[go: up one dir, main page]

RU2013157354A - Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов - Google Patents

Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов Download PDF

Info

Publication number
RU2013157354A
RU2013157354A RU2013157354/07A RU2013157354A RU2013157354A RU 2013157354 A RU2013157354 A RU 2013157354A RU 2013157354/07 A RU2013157354/07 A RU 2013157354/07A RU 2013157354 A RU2013157354 A RU 2013157354A RU 2013157354 A RU2013157354 A RU 2013157354A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
lithium
range
carbon
graphite
Prior art date
Application number
RU2013157354/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2584676C2 (ru
Inventor
Тривикраман Прем КУМАР
Ашок Кумар ШУКЛА
Танудасс Сри Деви КУМАРИ
Арул Манюэль СТЕФАН
Original Assignee
Каунсел Оф Сайнтифик Энд Индастриал Рисерч
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 Каунсел Оф Сайнтифик Энд Индастриал Рисерч filed Critical Каунсел Оф Сайнтифик Энд Индастриал Рисерч
Publication of RU2013157354A publication Critical patent/RU2013157354A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2584676C2 publication Critical patent/RU2584676C2/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20Graphite
    • C01B32/21After-treatment
    • C01B32/215Purification; Recovery or purification of graphite formed in iron making, e.g. kish graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • H01M4/1393Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection 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
    • H01M4/583Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

1. Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов, включающий следующие стадии:(a) предшественник в виде полимерных отходов растворяют для получения смеси в расплаве железа при температуре в диапазоне от 1400 до 2000°С в течение периода от 5 до 120 мин в восстановительной атмосфере, представляющей собой либо поток азота, либо слой диоксида углерода, образовавшийся по реакции предшественника углерода с атмосферным кислородом;(b) охлаждают смесь, полученную на стадии (а), до температуры в диапазоне от 1000°С до 1400°С со скоростью в диапазоне от 2 до 200°С в мин для получения твердой массы осажденного углерода;(в) разрезают на слитки твердую массу осажденного углерода, полученную на стадии (b);(d) выщелачивают слитки, полученные на стадии (с), посредством НСl и HF с последующим фильтрованием, промывкой и высушиванием для получения графитной спели;(e) приготавливают суспензию графитной спели, полученной на стадии (d), при использовании проводящего углерода и связующего, поливинилиденфлорида в N-метил-2-пирролидоне;(f) наносят суспензию, полученную на стадии (е), на металлические подложки с последующей сушкой и прессованием для получения анода с включением лития.2. Способ по п.1, где на стадии (а) предшественник в виде полимерных отходов, содержащий отходы биомассы и пластиковые отходы, не являющиеся биоразлагаемыми, выбран из группы, состоящей из выжимок сахарного тростника, натурального каучука, битума, целлюлозы, сахарозы, ацетата целлюлозы, тройного сополимера акрилонитрила-бутадиена-стирола, полиакриламида, полиакриловой кислоты, полиакрилонитрила, полиами�

Claims (11)

1. Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов, включающий следующие стадии:
(a) предшественник в виде полимерных отходов растворяют для получения смеси в расплаве железа при температуре в диапазоне от 1400 до 2000°С в течение периода от 5 до 120 мин в восстановительной атмосфере, представляющей собой либо поток азота, либо слой диоксида углерода, образовавшийся по реакции предшественника углерода с атмосферным кислородом;
(b) охлаждают смесь, полученную на стадии (а), до температуры в диапазоне от 1000°С до 1400°С со скоростью в диапазоне от 2 до 200°С в мин для получения твердой массы осажденного углерода;
(в) разрезают на слитки твердую массу осажденного углерода, полученную на стадии (b);
(d) выщелачивают слитки, полученные на стадии (с), посредством НСl и HF с последующим фильтрованием, промывкой и высушиванием для получения графитной спели;
(e) приготавливают суспензию графитной спели, полученной на стадии (d), при использовании проводящего углерода и связующего, поливинилиденфлорида в N-метил-2-пирролидоне;
(f) наносят суспензию, полученную на стадии (е), на металлические подложки с последующей сушкой и прессованием для получения анода с включением лития.
2. Способ по п.1, где на стадии (а) предшественник в виде полимерных отходов, содержащий отходы биомассы и пластиковые отходы, не являющиеся биоразлагаемыми, выбран из группы, состоящей из выжимок сахарного тростника, натурального каучука, битума, целлюлозы, сахарозы, ацетата целлюлозы, тройного сополимера акрилонитрила-бутадиена-стирола, полиакриламида, полиакриловой кислоты, полиакрилонитрила, полиамидов, полибутадиен-стирольного каучука, поликарбоната, полихлоропрена (неопренового каучука), сложных полиэфиров, полиэтилена, полиметилметакрилата, полиропилена, политетрафторэтилена, поливинилацетата, поливинилового спирта, поливинилхлорида, полистирола, поливинилиденфторида, полиуретанов и силиконов, а также смол, таких как фенолформальдегидные смолы.
3. Способ по п.1, где на стадии (а) содержание углерода в добавленном предшественнике в виде полимерных отходов находится в диапазоне от 2 до 20% относительно массы железа.
4. Способ по п.1, где на стадии (а) предшественник в виде полимерных отходов либо карбонизируют in situ в расплаве, либо добавляют к расплаву в предварительно карбонизированной форме.
5. Способ по п.1, где на стадии (а) расплав железа состоит из чугуна или передельного чугуна.
6. Способ по п.1, где на стадии (а) в расплав железа не добавляют или добавляют затравку, представляющую собой металлы/металлоиды, включая сурьму, висмут, бор, хром, магний, марганец, молибден, олово, титан, ванадий и цирконий.
7. Способ по п.1, где на стадии (е) проводящий углерод состоит из природного графита или углерода, образовавшегося при парциальном окислении углеводородов.
8. Способ по п.1, где на стадии (е) суспензия содержит графитную спель в диапазоне концентраций от 50 до 95%, проводящий углерод в диапазоне концентраций от 0 до 40% и связующее, поливинилиденфторид в N-метил-2-пирролидоне, в диапазоне концентраций от 2 до 10%.
9. Способ по п.1, где на стадии (е) металлическая подложка выбрана из меди, никеля и нержавеющей стали.
10. Способ по п.5, в котором общая концентрация металлических/металлоидных затравок составляет от 0 до 2% относительно содержания стали.
11. Способ по п.1, в котором анодные материалы на основе графитной спели демонстрируют обратимые емкости в диапазоне от 300 до 600 мА·ч·г-1 в плоских круглых конфигурациях элемента питания с металлическим литием и электролитом, представляющим собой 1М раствор LiРF6 в смеси этиленкарбонат-диэтилкарбонат в соотношении 1:1 (об./об.), в диапазоне напряжений от 3000 до 0,005 В со скоростью С/10, рассчитанной относительно величины 372 мА·ч·г-1 применительно к стадии-I для состава LiС6 при 25°С.
RU2013157354/07A 2011-06-03 2012-05-25 Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов RU2584676C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN1577DE2011 2011-06-03
IN1577/DEL/2011 2011-06-03
PCT/IN2012/000368 WO2012164577A1 (en) 2011-06-03 2012-05-25 A process for the preparation of kish graphitic lithium-insertion anode materials for lithium-ion batteries

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013157354A true RU2013157354A (ru) 2015-07-20
RU2584676C2 RU2584676C2 (ru) 2016-05-20

Family

ID=46548535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157354/07A RU2584676C2 (ru) 2011-06-03 2012-05-25 Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20140127397A1 (ru)
EP (1) EP2715855B1 (ru)
JP (1) JP6046127B2 (ru)
CN (1) CN103597645B (ru)
DK (1) DK2715855T3 (ru)
RU (1) RU2584676C2 (ru)
TW (1) TWI557973B (ru)
WO (1) WO2012164577A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106629652B (zh) * 2016-12-29 2018-07-27 华南农业大学 高比表面积生物质基炭材料及其免活化制备方法和应用
CN108217640B (zh) * 2018-01-09 2021-03-23 江西理工大学 一种可用于快速充电的锂离子电池的负极的制备方法
CN108545722A (zh) * 2018-06-28 2018-09-18 上海交通大学 连续化制备石墨烯及石墨微片的方法及装置
CN115124028B (zh) * 2022-05-29 2023-10-31 深圳市钢昱碳晶科技有限公司 高低温铁水孕育人造石墨负极材料及其制造装置
CN115676815A (zh) * 2022-07-21 2023-02-03 李鑫 铁水孕育人造石墨负极材料的制造装置及方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1328845A (en) 1916-03-04 1920-01-27 Nettie C Kenner Process for producing flake graphite
US2415196A (en) 1944-01-15 1947-02-04 Ralph H Steinberg Metallic impregnated graphitic material and method of producing the same
US3278299A (en) * 1962-08-20 1966-10-11 Harry H Kessler Pig iron process
US3615209A (en) 1969-06-30 1971-10-26 Great Lakes Carbon Corp Method of graphitization
US3656904A (en) 1970-06-10 1972-04-18 Celanese Corp Graphitization process
US3932596A (en) * 1972-07-13 1976-01-13 Bethlehem Steel Corporation Method for separating and recovering kish graphite from mixtures of kish graphite and fume
US4213956A (en) * 1978-11-15 1980-07-22 Ubbelohde Alfred R J P Granite composition
US4299620A (en) 1979-12-27 1981-11-10 The University Of Alabama Lamellar graphite inoculant
JPS57116721A (en) * 1981-01-12 1982-07-20 Nippon Steel Corp Production of austenite stainless steel
US4404177A (en) 1981-11-12 1983-09-13 Mobil Oil Corporation Method for producing graphite crystals
JPS60246214A (ja) 1984-05-17 1985-12-05 Kawasaki Steel Corp キツシユ・グラフアイトの製造方法
JPS63210007A (ja) 1987-02-25 1988-08-31 Nippon Steel Corp 溶銑からキツシユグラフアイトを採取する方法
DE69704042T2 (de) 1996-09-24 2001-09-20 Petoca Ltd., Tokio/Tokyo An der Oberfläche graphitiertes Kohlenstoffmaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und dieses verwendende Negativelektrode für Lithium-Ionen-Sekundärbatterie
JP3683379B2 (ja) * 1997-04-18 2005-08-17 Jfeミネラル株式会社 リチウム二次電池負極用黒鉛およびその製造方法
NO306169B1 (no) * 1997-12-08 1999-09-27 Elkem Materials Ympemiddel for stöpejern og fremgangsmÕte for fremstilling av ympemiddel
US6555272B2 (en) * 1998-09-11 2003-04-29 Nippon Steel Corporation Lithium secondary battery and active material for negative electrode in lithium secondary battery
JP2000182617A (ja) * 1998-12-16 2000-06-30 Nkk Corp リチウム二次電池電極用炭素材料およびその製造方法およびリチウム二次電池
JP2002020771A (ja) * 2000-07-05 2002-01-23 Nkk Corp 廃木材の処理方法
KR100361448B1 (ko) * 2001-06-29 2002-11-22 (주)카보닉스 리튬 이차 전지용 음극 활물질의 제조장치 및 이를 이용한음극 활물질 제조방법
JP4233800B2 (ja) * 2002-04-02 2009-03-04 新日鐵化学株式会社 リチウム二次電池負極材料とその製造方法
RU2282919C1 (ru) * 2005-09-30 2006-08-27 Александр Константинович Филиппов Углеродсодержащий материал для литий-ионного аккумулятора и литий-ионный аккумулятор
CN104752642B (zh) * 2005-10-20 2018-04-20 三菱化学株式会社 锂二次电池以及其中使用的非水电解液
JP4974591B2 (ja) 2005-12-07 2012-07-11 旭テック株式会社 黒鉛球状化剤およびこれを用いた球状黒鉛鋳鉄の製造方法
KR100888685B1 (ko) * 2007-11-05 2009-03-13 주식회사 코캄 코어-쉘형 리튬 이차전지용 음극 활물질 및 그 제조방법과이를 포함하는 리튬 이차전지
CN101407322B (zh) * 2008-10-21 2011-04-13 王晓山 一种具有各向异性的石墨导热散热片的制备方法
KR101105878B1 (ko) * 2008-12-02 2012-01-16 주식회사 코캄 리튬 이차전지용 코어-쉘형 음극 활물질 및 그 제조방법과 이를 포함하는 리튬 이차전지

Also Published As

Publication number Publication date
CN103597645A (zh) 2014-02-19
WO2012164577A1 (en) 2012-12-06
JP6046127B2 (ja) 2016-12-14
US20140127397A1 (en) 2014-05-08
TW201315004A (zh) 2013-04-01
RU2584676C2 (ru) 2016-05-20
CN103597645B (zh) 2016-08-17
EP2715855B1 (en) 2015-08-12
JP2014519684A (ja) 2014-08-14
TWI557973B (zh) 2016-11-11
EP2715855A1 (en) 2014-04-09
DK2715855T3 (en) 2015-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Formulation of blended‐lithium‐salt electrolytes for lithium batteries
KR102449526B1 (ko) 고순도 비스(플루오로설포닐)이미드 염의 제조 방법
KR101361893B1 (ko) 코팅된 탄소 입자의 제조 방법 및 리튬 이온 배터리용애노드 재료에 있어서의 이들의 용도
RU2013157354A (ru) Способ получения анодных материалов на основе соединений включения лития в графитную спель для литий-ионных аккумуляторов
JP2019199394A (ja) 硫化物系固体電解質、当該硫化物系固体電解質の製造方法、及び、全固体電池の製造方法
JP2010540394A5 (ru)
JP2000215897A (ja) リチウム二次電池
CN1339837A (zh) 锂-硫电池用的正极活性材料组合物及用该材料构成的锂-硫电池
CN102782927A (zh) 非水电解液、使用其的电化学元件以及非水电解液中使用的1,2-二氧丙烷化合物
CN105152164A (zh) 一种石墨烯薄片的制备方法
CN105556728A (zh) 作为锂离子电池中电解质的添加剂的环氧乙烷基衍生物
JP4632016B2 (ja) 非水電解質電池
KR101984717B1 (ko) 고분자, 이의 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 고체 고분자 전해질, 전극, 세퍼레이터 및 리튬 이차 전지
US20070092429A1 (en) Methods of preparing carbon-coated particles and using same
JP2010108810A (ja) リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP2005085717A (ja) 非水電解質電池
Owensby et al. Understanding and controlling lithium morphology in solid polymer and gel polymer systems: mechanisms, strategies, and gaps
WO2015119426A1 (ko) 리튬이차 전지용 분리막 및그 제조방법
JP2017538649A (ja) リチウムイオン電池用混合遷移金属酸化物
CN108110312A (zh) 金属离子二次电池
CN107779615B (zh) 一种含铀低温熔盐体系的反应介质、该体系的制备方法及应用
US12438236B2 (en) Composite separator including fire suppression layer containing ceramic material and cyclophosphazene and electrochemical cell including the same
CN118637616A (zh) 钠离子电池的负极材料的制备方法、负极材料和电池
CN119297262A (zh) 载锂膜及其制备方法和应用、补锂负极及其制备方法、锂离子电池、覆有载锂膜的锂箔及其制备方法和应用
JP4957529B2 (ja) 非水電解質二次電池用負極材料およびその負極材料の製造方法ならびにその負極材料を用いた非水電解質二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200526