Li-ion electrode nanocomposites with self-assembled conductive carbon layers

• Autorzy: Molenda M. , Świder J. , Świętosławski M. , Kochanowski A.

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2017.532

Warianty tytułu

PL

Nanokompozyty elektrodowe Li-ion z samoorganizującymi się przewodzącymi warstwami węglowymi

• Konferencja: International Conference MoDeSt (9 ; 04–08.09. 2016 ; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Basing on the developed and patented technology the nanocomposite cathodes were successfully prepared in a simple and inexpensive process of wet impregnation of polymer carbon precursor followed by controlled pyrolysis. Conductive carbon layers (CCLs) derived from hydrophilic polymers in solvent-free water mediated process, significantly enhances electrical conductivity of the material and improves its thermal properties, moreover the unique pore structure of CCLs assures easy lithium ions diffusion. Proposed solution allows to explore the potential of active material and improves overall performance of Li-ion batteries.

PL

Na podstawie opracowanej i opatentowanej technologii otrzymano nanokompozyty elektrodowe Li-ion. Nieskomplikowany i niedrogi proces wytwarzania przewodzących warstw węglowych (CCL) polegał na depozycji w środowisku wodnym prekursora węglowego na powierzchni ziaren materiału aktywnego, a następnie na kontrolowanej jego pirolizie. Otrzymane powłoki węglowe z hydrofilowych polimerów w istotnym stopniu polepszają właściwości elektryczne i termiczne kompozytów elektrodowych, a jednocześnie zapewniają kanały transportu (dyfuzji) jonów litu przez powłokę węglową. Zaproponowane rozwiązanie umożliwia pełne wykorzystanie korzystnych właściwości materiału aktywnego i poprawia ogólne parametry pracy ogniw litowo-jonowych.

Słowa kluczowe

EN

Li-ion batteries; nanocomposites; carbon coating; conductive carbon layers; hydrophilic polymer

PL

akumulatory litowo-jonowe; nanokompozyty; powłoki węglowe; przewodzące warstwy węglowe; polimer hydrofilowy

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 62, nr 7-8
• Strony: 532--538
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Molenda M.

• Jagiellonian University, Department of Chemical Technology, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland

autor

Świder J.

• Jagiellonian University, Department of Chemical Technology, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland

autor

Świętosławski M.

• Jagiellonian University, Department of Chemical Technology, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland

autor

Kochanowski A.

• Jagiellonian University, Department of Chemical Technology, Faculty of Chemistry, Ingardena 3, 30-060 Cracow, Poland

Bibliografia

• [1] Bensalah N., Dawood H.: Journal of Material Science & Engineering 2016, 5, 1000258. http://dx.doi.org/10.4172/2169-0022.1000258
• [2] Whittingham M.S.: Science 1976, 192, 1126. http://dx.doi.org/10.1126/science.192.4244.1126
• [3] Nagaura T., Tozawa K.: Progress in Batteries & Solar Cells 1990, 9, 209.
• [4] Tarascon J.-M., Guyomard D.: Electrochimical Acta 1993, 38, 1221. https://dx.doi.org/10.1016/0013-4686(93)80053-3
• [5] Tarascon J.-M., Armand M.: Nature 2001, 414, 359. http://dx.doi.org/10.1038/35104644
• [6] Whittingham M.S.: Solid State Ionics 2000, 134, 169. http://dx.doi.org/10.1016/S0167-2738(00)00724-4
• [7] Johnson C.S., Li N., Vaughey J.T. et al.: Electrochemistry Communications 2005, 7, 528. http://dx.doi.org/10.1016/j.elecom.2005.02.027
• [8] Amatucci G.G., Du Pasquier A., Blyr A. et al.: Electrochimica Acta 1999, 45, 255. http://dx.doi.org/10.1016/S0013-4686(99)00209-1
• [9] Padhi A.K., Nanjundaswamy K.S., Goodenough J.B.: Journal of The Electrochemical Society 1997, 144, 1188. http://dx.doi.org/10.1149/1.1837571
• [10] Goodenough J.B., Kim Y.: Chemistry of Materials 2010, 22, 587. http://dx.doi.org/10.1021/cm901452z
• [11] Armand M., Tarascon J.-M.: Nature 2008, 451, 652. http://dx.doi.org/10.1038/451652a
• [12] Kim J.K., Cheruvally G., Ahn J.-H.: Journal of Solid State Electrochemistry 2008, 12, 799. http://dx.doi.org/10.1007/s10008-007-0425-y
• [13] Fey G.T.K., Lu T.L., Wu F.Y., Li W.H.: Journal of Solid State Electrochemistry 2008, 12, 825. http://dx.doi.org/10.1007/s10008-008-0516-4
• [14] Lin B., Wen Z., Han J., Wu X.: Solid State Ionics 2008, 179, 1750. http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2007.12.054
• [15] Guo R., Shi P., Cheng X., Du Ch.: Journal of Alloys and Compounds 2009, 473, 53. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.05.102
• [16] Cushing B.L., Goodenough J.B.: Solid State Sciences 2002, 4, 1487. http://dx.doi.org/10.1016/S1293-2558(02)00044-4
• [17] Hassoun J., Derrien G., Panero S., Scrosati B.: Journal of Power Sources 2008, 183, 339. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.05.017
• [18] Kim J.K., Cheruvally G., Ahn J.-H., Ahn H.-J.: Journal of Physics and Chemistry of Solids 2008, 69, 1257. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.10.047
• [19] Padhi A.K., Nanjundaswamy K.S., Masquelier C. et al.: Journal of The Electrochemical Society 1997, 144, 1609. http://dx.doi.org/10.1149/1.1837649
• [20] Arroyo-de Dompablo M.E., Armand M., Tarascon J.-M., Amador U.: Electrochemistry Communications 2006, 8, 1292. http://dx.doi.org/10.1016/j.elecom.2006.06.003
• [21] Gong Z.L., Li Y.X., Yang Y.: Journal of Power Sources 2007, 174, 524. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.250
• [22] Nyten A., Abouimrane A., Armand M. et al.: Electrochemistry Communications 2005, 7, 156. http://dx.doi.org/10.1016/j.elecom.2004.11.008
• [23] Kokalj A., Dominko R., Mali G. et al.: Chemistry of Materials 2007, 19, 3633. http://dx.doi.org/10.1021/cm063011l
• [24] Molenda M., Dziembaj R., Piwowarska Z., Drozdek M.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2007, 88, 503. http://dx.doi.org/10.1007/s10973-006-8226-6
• [25] Molenda M., Dziembaj R., Drozdek M. et al.: Solid State Ionics 2008, 179, 197. http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2007.12.034
• [26] Molenda M., Świętosławski M., Drozdek M. et al.: Journal of Nanomaterials 2014, 2014, 103418. http://dx.doi.org/10.1155/2014/103418
• [27] Molenda M., Dziembaj R., Podstawka E. et al.: Journal of Power Sources 2007, 174, 613. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.06.117
• [28] Molenda M., Dziembaj R., Piwowarska Z., Drozdek M.: Solid State Ionics 2008, 179, 88. http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2007.12.033
• [29] Molenda M., Chojnacka A., Natkański P. et al.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2013, 133, 329. http://dx.doi.org/10.1007/s10973-013-3212-2
• [30] Molenda M.: Functional Materials Letters 2011, 4, 129. http://dx.doi.org/10.1142/S1793604711001713
• [31] PL Pat. 216 549 B1 (2014).
• [32] US Pat. 8 846 135 B2 (2014).
• [33] JP Pat. 5 476 383 B2 (2014).
• [34] KR Pat. 10-2011-7 004 142 (2015).
• [35] EP Pat. 2 326 745 A2 (2017).
• [36] Świder J., Molenda M., Kulka A., Molenda J.: Functional Materials Letters 2016, 9, 1641007. http://dx.doi.org/10.1142/S1793604716410071
• [37] Molenda M., Świętosławski M., Rafalska-Łasocha A., Dziembaj R.: Functional Materials Letters 2011, 4, 135. http://dx.doi.org/10.1142/S1793604711001749
• [38] Molenda M., Świętosławski M., Dziembaj R.: “Composites and Their Properties”, (Ed. Hu N.), InTech, Croatia 2012, pp. 61–80.
• [39] Świętosławski M., Molenda M., Furczoń K., Dziembaj R.: Journal of Power Sources 2013, 244, 510. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.02.078
• [40] Molenda M., Świętosławski M., Wach A. et al.: Solid State Ionics 2014, 262, 98. http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2013.11.007
• [41] Świętosławski M., Molenda M., Grabowska M. et al.: Solid State Ionics 2014, 263, 99. http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2014.05.005

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).