DE19938822A1 - Verfahren zur Herstellung einer offenporigen monolithischen Elektrode aus Kohlenstoff für den Einsatz in einer reversiblen Lithium-Ionen-Batterie - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer offenporigen monolithischen Elektrode aus Kohlenstoff für den Einsatz in einer reversiblen Lithium-Ionen-BatterieInfo
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Abstract
Gegenüber den bisher üblichen Elektroden wird bei interkalierenden Kohlenstoffelektroden die irreversible Ladung deutlich reduziert und die reversibel spezifische Ladung erhöht. Bisher nicht oder wenig effizient interkalierende, poröse Materialien können durch Abscheidung einer Kohlenstoffschicht auf die Oberfläche für die Lithium-Interkalation nutzbar gemacht werden.
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Lithiumionen-
Interkalationselektrode aus offenporigen, monolithischen Kohlenstoffen, vorzugsweise
Kohlenstoffaerogelen.
Gegenüber den bisher üblichen Elektroden wird bei dieser interkalierenden
Kohlenstoffelektrode die irreversible Ladung deutlich reduziert und die reversible spezifische
Ladung erhöht. Durch das Verfahren können bisher nicht-interkalierende Materialien für die
Lithium-Interkalation nutzbar gemacht werden und Materialien mit bereits vorhandener
Lithium-Interkalationsfähigkeit deutlich effizienter gemacht werden.
Poröse (offenporige) Kohlenstoffelektroden werden in Batterien, PEM-Brennstoffzellen und
Superkondensatoren zur Kontaktierung bzw. zur Speicherung von Ladungen verwendet. In
aufladbaren Lithiumbatterien (auch Li-Shuttle Batterien genannt) werden an der negativen
Elektrode beim Anlegen einer Spannung Lithiumionen zwischen den Graphitebenen von
statistisch angeordneten graphitartigen Mikrokristalliten eingelagert (interkaliert). Dabei wird
die Elektrode aufgeladen. Beim Entladen wird die gespeicherte Ladung zu einem großen Teil
zurückgewonnen. Die Ladung, die vor allem beim ersten Lade-/Entlade-Zyklus nicht
zurückgewonnen werden kann, wird als "irreversible Ladung" (bzw. "Ladungsverlust")
bezeichnet. Die interkalierenden Kohlenstoffe liegen i. a. in Form von Pulvern vor. Sie werden
mit Hilfe von Bindern (z. B. PVDF, PTFE) zu Elektroden verarbeitet. Zur Vermeidung der
irreversiblen Ladung werden vorwiegend Kohlenstoffe mit niedriger innerer Oberfläche
verwendet.
Bei aufladbaren Lithium-Ionen Batterien (Li-Shuttle-Batterie) besteht die negative Elektrode
(Kathode) aus Graphit und/oder teilweise graphitierten Kohlenstoffen, die
Interkalationsverbindungen mit Lithium bilden können (Fig. 1a). Auch Interkalation in eher
ungeordneten, turbostratischen Kohlenstoff wird beobachtet und durch die beidseitige
Adsorption von Li-Ionen an Graphit-Basalflächen erklärt (Fig. 1b). Die theoretische maximale
Speicherfähigkeit beträgt in erstem Fall ca. 1 Li-Ion pro 6 Kohlenstoffatome (LiC6), was einer
spezifischen Ladung von 372 Ah/kg (bzgl. des Kohlenstoffes) entspricht. Im zweiten Fall der
ungeordneten Kohlenstoffe sind durch die beidseitige Adsorption an Graphitschichten sogar
höhere spezifische Ladungen zu erzielen. Die Reversibilität ist i. a. bei letztgenannten
Kohlenstoffen jedoch geringer. Die bisher bei konventionellen Lithium-Ionen-Batterien
erreichbaren spezifischen Ladungen liegen bei etwa 150 Ah/kg.
Beim Laden einer Lithium-Ionen Batterie wandern positiv geladene Lithium-Ionen aus dem
Elektrolyt zwischen die Schichtgitterebenen des Graphits bzw. physisorbieren an den
Graphitschichten von ungeordneten Kohlenstoffen und gehen eine Bindung mit den
umliegenden Kohlenstoffatomen ein. Die Bindung an einzelnen Schichten ist dabei schwächer
als während der Einlagerung (Interkalation) zwischen die Schichten. Die Kohlenstoffatome
tragen eine delokalisierte negative Ladung. Die Bindung ist vorwiegend elektrovalenter Art,
aber zum Teil auch kovalent. Beim Entladen geben die Kohlenstoffatome Elektronen ab, die
über den externen Verbraucher zur positiven Elektrode fließen. Für jedes abgegebene Elektron
wandert ein Lithiumion in den Elektrolyt ab, gelangt zur Gegenelektrode und reduziert diese.
Als positive Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie werden hauptsächlich Materialien
eingesetzt, die in der Lage sind, die von der negativen Elektrode beim Entladen abgegebenen
Lithiumionen aufzunehmen und sie beim Laden wieder freizusetzen, wie es z. B. bei gewissen
Oxiden des Cobalts, Nickels, Mangans, Molybdäns und Vanadiums der Fall ist. Das Metall
muß dabei mindestens zwei Wertigkeitsstufen aufweisen: zur niedrigeren wird es beim
Entladen reduziert, zur höheren wird es beim Laden oxidiert.
Um die Anforderungen zu erfüllen, werden als negative Elektroden hauptsächlich mehr oder
weniger graphitische Kohlenstoffe verwendet. Sie werden mit Hilfe von Bindern zu
Elektroden verpresst oder auf nichtporöse Stromkollektoren aufgetragen. Die Anforderung
einer genügend hohen Porosität bei gleichzeitiger Monolithizität schließt sich bei solchen
Materialien gegenseitig aus.
Die so gefertigten Elektroden weisen trotz einer hohen reversiblen spezifischen Ladung noch
immer deutliche Verluste durch die irreversible Ladung auf, die sowohl durch die
Morphologie des Kohlenstoffs (innere Oberfläche. Teilchengröße und -struktur, sowie Anzahl
von Oberflächenkomplexen) als auch durch co-Interkalation des organischen Elektrolyten
hervorgerufen wird.
Durch die Verwendung von Bindern wird die Leitfähigkeit der Elektrode im Vergleich zum
reinen Kohlenstoff derselben Dichte erniedrigt. Außerdem gibt es bisher noch keine
monolithischen porösen Materialien, die als negative Lithium-Interkalationselektroden
geeignet sind. Bisher müssen zum Bau solcher Elektroden stets mehrere Komponenten
miteinander verpresst oder anderweitig verarbeitet werden.
Bei monolithischen, in der Regel eher ungeordneten (nicht-graphitischen) Kohlenstoffen, wie
z. B. Kohlefasern die aus Polyacrylnitril (PAN) oder aus Novolak Precursoren hergestellt
werden, war bisher keine effiziente Interkalation beobachtet worden. Ebensowenig war mit
monolithischen Kohlenstoffaerogelen eine effiziente Interkalationsbatterie realisierbar. Grund
hierfür ist die durch die große Mesoporen-Oberflächen bedingte hohe irreversible Ladung und
die im Vergleich zu Graphiten niedrige Interkalationsfähigkeit (bzw. spezifische Ladung).
Außerdem ist durch die sehr kleinen Poren (< 100 nm) ein großer Diffussionswiderstand
gegeben.
Kohlenstoff-Aerogele, die durch Pyrolyse von Aerogelen auf der Basis organischer
Verbindungen hervorgehen (siehe dazu: Pekala, C.T. Alviso, Materials Research Society,
1992 Spring Meeting San Francisco, April 1992, Proceedings 270 (1992), Seite 3) und andere
poröse Kohlenstoffe, die aus natürlichen organischen Materialien wie z. B. Kokosnußschalen,
Zucker oder synthetischen organischen Materialien wie z. B. Phenolharzen, Phenolharzfasern
oder -vliesen, PAN-Fasern, Aramidfasern oder Zellstoffpapiere und Zellulosen hervorgehen,
besitzen - aufgrund ihrer hohen Porosität und den statistisch verteilten und hauptsächlich
sheetförmigen Graphitmikrokristalliten - prinzipiell Eigenschaften, die einen Einsatz als
negative Lithiuminterkalationselektrode erlauben. Aufgrund ihrer Porenstruktur, insbesondere
der sehr hohen zugänglichen Mikro- und Mesoporosität, und der daraus resultierenden großen
inneren Oberfläche, weisen sie jedoch eine sehr hohe irreversible Ladung und eine wesentlich
niedrigere reversible spezifische Ladung als graphitische Kohlenstoffe auf. Die Dichte der
gepressten Elektroden ist zudem geringer als die Dichte graphitischer Kohlenstoffe, was
zudem geringere Ladungsdichten bewirkt.
Um eine Adsorption von Wasser oder Luft bei mikroporösen Kohlenstoffen zu vermeiden,
was zu einer erhöhten irreversiblen Ladung in der Lithium-Interkalationsbatterie führen
würde, muß zudem der gesamte Herstellungsprozeß, von Beginn der Carbonisierung an, unter
Schutzgas-Atmosphäre erfolgen.
Gegenstand dieser Erfindung ist lediglich die negative Elektrode (Kathode). An die negative
Lithium-Interkalationselektrode werden u. a. folgende Anforderungen gestellt:
Um den ohmschen Verlust möglichst niedrig zu halten und eine hohe Leistungsdichte zu
erzielen, muß die negative Elektrode eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Dabei
sollte auf nichtleitfähige Bindemittel verzichtet werden.
Die interkalierenden Kohlenstoffe sollten in der Lage sein, Lithiumionen ohne ihre
Solvathülle zu interkalieren. Die Einlagerung von solvatisierten Lithiumionen wird als co-
Interkalation bezeichnet. Sie ist eine der Ursachen für die irreversible Ladung und daher
unerwünscht. Eine weitere Ursache für die irreversible Ladung ist die Ausbildung einer
Deckschicht auf der für den Elektrolyten zugänglichen inneren Oberfläche, die vor allem im
ersten Ladezyklus gebildet wird. Mit dieser Deckschichtbildung ist ein Verbrauch an Lithium
verbunden, weshalb die innere Oberfläche (gemessen z. B. nach BET-Methode) des
verwendeten Kohlenstoffs weniger als 10 m2/g betragen sollte. Dies schließt Kohlenstoffe mit
großer Mesoporosität (Poren zwischen 2 nm und 50 nm) und offener Mikroporosität (Poren <
2 nm), wie z. B. Aktivkohlen oder Kohlenstoffaerogele aus. Fig. 2 zeigt die Mesoporosität des
Kohlenstoffs, bzw. des Kohlenstoffaerogels (Primärteilchen (1), Meso- bzw. Makroporen (2),
Mikrokristallite (3) und Mikroporen (4)). Im Gegensatz zur offenen Mikroporosität, können
"geschlossene" Mikroporen, d. h. für den Elektrolyten unzugängliche Mikroporen, ebenfalls
für die Lithiuminterkalation zur Verfügung stehen.
Die Elektroden sollten nach Möglichkeit aus interkalationsfähigem, vorzugsweise
graphitischem Kohlenstoff bestehen. Die Verwendung von ungeordneten Kohlenstoffen ist
möglich, wenn auch mit erhöhter irreversibler Ladung.
Weiterhin sollte eine gute Zugänglichkeit der makroskopischen inneren Oberfläche für
Elektrolyten gewährleistet sein. Dies ist besonders wichtig, um eine Diffusionshemmung bei
der Lithiuminterkalation zu minimieren.
Die innere Oberfläche der Elektrode sollte möglichst inert bzgl. der verwendeten Elektrolyten
sein. Eine inerte Oberfläche ist wichtig, da die irreversible Ladung im wesentlichen durch
irreversible Reaktionen von sauerstoffhaltigen Oberflächengruppen mit den Lithium-Ionen
und durch die Zersetzung des organischen Elektrolyten bedingt ist. Daneben darf bei der
Fertigung der negativen Elektrode von Lithium-Interkalationsbatterien kein Wasser an der
inneren Oberfläche adsorbiert sein, da dies ansonsten sofort mit dem reduzierend wirkendem
Lithium reagieren würde und eine Verschlechterung der Elektrodeneigenschaften zur Folge
hätte.
Um nicht-interkalierende Materialien für die Li-Interkalation nutzbar und Materialien mit
einer bereits vorhanden Li-Interkalationsfähigkeit deutlich effizienter zu machen, besteht
unser Ansatz darin, vorhandene Mikroporen für den Elektrolyten unzugänglich zu machen
und die Oberfläche bzgl. der Adsorption von Gasen und Wasser zu inertisieren. Sowohl die
Verringerung der inneren Oberfläche als auch die Absättigung vorhandener Valenzen an
prismatischen Graphitflächen verringern die irreversiblen Ladungsverluste bei den ersten
Zyklen. Im Gegenzug steht eine größere reversible spezifische Ladung bei den weiteren
Zyklen zur Verfügung. Insbesondere die Ladungsdichte der Kohlenstoffe (und damit die
elektrische Leitfähigkeit) wird bei diesem Verfahren noch dadurch gesteigert, daß der Anteil
an interkalationsfähigem Kohlenstoff bei gleichem Elektrodenvolumen erhöht wird.
Ziel der Erfindung ist es, eine offenporöse Kohlenstoffelektrode bereitzustellen, deren Skelett
mit einer möglichst homogenen, dichten und elektrisch leitfähigen Schicht aus mikro
kristallinem Kohlenstoff überzogen ist, die sowohl die irreversible Ladung bei der
Lithiuminterkalation deutlich unterdrückt als auch die reversible spezifische Ladung deutlich
steigert. Auch ist mit diesem Verfahren die Herstellung einer Gradientenelektrode einfach zu
verwirklichen.
Erfindungsmäßig kommen als Skelett alle Kohlenstofformen in Frage. Die Verwendung von
elektrisch leitfähigen Nichtkohlenstoffen und Verbünde aus diesen mit Kohlenstoff sind
gemäß der Erfindung ebenfalls denkbar.
Bei den verwendeten Kohlenstoffen kommen sowohl Kohlenstoffaerogele, Kohlenstoff
xerogele, Nanotubes, Nanofibres, Kohlepapiere. Kohlefasern, Kohlefaservliese und -gewebe,
die aus der Pyrolyse von organischen Materialien hervorgehen als auch Aktivkohlen, Kohle-
oder Graphitruße, und polykristalline Graphite in Frage. Ebenfalls sind Verbünde dieser
Materialien untereinander, insbesondere vor der Pyrolyse, denkbar.
Der wesentliche Bestandteil der Erfindung ist das Verfahren, nachdem, während oder nach
erfolgter Carbonisierung des Skelettmaterials in einem Pyrolyseprozess bei Temperaturen von
500-2000°C, vorzugsweise zwischen 600 und 1100°C, zusätzlich zum Schutzgas ein
kohlenstoffhaltiges Gas, vorzugsweise Methan, eingeleitet wird.
Dabei scheidet sich nach dem Prinzip einer thermischen Abscheidung von Kohlenstoff aus der
Gasphase bei der Zersetzungstemperatur des verwendeten Gases eine Kohlenstoffschicht auf
der inneren Oberfläche der offenporösen Kohlenstoffs ab. Die Dicke des Überzugs, dessen
Eindringtiefe in die Partikel und dessen Homogenität hängt insbesondere von der
Abscheidetemperatur, -dauer, den Gaskonzentrationen und den Gasflüssen bzw. den
verwendeten kohlenstoffhaltigen Gasen ab.
Demnach resultiert eine niedrige Abscheidetemperatur in einer Verstopfung der Mikroporen
(5) in der offenporösen Kohlenstoffstruktur (Fig. 3a). Eine hohe Abscheidetemperatur erzeugt
mehr einen Überzug (5) auf der Primärpartikeln unter Verschließung der Mikrostruktur (Fig.
3b). Beide Effekte sind der Erniedrigung der irreversiblen Kapazität förderlich, indem sie eine
niedrigere Oberfläche und eine Absättigung/Abdeckung von Oberflächen-Komplexen zur
Folge haben.
Ein weiterer Vorteil ist die mechanische Verstärkung der Kohlenstoffstrukturen und der
gesamten monolithischen porösen Elektroden (vorzugsweise Kohlenstoff-Aerogelen).
Die mechanische Verstärkung durch quervernetzende Kohlenstoffstrukturen hat zudem den
Effekt, daß die Aufdehnung des Graphitebenenabstands und damit die energetisch bevorzugte
co-Interkalation des Elektrolyten stark unterbunden ist. Ein Nebeneffekt ist die Abscheidung
von zusätzlichem interkalationsfähigem Kohlenstoff, was die Dichte und damit die massen-
und volumenspezifische Speicherkapazität der Elektroden erhöht.
Bei der thermische Abscheidung von Kohlenstoff auf porösen Kohlenstoffmaterialien können
die Kohlenstoffmaterialien sowohl in Form von Pulvern und Fasern als auch als monolithische
offenporöse Festkörper, vorzugsweise Kohlenstoffaerogelen, vorliegen. Im Gegensatz zu
früheren Patenten von Mayer, Kaschmitter und Pekala zur Anwendung von
Kohlenstoffaerogelen für die reversible Li-Ionen Batterie, ist in diesem Fall das
Kohlenstoffaerogel selbst das interkalierende Kohlenstoffmaterial. Bei der Verwendung von
monolithischen Kohlenstoffaerogelen als Elektrodenmaterial für die Li-Ionen-Batterie müssen
folgende Voraussetzungen erfüllt sein:
Die Mesostruktur muß eine ausreichende Zugänglichkeit der inneren Oberfläche auf der das
kohlenstoffhaltige Gas abgeschieden werden soll zulassen und die Strukturen müssen
genügend groß sein (< 100 nm) um nach der Abscheidung eine verbleibende Oberfläche von
weniger als ca. 10 m2/g zu erzielen. Diese zwei Anforderungen lassen sich durch den Sol-Gel-
Ansatz verwirklichen, indem sehr geringe Katalysatorkonzentrationen verwendet werden
(bewirkt große Teilchen) und eine große Verdünnung mit Wasser gewählt wird (große Poren).
Durch diese thermische Abscheidung ergibt sich bei Kohlenstoffaerogelen und anderen
interkalationsfähigen Materialien eine deutliche Effizienzverbesserung bei der Lithium
interkalation. Dies wird dadurch begünstigt, daß vorhandene Mikroporen für den bei der
Lithiuminterkalationsbatterie verwendeten Elektrolyten unzugänglich gemacht werden, so daß
sowohl die Doppelschichtkapazität als auch die co-Interkalation und damit die irreversible
Ladung drastisch reduziert wird und gleichzeitig mehr Plätze für die Interkalation von
Lithiumionen geschaffen werden. Dies wird durch eine Versteifung von
Kohlenstoffnetzwerken bzw. von graphitischen Kohlenstoffpartikeln erreicht, wodurch die
Graphitebenenabstände fixiert werden und so eine co-Interkalation des Elektrolyten
unterdrückt wird. Dieses Verfahren kann zudem die Eigenschaften von interkalierenden
Kohlenstoffen weiter verbessern. Die Verwendung von einfacheren Elektrolytsystemen wird
somit in Aussicht gestellt.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist die in-situ Passivierung der Oberfläche. Durch die
Reaktion von Kohlenwasserstoffen - vorzugsweise Methan - zu Kohlenstoff entsteht
Wasserstoff, der bewirkt, daß gleichzeitig die innere Oberfläche durch Reduktion unpolar
gemacht wird. Die unerwünschte Wasseradsorption an Luft wird dadurch stark unterdrückt.
Aufgrund der Kontinuität und der hohen Dichte einer solchen Beschichtung, wird die
Stabilität und die Leitfähigkeit der ursprünglichen Kohlenstoffelektrode zusätzlich verbessert.
Dies ist ebenfalls ein erwünschter Effekt der Kohlenstoff-Abscheidung. Die Dichten werden
erhöht, was wiederum höhere Ladungsdichten produziert.
Die einfache Durchführbarkeit und Kontrollierbarkeit von Kohlenstoff-Abscheidung aus der
Gasphase läßt eine einfache Massenfertigung solcher Elektroden für Interkalationsbatterien in
einem kontinuierlichen Prozeß zu. Dadurch wird die Herstellung monolithischer Elektroden
für Li-Ionen-Batterien ohne zusätzliche Verarbeitungsschritte möglich gemacht. Eine
nachträgliche Graphitierung kann zu einer besseren Reversibilität der so hergestellten
Elektroden führen.
Ein rundes offenporöses Kohlenstoffaerogelplättchen mit einer Dicke von ca. 1 mm und
Durchmesser von ca. 19 mm, einer Dichte von ca. 320 kg/m3 und mit einer mittleren
Gerüstpartikelgröße von 200 nm und Makroporengrößen im Bereich zwischen 100 nm und
1 µm wird bei 1000°C unter Argonatmosphäre aufgeheizt. Die Gerüstpartikel weisen eine
offene Mikroporenstruktur mit Porengrößen im Bereich 0.1-1 nm auf. Das Aerogel wird unter
einströmender Inertgasatmosphäre (Argon) auf 1000°C erwärmt. Nach dem Erreichen der
1000°C wird Methan eine Stunde lang zum Argon beigemischt, so daß der relative Anteil an
Methan ca. 5% vom Gemisch ausmacht. Der Gasfluß des Gemischs beträgt ca. 40 l/h unter
Standardbedingungen (1013 mbar und bei 20°C). Bei diesem Prozess scheidet sich
Kohlenstoff aus dem Methan auf der inneren Oberfläche des Kohlenstoffaerogels in Form
eines dünnen Überzugs ab der nur wenige Nanometer beträgt und das Aerogelgerüst
gleichmäßig umgibt. Danach wird unter Argonatmosphäre abgekühlt. Das resultierende
beschichtete Kohlenstoffaerogel ist aufgrund seiner makroskopischen Struktur von einem
unbeschichteten Kohlenstoffaerogel nicht zu unterscheiden. Die Dichte des Scheibchens nach
dem Beschichten beträgt ca. 500 kg/m3. Lithium-Interkalationsmessung an einer beschichteten
und unbeschichteten Probe ergaben folgende Ergebnisse:
Unbeschichtet: spez. Ladung: 150 Ah/kg, Anteil der irreversiblen Ladung: 50%
Beschichtet: spez. Ladung: 320 Ah/kg, Anteil der irreversiblen Ladung: 18%
Unbeschichtet: spez. Ladung: 150 Ah/kg, Anteil der irreversiblen Ladung: 50%
Beschichtet: spez. Ladung: 320 Ah/kg, Anteil der irreversiblen Ladung: 18%
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Interkalationselektrode mit einem Skelett aus
porösem Kohlenstoffmaterial oder elektrisch leitendem Nichtkohlenstoffmaterial oder
Verbünde aus porösem Kohlenstoffmaterial und Nichtkohlenstoffmaterial, dadurch
gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des Skelettmaterials eine Kohlenstoffschicht
abgeschieden wird, indem bei Temperaturen zwischen 500°C und 2000°C
kohlenstoffhaltiges Gas oder ein Gemisch aus einem kohlenstoffhaltigen Gas und einem
Schutzgas in das Material eingeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die
Temperatur vorzugsweise zwischen 600°C und 1100°C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhaltige
Gas ein Kohlenwasserstoffgas, vorzugsweise Methan, Ethan oder Ethylen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas
vorzugsweise Argon oder Stickstoff ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Skelettmaterial als Kohlenstoff-Pulver vorliegt, vorzugsweise Ruß-, Aktivkohle-,
Graphit-, Novolak-, Kohlenstoffaerogel- oder Kohlenstoffxerogelpulver.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Skelettmaterial aus Kohlenstoffasern besteht, die aus Phenolharz- oder Polyacrylonitril-
Precusoren hergestellt wurden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Skelettmaterial aus monolithischem, porösem Kohlenstoff, vorzugsweise
Kohlenstoffaerogel oder Kohlenstoffxerogel besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der monolithisch, poröse
Kohlenstoff Mesoporengrößen größer als 100 nm und Primärteilchengrößen größer als
20 nm aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Skelettmaterial aus Verbünden der unter den Ansprüchen 5 bis 8 genannten
Skelettmaterialien besteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kohlenstoffabscheidung auf die unter den Ansprüchen 5 bis 9 genannten
Skelettmaterialien erfolgt, nachdem diese mit einem nichtporösen elektrisch leitenden
Stromkollektor kontaktiert wurden.
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DE19938822A DE19938822A1 (de) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | Verfahren zur Herstellung einer offenporigen monolithischen Elektrode aus Kohlenstoff für den Einsatz in einer reversiblen Lithium-Ionen-Batterie |
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