KR101642137B1 - 리튬이온전지용 일산화실리콘 복합음극소재, 그 제조 방법 및 리튬이온전지 - Google Patents

리튬이온전지용 일산화실리콘 복합음극소재, 그 제조 방법 및 리튬이온전지 Download PDF

Info

Publication number
KR101642137B1
KR101642137B1 KR1020140009945A KR20140009945A KR101642137B1 KR 101642137 B1 KR101642137 B1 KR 101642137B1 KR 1020140009945 A KR1020140009945 A KR 1020140009945A KR 20140009945 A KR20140009945 A KR 20140009945A KR 101642137 B1 KR101642137 B1 KR 101642137B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon monoxide
coating layer
coating
carbon
nanosilicon
Prior art date
Application number
KR1020140009945A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150041553A (ko
Inventor
지안구오 렌
데씬 유
민 유에
Original Assignee
썬쩐 비티아르 뉴 에너지 머티어리얼스 아이엔씨이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 썬쩐 비티아르 뉴 에너지 머티어리얼스 아이엔씨이 filed Critical 썬쩐 비티아르 뉴 에너지 머티어리얼스 아이엔씨이
Publication of KR20150041553A publication Critical patent/KR20150041553A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101642137B1 publication Critical patent/KR101642137B1/ko

Links

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
    • H01M4/36—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
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0421—Methods of deposition of the material involving vapour deposition
    • H01M4/0428—Chemical vapour deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1395—Processes of manufacture of electrodes based on metals, Si or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—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
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/483—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides for non-aqueous cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • 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
    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 일산화실리콘 기재, 일산화실리콘 기재상에 균일하게 증착된 나노실리콘소재, 및 일산화실리콘/나노실리콘 표면의 나노 도전재 코팅층을 포함하는 일산화실리콘 복합음극소재에 관한 것이다. 상기 일산화실리콘 복합음극소재의 제조 방법은 나노실리콘 화학기상증착, 나노 도전재에 의한 코팅 개질, 체질 및 자기 소거 처리를 포함한다. 상기 일산화실리콘 복합음극소재는 높은 비용량(>1600 mAh/g), 높은 최초 충방전 효율(>80%) 및 높은 도전성 특징을 가진다.

Description

리튬이온전지용 일산화실리콘 복합음극소재, 그 제조 방법 및 리튬이온전지{Monoxide Silicon Composite Negative Electrode Material for Lithium-Ion Battery, a preparation method thereof, and Lithium-Ion Battery thereof}
본 발명은 리튬이온전지 기술 분야에 속하며 구체적으로 리튬이온전지용 일산화실리콘 복합음극소재, 그 제조 방법 및 리튬이온전지에 관한 것이다.
리튬이온전지는 휴대용 전자장치, 전동차 및 에너지 스토리지 시스템의 이상적인 전원이다. 비에너지가 높고 안전성이 좋고 원가가 저렴한 신형 전극 소재를 개발하는 것은 리튬이온전지 연구 분야의 핵심 내용이며, 신형 음극소재의 연구는 차세대 리튬이온전지의 연구 제작에 중요한 의미를 가진다. 현재 성숙된 리튬이온전지 음극소재는 주로 흑연류 소재이며, 그 이론 비용량은 372mAh/g에 불과하며, 발전 잠재력에 한계가 있으며, 높은 에너지 밀도에 대한 미래형 리튬이온전지의 수요를 충족하지 못한다. 일산화실리콘 소재는 비교적 높은 이론 비용량(>2000mAh/g)과 비교적 낮은 리튬 저장 반응 전압 플래토(Voltage Plateau)를 가지며, 제조 원가가 낮아 잠재력이 큰 흑연 대체용 음극소재이다. 그러나 일산화실리콘의 도전성이 낮고 물성이 절연체에 근접하므로 전기화학적 반응의 동력학적 성능이 떨어진다. 또한, 일산화실리콘 소재에 포함된 SiO2가 최초 리튬 삽입 반응에서 Li4SiO4, Li2Si2O5 등의 물질 상태로 전환되며(Quartz (SiO2): a new energy storage anode material for Li-ion batteries, Energy Environ. Sci., 2012, 5, 6895-6899), 비교적 많은 리튬 이온을 소모하여 최초 충방전 효율이 낮아진다(<70%).
일산화실리콘 소재의 도전성을 향상시키기 위해 통상적으로 본 분야의 기술자는 페놀수지, 에폭시수지, 피치, 폴리비닐알콜, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌 등의 유기 탄소원을 선택하여 열분해 탄소 코팅을 진행하였다. 탄소 코팅 처리후의 일산화실리콘 소재는 도전율과 전기화학적 성능이 어느 정도 향상되나, 코팅 소재인 피치 또는 수지 또는 고분자 소재 자체의 도전 성능이 약하므로 열분해 탄소 코팅 처리를 통해 일산화실리콘 성능을 향상시킬 수 있는 공간이 매우 한정적이다. 일산화실리콘 소재의 최초 충방전 효율을 향상시키기 위해서는, 전리튬화(pre-lithiation)는 효과적인 방법이다. 문헌 1(Electrochemical behavior of a lithium-pre-doped carbon-coated silicon monoxide anode cell, J. Power Sources, 2009, 189, 511-514)에서는 일산화실리콘 전극 표면에 미리 리튬 분말을 도포하여 전극의 최초 충방전 효율을 67.7%로부터 72.8%로 향상시켰고, 문헌 2(Facile approach to SiOx/Si/C composite anode material from bulk SiO for lithium ion batteries, Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 14420-14426)에서는 일산화실리콘 전극의 표면에 리튬박을 부착하고, 전극과 리튬박 양단에 압력을 가하고 전해액에 8분간 침지시켜 전극의 최초 충방전 효율을 61.9%로부터 94.4%로 향상시켰다. 전리튬화는 건조 및 무산소 분위기에서 진행해야 하며 작업 곤란도가 높다. 또한 전리튬화 정도를 정확하게 제어할 수 없어 종래에는 실험실 응용에만 한정되어 있으며 대규모적으로 보급하기에는 어려움이 따랐다. 최근, 문헌 3(Reduction effect of irreversible capacity on SiO anode material heat-reacted with Fe2O3, J. Power Sources, 2013, 232, 264-269)에서는 일산화실리콘 소재를 Fe2O3와 혼합하여 가열 처리함으로써 일산화실리콘 표면에 균일한 규산염 코팅층 Fe2SiO4을 형성하여 소재의 최초 충방전 효율을 70%로부터 90%로 향상시켰다. 다만, 상기 방법은 Fe2O3의 반응이 완전하지 않을 가능성이 존재하며, 또한 단체 Fe를 쉽게 형성하기에 상기 소재를 이용한 전지의 자가 방전 및 사이클 특성이 떨어진다.
따라서 높은 도전성, 높은 최초 충방전 효율 및 양호한 사이클 안정성을 가진 일산화실리콘 음극소재를 개발하는 것은 리튬이온전지 분야의 기술적 과제이다.
종래기술의 단점에 대해, 본 발명은 일산화실리콘 음극소재의 도전성, 비용량, 최초 충방전 효율 및 사이클 안정성을 향상시킬 수 있는 일산화실리콘 복합음극소재를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
상기 일산화실리콘 복합음극소재는 일산화실리콘 기재, 일산화실리콘 기재상에 균일하게 증착된 나노실리콘소재, 및 일산화실리콘/나노실리콘 표면의 나노 도전재 코팅층을 포함한다.
상기 일산화실리콘 복합음극소재는 일산화실리콘 기재, 일산화실리콘 기재상에 균일하게 증착된 나노실리콘소재, 및 일산화실리콘/나노실리콘 표면의 나노 도전재 코팅층으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 일산화실리콘 복합음극소재는 일산화실리콘 기재, 기재 표면의 탄소소재 코팅층, 탄소소재 코팅층상에 균일하게 증착된 나노실리콘소재, 및 일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘 표면의 나노 도전재 코팅층을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 일산화실리콘 복합음극소재는 일산화실리콘 기재, 기재표면의 탄소소재 코팅층, 탄소소재 코팅층상에 균일하게 증착된 나노실리콘소재, 및 일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘 표면의 나노 도전재 코팅층으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 나노 도전재 코팅층은 탄소나노튜브, 그래핀, 도전성 흑연, 탄소섬유, 나노 흑연 또는 도전성 탄소블랙중의 1종 또는 적어도 2종의 조합을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 나노 도전재 코팅층은 음극소재에서의 함량이 0.1-10.0wt%인 것이 바람직하고, 0.5-8.0wt%인 것이 더욱 바람직하고, 1.0-7.0wt%인 것이 특히 바람직하다.
상기 일산화실리콘 기재는 일산화실리콘 입자로서, 분자식은 SiOx이며, 그중 0.5≤x≤1.5이고, 평균 입도는 0.1-30.0μm, Dmax≤50.0μm이고, 자성 물질의 함량은 50.0 ppm 이하이며, 금속 불순물의 함량은 50.0ppm 이하이며, 비표면적은 0.1-20.0m2/g이며, 상기 SiOx에 0.1-20.0nm의 단결정 및/또는 다결정 실리콘 입자가 포함되는 것이 바람직하다.
상기 나노실리콘소재는 단일 분산형 나노실리콘 입자로서, 평균 입도는 1.0-1000.0nm이고, 상기 나노실리콘 입자는 결정질 및/또는 비정질인 것이 바람직하다.
상기 나노실리콘소재는 연속된 나노실리콘 박막으로서 두께가 1.0-1000.0nm인 것이 바람직하고, 예를 들어 2.0nm, 3.0nm, 5.0nm, 10.0nm, 15.0nm, 20.0nm, 30.0nm, 50.0nm, 100.0nm, 150.0nm, 200.0nm, 300.0nm, 400.0nm, 500.0nm, 800.0nm, 900.0nm, 950.0nm, 980.0nm, 990.0nm, 995.0nm, 998.0nm 또는 999.0nm 등이다. 상기 나노실리콘 박막은 결정질 및/또는 비정질인 것이 바람직하다.
상기 나노실리콘소재는 일산화실리콘 복합음극소재에서의 함량이 0.1-50.0wt%인 것이 바람직하고, 0.5-40.0wt%인 것이 더욱 바람직하며, 1.0-30.0wt%인 것이 특히 바람직하다.
상기 탄소소재 코팅층은 피치, 고분자 소재 또는 폴리머중의 1종 또는 적어도 2종의 혼합물을 코팅한 후 고온 처리를 거쳐 얻는 것이 바람직하고, 콜타르피치, 석유피치, 중간상 피치, 고분자 소재 또는 폴리머중의 1종 또는 적어도 2종의 혼합물을 코팅한 후 고온 처리를 거쳐 얻는 것이 바람직하다. 상기 고온은 피치, 고분자 소재 또는 폴리머를 탄소 소재로 분해시키는 온도이며, 본 발명에서 상기 고온은 500.0-1300.0℃를 가리킨다.
본 발명의 두번째 목적은 본 발명에 따른 일산화실리콘 복합음극소재를 포함하는 리튬이온전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 세번째 목적은 상기 일산화실리콘 복합음극소재의 제조 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은,
(1) 실리콘원을 이용하여 일산화실리콘 입자 표면에 대해 나노실리콘 화학기상증착을 진행하는 단계,
(2) 단계 (1)에서 얻은 소재에 대해 나노 도전재에 의한 코팅 개질을 진행하는 단계, 및
(3) 단계 (2)에서 얻은 소재에 대해 체질, 자기 소거 처리를 진행하는 단계를 포함한다.
상기 일산화실리콘 복합음극소재의 제조 방법은,
(1′) 일산화실리콘 입자에 대해 탄소 소재에 의한 코팅 개질을 진행한 후 탄화처리를 진행하여 무질서한 구조를 가진 탄소소재 코팅층을 얻는 단계,
(1) 단계 (1′)에서 얻은 소재 표면에 대해 실리콘원을 이용하여 나노실리콘 화학기상증착을 진행하는 단계,
(2) 단계 (1)에서 얻은 소재에 대해 나노 도전재에 의한 코팅 개질을 진행하는 단계, 및
(3) 단계 (2)에서 얻은 소재에 대해 체질, 자기 소거 처리를 진행하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
단계 (1)에서의 실리콘원은 SiH4, Si2H6, Si3H8, SiCl4, SiHCl3, Si2Cl6, SiH2Cl2 또는 SiH3Cl중의 1종 또는 적어도 2종의 조합인 것이 바람직하다.
단계 (1)에서의 화학기상증착 온도는 500.0-1300.0℃인 것이 바람직하고, 예를 들어 510℃, 520℃, 530℃, 550℃, 600℃, 650℃, 700℃, 800℃, 900℃, 1000℃, 1100℃, 1150℃, 1200℃, 1250℃, 1280℃, 1290℃ 또는 1295℃등이다.
단계 (2)에서의 코팅 개질은 기계적 개질, 나노 분산 또는 액상 코팅중의 한가지를 이용하는 것이 바람직하고, 상기 기계적 개질 장비는 볼밀기 또는 융합기를 이용하는 것이 바람직하다.
단계 (3)에서의 자기 소거 처리에 이용된 자속밀도는 3000.0-30000.0Gs, 처리 온도는 10.0-80.0℃, 처리 시간은 10.0-120.0s인 것이 바람직하다.
단계 (1′)에서의 코팅 개질은 고체 코팅, 액상 코팅 또는 기상 코팅중의 한가지를 사용하는 것이 바람직하다.
단계 (1′)에서 탄화 처리 온도는 500.0-1300.0℃인 것이 바람직하고, 예를 들어 510℃, 520℃, 530℃, 550℃, 600℃, 650℃, 700℃, 800℃, 900℃, 1000℃, 1100℃, 1150℃, 1200℃, 1250℃, 1280℃, 1290℃ 또는 1295℃ 등이다.
본 발명에서, “일산화실리콘/나노실리콘”는 일산화실리콘 기재와 일산화실리콘 기재상에 증착된 나노실리콘 소재로 구성된 복합소재를 가리키고, “일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘”는 일산화실리콘 기재, 기재 표면의 탄소소재 코팅층과 탄소소재 코팅층상에 증착된 나노실리콘 소재로 구성된 복합 소재를 가리킨다.
본 발명은 종래 기술에 비해 아래의 장점을 가진다. 즉, 나노실리콘 소재를 일산화실리콘 또는 탄소 코팅 후의 일산화실리콘 소재의 표면에 균일하게 증착하고, 일산화실리콘보다 더욱 높은 리튬 저장 용량과 충방전 효율을 가지는 나노실리콘를 통해 일산화실리콘 소재의 비용량과 최초 충방전 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 화학기상증착법을 이용하여, 일산화실리콘 또는 탄소 코팅후의 일산화실리콘 소재의 표면에, 균일하게 분산된 나노실리콘 입자 또는 연속된 나노실리콘 박막을 인사이튜 형성할 수 있으며, 이로써 나노실리콘 소재의 2차 응집을 방지할 수 있다. 나노 도전소재를 일산화실리콘/나노실리콘의 복합소재의 표면에 코팅함으로써 도전소재와 복합소재의 접촉을 증대시켜 복합소재의 도전성능을 향상시킬 수 있다. 기계적 개질, 나노 분산 또는 액상 코팅의 방법을 이용하여 복합소재 표면에서 나노 도전소재가 균일하게 분산되도록 촉진하여 나노 도전소재가 응집되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 일산화실리콘 복합음극소재는 높은 비용량(>1600mAh/g), 높은 최초 충방전 효율(>80%) 및 높은 도전성 특징을 가진다. 본 발명에 따른 방법은 조작이 단순하고 제어가 용이하고 생산 코스트가 낮아 공업화 생산에 적합하다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 일산화실리콘 복합음극소재의 X선 회절 스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 일산화실리콘 복합음극소재의 주사전자현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 일산화실리콘 복합음극소재의 최초 충방전 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 일산화실리콘 복합음극소재의 도전율이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 일산화실리콘 복합음극소재의 X선 회절 스펙트럼이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 일산화실리콘 복합음극소재의 주사전자현미경 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 2에 따른 일산화실리콘 복합음극소재의 최초 충방전 그래프이다.
본 발명에 대한 이해를 돕기 위해, 본 발명은 아래의 실시예를 예로 든다. 이들 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되며 본 발명을 구체적으로 한정하는 것이 아님을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
실시예 1
순도 99.99%인 500g의 SiO 입자를 평균 입도 D50=5.1μm, Dmax=50.0μm가 되도록 볼밀분쇄하여 튜브형 퍼니스에 넣었다. 5℃/min의 승온 속도, 고순도 질소기체 유량 4.0L/min의 보호속에서 1000.0℃로 승온시킨 후, 고순도 질소기체를 고순도 수소기체와 SiHCl3의 혼합기체로 바꾸고, 유량을 4.0L/min 유지하면서 1.0h 보온한 후 기체를 고순도 질소기체로 변환시키고 상온까지 자연 냉각시켜 실리콘 증착량이 10.0%인 일산화실리콘/나노실리콘의 복합소재를 얻었다. 상기 복합소재와 도전성 탄소블랙 Super-P을 95.0:5.0의 질량비로 기계적 볼밀로 균일하게 혼합하고, 체질, 자기 소거를 거쳐 최종적인 일산화실리콘 복합음극소재를 얻었다.
도 1은 실시예 1에서 얻은 일산화실리콘 복합음극소재의 X선 회절 스펙트럼이다. 중심이 28.6°, 47.5°, 56.3°에 위치한 회절 피크는 결정질 실리콘의 (111), (220), (311)의 결정면에 각각 대응된다. 이것은 음극소재에 화학기상증착을 통해 얻은 나노 결정질 실리콘이 포함됨을 설명한다. 도 2는 실시예 1에서 얻은 음극소재의 주사전자현미경 사진이며, 소재의 평균 입경은 6.3μm이고, 음극소재 표면에 한 층의 나노 도전제가 균일하게 도포되어 있다. 도 3은 실시예 1에서 얻은 음극소재의 최초 충방전그래프이며, 소재의 방전(리튬 삽입) 비용량은 2339.7mAh/g이고, 충전(리튬 이탈) 비용량은 1885.8mAh/g이며, 소재의 최초 충방전 효율은 80.6%에 달했다. 도 4는 실시예 1에서 얻은 음극소재의 도전율 시험 결과이며, SiO 원료에 비해, 얻어진 음극소재의 도전율이 12개 수량급 증가하였다. 즉 10-12S/cm로부터 100S/cm로 향상되어, 상기 음극소재가 양호한 도전 성능을 가짐을 보여주었다.
실시예 2
순도 99.99%인 1kg의 SiO 입자를 평균 입도 D50=2.0μm, Dmax=25.4μm가 되도록 기류 분쇄하였다. 석유피치 100g과 SiO를 함께 테트라히드로퓨란 용액에 분산시키고 분무 건조시킨 후 질소기체 보호속에서 탄화처리를 진행하되, 온도는 900℃로 하였다. 이어서 반응산물을 상온까지 냉각시켜 외측에 탄소소재 코팅층이 있는 SiO 소재를 얻었다. 외측에 탄소소재 코팅층이 있는 SiO 소재를 회전로에 넣고 5.0℃/min의 승온 속도로 고순도 질소기체 유량 5.0L/min의 보호속에서 500℃로 승온시킨 후, 고순도 질소기체를 고순도 수소기체와 SiH4의 혼합기체로 바꾸고, 유량을 5.0L/min 유지하면서 5.0h 보온하였다. 다음, 기체를 고순도 질소기체로 변환시키고 상온까지 자연 냉각시켜 실리콘 증착량이 12.0%인 일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘의 복합소재를 얻었다. 상기 복합소재와 그래핀을 99.9:0.1의 질량비로 기계적 융합으로 균일하게 혼합하고, 체질, 자기 소거를 거쳐 최종적인 일산화실리콘 복합음극소재를 얻었다.
도 5는 실시예 2에서 얻은 일산화실리콘 복합음극소재의 X선 회절 스펙트럼이다. 중심이 28.6°, 47.5°, 56.3°에 위치한 회절 피크는 결정질 실리콘의 (111), (220), (311)의 결정면에 각각 대응된다. 이것은 음극소재에 화학기상증착을 통해 얻은 나노 결정질 실리콘이 포함됨을 설명한다. 도 6은 실시예 2에서 얻은 음극소재의 주사전자현미경 사진이며, 소재의 평균 입경은 5.8μm이고, 음극소재 표면에 한 층의 나노 도전제가 균일하게 도포되어 있다. 도 7은 실시예 2에서 얻은 음극소재의 최초 충방전 그래프이며, 소재의 방전(리튬 삽입) 비용량은 2321.8mAh/g이고, 충전(리튬 이탈) 비용량은 1918.3mAh/g이며, 소재의 최초 충방전 효율은 82.6%에 도달했다.
실시예 3
순도 99.99%인 500g의 SiO0 .5 입자를 평균 입도 D50=0.1μm, Dmax=2.0μm가 되도록 볼밀 분쇄하여 튜브형 퍼니스에 넣었다. 5.0℃/min의 승온 속도로, 고순도 질소기체 유량 2.5L/min의 보호속에서 500.0℃로 승온시킨 후, 고순도 질소기체를 고순도 질소기체와 SiH4의 혼합기체로 바꾸고, 유량을 2.5L/min 유지하면서 15.0hr 보온한 후 기체를 고순도 질소기체로 변환시키고 상온까지 자연 냉각시켜 실리콘 증착량이 7.0%인 일산화실리콘/나노실리콘의 복합소재를 얻었다. 상기 복합소재와 탄소나노튜브를 90.0:10.0의 질량비로 나노 분산으로 균일하게 혼합하고, 체질, 자기 소거를 거쳐 최종적인 일산화실리콘 복합음극소재를 얻었다.
실시예 4
순도 99.99%인 1kg의 SiO 입자를 평균 입도 D50=30.0μm, Dmax=50.0μm가 되도록 볼밀 분쇄하여 튜브형 퍼니스에 넣었다. 3.0℃/min의 승온 속도로, 고순도 질소기체 유량 4.5L/min의 보호속에서 1300.0℃로 승온시킨 후, 고순도 질소기체를 고순도 질소기체와 Si3H8의 혼합기체로 바꾸고, 유량을 4.5L/min 유지하면서 0.5hr 보온한 후 기체를 고순도 질소기체로 변환시키고 상온까지 자연 냉각시켜 실리콘 증착량이 0.1%인 일산화실리콘/나노실리콘의 복합소재를 얻었다. 상기 복합소재와 그래핀을 99.0:1.0의 질량비로 기계적 융합으로 균일하게 혼합하고, 체질, 자기 소거를 거쳐 최종적인 일산화실리콘 복합음극소재를 얻었다.
실시예 5
순도 99.99%인 1kg의 SiO0 .5 입자를 평균 입도 D50=0.1μm, Dmax=3.2μm가 되도록 기류 분쇄하였다. 200g의 시트르산과 SiO를 함께 알코올 용액에 분산시키고 분무 건조시킨 후 질소기체 보호속에서 탄화처리를 진행하되, 온도는 500℃로 하였다. 이어서 반응산물을 상온까지 냉각시켜 외측에 탄소소재 코팅층이 있는 SiO 소재를 얻었다. 외측에 탄소소재 코팅층이 있는 SiO 소재를 회전로에 넣고 5.0℃/min의 승온 속도로 고순도 질소기체 유량 5.0L/min의 보호속에서 1300℃로 승온시킨 후, 고순도 질소기체를 고순도 수소기체와 SiH3Cl의 혼합기체로 바꾸고, 유량을 5.0L/min 유지하면서 0.5hr 보온하였다. 다음, 기체를 고순도 질소기체로 변환시키고 상온까지 자연 냉각시켜 실리콘 증착량이 6.0%인 일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘의 복합소재를 얻었다. 상기 복합소재와 도전성 흑연을 94.0:6.0의 질량비로 기계적 융합으로 균일하게 혼합하고, 체질, 자기 소거를 거쳐 최종적인 일산화실리콘 복합음극소재를 얻었다.
실시예 6
순도 99.99%인 1kg의 SiO1 . 5입자를 평균 입도 D50=30.0μm, Dmax=50.0μm가 되도록 기류 분쇄하였다. 200g의 페놀수지와 SiO를 함께 알코올 용액에 분산시키고 분무 건조시킨 후 질소기체 보호속에서 탄화처리를 진행하되, 온도는 1300℃로 하였다. 이어서 반응산물을 상온까지 냉각시켜 외측에 탄소소재 코팅층이 있는 SiO 소재를 얻었다. 외측에 탄소소재 코팅층이 있는 SiO 소재를 회전로에 넣고 2.0℃/min의 승온 속도로 고순도 질소기체 유량 3.5L/min의 보호속에서 500℃로 승온시킨 후, 고순도 질소기체를 고순도 질소기체와 SiH4의 혼합기체로 바꾸고, 유량을 3.5L/min 유지하면서 12.0hr 보온하였다. 다음, 기체를 고순도 질소기체로 변환시키고 상온까지 자연 냉각시켜 실리콘 증착량이 50.0%인 일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘의 복합소재를 얻었다. 상기 복합소재와 도전 탄소 블랙 Super-P를 98.0:2.0의 질량비로 기계적 융합으로 균일하게 혼합하고, 체질, 자기 소거를 거쳐 최종적인 일산화실리콘 복합음극소재를 얻었다.
비교예 1
순도 99.99%인 1kg의 SiO 입자를 평균 입도 D50=2.0μm, Dmax=25.4μm가 되도록 기류 분쇄하였다. 석유피치 100g과 SiO를 함께 테트라히드로퓨란 용액에 분산시키고 분무 건조시킨 후 질소기체 보호속에서 탄화처리를 진행하되, 온도는 900℃로 하였다. 이어서 반응산물을 상온까지 냉각시켜 외측에 탄소소재 코팅층이 있는 SiO 소재를 얻었다.
실시예 1~6 및 비교예 1에 따라 제조된 음극소재의 전기화학적 시험 결과는 표 1에 나타냈다.

1st 가역성 용량
(mAh/g)		 최초쿨론 효율 (%) 도전율
(10-2 S/cm)
실시예 1 1885.8 80.6 541
실시예 2 1918.3 82.6 1010
실시예 3 2080.1 82.1 821
실시예 4 1600.5 75.3 327
실시예 5 2105.4 82.7 116
실시예 6 2249.7 80.9 692
비교예 1 1420.9 71.5 0.835
비고: 소재의 도전율값은 1.5g/cc 압축밀도에서 측정하였다.
출원인은 아래 사항을 선언한다. 본 발명은 상기 실시예를 통해 본 발명의 상세한 공정 설비 및 공정 흐름을 설명하였으나, 본 발명은 상기 상세한 공정 설비 및 공정 흐름에 한정되지 않는다. 즉 본 발명은 반드시 상기 상세한 공정 설비 및 공정 흐름에 의존하여야만 실시할 수 있다는 것을 의미하지 않음을 선언한다. 당업자는 본 발명에 대한 그 어떤 개량 또는 본 발명 제품의 각 원료에 대한 등가 교체 및 보조 성분의 첨가, 구체적 방식의 선택 등은 모두 본 발명의 보호 범위와 공개 범위내에 속함을 이해할 수 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 일산화실리콘 기재, 기재 표면의 탄소소재 코팅층, 탄소소재 코팅층의 전체에 대하여 균일하게 증착된 나노실리콘소재, 및 일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘 표면의 나노 도전재 코팅층을 포함하고,
    상기 탄소소재 코팅층은 일산화실리콘 입자에 대해 탄소 소재에 의한 코팅 개질을 진행한 후 탄화처리를 진행하여 무질서한 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 일산화실리콘 복합음극소재.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 나노 도전재 코팅층은 탄소나노튜브, 그래핀, 도전성 흑연, 탄소섬유, 나노 흑연 또는 도전성 탄소블랙중의 1종 또는 적어도 2종의 조합을 포함하고,
    상기 나노 도전재 코팅층은 음극소재에서의 함량이 0.1-10.0wt%이고,
    상기 일산화실리콘 기재는 일산화실리콘 입자로서, 분자식은 SiOx이며, 그중 0.5≤x≤1.5이고, 평균 입도는 0.1-30.0μm, Dmax ≤50.0μm이고, 자성 물질의 함량은 50.0ppm 이하이며, 금속 불순물의 함량은 50.0ppm 이하이며, 비표면적은 0.1-20.0m2/g이며, 상기 SiOx에 0.1-20.0nm의 단결정 또는 다결정 실리콘 입자가 포함되고,
    상기 나노실리콘소재는 단일 분산형 나노실리콘 입자로서, 평균 입도는 1.0-1000.0nm이고, 상기 나노실리콘 입자는 결정질 또는 비정질이며,
    상기 나노실리콘소재는 연속형 나노실리콘 박막으로서, 두께는 1.0-1000.0nm이며 상기 나노실리콘 박막은 결정질 또는 비정질이며,
    상기 나노실리콘소재는 일산화실리콘 복합음극소재에서의 함량이 0.1-50.0wt%이고,
    상기 탄소소재 코팅층은 피치, 고분자 소재 또는 폴리머중의 1종 또는 적어도 2종의 혼합물을 코팅한 후 고온 처리를 거쳐 얻는 것인 일산화실리콘 복합음극소재.
  6. 제3항에 따른 일산화실리콘 복합음극소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이온전지.
  7. 삭제
  8. 일산화실리콘 기재, 기재 표면의 탄소소재 코팅층, 탄소소재 코팅층의 전체에 대하여 균일하게 증착된 나노실리콘소재, 및 일산화실리콘/탄소소재 코팅층/나노실리콘 표면의 나노 도전재 코팅층을 포함하는 일산화실리콘 복합음극소재의 제조 방법에 있어서,
    (1′) 일산화실리콘 입자에 대해 탄소 소재에 의한 코팅 개질을 진행한 후 탄화처리를 진행하여 무질서한 구조를 가진 탄소소재 코팅층을 얻는 단계,
    (1) 단계 (1′)에서 얻은 소재 표면에 대해 실리콘원을 이용하여 나노실리콘 화학기상증착을 진행하는 단계,
    (2) 단계 (1)에서 얻은 소재에 대해 나노 도전재에 의한 코팅 개질을 진행하는 단계, 및
    (3) 단계 (2)에서 얻은 소재에 대해 체질, 자기 소거 처리를 진행하는 단계를 포함하는 일산화실리콘 복합음극소재의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    단계 (1)에서의 실리콘원은 SiH4, Si2H6, Si3H8, SiCl4, SiHCl3, Si2Cl6, SiH2Cl2 또는 SiH3Cl중의 1종 또는 적어도 2종의 조합이며,
    단계 (1)에서의 화학기상증착 온도는 500.0-1300.0℃이고,
    단계 (2)에서의 코팅 개질은 기계적 개질, 나노 분산 또는 액상 코팅중의 한가지를 이용하고, 상기 기계적 개질 장비는 볼밀기 또는 융합기를 이용하며,
    단계 (3)에서의 자기 소거 처리에 이용된 자속밀도는 3000.0-30000.0Gs, 처리 온도는 10.0-80.0℃, 처리 시간은 10.0-120.0s인 것을 특징으로 하는 일산화실리콘 복합음극소재의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    단계 (1′)에서의 코팅 개질은 고체 코팅, 액상 코팅 또는 기상 코팅중의 한가지를 사용하고,
    단계 (1′)에서 탄화 처리 온도는 500.0-1300.0℃인 것을 특징으로 하는 일산화실리콘 복합음극소재의 제조 방법.
KR1020140009945A 2013-10-08 2014-01-27 리튬이온전지용 일산화실리콘 복합음극소재, 그 제조 방법 및 리튬이온전지 KR101642137B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310467646.6 2013-10-08
CN201310467646.6A CN103474631B (zh) 2013-10-08 2013-10-08 一种锂离子电池用氧化亚硅复合负极材料、制备方法及锂离子电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150041553A KR20150041553A (ko) 2015-04-16
KR101642137B1 true KR101642137B1 (ko) 2016-07-22

Family

ID=49799386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140009945A KR101642137B1 (ko) 2013-10-08 2014-01-27 리튬이온전지용 일산화실리콘 복합음극소재, 그 제조 방법 및 리튬이온전지

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10170754B2 (ko)
JP (1) JP5992001B2 (ko)
KR (1) KR101642137B1 (ko)
CN (1) CN103474631B (ko)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103708437B (zh) * 2013-12-27 2017-01-18 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 一种锂离子电池软碳负极材料、其制备方法及锂离子电池
CN103811729B (zh) * 2013-12-30 2015-12-30 福建省诺希新材料科技有限公司 一种包覆一氧化硅网状结构的纳米硅粒子与石墨烯锂电池负极材料混合物的制备方法
US9899673B2 (en) * 2014-05-19 2018-02-20 Hitachi, Ltd. Negative electrode material, negative electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery, and method of manufacturing the same
CN105470474B (zh) * 2015-01-16 2018-08-31 万向一二三股份公司 一种高容量锂离子电池的复合负极材料及其制备方法
CN104577084A (zh) * 2015-01-20 2015-04-29 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 一种锂离子电池用纳米硅复合负极材料、制备方法及锂离子电池
DE102016203349A1 (de) * 2016-03-01 2017-09-07 Wacker Chemie Ag Herstellung von Si/C-Kompositpartikeln
CN105977463A (zh) * 2016-06-24 2016-09-28 广东省稀有金属研究所 一种SiOx复合负极材料的制备方法
CN106058228A (zh) * 2016-07-15 2016-10-26 中天储能科技有限公司 一种核壳结构硅碳复合材料及其制备方法与用途
CN106711415B (zh) * 2016-12-19 2019-05-10 宁波富理电池材料科技有限公司 一种多孔硅复合负极材料及其制备方法
CN106816594B (zh) * 2017-03-06 2021-01-05 贝特瑞新材料集团股份有限公司 一种复合物、其制备方法及在锂离子二次电池中的用途
CN108821292B (zh) * 2017-05-05 2021-07-23 储晞 一种生产氧化亚硅的方法及装置
US10714745B2 (en) 2017-07-28 2020-07-14 Uchicago Argonne, Llc High energy, long cycle life electrode for lithium-ion batteries
WO2019107990A1 (ko) 2017-12-01 2019-06-06 주식회사 엘지화학 리튬이차전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬이차전지
CN108321368B (zh) * 2017-12-28 2020-07-17 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种聚合物包覆硅/偏硅酸锂负极材料及其制备方法
CN111602275B (zh) * 2018-01-19 2023-06-09 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池
TWI682574B (zh) * 2018-06-21 2020-01-11 國立成功大學 複合電極材料及其製作方法、包含該複合電極材料之複合電極、以及包含該複合電極之鋰電池
CN109585820A (zh) * 2018-11-23 2019-04-05 四川大学 硅碳复合材料、制备方法、应用及锂离子电池负极
CN109616654B (zh) * 2018-12-13 2020-12-11 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种C/Si/SiOx材料及其制备方法和应用
CN109686941B (zh) * 2018-12-21 2022-02-01 安徽工业大学 一种制备锂离子动力电池用硅碳负极材料的方法
CN109935807A (zh) * 2019-02-27 2019-06-25 福建翔丰华新能源材料有限公司 一种氧化亚硅制备锂离子电池负极材料的方法
CN111952550A (zh) * 2019-05-16 2020-11-17 贝特瑞新材料集团股份有限公司 一种核壳型复合负极材料、其制备方法及应用
CN110550635B (zh) * 2019-09-15 2023-03-31 孔晓蕾 一种新型的碳包覆硅氧负极材料的制备方法
CN110620224A (zh) * 2019-09-27 2019-12-27 广东省稀有金属研究所 用于锂电池的负极材料及其制备方法和锂电池
CN111129479B (zh) * 2019-11-25 2022-04-12 来骑哦互联网技术(深圳)有限公司 一种稳定型锂电池硅基负极材料及其制备方法
CN112952054B (zh) * 2019-12-11 2023-05-30 新疆硅基新材料创新中心有限公司 一种硅基负极材料及制备方法、负极、锂离子电池
CN111342020B (zh) * 2020-03-11 2021-11-02 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种硅基负极材料及其制备方法以及一种锂离子电池
CN113451555A (zh) * 2020-03-26 2021-09-28 新疆硅基新材料创新中心有限公司 一种硅碳复合负极材料、制备方法以及负极和锂离子电池
CN113471409B (zh) * 2020-03-30 2023-01-31 新疆硅基新材料创新中心有限公司 一种硅基复合材料、制备方法以及负极和锂离子电池
CN111613796B (zh) * 2020-05-21 2022-07-26 芜湖天弋能源科技有限公司 负应变材料包覆硅碳的负极材料及其制备方法、锂离子电池
CN111900353B (zh) * 2020-07-30 2022-02-25 北京金博威科技有限公司 复合材料、制备方法及包含其的锂离子电池负极材料和锂离子电池
CN111969196B (zh) * 2020-08-05 2023-01-10 有研资源环境技术研究院(北京)有限公司 一种纳米片状氧化亚硅及其复合负极材料
CN112467102A (zh) * 2020-11-13 2021-03-09 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种SiOx-Si@C@CNTs复合材料的制备方法
CN112678807B (zh) * 2020-12-28 2022-08-05 成都硅宝科技股份有限公司 一种改性氧化亚硅/碳纳米管复合负极材料及其制备方法
CN114804118B (zh) * 2021-01-29 2023-08-29 中国科学技术大学 一种改性氧化亚硅材料及其制备方法，以及锂离子电池
CN113023738A (zh) * 2021-03-03 2021-06-25 昆山宝创新能源科技有限公司 硅基复合材料及其制备方法、电池
CN113161157B (zh) * 2021-04-23 2022-11-15 中国科学院电工研究所 一种硅基复合负极活性材料、硅基复合负极及其制备方法和应用
CN114203956A (zh) * 2021-12-10 2022-03-18 湖南宸宇富基新能源科技有限公司 一种夹心结构负极片、前驱极片及其制备和应用
CN114388770B (zh) * 2022-01-24 2023-05-12 浙江锂宸新材料科技有限公司 一种高容量高首效硅氧负极材料及其制备方法
CN116918099A (zh) * 2022-03-29 2023-10-20 宁德新能源科技有限公司 负极极片、用于电化学装置中的负极极片、电化学装置及电子设备
CN115036485B (zh) * 2022-06-24 2024-05-03 广州碳导科技有限公司 一种硅碳负极的制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042806A (ja) 2000-07-19 2002-02-08 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2012134050A (ja) 2010-12-22 2012-07-12 Osaka Titanium Technologies Co Ltd リチウムイオン二次電池負極材用粉末、これを用いたリチウムイオン二次電池負極およびリチウムイオン二次電池

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004063433A (ja) * 2001-12-26 2004-02-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 導電性酸化珪素粉末、その製造方法及び該粉末を用いた非水電解質二次電池用負極材
US7618678B2 (en) * 2003-12-19 2009-11-17 Conocophillips Company Carbon-coated silicon particle powders as the anode material for lithium ion batteries and the method of making the same
US8828481B2 (en) * 2007-04-23 2014-09-09 Applied Sciences, Inc. Method of depositing silicon on carbon materials and forming an anode for use in lithium ion batteries
JP5272492B2 (ja) * 2008-04-21 2013-08-28 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極材及びその製造方法、ならびに非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池
JP2010272411A (ja) * 2009-05-22 2010-12-02 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 非水電解質二次電池用負極材及びその製造方法、ならびにリチウムイオン二次電池及び電気化学キャパシタ
CN102214817A (zh) * 2010-04-09 2011-10-12 清华大学 一种碳/硅/碳纳米复合结构负极材料及其制备方法
JP5454353B2 (ja) * 2010-05-21 2014-03-26 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池負極材用珪素酸化物及びその製造方法、ならびに負極、リチウムイオン二次電池及び電気化学キャパシタ
JPWO2011148569A1 (ja) * 2010-05-25 2013-07-25 株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ リチウムイオン二次電池負極材用粉末およびその製造方法
CN101894939B (zh) * 2010-07-02 2014-04-16 重庆大学 锂离子电池含纳米硅或锡复合负极材料及其制备方法
KR101383967B1 (ko) * 2010-07-02 2014-04-10 썬쩐 비티아르 뉴 에너지 머티어리얼스 아이엔씨이 리튬이온전지 음극재료 및 그의 제조방법
US20130344391A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-26 Sila Nanotechnologies Inc. Multi-shell structures and fabrication methods for battery active materials with expansion properties
CN103199252B (zh) * 2013-03-08 2015-10-28 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 锂离子电池用硅碳负极材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042806A (ja) 2000-07-19 2002-02-08 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2012134050A (ja) 2010-12-22 2012-07-12 Osaka Titanium Technologies Co Ltd リチウムイオン二次電池負極材用粉末、これを用いたリチウムイオン二次電池負極およびリチウムイオン二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
US10170754B2 (en) 2019-01-01
JP2015076396A (ja) 2015-04-20
CN103474631B (zh) 2017-01-11
JP5992001B2 (ja) 2016-09-14
US20150099174A1 (en) 2015-04-09
KR20150041553A (ko) 2015-04-16
CN103474631A (zh) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101642137B1 (ko) 리튬이온전지용 일산화실리콘 복합음극소재, 그 제조 방법 및 리튬이온전지
Cheng et al. Adjusting the chemical bonding of SnO2@ CNT composite for enhanced conversion reaction kinetics
Wang et al. Controllable N‐Doped CuCo2O4@ C Film as a Self‐Supported Anode for Ultrastable Sodium‐Ion Batteries
CN108461723A (zh) 一种用于锂离子电池的硅基复合材料及其制备方法
WO2019062494A1 (zh) 基于沥青的钠离子电池负极材料及其制备方法和应用
Wang et al. Self‐Adaptive Electrode with SWCNT Bundles as Elastic Substrate for High‐Rate and Long‐Cycle‐Life Lithium/Sodium Ion Batteries
CN110660984A (zh) 一种纳米硅碳复合材料及其制备方法和应用
CN108682787B (zh) 一种锂离子电池极片及其制备方法
CN105047888A (zh) 一种锂离子电池负极材料及其制备方法
CN113380998A (zh) 一种硅碳负极材料及其制备方法和应用
Hai et al. Surface modification of graphite by ion implantation for promoting the electrochemical property in Li-ion batteries
KR20210055137A (ko) 리튬이차전지 음극재용 규소-탄소계복합체 및 이의 제조방법
CN108172791B (zh) 复合物负极材料及其制备方法、锂离子电池
Huang et al. A Low‐Cost and Scalable Carbon Coated SiO‐Based Anode Material for Lithium‐Ion Batteries
Jin et al. Carbon-coated nitrogen doped SiOx anode material for high stability lithium ion batteries
Ou et al. Facile preparation of NiO@ graphene nanocomposite with superior performances as anode for Li-ion batteries
Jia et al. Reduced graphene oxide encapsulated MnO microspheres as an anode for high-rate lithium ion capacitors
Li et al. Coal tar electrode pitch modified rice husk ash as anode for lithium ion batteries
Liu et al. Progressive lithiation of FeP2 nanoparticles constrained inside the carbon shell
CN108807903B (zh) 一种锂电池用复合修饰锂电池负极材料的制备方法
KR20230144599A (ko) 복합 음극 소재 및 그의 제조 방법, 리튬 이온 전지
Hou et al. Highly oriented fluorinated carbon nanotube arrays for high specific capacity lithium primary battery
WO2023016047A1 (zh) 负极材料及其制备方法、锂离子电池
CN109935793B (zh) 一种锂离子电池复合石墨烯负极材料的制备方法
Li et al. Nitrogen-doped carbon-coated Ti–Fe–O nanocomposites with enhanced reversible capacity and rate capability for high-performance lithium-ion batteries

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant