【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于锂离子蓄电池的嵌入LiF的SiG粉末参考引入本文中引用的所有专利、专利申请和公开经此引用全文并入本文,以便更充分地描述本文所述专利技术日期为止本领域技术人员已知的现有技术状态。相关申请的交叉参考本申请要求2014年10月6日提交的美国专利申请号62/060,319的权益,其内容经此引用全文并入本文。专利技术背景本专利技术涉及含有电活性材料的石墨烯纳米片复合材料。锂离子蓄电池(LIB)正在应用于许多用途,包括电动或混合动力电动汽车(EV&HEV)、消费电子产品、电网储能系统和分布式发电机组。LIB在此类市场的成功很大程度上取决于蓄电池组电池的成本、能量密度、功率容量、循环寿命和安全性,这在很大程度上受控于所用的电极材料。虽然由于其在90年代初第一个商业化,LIB技术已经明显领先,但它们仍未能跟上对具有更高储能容量的蓄电池日益增长的需求。例如,DOE的EV无处不在计划限定了以1000次循环400Wh/kg的EV电池目标,其购置成本可与传统ICE汽车相比。用当前的LIB化学还不能满足这一目标,尤其是使用石墨作为阳极。因为石墨的低容量,具有碳基阳极的电池可以达到最多200-250Wh/kg,取决于阴极的类型。因此,亟需开发用于下一代LIB的先进的阳极。硅(Si)因其高容量和适当的工作电压被认为是最有前途的阳极材料。理论上,Si可以提供高达4200mAh/g的锂(Li)存储容量。其可以在0.0~0.4V的电势范围内锂化,这在与合适的阴极配对时能够制造高能量密度器件。尽管如此,用Si取代传统的石墨阳极材料已经证明极富挑战性。两个主要障碍阻碍了Si基阳极用于商 ...
【技术保护点】
用作锂离子蓄电池中的阳极的纳米石墨复合材料,包含:电活性材料的颗粒;和在所述电活性颗粒上方的涂层,所述涂层包含多个石墨烯纳米片和SEI改性剂添加剂,其中所述SEI改性剂添加剂是设置在电活性材料颗粒表面的至少一部分上方的干燥粉末。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.06 US 62/060,3191.用作锂离子蓄电池中的阳极的纳米石墨复合材料,包含:电活性材料的颗粒;和在所述电活性颗粒上方的涂层,所述涂层包含多个石墨烯纳米片和SEI改性剂添加剂,其中所述SEI改性剂添加剂是设置在电活性材料颗粒表面的至少一部分上方的干燥粉末。2.权利要求1的纳米石墨复合材料,其中所述涂层包含所述石墨烯纳米片与SEI改性剂添加剂的混合物。3.权利要求1的纳米石墨复合材料,其中所述涂层包括SEI改性剂添加剂的内层和石墨烯纳米片的外层,其中所述石墨烯纳米片涂覆至少一部分所述添加剂改性的电活性颗粒以形成重叠的石墨烯纳米片构成的层。4.权利要求1、2或3的纳米石墨复合材料,其中所述石墨烯纳米片与至少一部分电活性颗粒形成接触。5.权利要求1-4的纳米石墨复合材料,其中所述SEI改性剂添加剂是LiF。6.权利要求1-5的纳米石墨复合材料,其中所述石墨烯纳米片具有0.34纳米至50纳米的厚度和小于900纳米的横向尺寸。7.权利要求1-6的纳米石墨复合材料,其中所述SEI改性剂添加剂导致不连续层。8.权利要求1-3或权利要求5或6的纳米石墨复合材料,其中所述SEI改性剂添加剂导致不续层。9.权利要求1-8的纳米石墨复合材料,其中石墨烯纳米片-涂覆的纳米级颗粒形成团聚体。10.权利要求1-9的纳米石墨复合材料,其中所述石墨烯纳米片具有小于500纳米的横向尺寸。11.权利要求1-9的纳米石墨复合材料,其中所述石墨烯纳米片具有30纳米至200纳米的横向尺寸。12.权利要求1-11的纳米石墨复合材料,其中石墨烯纳米片的涂层包含多层石墨烯纳米片。13.权利要求1-12的纳米石墨复合材料,其中所述电活性材料是选自硅、锡、铁、镁、铝、铅、金、银、钛、铂、钯、钌、铜、镍、铑和镍及其组合的一种或多种材料。14.权利要求1-13的纳米石墨复合材料,其中电活性材料包含硅。15.权利要求14的纳米石墨复合材料,其中硅以所述复合材料的5重量%至90重量%的范围存在。16.权利要求14的纳米石墨复合材料,其中硅以所述复合材料的40重量%至70重量%的范围存在。17.权利要求14的纳米石墨复合材料,其中硅以所述复合材料的30重量%至70重量%的范围存在。18.权利要求1-17的纳米石墨复合材料,其中所述LiF以所述复合材料的2重量%至30重量%的范围存在。19.权利要求1-18的纳米石墨复合材料,其中所述石墨烯以所述复合材料的10重量%至40重量%的范围存在。20.权利要求1-19的纳米石墨复合材料,其中所述复合材料进一步包含导电碳添加剂。21.权利要求20的纳米石墨复合材料,其中所述导电碳添加剂选自炭黑、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、碳纳米角、碳纳米线圈及其组合。22.权利要求1-21的纳米石墨复合材料,其中所述电活性颗粒以所述复合材料的5重量%至90重量%的范围存在。23.权利要求1-22的纳米石墨复合材料,其中所述表面积为50至200m2/g。24.用作锂离子蓄电池中的阳极的电极,所述电极包含:(a)如权利要求1-23任一项所述的纳米石墨复合材料;和(b)粘合剂。25.权利要求24的电极,进一步包含导电添加剂。26.权利要求25的电极,其中所述导电添加剂包含石墨烯。27.权利要求25或26的电极,其中所述导电添加剂为总电极重量的2至20重量%。28.权利要求24-27的电极,其中所述粘合剂为总电极重量的3至...
【专利技术属性】
技术研发人员:I·都,H·王,
申请(专利权)人:XG科学股份有限公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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