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1. (WO2013060422) MATÉRIAU POUR ÉLECTRODES POUR BATTERIES AU LITHIUM-ION, ET SON PROCÉDÉ DE PRODUCTION
Dernières données bibliographiques dont dispose le Bureau international   

N° de publication :    WO/2013/060422    N° de la demande internationale :    PCT/EP2012/004256
Date de publication : 02.05.2013 Date de dépôt international : 11.10.2012
CIB :
H01M 4/66 (2006.01), H01M 10/0525 (2010.01), H01M 4/505 (2010.01), H01M 4/525 (2010.01), H01M 4/04 (2006.01), C23C 14/58 (2006.01)
Déposants : KARLSRUHER INSTITUT FÜR TECHNOLOGIE [DE/DE]; Kaiserstraße 12 76131 Karlsruhe (DE)
Inventeurs : PFLEGING, Wilhelm; (DE).
KOHLER, Robert; (DE).
PRÖLL, Johannes; (DE)
Représentant
commun :
KARLSRUHER INSTITUT FÜR TECHNOLOGIE [DE/DE]; Innovationsmanagement Postfach 36 40 76021 Karlsruhe (DE)
Données relatives à la priorité :
10 2011 120 893.7 29.10.2011 DE
Titre (DE) ELEKTRODENMATERIAL FÜR LITHIUM-IONEN-BATTERIEN UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG
(EN) ELECTRODE MATERIAL FOR LITHIUM ION BATTERIES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
(FR) MATÉRIAU POUR ÉLECTRODES POUR BATTERIES AU LITHIUM-ION, ET SON PROCÉDÉ DE PRODUCTION
Abrégé : front page image
(DE)Die Erfindung betrifft ein Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien in Form einer gepressten Schicht (1), die eine Schichtdicke von 10 μm bis 1 mm aufweist, umfassend mindestens 80 % eines Aktivmaterials (3) aus einem Lithium-Ionen-Leiter, das als partikuläres Material vorliegt, und höchstens 20 % an Binder (5) und an Leitfähigkeitsadditiven (4), wobei mindestens ein an eine Oberfläche der Schicht (1) angrenzender Bereich eine Struktur aus kegelförmigen Elementen (8, 8', 8''...) aufweist, die sich auf einem Untergrund aus dem partikulären Material befinden und aus lokal abgetragenem Material der Schicht (1) durch Materialumlegung gebildet sind, wobei neben dem Aktivmaterial (3) auch der Binder (5) und die Leitfähigkeitsadditive (4) erhalten bleiben. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Elektrodenmaterials durch Bestrahlen einer derartigen gepressten Schicht (1) mit 100 bis 10000 Laserpulsen (6), die jeweils eine Energiedichte von 1,5 - 3 J/cm2 aufweisen, wodurch in mindestens einem an die Oberfläche der Schicht (1) angrenzenden Bereich eine Struktur erzeugt wird, die aus kegelförmigen Elementen (8, 8', 8''...) besteht, die sich mit einer Höhe von 20 μm bis 150 μm, höchstens jedoch der Schichtdicke, auf einem Untergrund aus dem partikulären Material ausbilden, wobei in der durch Materialumlagerung gebildeten Struktur neben dem Aktivmaterial (3) auch der Binder (5) und die Leitfähigkeitsadditive (4) erhalten bleiben. Das Elektrodenmaterial weist verbesserte elektrochemische Eigenschaften auf und ermöglicht eine hohe Lade- und Entladezyklenstabilität.
(EN)The invention relates to an electrode material for lithium ion batteries in the form of a compressed layer (1) that has a layer thickness of between 10 μm and 1mm, said electrode material comprising at least 80% of an active material (3) that is made of a lithium ion conductor and is present as a particulate material, and a maximum of 20% of binding agent (5) and conductivity additives (4). At least one region that adjoins a surface of the layer (1) has a structure made of conical elements (8, 8', 8"...) that are located on a base made of the particulate material and are formed from locally removed material of the layer (1) via material transfer, the binding agent (5) and the conductivity additives (4) remaining intact along with the active material (3). The invention further relates to a method for producing the electrode material by irradiating such a compressed layer (1) with 100 to 10000 laser pulses (6) that each have an energy density of between 1.5 and 3 J/cm2, whereby in at least one region that adjoins the surface of the layer (1) a structure is formed consisting of conical elements (8, 8', 8"...) that form on a base made of a particulate material to a height of between 20 μm and 150 μm, however not higher than the layer thickness, the binding agent (5) and the conductivity additives (4) remaining intact along with the active material (3) in the structure formed via material rearrangement. The electrode material has improved electrochemical properties and allows for high charging and discharging cycle stability.
(FR)L'invention concerne un matériau pour électrodes pour batteries au lithium-ion, sous forme d'une couche pressée (1) qui présente une épaisseur de couche de 10 μm à 1 mm, comprenant au moins 80% d'un matériau actif (3), composé d'un conducteur au lithium-ion, qui se présente sous forme de matière particulaire, et au maximum 20% de liant (5) et des additifs de conductivité (4), au moins une région adjacente à une surface de la couche (1) présentant une structure d'éléments coniques (8, 8', 8''...) qui se trouvent sur une sous-couche de matière particulaire, et qui sont formés de matériau de la couche (1), enlevé localement, par réarrangement de matériau; outre le matériau actif (3), le liant (5) et les additifs de conductivité (4), demeurant conservés. L'invention concerne en outre un procédé de production de matériau pour électrodes, par irradiation d'une telle couche pressée (1), au moyen de 100 à 10000 impulsions laser (6), qui présentent chacune une densité d'énergie de 1,5 - 3 J/cm2, ce qui permet de produire une structure dans au moins une région adjacente à la surface de la couche (1), ladite structure étant composée d'éléments coniques (8, 8', 8''...), qui se forment à une hauteur de 20 μm à 150 μm, à concurrence toutefois de l'épaisseur de couche, sur une sous-couche de la matière particulaire; dans la structure formée par réarrangement de matériau, outre le matériau actif (3), le liant (5) et les additifs de conductivité (4), demeurant conservés. Le matériau pour électrodes présente des propriétés électrochimiques améliorées et permet d'obtenir une stabilité élevée aux cycles de charge et de décharge.
États désignés : AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
Organisation régionale africaine de la propriété intellectuelle (ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Office eurasien des brevets (OEAB) (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
Office européen des brevets (OEB) (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
Organisation africaine de la propriété intellectuelle (OAPI) (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Langue de publication : allemand (DE)
Langue de dépôt : allemand (DE)