-cCobXcO2-αT2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbXcDα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2)；LiaNi1-b-cMnbXcO2-αTα(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbXcO2-αT2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2)；LiaNibEcGdO2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1)；LiaNibCocMndGeO2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0≤e≤0.1)；LiaNibCocAldGeO2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0≤e≤0.1)；LiaNibCocMndGeO2(0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0.001≤e≤0.1)；LiaNiGbO2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；LiaCoGbO2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；LiaMn1-bGbO2(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；
LiaMn2GbO4(0.90≤a≤1.8，0.001≤b≤0.1)；LiaMn1-gGgPO4(0.90≤a≤1.8，0≤g≤0.5)；
QO2；QS2；LiQS2；V2O5；LiV2O5；LiZO2；LiNiVO4；Li(3-f)J2(PO4)3(0≤f≤2)；
Li(3-f)Fe2(PO4)3(0≤f≤2)；LiaFePO4(0.90≤a≤1.8)。
在化学式中，A选自于Ni、Co、Mn和它们的组合；X选自于Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素和它们的组合；D选自于O、F、S、P和它们的组合；E选自于Co、Mn和它们的组合；T选自于F、S、P和它们的组合；G选自于Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V和它们的组合；Q选自于Ti、Mo、Mn和它们的组合；Z选自于Cr、V、Fe、Sc、Y和它们的组合；并且J选自于V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu和它们的组合。
化合物可以具有位于表面上的涂覆层，或者可以与具有涂覆层的另一化合物混合。涂覆层可以包括选自于涂覆元素的氧化物、涂覆元素的氢氧化物、涂覆元素的羟基氧化物、涂覆元素的碳酸氧盐和涂覆元素的羟基碳酸盐的至少一种涂覆元素化合物。用于涂覆层的化合物可以是非晶的或结晶的。包括在涂覆层中的涂覆元素可以包括Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As、Zr或它们的混合物。可以通过在化合物中使用这些元素以对正极活性物质的性质没有不利影响的方法来设置涂覆层。例如，该方法可以包括任何涂覆方法(诸如，喷涂、浸渍等)，但是由于其在相关领域中是公知的，因此没有更详细地说明。
在正电极中，基于正极活性物质层的总重量，正极活性物质的量可以是90wt％至98wt％。
在一个实施例中，正极活性物质层还可以包括粘结剂和导电材料。在此，基于正极活性物质层的总量，粘结剂和导电材料的每种量可以分别是约1wt％至约5wt％。
粘结剂改善正极活性物质颗粒彼此之间的粘结性质以及正极活性物质颗粒与集流体的粘结性质。粘结剂的示例可以是聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含氧化乙烯的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯酸酯化的苯乙烯-丁二烯橡胶、环氧树脂、尼龙等，但不限于此。
导电材料被包括以提供电极导电性。任何电学导电材料可以用作导电材料，除非其引起电池中的化学变化。导电材料的示例包括：诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等的碳基材料；包括铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维的金属基材料；诸如聚亚苯基衍生物的导电聚合物；或者它们的混合物。
集流体可以是铝箔、镍箔或它们的组合，但不限于此。
电解质可以包括非水性有机溶剂和锂盐。
非水性有机溶剂用作用于传输参与电池的电化学反应的离子的介质。
非水性有机溶剂可以包括碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂或非质子溶剂。
碳酸酯类溶剂可以包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等。酯类溶剂可以包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、癸内酯、戊内酯、甲羟戊酸内酯、己内酯等。醚类溶剂可以包括二丁醚、四乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃等。酮类溶剂可以包括环己酮等。醇类溶剂可以包括乙醇、异丙醇等，非质子溶剂可以包括诸如R-CN(其中，R是具有C2至C20直链、支链或环状结构的烃基，并且可以包括双键、芳环或醚键)等的腈、诸如1,3-二氧戊环等的二氧戊环以及环丁砜等。
可以单独使用非水性有机溶剂或以混合物使用非水性有机溶剂。当以混合物使用有机溶剂时，可以根据期望的电池性能来控制混合比。
碳酸酯类溶剂可以包括具有环状碳酸酯和线型(链状)碳酸酯的混合物。以1:1至1:9的体积比一起混合环状碳酸酯和线型碳酸酯，这可以提供电解质的增强的性能。
除了碳酸酯类溶剂之外，有机溶剂还可以包括芳香烃类有机溶剂。在此，可以以1:1至30:1的体积比混合碳酸酯类溶剂和芳香烃类有机溶剂。
芳香烃类有机溶剂可以是化学式1的芳香烃类化合物。
[化学式1]
在化学式1中，R1至R6相同或不同，并且选自于氢、卤素、C1至C10烷基、卤代烷基和它们的组合。
芳香烃类有机溶剂的具体示例可以选自于苯、氟苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、1,4-二氟苯、1,2,3-三氟苯、1,2,4-三氟苯、氯苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、碘苯、1,2-二碘苯、1,3-二碘苯、1,4-二碘苯、1,2,3-三碘苯、1,2,4-三碘苯、甲苯、氟甲苯、2,3-二氟甲苯、2,4-二氟甲苯、2,5-二氟甲苯、2,3,4-三氟甲苯、2,3,5-三氟甲苯、氯甲苯、2,3-二氯甲苯、2,4-二氯甲苯、2,5-二氯甲苯、2,3,4-三氯甲苯、2,3,5-三氯甲苯、碘甲苯、2,3-二碘甲苯、2,4-二碘甲苯、2,5-二碘甲苯、2,3,4-三碘甲苯、2,3,5-三碘甲苯、二甲苯和它们的组合。
电解质还可以包括碳酸亚乙烯酯或由化学式2表示的碳酸亚乙酯类化合物作为用于改善循环寿命的添加剂，以便改善电池循环寿命。
[化学式2]
在化学式2中，R7和R8相同或不同，并且选自于氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)和C1至C5氟化烷基，如果R7和R8中的至少一个选自于卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)或C1至C5氟化烷基，则R7和R8不同时是氢。
碳酸亚乙酯类化合物的示例可以是碳酸二氟亚乙酯、碳酸氯代亚乙酯、碳酸二氯亚乙酯、碳酸溴代亚乙酯、碳酸二溴亚乙酯、碳酸硝基亚乙酯、碳酸氰基亚乙酯、碳酸氟代亚乙酯等。当还使用这种用于改善循环寿命的添加剂时，可以将量控制在适当的范围内。
溶解在有机溶剂中的锂盐向电池供应锂离子，使可再充电锂电池进行基本运行，并改善锂离子在正电极与负电极之间的传输。锂盐的示例包括选自于LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2C2F5)2、Li(CF3SO2)2N、LiN(SO3C2F5)2、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中，x和y是自然数，例如，0至20的整数)、LiCl、LiI和LiB(C2O4)2(双(草酸)硼酸锂；LiBOB)的至少一种支持盐。锂盐的浓度可以在从0.1M至2.0M的范围。当以以以上浓度范围包括锂盐时，由于最佳的电解质导电性和粘性，电解质可以具有优异的性能和锂离子迁移率。
根据可再充电锂电池的类型，可以在正电极与负电极之间设置隔膜。这样的隔膜可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯或者它们的两种或更多种多层以及它们的混合多层(诸如聚乙烯/聚丙烯双层隔膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层隔膜或聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔膜)。
图2是根据实施例的锂二次电池的分解透视图。根据实施例的锂二次电池被示出为棱柱形电池，但不限于此，并且可以包括诸如圆柱形电池或袋型电池等的各种形状的电池。
参照图2，根据实施例的可再充电锂电池100包括包含正电极10、负电极20和设置在正电极10与负电极20之间的隔膜30的卷绕的电极组件40以及容纳电极组件40的壳体50。正电极10、负电极20和隔膜30可以浸渍有电解质(未示出)。
在下文中，描述本发明的示例和对比示例。然而，本发明不限于以下示例。
示例1
将87.5wt％的人造石墨、10wt％的Si基材料、1.0wt％的羧甲基纤维素和1.5wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合在纯水中以制备第一负极活性物质层浆料。在此，作为Si基材料，使用包括包含人造石墨和硅颗粒的核以及涂覆在核上的软碳的Si-碳复合物。软碳涂覆层具有约20nm的厚度，硅颗粒具有约100nm的平均粒径D50。
将92.5wt％的人造石墨、5wt％的Si基材料、1.0wt％的羧甲基纤维素和1.5wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合在纯水中以制备第二负极活性物质层浆料。在此，作为Si基材料，使用包括包含人造石墨和硅颗粒的核以及涂覆在核上的软碳的Si-碳复合物。软碳涂覆层具有约20nm的厚度，硅颗粒具有约100nm的平均粒径D50。
将第一负极活性物质层浆料和第二负极活性物质层浆料同时涂覆在Cu箔集流体上，然后对其进行干燥并压缩以制备负极活性物质层，最后用其制造负电极。在负极活性物质层中，与集流体相邻的与基于负极活性物质层的总厚度的约50％对应的区域被分类为第一区域，不与集流体相邻的与剩余50％对应的另一区域被分类为第二区域。在负极活性物质层中，存在于第一区域中的Si的量是存在于第二区域中的Si的量的两倍。在整个负极活性物质层中，基于负极活性物质层的总重量，Si的量是约7.5wt％。
使用负电极、锂金属对电极和电解质溶液，根据常规方法制造半电池。作为电解质溶液，使用溶解在碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯(30:50:20体积比)的混合溶剂中的1.5M LiPF6。
示例2
将83.5wt％的人造石墨、14wt％的Si基材料、1.0wt％的羧甲基纤维素和1.5wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合在纯水中以制备第一负极活性物质层浆料。在此，作为Si基材料，使用包括包含人造石墨和硅颗粒的核以及涂覆在核上的软碳的Si-碳复合物。软碳涂覆层具有约20nm的厚度，硅颗粒具有约100nm的平均粒径D50。
将96.5wt％的人造石墨、1wt％的Si基材料、1wt％的羧甲基纤维素和1.5wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合在纯水中以制备第二负极活性物质层浆料。在此，作为Si基材料，使用包括包含人造石墨和硅颗粒的核以及涂覆在核上的软碳的Si-碳复合物。软碳涂覆层具有约20nm的厚度，硅颗粒具有约100nm的平均粒径D50。
将第一负极活性物质层浆料和第二负极活性物质层浆料同时涂覆在Cu箔集流体上，然后对其进行干燥并压缩，此时，在受控条件下执行干燥，以便获得Si的量在从第二区域到第一区域的方向上增大的浓度梯度，从而制备具有浓度梯度的负极活性物质层。
在此，浓度梯度使得在从第二区域的最外面到第一区域的方向上针对与约25％厚度对应的每个区域，Si的量增大Si的量的6wt％，存在于第一区域中的Si的量是存在于第二区域中的Si的量的5倍。
除了使用负电极之外，通过与示例1中相同的程序制造半电池。
(对比示例1)
将82.5wt％的人造石墨、15wt％的Si基材料、1.0wt％的羧甲基纤维素和1.5wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合在纯水中以制备第一负极活性物质层浆料。在此，作为Si基材料，使用包括包含人造石墨和硅颗粒的核以及涂覆在核上的软碳的Si-碳复合物。软碳涂覆层具有约20nm的厚度，硅颗粒具有约100nm的平均粒径D50。
将82.5wt％的人造石墨、15wt％的Si基材料、1.0wt％的羧甲基纤维素和1.5wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶混合在纯水中以制备第二负极活性物质层浆料。在此，作为Si基材料，使用包括包含人造石墨和硅颗粒的核以及涂覆在核上的软碳的Si-碳复合物。软碳涂覆层具有约20nm的厚度，硅颗粒具有约100nm的平均粒径D50。
将第一负极活性物质层浆料和第二负极活性物质层浆料同时涂覆在Cu箔集流体上，然后对其进行干燥并压缩以制备负极活性物质层，最终制造负电极。在负极活性物质层中，与集流体相邻的与基于负极活性物质层的总厚度的约50％对应的区域被分类为第一区域，不与集流体相邻的与剩余50％对应的另一区域被分类为第二区域。在负极活性物质层中，存在于第一区域中的Si的量与存在于第二区域中的Si的量相同。
除了使用负电极之外，通过与示例1中相同的程序制造半电池。
实验示例1)室温下的循环寿命特性评价
根据示例1和示例2以及对比示例1的半电池在25℃下0.5C充电和0.5C放电200次。计算第200次放电容量与第1次放电容量的放电容量比。结果示出在图3中。
如图3中所示，负极活性物质层包括与集流体相邻的第一区域和不与集流体相邻的第二区域，当存在于第一区域中的Si的量是存在于第二区域中的Si的量的2倍或5倍时，室温下的循环寿命特性是优异的。
实验示例2)高温下的循环寿命特性评价
根据示例1和示例2以及对比示例1的半电池在45℃下0.5C充电和0.5C放电200次。计算第200次放电容量与第1次放电容量的放电容量比。结果示出在图4中。
如图4中所示，负极活性物质层包括与集流体相邻的第一区域和不与集流体相邻的第二区域，当存在于第一区域中的Si的量是存在于第二区域中的Si的量的2倍或5倍时，高温下的循环寿命特性是优异的。
虽然已经结合目前认为是实际的示例性实施例的内容描述了本发明，但是将理解的是，发明不限于所公开的实施例。相反，发明意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (9)
1.一种用于可再充电锂电池的负电极，所述负电极包括：
集流体；以及
负极活性物质层，在集流体上，
其中，负极活性物质层包括与集流体相邻的第一区域和不与集流体接触的第二区域，并且
负极活性物质层包括碳质材料和包含Si的Si基材料，并且包括在负极活性物质层中的Si的量在第一区域和第二区域中是不同的。
2.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负电极，其中，Si以从第二区域到第一区域增大的浓度梯度存在。
3.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负电极，其中，包括在第一区域中的Si的量是包括在第二区域中的Si的量的2倍至25倍。
4.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负电极，其中，碳质材料是结晶碳。
5.根据权利要求4所述的用于可再充电锂电池的负电极，其中，结晶碳是人造石墨、天然石墨或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负电极，其中，Si基材料包括具有Si颗粒和第一碳基材料的复合物。
7.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负电极，其中，Si基材料包括混合有Si颗粒和第二碳基材料的核以及围绕核的第三碳基材料。
8.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的负电极，其中，第一区域是与负极活性物质层的总厚度的1％对应的区域至与负极活性物质层的总厚度的75％对应的区域。
9.一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括：
根据权利要求1至权利要求8中的任一项所述的负电极；
正电极；以及
电解质。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2020-0078577 | 2020-06-26 | ||
| KR20200078577 | 2020-06-26 | ||
| KR10-2021-0067755 | 2021-05-26 | ||
| KR1020210067755A KR20220000811A (ko) | 2020-06-26 | 2021-05-26 | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113851611A true CN113851611A (zh) | 2021-12-28 |
Family
ID=76695644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110717429.2A Pending CN113851611A (zh) | 2020-06-26 | 2021-06-28 | 用于可再充电锂电池的负电极和包括其的可再充电锂电池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210408551A1 (zh) |
| EP (1) | EP3930046A1 (zh) |
| JP (1) | JP2022008268A (zh) |
| CN (1) | CN113851611A (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240018916A (ko) * | 2022-08-03 | 2024-02-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 음극의 제조 방법 및 이 음극을 포함하는 리튬 이차 전지 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105742613A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-07-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种负极极片和锂离子电池 |
| CN110504420A (zh) * | 2018-05-18 | 2019-11-26 | 三星Sdi株式会社 | 负极活性物质和包括其的可再充电锂电池 |
| CN110993891A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-04-10 | 珠海冠宇电池有限公司 | 一种含硅负极片、其制备方法及锂离子电池 |
| CN111033823A (zh) * | 2017-12-27 | 2020-04-17 | 松下电器产业株式会社 | 非水电解质二次电池用负极及非水电解质二次电池 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016181331A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 株式会社東芝 | 非水電解質二次電池用負極およびそれを備えた非水電解質二次電池 |
| KR101761004B1 (ko) * | 2015-06-08 | 2017-07-25 | 오씨아이 주식회사 | 실리콘-탄소 복합체 제조용 조성물, 실리콘-탄소 복합체, 이를 포함하는 이차전지용 전극 및 실리콘-탄소 복합체 제조방법 |
| JP6862752B2 (ja) * | 2016-10-14 | 2021-04-21 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質二次電池用負極及びこれを用いた非水電解質二次電池 |
| KR102241465B1 (ko) * | 2017-11-30 | 2021-04-16 | 주식회사 엘지화학 | 다층 전극 및 그의 제조방법 |
| US11909033B2 (en) * | 2018-03-30 | 2024-02-20 | Panasonic Holdings Corporation | Negative electrode including first layer having low compressive strength carbon active material and silicon active material and second layer having high compressive strength carbon active material and nonaqueous electrolyte secondary battery including the same |
| JP7112872B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2022-08-04 | 三洋電機株式会社 | 二次電池 |
| JP7145672B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2022-10-03 | 三洋化成工業株式会社 | リチウムイオン電池 |
| CN111224078A (zh) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种硅基复合负极材料及其制备方法、锂离子电池负极 |
| US20220173381A1 (en) * | 2019-03-29 | 2022-06-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| CN112542570B (zh) * | 2019-09-23 | 2022-08-09 | 北京小米移动软件有限公司 | 硅负极极片及其制备方法和锂离子电池 |
| CN111261834A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-06-09 | 宁德新能源科技有限公司 | 负极极片、电化学装置和电子装置 |
-
2021
- 2021-06-25 US US17/359,047 patent/US20210408551A1/en active Pending
- 2021-06-28 JP JP2021106546A patent/JP2022008268A/ja active Pending
- 2021-06-28 CN CN202110717429.2A patent/CN113851611A/zh active Pending
- 2021-06-28 EP EP21182169.9A patent/EP3930046A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105742613A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-07-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种负极极片和锂离子电池 |
| CN111033823A (zh) * | 2017-12-27 | 2020-04-17 | 松下电器产业株式会社 | 非水电解质二次电池用负极及非水电解质二次电池 |
| CN110504420A (zh) * | 2018-05-18 | 2019-11-26 | 三星Sdi株式会社 | 负极活性物质和包括其的可再充电锂电池 |
| CN110993891A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-04-10 | 珠海冠宇电池有限公司 | 一种含硅负极片、其制备方法及锂离子电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022008268A (ja) | 2022-01-13 |
| US20210408551A1 (en) | 2021-12-30 |
| EP3930046A1 (en) | 2021-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102557446B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| CN110504420B (zh) | 负极活性物质和包括其的可再充电锂电池 | |
| CN111312989A (zh) | 用于可再充电锂电池的电极和含该电极的可再充电锂电池 | |
| CN112786849A (zh) | 负极活性物质和包括其的可再充电锂电池 | |
| CN111095656A (zh) | 锂二次电池 | |
| KR20170054839A (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| CN111316481A (zh) | 用于锂二次电池的阳极活性物质和包括其的锂二次电池 | |
| CN113224280A (zh) | 用于可再充电锂电池的负极活性物质和包括其的可再充电锂电池 | |
| CN114930598A (zh) | 锂二次电池 | |
| US20230197927A1 (en) | Negative electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same | |
| CN109863628B (zh) | 锂二次电池正极和包括该锂二次电池正极的锂二次电池 | |
| US20220352502A1 (en) | Positive electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same | |
| CN117832499A (zh) | 用于可再充电锂电池的负电极和包括其的可再充电锂电池 | |
| EP3930046A1 (en) | Negative electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same | |
| EP3940813B1 (en) | Negative active material for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same | |
| CN110854361B (zh) | 用于可再充电的锂电池的负极活性物质和可再充电的锂电池 | |
| KR20210037657A (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| KR102264704B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| KR20210135832A (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| KR102425003B1 (ko) | 리튬 이차 전지 | |
| JP2019024004A (ja) | リチウム二次電池用正極活物質およびこれを含むリチウム二次電池 | |
| CN110611086B (zh) | 用于可再充电锂电池的负极活性材料和包括其的可再充电锂电池 | |
| KR20170118489A (ko) | 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| KR20220000811A (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
| KR20230030409A (ko) | 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |