TW486837B - Active positive-electrode material in electrochemical cells, and process for the production thereof - Google Patents
Active positive-electrode material in electrochemical cells, and process for the production thereof Download PDFInfo
- Publication number
- TW486837B TW486837B TW090107206A TW90107206A TW486837B TW 486837 B TW486837 B TW 486837B TW 090107206 A TW090107206 A TW 090107206A TW 90107206 A TW90107206 A TW 90107206A TW 486837 B TW486837 B TW 486837B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- metal
- anode material
- tin
- group
- patent application
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 title abstract 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 28
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 17
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 11
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000002079 cooperative effect Effects 0.000 claims description 5
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims description 4
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910021518 metal oxyhydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- -1 alkali metal salts Chemical class 0.000 description 16
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 7
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 7
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 6
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 5
- 125000002178 anthracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 5
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 125000005561 phenanthryl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000003226 pyrazolyl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 4
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 3
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 3
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical group N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 125000000747 amidyl group Chemical group [H][N-]* 0.000 description 2
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 2
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 2
- 235000011150 stannous chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L tin(II) chloride (anhydrous) Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sn+2] AXZWODMDQAVCJE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 1,3-dichloro-5,5-dimethylimidazolidine-2,4-dione Chemical compound CC1(C)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O KEQGZUUPPQEDPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017048 AsF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000552 LiCF3SO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013131 LiN Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 description 1
- LBZRRXXISSKCHV-UHFFFAOYSA-N [B].[O] Chemical compound [B].[O] LBZRRXXISSKCHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 159000000032 aromatic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical group 0.000 description 1
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N chlorosulfonic acid Substances OS(Cl)(=O)=O XTHPWXDJESJLNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019219 chocolate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 125000004356 hydroxy functional group Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001540 lithium hexafluoroarsenate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001500 lithium hexafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- LGRLWUINFJPLSH-UHFFFAOYSA-N methanide Chemical compound [CH3-] LGRLWUINFJPLSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 235000012459 muffins Nutrition 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical group C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- BPJYAXCTOHRFDQ-UHFFFAOYSA-L tetracopper;2,4,6-trioxido-1,3,5,2,4,6-trioxatriarsinane;diacetate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.[O-][As]1O[As]([O-])O[As]([O-])O1.[O-][As]1O[As]([O-])O[As]([O-])O1 BPJYAXCTOHRFDQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N triton Chemical compound [3H+] GPRLSGONYQIRFK-MNYXATJNSA-N 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H01M4/387—Tin or alloys based on tin
-
- 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
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- 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
-
- 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
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—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
-
- 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
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49108—Electric battery cell making
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
486837 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明領域： 本發明係相關於一種基於塗層金屬核心，諸如鍊、鉍 、鎘、銦、錯、鎵或錫粒子，或其合金，可用於電化學電 池中之活性陽極材料。 發明背景：
鋰離子電池生產係爲所有移動性應用器材中最具希望 的系統，應用的領域可自高品質之電子設備（例如移動式 電話、攝錄影機）到電動式驅動馬達車輛。 . 此等電池係由陰電極、·陽電極、隔離板及非水溶液電 解質所組成。典型地陰電極爲L i ( Μ η M e z ) 2〇4、 Li (C〇Mez)〇2、Li (CoNixMez)〇2 或 其他鋰夾入及插入化合物；陽電極可包括鋰金屬、軟及硬 質碳、石墨、石墨質碳或其他鋰夾入及插入化合物或合金 之化合物；所用電解質爲非質子性溶劑中含有鋰鹽之溶液 ，諸如 L i P F 6、L i B F 6、L i C 1 〇 4、 L i A s F 6、L i C F 3 S 〇 3、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 L iN (CF3S〇2) 2、L i C (CF3S〇2) 3 及其 混合物。 目前商場上可得的鋰離子電池中，陽電極係使用碳。 然而，此陽電極的系統有些問題。因其在使用第一週期即 由於產生不可逆的鋰結合於碳結構中，而在此系統電容量 產生不可忽視的低降。此外可得的碳及石墨之週期穩定性 亦難令人滿意。而且動能的限制在安全方面可能導致緊要 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 486837 A7 B7 五、發明説明（2 ) 關頭之助變數。 爲了減少在第一充電週期電容量不可逆的損失，乃積 極尋覓新產製碳陽極系統取代之，爲此多方面努力以赴嘗 試。例如碳陽極材料以氧化性材料或合金取代之。〇 U r n a 1 of Power Sources 75 (1998): Wolfenstine 調查以氧化錫 / 錫 混合物當鋰離子電池中陽極材料之適用性，使用較喜好之 S η〇比S η〇2對L i形成L i〇2之不可逆的損失可減 至最少。E P 0 8 2 3 7 4 1描述錫混合氧化物以各種金 屬濃液處理。U S 5 6 5 4 1 1 4 U亦描述使用錫之氧化 物當二次鋰離子電池中陽極材料。調查之所有系統在L i 轉化成L i 0 2之過程均有缺點，意指大量的鋰被結合，因 而不便於電池之電化學作用所用。 本發明之目的係爲提供較碳更高電容量之陽極材料， 此外目標是對L i之不可逆的損失減至最少，達成優良之 週期穩定性。 發明之槪述： 根據本發明以使用塗層金屬核心，諸如銻、鉍 '鎘、 銦、鉛、鎵或錫粒子，或其合金，特別較佳者爲錫粒子， 用於電化學電池中之陽極材料以達成本發明之目的。 定義之金屬氧化物可用在金屬及合金核心已爲發現° 令人驚奇地，據發現塗層金屬或合金粒子，特別是錫 粒子，擁有超群的電化學性質，對第一週期L i不可逆的 損失，明顯地少於所謂習知的氧化性陽極材料。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項\^寫本頁) 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486837 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閲讀背面之注意事項^^寫本頁) 習知技術用錫氧化物作陽極材料有粒子黏聚問題。令 人驚奇地，據發現根據本發明製造方法定義直徑之粒子可 以產出。即據本發明方法能產出使原粒子直徑在n m範圍 及次粒子直徑小於1 Ο μ m者。此等小粒子可增加其活性表 面積。 據發現以氧化物層定義塗層原粒子結果在定義氧含量 ，此使L i 0 2之形成能調節之。 使用金屬氫氧化物或金屬氧氫氧化物施以單次或多次 塗層是可能的，其再以熱處理轉化爲氧化物。. 一種陽極材料生產製造方法，其特徵爲： a ) •配製在四氮六甲圜中金屬或合金核心之懸浮體 或溶膠， b ) ·懸浮體以C 5 - C i 2烴類乳化， c ) •乳化作甩係沈澱於金屬或合金核心之上， d ) •金屬氫氧化物或氧氫化物以熱處理系統轉化成 相當的氧化物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 據發現錫、鉬、鈽、鎢及銻之氣氧化物或氧氫氧化物 以熱處理轉化成氧化物是頗適宜塗層。論及是否使用同一 種氧化物或多種不同氧化物於多次塗層，在此並不重要。 使用塗層金屬或合金粒子，特別是錫粒子，用於電化 學電池中之陽極材料，由於建造定義之金屬氧化物塗層， 可見改善了其週期性循環。根據本發明之材料較適宜電化 學電池使用，更適宜當二次鋰離子電池使用。 根據本發明之陽極材料能使用於二次鋰離子電池，包 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6- 486837 A7 B7 —------------—-:- 五、發明説明（4 ) 含慣用的電解質。例如適用的電解質包含這些從L i p F 6 、LiBF6、LiCl〇4、LiAsF6、 LiCF3S〇3、LiN(CF3S〇2)2、 L丨C ( c F 3 S 0 2 ) 3及其混合物族群選出之導電性鹽 類。電解質亦可包含有機異氰酸鹽（DE 1 9944603 )以減少 水含量；電解質亦可包含有機鹼金屬鹽類（DE 19910968 ) 當添加劑。適用的電解質係鹼金屬硼酸鹽，其通式爲：
L
B (OR1
(〇R 請 先 閲 讀 背 之 注 意 項
頁 其中 m及 p 爲 〇、1、2、3 或 4，m+p^diR1 及 R 爲同一或不同的根經由單鍵或雙鍵任擇一直接或相互間 鍵結之，其可爲各個單獨地或一起的芳香族的或脂肪族的 羧酸、二羧酸或磺酸之根； 或其可爲各個單獨地或一起的芳香族環，由苯基、萘 基、蒽基及菲基組成之族群，其可以不取代、或用A或 H a 1作單一到四取代； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 或其可爲各個卓獨地或一*起的雑環芳香族環，由D定 基、吡唑基、二吡啶基組成之族群，其可以不取代、或用 A或Η 作單一到三取代； 或其可爲各個單獨地或一起的芳香經酸，由芳香經竣 酸（醇酸）及芳香羥磺酸（醇磺酸）組成之族群，其可以 不取代.、或用Α或H a 1作單一到四取代。此處： Hal々F、Cl、Br 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 486837 A7 B7 五、發明説明（5 A爲具有1〜6個碳原子之烷基，其可以是單到三鹵 化物。 同« @ ’適用的電解質係鹼金屬烷氧化物，其通式爲
L i + 0 R 其中R係爲芳香族的或脂肪族的羧酸、二羧酸或磺酸之 根 或其係爲芳香族環，由苯基、萘基 '蒽基及菲基組成 之族群，其可以不取代、或用A或H a 1作單一到四取代 (請先閲讀背面之注意事項本頁) -裝· 或其係爲雜環芳香族環，由吡啶基、吡唑基、.二吡陡 基組成之族群，其可以不取代、或用A或η a 1作單一到 二取代； 或其係爲芳香羥酸，由芳香羥羧酸及芳香羥磺酸組成 之族群，其可以不取代、或用A或H a 1作單一到四取代 〇此處： Η a 1 爲 F、c 1、B r A爲具有1〜6個碳原子之烷基，其可以是單到三國 化物。 鋰錯鹽之化學結構式： 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
486837 Α7 Β7 五、發明説明（6 )
(請先閲讀背面之注意事項本頁) 其中R 1及R 2爲同一或不同的根、經由單鍵或雙鍵任擇一 直接或相互間鍵結之，其係爲各個單獨地或一起的芳香族 環，由苯基、萘基、蒽基及菲基組成之族群，其可以不取 代、或用烷基（C i〜C 6 )或烷氧族（C i〜C 6 )或鹵族 (F、C 1、B r )作單一到六取代； 或其係爲各個早獨地或一起的雑環芳香族環，由D比D定 基、吡唑基及嘧啶基組成之族群，其可以不取代、或用院 基（Ci〜C6)或院氧族（Ci〜Ce)或鹵族（F、C 1 、：B r )作單一到四取代； 或其係爲各個單獨地或一起的芳香族環，由經苯甲殘 基、羥萘羧基、羥苯甲磺基、羥蔡磺基組成之族群，其可 以不取代、或用烷基（C i〜C 6 )或烷氧族（c i〜C 6 ) 或鹵族（F、C 1、B r )作單一到四取代； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R 3 - R 6其可爲各個單獨地或成對的經由單鍵或雙鍵 任擇一直接或相互間鍵結之，其具下列意義： 1) ·$兀基（Cl〜C6)或院氧族（Cl〜C6)或鹵 族（F、c 1 、B r ) 2 ) •—芳香族環，由苯基、萘基、蒽基及菲基組成 之族群.，其可以不取代、或用烷基（C i〜C 6 .)或烷氧族 (C 1〜c 6 )或鹵族（F、C 1、B r )作單一到六取代 本、·氏張尺度適用中国國家榡準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） -9 - 486837 A7 B7 4 一 b 五、發明説明（ 由吼D定基、吡唑基及嘧啶基組成之族群，其可以不取 代、或用烷基（Ci-Cs)或烷氧族（Ci-Ce)或鹵族 (F、C 1 、B r )作單一到四取代；其以下列方法配製 (DE 19932317)： a ) ·在一適當的溶劑中加入氯磺酸於3 5 —或6 —取代酉分內， •來自a ) •之中間物以氯三甲矽烷反應，將反 應混合物過濾並分餾， c ) •在一適當的溶劑中來自b ) •之中間物以四甲 氧硼酸鋰反應作用，最終產品 從此隔離，亦可能出現在電解質。 電解質可能同樣的包含下列化學式之化合物（. DE 19941 566)： i Α χ R^CR^3)! 'Kt+N(CF3): 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Kt=N、P、As、Sb、S A = N^P'P(0) 、〇、S As、As (〇）、Sb、Sb(〇） R 1、R 2、R 3爲同一或不同根 H爲鹵素：取代及或不取代之院基c n ϋ 8個碳原子及一個或更多個雙鍵 S e S (〇 、S〇 的取代及 之燒基，具有1〜1 8個碳原子及一個或更多 個 具有 取代 鍵的取 或不 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10-
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、 2 - - 1 ^單一或多個取代及或不取代之苯基，取代及 或不取代之雜芳基。 Α可能爲包含在Ri、R2及或r3之各個位置。 K t可能爲包含在環狀或雜環狀環，鍵結在Κ t之族 群所 町以是同一或不同的根，其中η = 1 — 1 8 m = 3 - 7 k ^ 0 〇r 1-6 L=1 (在x = 〇 時）、〇r2 (在 χ=1 時）x = 〇 〇 Γ 1 y = 1 - 4 這些化合物之配製方法，其特徵係爲通式如下之鹼金 屬鹽： D + - N ( C F 3 ) 2 ( π ) 其中，D +係選自於鹼金屬類族群組成，反應作用於極性有 機溶劑。該鹽之通式爲： [(【Ri(CR2R3)k】 ΑΙΚίΓΈ (El ) K t、A、R 1、R 2、R 3、k、1、x 及7均定義 如上；—E 爲 F. —、C 1 —、B r —、I —、B F 4 —、 Cl〇4 —、AsF6 —、SbF6 —或PF6 —。然而也能用 包含如下通式化合物之電解質（D E 1 9 9 5 3 6 3 8 本紙張尺度國國家標準(CNS ) Α4規格（210X297公釐）
486837 A7 ___ B7 五、發明説明（9 ) X - (CYZ)m-S〇2N (CR'R^3) 2 其中：X 爲 Η、F、C 1 、C n F 2 η + 1、C n F 2 Π - 1、 (S Ο 2 ) k Ν ( C R 1 R 2 R 3 ) 2 Y 爲 H、F、C 1 Z 爲 H、F、C 1 R1、R2及R3爲H及或烷基氟烷基或環烷基 m爲0—9及假如X = H、m关〇 η 爲 1 - 9 k爲0假如m=〇及k=l、假如m=l — 9 以部分反應配製或在有機溶劑中以二甲垵作用於過氟 .烷磺基氟化物，錯鹽通式如下（D E 1 9 9 5 1 8 0 4 ):
Mx+(EZ)y"x/y 其中：x及y爲1、2、3、4、5或6 Μ x +爲金屬離子 E爲路易士酸（L e w i s a c i d )選自於包含 B R 1 R 2 R 3、A 1 R 1 R 2 R 3、P R 1 R 2 R 3 R 4 R 5、 A s R 1 R 2 R 3 R 4 R 5、V R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 等之族群， R 1到R 5爲同一或不同的根及各個單獨地或一起，經 由單鍵或雙鍵任擇一直接或相互間鍵結之，其具下列意義 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 486837 A7 B7 五、發明説明（1〇)
Cs)其可部分或完全被F 一鹵素（F、C 1或B 一個烷基或烷氧根（C 、C 1或B r取代， • 一個芳族環由自苯基、萘基、蒽基及酚基組成族群之 氧任擇鍵結之，其可以不取代或以院基（C ；L — C 8 )或F 、c 1或B r之單一到六取代， 一個雜方族由自吼D定基、哏P坐基及喷0定基組成族 群之氧任擇鍵結之，其可以不取代或以烷基（C i C 8 ) 或F、C 1或B r之單一到四取代，及
Z爲〇R
N R 6 R
C R 6 R 7 R
〇 S 〇 2 R 、N(S〇2R6) ( S Ο 2 R 7 )、 C ( S 0 2 R 6 ) ( S 0 2 R 7 ) ( S 0 2 R 8 其中：
〇C〇R 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R 6到R 8爲同一或不同的根及各個單獨地或一起，經 由單鍵或雙鍵任擇一直接或相互間鍵結之， 氫或如定義之R 1到R 5， 其配製爲以鋰或醯亞胺四烷銨、甲烷化物或酸氟鹽等 反應作用於相當的硼或含磷路易士酸/溶劑加成物，硼酸 鹽（DE 199597 2 2)之通式如下： R3 R1 π y- R2 :/y 本紙張尺度適用中.國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 13- 486837 A7 B7 五、發明説明（11 ) 其中：Μ爲 經濟/部智慧財產局員工消費合作社印製 X R (C 1 -相互間 2 ： 1 院氧硼 製成。 根 合物塗 D Ε 合氧化 浮於溶 望的話 根 ，並以 於系統 屬氧化 在於此 化合物 濾、乾 根 系統中. 化合物 及y爲 UR! -C 8 ) 鍵結之 或4 : 酸鋰、 據本發 層之鋰 19 9 物粒子 劑中， 可鍛燒 據本發 一個或 中（D 物塗層 等粒子 及水解 燥及鍛 據本發 .，其以 及金屬 金屬離子或一四烷銨離子， 1、2、3、4、5 或 6， 5爲同一或不同的及係爲烷氧或羧基之根 ，其亦可出現經由單鍵或雙鍵任擇一直接或 。此等硼酸鹽以適當的羥基或羧基化合物以 1之比在一非質子性溶劑中，反應作用於四 或烷氧化鋰與硼酸鹽1 : 1比之混合物而配 明之陽極材料，同樣能使用於系統中，以聚 混合氧化物粒子用於陰極材料（ 4 6 0 6 6 )。以單一或更多聚合物塗層混 之鋰的產製方法，其特徵係在於此等粒子懸 然後將此塗層粒子過濾之，乾燥後，·假使期 明之陽極材料，亦 更多金屬氧化物塗 E 1 9 9 2 2 5 混合氧化物粒子之 懸浮於有機溶劑中 溶液共加入懸浮體 燒。 明之陽極材料，同 鋰混合氧化物粒子 氧化物塗層後組成 能以混合氧化物粒子之鋰 層組成之陰極材料，使用 2 2 )。以單一或更多金 鋰的產製方法，其特徵係 ，一種含有可水解之金屬 中，然後將此塗層粒子過 樣亦能以陰極材料使用於 ，並經單一或多次鹼金屬 。這些材料之產製方法， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297公釐）
-14- 486837 A7 B7 五、發明説明（12) 其特徵係在此等粒子是懸浮於有機溶劑中，再加入懸浮於 有機溶劑中之鹼金屬鹽化合物及溶解於有機溶劑中之金屬 氧化物，並加入一水解作用之溶液於懸浮體中，隨後將塗 層粒子過濾、乾燥及鍛燒。 較佳實施例之詳細描述： 本發明之一般實施例將詳釋如下·_ 使用之啓始化合物爲1 - 2莫耳（較佳爲2莫耳）四 氯化錫溶液，系統中銻、鉍、鎘、銦、鉛或鎵濃度，同樣 能如上述莫耳範圍，但是亦能調低或調高一點，較佳爲 0 · 1〜3莫耳、更佳爲2莫耳。論及其他氧化性塗層， 其相當的鹽溶液，特別以鈽、鉬、鎢及銻元素之氯化物或 這些元素之有機化合物等都能用。此等溶液是導入水中冷 卻及激烈攪拌，在錫系統中萬一形成白色沈澱時，以加溫 溶解之。若爲其他系統時，也許有沈澱但通常看不見。在 混合物冷卻至室溫後，加入相符於系統之尿素量並完全溶 解之。尿素之添加及溶解之功效係依系統之不同而有差異 。經加水調節溶液一定溶解濃度（見前述）後，將溶液冷 卻至0〜1 0 °C，較佳爲5〜7 °C，加入3 · 5莫耳之六 亞甲四胺溶液（1 : 1 )，錫系統亦用此比，就其他元素 而言能相對改變。要用1 0 %次化學計量數或超化學計量 數的六亞甲四胺也是可能。然將混合物攪拌直到溶膠淸澈 ，再加當載體介質之錫、銻、鉍、鎘、銦、鉛、鎵或其合 金粒子，相當於其所想要粒子形態（〇〜7 0 %間）。 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --— (請先閲讀背面之注意事項^^寫本頁) •裝_ 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15- 486837 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（13) 苯（石油醚）混合0 · 5〜1 · 5 % )商場上易得之乳化劑（較佳者爲S 溶液溫熱到3 0〜7 0 t：、較佳爲5 0 並持續攪拌，3〜2 0分鐘（較佳爲1 水於所得的凝膠中，P Η値穩定後無凝 。在有機相傾倒出後，凝膠以適當的有 石油醚）洗滌，爲了去除乳化劑及有機 潔劑（較佳者爲T r i t ο η )於溶液 真空抽氣過濾，並以水及丙酮洗滌。 將凝膠乾燥之，如有需要再施熱處 S η〇系統時，乾燥至最大的2 3 0 t： 1 1 0 °C間即已足夠。假如希望是S η 接著熱處理，熱處理溫度在3 5 0〜1 較佳者爲5 5〜7 5 0 °C、更佳者爲6 間在1 0分鐘〜5小時、較佳者爲9〇 佳者爲2小時。其他氧化性系統則依各 燥，如此氧化作用程度可以定之。 替代性地塗層粒子亦能以沈澱法生 述所有元素。 下列實施例將詳細描述錫系統： 坪取二氯化錫及或四氯化錫並溶解 加入水。 首先導入去離子水（去礦物水）， 溫熱之、較佳者爲7 5。(： ◦載體材料如 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） % (較佳爲0 . 7 P a η 8 0 )，將 °C，加入上述溶液 0分鐘‘）後加入銨 膠之解膠作用發生 機溶劑（較佳者爲 雜質，隨後加入淸. 中，再將此溶液以 理。假如希望是 、較佳爲7 5〜 〇2系統時，乾燥後 0 0 0 °C間實施、 5 0 °C，熱處理時 分鐘〜3小時、更 元素之特定溫度乾 產，此可應用到上 於濃鹽酸中，隨後 在5 0〜9 0 °C間 錫加入後，加入鹽 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 -16- 486837 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（14) 酸調節至適當的p Η値。S η 0系統時，p Η値調到 9 · 5〜1 0 · 5間、較佳者爲1 0 · 〇 ; S η〇2系統時 ，Ρ Η値調到1 · 5〜2 · 5間、較佳者爲2 · 1。當從 鹼類及水組成（較佳者爲氫氧化鈉及錢水）之沈澱試劑加 入時，ρ Η値以加鹼類（較佳者爲氫氧化鈉液）來維持一 定。 沈澱物過濾之，逐漸乾燥，假如需要時，在溶膠/凝 膠法中熱處理逐漸完成。 下列實施例其目的在於詳細解說本發明但並不代表有 所限制： · 實施例1 : 溶膠/凝膠合成法1號溶液： 將2 5 0 m 1水導入附有攪拌器之四頸燒瓶中，9〇 分鐘過程以激烈攪拌（3 5 0 r p m )及冰冷卻下，滴加 入2 3 5 m 1之S n C 1 4。一白色不溶性沈澱物形成，其 甚至於經3天激烈攪拌亦不致溶解。將此溶液溫熱之，在 5 0 °C時可見其溶解作用開始，施以溫熱6 0分鐘至沈澱 物完全溶解及沸點（1 2 2 °C )達到後即終止。將混合物 冷卻至室溫後，導入600g之尿素至完全溶解，吸熱的 溶解作用得出一淸澈高黏度之溶液，再以水調成1公升之 溶液。（此溶液爲1號溶液） 實施例2 : 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項 --燊· ▼本頁) 、τ 486837 A7 B7 五、發明説明（15) 2號溶液： 將4 9 0 g之六亞甲四胺（=Η Μ T )溶入磁攪拌器 上燒杯中水內，當微放熱的溶解作用完全，再調成1公升 之微綠色雲霧狀溶液。（此溶液爲2號溶液） .取 1 號溶液38.51111(〇.〇77111〇1 = 1 1 · 6 g S η〇2 )，移入2 5 0 m 1燒杯中冰浴預冷4 分鐘，然加入2號溶液2 2 m 1 ( 〇 .〇7 7 m〇1 )， 將混合物在5 0 °C以3 5 0 r p m (雙葉攪拌器，4 c m )攪拌3分鐘，直到溶膠淸澈。再加2 . 9 g錫，攪拌混 合物，此混合物爲灰色，直接予以乳化。 實施例3 : 乳化作用之形成： 量取4 0 0 m 1之苯，移入1公升之燒杯中，加上 2 · Og 的 Span80 ( = 0 · 74%)，以 350 r p m攪拌混合，溫度以水浴方式設定在5 0 °C。在 4 0 0 r p m攪拌混合下加入描述於實施例2新鮮配製的 混合物，並乳化之，約1.5分鐘後凝膠即形成。 1 0分鐘後，加入1 %銨水1 0 m 1，將混合物在 4 0 0 r p m攪拌混合下再乳化6分鐘，其即形成苔蘚綠 色之凝膠。 實施例.4 ·· 相分離及萃取： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事 項 ¥ 本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 486837 A7 ____ B7 五、發明説明（16) 將有機相苯請傾倒出，並以2 x 3 5 m 1石油醚洗滌及 分離。爲了去除乳化劑，將凝膠混合3 0 m 1 Triton溶 液（Tnton溶液濃度可配合系統調之）及在燒杯中泥漿化 6分鐘後，混合物以真空抽氣過濾，並以水2 0 0 m 1洗 滌，殘留物以丙酮覆蓋並以真空抽氣過濾準1 5分鐘。 實施例5 : 乾燥及熱處理： 產品在空氣中乾燥1天及在6 0 °C乾燥室乾燥1天。 熱處理前之外觀： ’ 綠色：綠色珠帶暗色粒子（巧克力鬆餅），約4 0 μ m ο 灰色：灰色彩珠帶更暗色粒子。
熱處理：程式：2 0 °C - 1 8 0分鐘—6 5 0 °C / 120 分鐘— 20°C 外觀：實際無改變。 掃瞄式電子顯微鏡（S E Μ )硏究顯示其爲球形粒子 有小裂痕。 實施例Θ : 沈澱反應作用.： 秤取二氯化錫及或四氯化錫於5 0 0 m 1圓底燒瓶， 並溶解於濃鹽酸，隨後緩緩加入水。在開始反應作用前以 附表幫浦淋洗沈澱液，去離子水2公升導入反應容器中並 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 項 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 486837 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（17) 加熱至7 5 °C，當到達反應溫度時，載體材料錫即導入， p Η値以滴加1 0 %鹽酸調至2 · 1，以1〜2 m 1 / m i η ·量沈澱液（錫溶液）移入容器底部，在p Η値以 加入3 2 %氫氧化鈉溶液維持一定時，此氫氧化鈉溶液量 入至液面上，一黃白色沈澱物即形成。 沈澱物進一步處理可依實施例5所描述完成。 實施例7 : 電容量： 使用商業化S η〇2系‘統量測，作爲參考資料。 放電時 充電時 不可逆電容量 (mAh/g) (mAh/g) (%) 參考1 電池 1 65 2 409 37.3 電池 2 595 325 45.4 參考2 電池 1 481 314 3 4.7 電池 2 516 395 23.5 球形粒子 電池 1 612 538 13.4 (Sn/SnO) 電池 2 590 543 7.85 球形粒子（S n / S η 0 )系統之可量測電容量，與 那些商業產品者是可比對的。然而球形粒子（S η / S η〇’）系統之不可逆電容量（％ )明顯的較低。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項^^寫本頁) •裝· 訂 -20 -
Claims (1)
- 486837 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種電化學電池中之陽極材料，係藉由塗層金屬 核心所組成，其選自於鍊、鉍、鎘、銦、給、鎵或錫組成 之族群，或其合金。 2 ·如申請專利範圍第1項之陽極材料，其中塗層金 屬核心係爲錫。 3 ·如申請專利範圍第1項之陽極材料，其中塗層係 選自於金屬氫氧化物及金屬氧氫氧化物組成之族群轉化成 的氧化物。 4 ·如申請專利範圍第1項之陽極材料，其中塗層係 選自於錫、鉬、鈽、鎢及銻之氫氧化物或氧氫氧化物組成 之族群轉化成的氧化物。 5 ·如申請專利範圍第1項之陽極材料，其中金屬或 合金粒子已備有單次或多次塗層。 6 . —*種製造申g靑專利範圍第1至5項中任一'項之陽 極材料的方法，其特徵爲： a ).配製六亞甲四胺中金屬或合金核心之懸浮體或 溶膠， b ) •懸浮體以C 5 - C i 2 -烴類（碳氫化物）乳化 之， c ).乳化作用是沈澱在金屬或合金核心之上， d).金屬氫氧化物及金屬氧氫氧化物以熱處理此系 統轉化成相當的氧化物。 7 · —種電化學電池，其係由陰電極、陽電極、隔離 板及電解質所組成，其中陽電極包含如申請專利範圍第1 •------------ I I (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 486837 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 至5項中任一*項之陽極材料。 8 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法生產 的陽極材料，具有定義的金屬氧化物層，其係用作爲電化 學電池改善陽極之週期循環性。 9 ·如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法生產 的陽極材料，其係用於電化學電池及二次鋰電池。 (請先閱讀背面之注意事項3^寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10016024A DE10016024A1 (de) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | Aktives Anodenmaterial in elektrochemischen Zellen und Verfahren zu deren Herstellung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW486837B true TW486837B (en) | 2002-05-11 |
Family
ID=7637110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW090107206A TW486837B (en) | 2000-03-31 | 2001-03-27 | Active positive-electrode material in electrochemical cells, and process for the production thereof |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6749964B2 (zh) |
| EP (1) | EP1139467A3 (zh) |
| JP (1) | JP2001313030A (zh) |
| KR (1) | KR20010095078A (zh) |
| CN (1) | CN1317840A (zh) |
| BR (1) | BR0101242A (zh) |
| CA (1) | CA2342667A1 (zh) |
| DE (1) | DE10016024A1 (zh) |
| RU (1) | RU2269185C2 (zh) |
| TW (1) | TW486837B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10016024A1 (de) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Merck Patent Gmbh | Aktives Anodenmaterial in elektrochemischen Zellen und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE10055811A1 (de) | 2000-11-10 | 2002-05-29 | Merck Patent Gmbh | Tetrakisfluoroalkylborat-Salze und deren Verwendung als Leitsalze |
| EP1205998A2 (de) | 2000-11-10 | 2002-05-15 | MERCK PATENT GmbH | Elektrolyte |
| KR100784996B1 (ko) * | 2005-01-28 | 2007-12-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극 활물질, 그 제조 방법 및 이를 채용한 음극과 리튬전지 |
| JP5319899B2 (ja) | 2007-08-23 | 2013-10-16 | 株式会社東芝 | 非水電解液電池 |
| US8436052B2 (en) * | 2010-01-07 | 2013-05-07 | Jack L. Collins | Formulation and method for preparing gels comprising hydrous cerium oxide |
| CN105518915B (zh) * | 2013-09-13 | 2018-09-25 | 株式会社村田制作所 | 二次电池用负极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具以及电子设备 |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3945847A (en) | 1971-12-28 | 1976-03-23 | Union Carbide Corporation | Coherent manganese dioxide electrodes, process for their production, and electrochemical cells utilizing them |
| US3883368A (en) | 1972-10-26 | 1975-05-13 | Union Carbide Corp | Alkaline aluminum-air/zinc-manganese dioxide hybrid battery |
| IT1050048B (it) | 1975-12-10 | 1981-03-10 | Oronzio De Nora Impianti | Elettrodi rivestiti con biossido di manganese |
| US4028215A (en) | 1975-12-29 | 1977-06-07 | Diamond Shamrock Corporation | Manganese dioxide electrode |
| GB1557754A (en) | 1978-03-02 | 1979-12-12 | Ever Ready Co | Dry electric cells |
| US4243503A (en) | 1978-08-29 | 1981-01-06 | Diamond Shamrock Corporation | Method and electrode with admixed fillers |
| JPS5633467A (en) * | 1979-08-22 | 1981-04-03 | Dowa Mining Co Ltd | Copper coating method |
| US4422917A (en) | 1980-09-10 | 1983-12-27 | Imi Marston Limited | Electrode material, electrode and electrochemical cell |
| JPS5790872A (en) | 1980-11-27 | 1982-06-05 | Hitachi Maxell Ltd | Organic electrolyte battery |
| DE3123100A1 (de) | 1981-06-11 | 1983-01-05 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Mangandioxidelektrode fuer lithium-batterien |
| US4451543A (en) | 1983-09-29 | 1984-05-29 | Ford Motor Company | Rechargeable zinc/manganese dioxide cell |
| GB2234233B (en) | 1989-07-28 | 1993-02-17 | Csir | Lithium manganese oxide |
| US5156934A (en) | 1991-02-11 | 1992-10-20 | Rbc Universal Ltd. | Method of making a rechargable modified manganese dioxide material and related compound and electrode material |
| HU211445B (en) | 1991-04-05 | 1995-11-28 | Battery Technologies Inc | Manganese dioxide cathode with improved supercharge characteristics for rechargeable alcaline manganese dioxide cells |
| CA2068015A1 (en) | 1991-06-17 | 1992-12-18 | Michael M. Thackeray | Electrode material |
| US5342712A (en) | 1993-05-17 | 1994-08-30 | Duracell Inc. | Additives for primary electrochemical cells having manganese dioxide cathodes |
| US5393617A (en) | 1993-10-08 | 1995-02-28 | Electro Energy, Inc. | Bipolar electrochmeical battery of stacked wafer cells |
| US5419986A (en) | 1993-10-15 | 1995-05-30 | Rechargeable Battery Corporation | Method of making a rechargeable manganese-oxide compound and related electrode material |
| FR2732696B1 (fr) * | 1995-04-06 | 1997-06-20 | Centre Nat Rech Scient | Procede de preparation d'un film d'oxyde ou d'hydroxyde d'un element des colonnes ii ou iii de la classification, et les structures composites comprenant un tel film |
| IT1278688B1 (it) | 1995-05-29 | 1997-11-27 | Volta Ind Srl | Pila a secco con catodo additivato |
| US5599644A (en) | 1995-06-07 | 1997-02-04 | Eveready Battery Company, Inc. | Cathodes for electrochemical cells having additives |
| US5532085A (en) | 1995-08-22 | 1996-07-02 | Duracell Inc. | Additives for alkaline electrochemical cells having manganese dioxide cathodes |
| IT1278764B1 (it) | 1995-10-03 | 1997-11-27 | Volta Ind Srl | Pila a secco con catodo additivato |
| US5604057A (en) | 1995-11-27 | 1997-02-18 | General Motors Corporation | Secondary cell having a lithium intercolating manganese oxide |
| US5744266A (en) | 1996-02-02 | 1998-04-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Batteries and a method of manufacturing positive active material for the batteries |
| US5783328A (en) | 1996-07-12 | 1998-07-21 | Duracell, Inc. | Method of treating lithium manganese oxide spinel |
| US5905000A (en) * | 1996-09-03 | 1999-05-18 | Nanomaterials Research Corporation | Nanostructured ion conducting solid electrolytes |
| DE19641970A1 (de) | 1996-10-10 | 1998-04-16 | Merck Patent Gmbh | Modifiziertes Elektrodenmaterial und dessen Verwendung |
| CN1129198C (zh) * | 1997-02-03 | 2003-11-26 | 松下电器产业株式会社 | 碱性蓄电池的正极活性材料的制造方法 |
| DE19823341A1 (de) * | 1998-05-26 | 1999-12-02 | Wolfgang Semrau | Beschichtetes Metallpulver und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP3441652B2 (ja) * | 1998-07-24 | 2003-09-02 | 三井金属鉱業株式会社 | リチウム二次電池用正極材料の製造方法 |
| DE10016024A1 (de) * | 2000-03-31 | 2001-10-04 | Merck Patent Gmbh | Aktives Anodenmaterial in elektrochemischen Zellen und Verfahren zu deren Herstellung |
-
2000
- 2000-03-31 DE DE10016024A patent/DE10016024A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-03-06 EP EP01104584A patent/EP1139467A3/de not_active Withdrawn
- 2001-03-27 TW TW090107206A patent/TW486837B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-03-29 KR KR1020010016426A patent/KR20010095078A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-03-29 BR BR0101242-8A patent/BR0101242A/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-03-29 CA CA002342667A patent/CA2342667A1/en not_active Abandoned
- 2001-03-29 JP JP2001095370A patent/JP2001313030A/ja active Pending
- 2001-03-30 US US09/821,683 patent/US6749964B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-30 RU RU2001108410/09A patent/RU2269185C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-03-30 CN CN01112088A patent/CN1317840A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010095078A (ko) | 2001-11-03 |
| US20020172860A1 (en) | 2002-11-21 |
| CA2342667A1 (en) | 2001-09-30 |
| DE10016024A1 (de) | 2001-10-04 |
| BR0101242A (pt) | 2001-11-06 |
| CN1317840A (zh) | 2001-10-17 |
| RU2269185C2 (ru) | 2006-01-27 |
| JP2001313030A (ja) | 2001-11-09 |
| EP1139467A3 (de) | 2004-12-01 |
| US6749964B2 (en) | 2004-06-15 |
| EP1139467A2 (de) | 2001-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rousse et al. | Sulfate-based polyanionic compounds for Li-ion batteries: synthesis, crystal chemistry, and electrochemistry aspects | |
| Voskanyan et al. | Entropy stabilization of TiO2–Nb2O5 Wadsley–Roth shear phases and their prospects for lithium-ion battery anode materials | |
| Delacourt et al. | One-step low-temperature route for the preparation of electrochemically active LiMnPO4 powders | |
| Lander et al. | Sulfate‐based cathode materials for Li‐and Na‐ion batteries | |
| Fang et al. | Free-standing LiNi0. 5Mn1. 5O4/carbon nanofiber network film as lightweight and high-power cathode for lithium ion batteries | |
| CN105304885B (zh) | 一种铝二次电池钒氧化物正极材料及其制备方法 | |
| CN103764551A (zh) | 碳涂覆的硫化锂的制备方法及其应用 | |
| CN111785955B (zh) | 一种高容量VNb9O25纳米片锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN103764566A (zh) | 碳涂覆的硫化锂的制备方法及其应用 | |
| TW486837B (en) | Active positive-electrode material in electrochemical cells, and process for the production thereof | |
| Oh et al. | Wet‐Chemical Tuning of Li3− xPS4 (0≤ x≤ 0.3) Enabled by Dual Solvents for All‐Solid‐State Lithium‐Ion Batteries | |
| TWI224882B (en) | Reduced positive-electrode material in electrochemical cells | |
| Simoes et al. | Surface-modified lithiated H2V3O8: a stable high energy density cathode material for lithium-ion batteries with LiPF6 electrolytes | |
| CZ371797A3 (cs) | Způsob výroby lithiovaného spinelu oxidu lithia a manganu a lithiovaný spinel oxidu lithia a manganu | |
| Xie et al. | Stabilization of LiV3O8 Rod‐like Structure by Protective Mg3 (PO4) 2Layer for Advanced Lithium Storage Cathodes | |
| JP4638006B2 (ja) | 安定な（ｃｆ３）２ｎ−塩及びそれらを製造するための方法 | |
| TW535317B (en) | Doped positive-electrode material in electrochemical cells | |
| CN107162053A (zh) | 一种亚微米棒状Sb4O5Cl2的简单水热制备方法 | |
| CN106784775A (zh) | 空心纳米笼结构的Cu2O‑CuO‑TiO2复合材料的制备方法 | |
| CN108417824B (zh) | 一种高性能锂电池负极材料碳包覆钛酸锂的制备方法 | |
| JP7627612B2 (ja) | 硫化物固体電解質の製造方法 | |
| CN109360979B (zh) | 一种磷酸根修饰的多孔二氧化钛及其在钠离子电池中的应用 | |
| CN108649267B (zh) | 一种钾离子导体及其制备方法和应用 | |
| CN113725428B (zh) | 一种Na和Cl共掺杂锂离子负极材料及其制备方法 | |
| CN108767223A (zh) | 一种微纳结构氯氧化锑-碳复合物锂离子电池负极材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |