Электроды: ...неорганические соединения, кроме оксида и гидроксида – H01M 4/58

Изобретение относится к технологии получения нанокристаллических катодных материалов, применяемых в литий-ионных аккумуляторах, используемых в автомобилестроении, машиностроении, энергетике, аэрокосмической и морской технике. Способ получения нанокристаллических композиционных катодных материалов Li_xFe_y M_zSiO₄/C заключается в том, что в качестве исходных компонентов выбирают SiO₂, или титаномагнетит и SiO₂, в равных количествах, которые смешивают с карбонатом Li(Li₂CO₃) в соотношении 55-70 мол.% от исходных, остальное Li₂CO₃ и FeCO ₃ в равных количествах. Расплавляют порошок при температуре 1180-1280°C и охлаждают сплав до образования аморфной структуры. Размол происходит до образования двухфазной структуры, состоящей из аморфной и кристаллической (Li₂FeSiO₄ ) фаз. Размол аморфного сплава осуществляют с высокомолекулярным соединением полиметилметакрилата (ПММА) или сажи в количестве от 2 до 5% от сплава. Далее нагревают до температуры 600°C, совмещая при нагреве с модифицированием поверхности порошка углеродом, выдерживают в течение 30-60 минут, после чего охлаждают до комнатной температуры. Обеспечивается быстрое и дешевое получение нанокристаллических композиционных катодных материалов Li_xFe_yM_zSiO₄ /C , которые обеспечивают увеличение удельной разрядной емкостью аккумулятора. 3 ил.,10 пр.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии получения нанокристаллических катодных материалов, применяемых в литий-ионных аккумуляторных батареях. Для получения нанокристаллических композиционных катодных материалов Li _xFe_yM_zSiO₄/C в качестве исходных компонентов выбирают SiO₂ или титаномагнетит и SiO₂, которые смешивают с карбонатом Li(Li₂ CO₃) в соотношении 55-70 мол.% от исходных, остальное Li₂CO₃ и FeCO₃ в равных количествах, после чего порошок расплавляют при температуре 1180±5°С, после охлаждения осуществляют размол полученного сплава с одновременным введением в качестве высокомолекулярного соединения полиметилметакрилата или сажи в количестве от 2 до 5% от сплава, далее осуществляют термическую обработку в режиме циклирования, для чего нагревают до температуры 600°С, выдерживают в течение 55-65 минут, охлаждают до комнатной температуры, осуществляя 5-10 циклов и совмещая при нагреве с модифицированием поверхности порошка углеродом. Повышение удельной разрядной емкости аккумуляторной батареи с предложенным катодным материалом является техническим результатом заявленного изобретения. 5 ил., 8 пр.

Раскрытое в настоящей заявке изобретение предусматривает различные составы и способы их получения, которые могут быть использованы, например, для получения одного или более анодов по настоящему изобретению. Такие аноды могут быть использованы, например, для получения одной или более батарей, которые могут быть использованы, например, в транспортных средствах. В по меньшей мере одном варианте реализации анода по настоящему изобретению анод содержит соединение на основе лития с формулой Li₄ Ti_5-yM_yO₁₂, где M содержит легирующий материал, выбранный из группы, состоящей из молибдена, вольфрама, циркония и гафния, где 0<y 1. В одном из вариантов изобретения предложенный анод может также содержать соединение халькогена в виде серы, селена или теллура. Раскрыты также способы получения анода на основе лития указанного состава. Повышение термической стабильности и защиты от перезарядки литиевой батареи за счет использования состава анода со структурой шпинельного типа является техническим результатом предложенного изобретения. 22 н. и 105 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к твердотельной батарее и предназначено для получения батареи, имеющей высокую плотность энергии за счет подавления повышения резистивности поверхности раздела между активным материалом положительного электрода и твердым электролитическим материалом. Твердотельная батарея включает: слой (1) активного материала положительного электрода, который включает активный материал (4) положительного электрода, слой (2) активного материала отрицательного электрода, который включает активный материал отрицательного электрода; и слой (3) твердого электролита, выполненный между слоем (1) активного материала положительного электрода и слоем (2) активного материала отрицательного электрода. Слой (1) активного материала положительного электрода или слой (3) твердого электролита далее включает твердый электролитический материал (5). Часть (6), подавляющая реакцию, выполнена на поверхности раздела между активным материалом (4) положительного электрода и твердым электролитическим материалом (5). Часть (6), подавляющая реакцию, является химическим соединением, которое включает катионную часть, образованную из элемента в виде металла, и полианионную часть, образованную из центрального элемента, который образует ковалентные связи с множеством элементов в виде кислорода. 13 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к неорганическим материалам. Предложен ортофосфат железа(III) общей формулы FePO₄ ·nH₂O, где n 2,5. Соединения железа(II), соединения железа(III) или смешанные соединения железа(II,III), выбранные из гидроксидов, оксидов, гидроксиоксидов, гидратов оксидов, карбонатов и гидроксикарбонатов, подвергают взаимодействию с фосфорной кислотой концентрацией от 5 до 50%. После взаимодействия присутствующее железо(II) переводят в железо(III) добавлением окислителя и отделяют ортофосфат железа(III). Изобретение обеспечивает получение продукта с высокоразвитой поверхностью и высокой насыпной плотностью. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Настоящее изобретение относится к нано-материалу положительного электрода литиевого элемента и способу его получения. Предложенный материал содержит литий-железо-фосфат в качестве субстрата, проводящий легирующий ион и легирующий ион повышения напряжения, с общей химической формулой: (Li_x[M _1-x])(Fe_y[N_1-y])PO₄, где x=0,9-0,96; y=0,93-0,97; где M представляет собой проводящий легирующий ион; N представляет легирующий ион повышения напряжения. Материал получают реакцией в твердой фазе, при которой все сырьевые материалы перемешивают до однородного состояния и затем размалывают в порошок, после чего формуют в таблетки, изотермически спекают в течение 2-3 часов при температуре 200-400°С в инертной атмосфере, охлаждают и снова размалывают в порошок, формуют в таблетки, изотермически спекают в течение 15-20 часов при температуре 500-780°С в инертной атмосфере, охлаждают, размалывают в порошок и тонко измельчают воздушным потоком, после чего сортируют. Повышение проводимости положительного электрода литиевого элемента более чем 10^-2 См/см, а также фактической разрядной емкости до >250 мАч/г является техническим результатом изобретения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к активному материалу положительного электрода, имеющему состав в соответствии с формулой LiFe(P _1-xO₄), где Р имеет мольную долю от 0,910 до 0,999. Предложенный активный материал положительного электрода имеет эффективность работы, нивелированную до эффективности работы активного материала отрицательного электрода, которая является относительно низкой, что обеспечивает улучшение плотности энергии активного материала положительного электрода. Содержащиеся в предложенном материале ионы Fe²⁺ и Fe³⁺ предотвращают разрушение структуры, вызванное дефицитом фосфора (Р), в результате чего улучшается ионная проводимость материала с достижением превосходных токовых свойств и подавляется падение напряжения на активном сопротивлении в ходе зарядки/разрядки, тем самым улучшается плотность энергии. Предложенный материал получен сверхкритическим гидротермальным способом и может быть использован в катодном материале литиевых вторичных батарей. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 пр.

Изобретение касается получения фторированного углеродного материала (ФУГМ) для положительных электродов первичных литиевых источников тока. Техническим результатом изобретения является получение высокотехнологичных фторированных наноуглеродных материалов. Согласно изобретению способ получения ФУГМ включает в себя термическую обработку углеродного материала реакционным газом, содержащим фтор и (5÷12) об.% фтористого водорода, взятым в соотношении с инертным газом (2÷20)-(80÷98) об.% соответственно, и обработку ведут под давлением 20-100 кПа, при этом в качестве углеродного материала берут фуллерен С₆₀, обработку ведут при температуре 240°С в течение 7 часов, а полученный фторированный углерод представляет собой смесь полифторфуллеренов и имеет химический состав C₆₀F_n, где n равно 18, 36, 44, 48. В качестве углеродного материала могут использовать смесь фуллеренов С₆₀ и С₇₀ , содержащую 10% фуллерена C₇₀, фторирование ведут при температуре 245°С в течение 10 часов, полученный фторированный углерод представляет собой смесь полифторфуллеренов С₆₀ F_n, где n равно 18, 36, 44, и C₇₀F _n, где n равно 46, 52. В качестве углеродного материала могут использовать фуллереновую сажу, насыщенную фуллеренами С₆₀, C₇₀, суммарное содержание которых составляет 5÷15%, обработку ведут при температуре 230÷350°С в течение 7÷15 часов, а полученный фторированный углерод представляет собой смесь фторированной сажи состава (CF_0,95 )_n и полифторфуллеренов С₆₀F_18÷44 и C₇₀F_46÷52. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

Изобретение относится к технологии получения катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. Техническим результатом изобретения является улучшение электрохимических свойств катодных материалов Li_xFe_yM_zPO₄ /C со структурой оливина, а также на упрощение и удешевление процесса их получения. Согласно изобретению синтез катодных материалов Li_xFe_yM_zPO₄/C со структурой оливина проводят путем карботермического восстановления Fe₂O₃ с применением высоконапряженного механохимического активатора, а поверхностное модифицирование углеродом осуществляют высокопроводящими сажами и/или органическими соединениями с температурой пиролиза ниже 700°С, используемыми одновременно в качестве восстановителя и покрывающего агента. 15 з.п. ф-лы, 7 ил., 11 пр., 1 табл.

Изобретение относится к области химии. Углеродный материал, пригодный для приготовления электродов для электролитических конденсаторов, получен с помощью одностадийной карбонизации биополимеров с большим содержанием гетероатомов, при этом не требуется ни добавление активирующего агента во время карбонизации, ни последующая газофазная активация. Некоторые биополимеры, которые доступны посредством извлечения из морских водорослей, являются подходящими предшественниками, либо морские водоросли, содержащие такие биополимеры, карбонизуют непосредственно. Изобретение упрощает процесс изготовления материала. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сепараторам аккумуляторных батарей. Техническим результатом изобретения является создание многослойного сепаратора, обладающего однородными физическими свойствами. Согласно изобретению сепаратор аккумуляторных батарей содержит микропористую мембрану, изготовленную совместной экструзией, которая имеет по меньшей мере два слоя, изготовленных из полимеров, которые способны к экструзии, и обладает равномерной толщиной со среднеквадратичным отклонением <0,80 микрон (мкм) или адгезией между слоями, определяемой сопротивлением отслаиванию. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к перезаряжаемому литий-серному химическому источнику электрической энергии. Техническим результатом изобретения является повышение удельной энергии. Согласно изобретению перезаряжаемый химический источник электрической энергии содержит положительный электрод (катод), содержащий серу или органические соединения на базе серы, полимерные соединения на базе серы или неорганические соединения на базе серы в качестве деполяризатора, отрицательный электрод (анод), изготовленный из металлического лития или из содержащих литий сплавов, и электролит, содержащий раствор по меньшей мере одной соли по меньшей мере в одном апротонном растворителе. Химический источник электрической энергии вырабатывает растворимые полисульфиды в электролите во время первой стадии двухстадийного процесса разрядки, причем количество серы в деполяризаторе и объем электролита выбраны так, что после первой стадии разрядки катода (до потенциала 2.1-1.9 В) концентрация растворимых полисульфидов лития в электролите составляет по меньшей мере 70% концентрации насыщения полисульфидов лития в электролите. 3 з.п. ф-лы, 10 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области электрохимической энергетики. Техническим результатом изобретения является увеличение длительности цикла и снижение стоимости производства. Согласно изобретению химический источник электрической энергии содержит положительный электрод (катод) из электропроводящего материала, смесь сульфида лития и серы, проницаемый сепаратор или мембрану и отрицательный электрод (анод) из электропроводящего материала или материала, способного обратимо интеркалировать ионы лития, причем между электродами предложено помещать апротонный электролит, содержащий по меньшей мере одну соль лития в по меньшей мере одном растворителе. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к аккумуляторной (вторичной) батарее с улучшенными характеристиками подвижности ионов лития и увеличенной емкостью элементов. Согласно изобретению активный катодный материал для литиевой аккумуляторной батареи содержит два или более активных материала, имеющие различные редокс-уровни, так чтобы проявлять лучшие разрядные характеристики в диапазоне разряда большим током вследствие последовательного действия активных катодных материалов в процессе разряда, причем этот активный катодный материал составлен из активных материалов двух типов; и при этом активные материалы двух типов имеют различный средний размер частиц, так чтобы увеличить плотность электрода. Техническим результатом являются улучшенные разрядные характеристики, увеличение емкости элементов вследствие увеличенных плотности электрода и удельной емкости электрода, увеличение мощности батареи. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 16 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к катодам литиевых химических источников тока (ЛХИТ). Согласно изобретению катод ЛХИТ содержит титановый токоотвод, два электрода с активной массой на основе фторуглерода, нанесенные на противоположные стороны токоотвода, и многослойный сепаратор, внутренний слой которого выполнен из нетканого полипропилена, при этом токоотвод выполнен из перфорированной титановой фольги толщиной 0,03÷0,06 мм с общей площадью перфорации 0,4÷0,6 от площади электрода, сепаратор дополнительно содержит пористую полипропиленовую пленку, покрытую с обеих сторон пористой полиэтиленовой пленкой, и слой стеклоткани, примыкающий к внутреннему слою сепаратора из нетканого полипропилена. Поверхность токоотвода перед нанесением электродов может быть обработана методом химического травления или методом химического травления и нанесения покрытий из раствора коллоидного графита, или из препарата на основе полисахарида, или из карбида и/или нитрида титана. Активная масса электрода на токоотвод нанесена методом сухого термопрессования при температуре от 150 до 170°С, давлении 80÷480 кг/см² и времени прессования 25÷60 с. Активная масса электрода содержит (мас.%): фторуглерод - 80÷90%, фторопластовую эмульсию в качестве связующего - 2÷5% и технический углерод и/или коллоидно-графитовый препарат в качестве электропроводной добавки - остальное. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к химическим источникам тока и касается получения батарейного фторированного углеродного материала, который находит применение в качестве катодного материала литиевых химических источников тока, а также в качестве компонента смазывающих веществ и наполнителя полимерных материалов. Согласно изобретению способ получения батарейного фторуглерода путем термической обработки исходного углеродного материала газовой смесью, содержащей 5-10 об.% фторирующего газа и 90-95 об.% инертного газа при температуре 470-520°С, при этом в качестве исходного углеродного материала используют тканый углеграфитовый волокнистый материал (УВМ) однонаправленной текстуры, имеющей продольно ориентированные нити основы, переплетенные уточными нитями с шагом 2-4 утка/см. Соотношение масс основных нитей к уточным нитям УВМ может находиться в интервале 0.75-0.9. Техническим результатом изобретения является увеличение выхода готового продукта. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к электрохимическому устройству, предпочтительно к литиевой вторичной батарее. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности эксплуатации батареи при сохранении ее характеристик. Согласно изобретению электрод получен из электродной суспензии, содержащей: (а) активный электродный материал, способный к интеркаляции/деинтеркаляции лития; и (b) неорганические частицы с проводимостью по ионам лития, при этом неорганические частицы с проводимостью по ионам лития содержат элементы лития, причем не аккумулируя ионов лития, но перенося ионы лития. Электрохимическое устройство содержит указанный электрод. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к литиевым химическим источникам тока (ЛХИТ) различного назначения. ЛХИТ содержит корпус из коррозионно-стойкого материала, литиевый анод, твердый катод, сепаратор, разделяющий анод и катод, и неводный электролит, при этом согласно изобретению катод выполнен из фторированного углерода или диоксида марганца и содержит добавку 1÷10% фторированного фуллерена на основе фуллерена С ₆₀ или фуллереновой черни с содержанием активного фтора 55÷60 мас.%. Техническим результатом изобретения является повышение уровня разрядного напряжения на начальном этапе разряда. 1 ил.

Изобретение относится к обладающей высокой мощностью литиевой вторичной батарее с неводным электролитом. Техническим результатом является продолжительный срок службы батареи и превосходная безопасность, как при комнатной температуре, так и при высокой температуре даже после повторяющихся зарядки и разрядки сильным током. Согласно изобретению батарея в качестве активного катодного материала содержит смесь особого сложного оксида (А) лития-марганца-металла со шпинельной структурой и особого сложного оксида (В) лития-никеля-марганца-кобальта со слоистой структурой. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 7 табл.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к изготовлению положительных электродов литиевых химических источников тока. Техническим результатом изобретения является повышение разрядных характеристик аккумуляторов системы Li/SO₂, увеличение ресурса и стабилизации емкости при циклировании путем повышения емкостных характеристик положительного электрода. Согласно изобретению в способе изготовления положительного электрода аккумулятора системы Li/SO₂, заключающемся в накатке катодной массы, состоящей из смеси порошка меди, сажи и связующего, на коллектор тока, последующем спекании, после операции спекания электрод пропитывают насыщенным раствором лития хлорида в органическом растворителе не менее 10 мин, затем удаляют растворитель, калибруют по толщине, при этом массовое отношение лития хлорида к порошку меди составляет от 0,45 до 0,65. 1 табл.