Nanosized silicon or alloys thereof are formed by milling in solvents comprising at least one polar protic solvent (e.g., an alcohol) or polar aprotic solvent (e.g., a nitrile) where the average milling media size is at least about 5 times to 200 times larger than the initial average silicon particle size. The method more efficiently mills silicon and achieves smaller nanosized particles with less input power or time and stable dispersions in the absence of a surfactant allowing for the direct formation of secondary particles. The milled silicon particles are useful as electrodes in electrical devices such as batteries.
51818 aliphatic solvent or polar aprotic aromatic solvent, milling the initial particles to form a milled silicon powder having an average size of about 10 to about 300 nanometers, and depositing the milled silicon powder on a spherical graphite powder having an average size from about 5 to 200 times larger than the average size of the milled silicon powder to form the particles.
Nanosized silicon or alloys thereof are formed by milling in solvents comprising at least one polar protic solvent (e.g., an alcohol) or polar aprotic solvent (e.g., a nitrile) where the average milling media size is at least about 5 times to 200 times larger than the initial average silicon particle size. The method more efficiently mills silicon and achieves smaller nanosized particles with less input power or time and stable dispersions in the absence of a surfactant allowing for the direct formation of secondary particles. The milled silicon particles are useful as electrodes in electrical devices such as batteries.
B82Y 40/00 - Fabrication ou traitement des nanostructures
B29B 13/10 - Conditionnement ou traitement physique de la matière à façonner par broyage, p. ex. par triturationConditionnement ou traitement physique de la matière à façonner par tamisageConditionnement ou traitement physique de la matière à façonner par filtration
Composite anode-active particulates that include lithium-active, silicon nanoparticles in carbon matrices impregnated with solid electrolyte are described with methods for their preparation. The composite active particulates preferably include a solid electrolyte phase carried within pores of the particulate.
H01M 4/58 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs de composés inorganiques autres que les oxydes ou les hydroxydes, p. ex. sulfures, séléniures, tellurures, halogénures ou LiCoFyEmploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs de structures polyanioniques, p. ex. phosphates, silicates ou borates
5.
Engineered solid electrolyte interfaces on anode materials
Herein are described materials for a lithium ion anode, processes of manufacturing the lithium ion anode, and batteries that include the lithium ion anode. The materials can include a metal or metal alloy nanoparticulate carrying a solid electrolyte interface. The process can include admixing a lithium accepting material that is a metal or metal alloy nanoparticulate carrying a solid electrolyte interface with a conductive carbon; and then preparing a film of the admixture on an electrical substrate. The battery is assembled from the as manufactured lithium ion anode.
Composite anode-active particulates that include lithium-active, silicon nanoparticles in carbon matrices impregnated with solid electrolyte are described with methods for their preparation. The composite active particulates preferably include a solid electrolyte phase carried within pores of the particulate.
H01M 4/58 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs de composés inorganiques autres que les oxydes ou les hydroxydes, p. ex. sulfures, séléniures, tellurures, halogénures ou LiCoFyEmploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs de structures polyanioniques, p. ex. phosphates, silicates ou borates
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
The formation of amorphous silicon for use in, for example, lithium-ion batteries is disclosed. The process can include milling a plurality of silicon nanocrystals having an average particle diameter and a percent crystallinity greater than about 60%, in a unit designed to reduce the average particle diameter to the same or a larger size, thereby forming a plurality of amorphous silicon nanoparticles having about the same average particle diameter as the silicon nanocrystals and a percent crystallinity of less than about 50%.
H01B 1/04 - Conducteurs ou corps conducteurs caractérisés par les matériaux conducteurs utilisésEmploi de matériaux spécifiés comme conducteurs composés principalement soit de compositions à base de carbone-silicium, soit de carbone soit de silicium
H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
8.
Amorphous silicon-carbon composites and improved first coulombic efficiency
Compositions, anodes, and batteries are described herein and incorporate particulates that feature carbon matrices having embedded therein a plurality of amorphous silicon nanoparticles. One embodiment includes a particulate composed of a porous carbon matrix and a plurality of amorphous silicon nanoparticles affixed to an interior surface of the porous carbon matrix and adjacent to an open volume that defines specific pores. Yet another embodiment is an anode active particulate that features a plurality of amorphous silicon nanoparticles affixed to interior surfaces of a porous carbon matrix, where the anode active particulate has a “Standard-FCE” value that is about 5% greater than a “Standard-FCE” value of an analogous anode active particle having crystalline silicon nanocrystals.
H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
H01M 4/587 - Matériau carboné, p. ex. composés au graphite d'intercalation ou CFx pour insérer ou intercaler des métaux légers
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
9.
Amorphous silicon-carbon composites and improved first coulombic efficiency
Compositions, anodes, and batteries are described herein and incorporate particulates that feature carbon matrices having embedded therein a plurality of amorphous silicon nanoparticles. One embodiment includes a particulate composed of a porous carbon matrix and a plurality of amorphous silicon nanoparticles affixed to an interior surface of the porous carbon matrix and adjacent to an open volume that defines specific pores. Yet another embodiment is an anode active particulate that features a plurality of amorphous silicon nanoparticles affixed to interior surfaces of a porous carbon matrix, where the anode active particulate has a “Standard-FCE” value that is about 5% greater than a “Standard-FCE” value of an analogous anode active particle having crystalline silicon nanocrystals.
H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
H01M 4/587 - Matériau carboné, p. ex. composés au graphite d'intercalation ou CFx pour insérer ou intercaler des métaux légers
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
10.
Ionic conductivity in silicon electrolyte composite particles
Processes for the manufacture of porous particulates for use in lithium ion batteries are described. The porous materials include silicon active materials carried in a continuous matrix that includes a carbon phase and a solid-electrolyte phase.
H01M 4/1395 - Procédés de fabrication d’électrodes à base de métaux, de Si ou d'alliages
H01M 4/134 - Électrodes à base de métaux, de Si ou d'alliages
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
H01M 4/62 - Emploi de substances spécifiées inactives comme ingrédients pour les masses actives, p. ex. liants, charges
Solid state compositions for use in an anode of a secondary battery, anodes, and lithium ion batteries are provided which include silicon carbide nanofibers, preferably carried in and reinforcing both an anode active material and a solid electrolyte. Methods of production and use are further described.
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/133 - Électrodes à base de matériau carboné, p. ex. composés d'intercalation du graphite ou CFx
H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
H01M 10/0565 - Matériaux polymères, p. ex. du type gel ou du type solide
H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
H01M 4/134 - Électrodes à base de métaux, de Si ou d'alliages
H01M 4/587 - Matériau carboné, p. ex. composés au graphite d'intercalation ou CFx pour insérer ou intercaler des métaux légers
H01B 1/04 - Conducteurs ou corps conducteurs caractérisés par les matériaux conducteurs utilisésEmploi de matériaux spécifiés comme conducteurs composés principalement soit de compositions à base de carbone-silicium, soit de carbone soit de silicium
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
Secondary batteries which include embedded silicon carbide nanofibers are described and provided. Methods of production of the materials for use in the secondary batteries are further described.
H01M 4/1395 - Procédés de fabrication d’électrodes à base de métaux, de Si ou d'alliages
H01M 4/62 - Emploi de substances spécifiées inactives comme ingrédients pour les masses actives, p. ex. liants, charges
H01M 4/134 - Électrodes à base de métaux, de Si ou d'alliages
C01B 32/963 - Préparation à partir de composés contenant du silicium
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/587 - Matériau carboné, p. ex. composés au graphite d'intercalation ou CFx pour insérer ou intercaler des métaux légers
H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
H01B 1/04 - Conducteurs ou corps conducteurs caractérisés par les matériaux conducteurs utilisésEmploi de matériaux spécifiés comme conducteurs composés principalement soit de compositions à base de carbone-silicium, soit de carbone soit de silicium
D01F 9/08 - Filaments, ou similaires, faits par l’homme, formés d’autres substancesLeur fabricationAppareils spécialement adaptés à la fabrication de filaments de carbone de matière inorganique
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
Compositions for use in an anode of a secondary battery, anodes, and lithium ion batteries are provided which include embedded silicon carbide nanofibers. Methods of production and use are further described.
D01F 9/08 - Filaments, ou similaires, faits par l’homme, formés d’autres substancesLeur fabricationAppareils spécialement adaptés à la fabrication de filaments de carbone de matière inorganique
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
H01B 1/04 - Conducteurs ou corps conducteurs caractérisés par les matériaux conducteurs utilisésEmploi de matériaux spécifiés comme conducteurs composés principalement soit de compositions à base de carbone-silicium, soit de carbone soit de silicium
Solid state compositions for use in an anode of a secondary battery, anodes, and lithium ion batteries are provided which include silicon carbide nanofibers, preferably carried in and reinforcing both an anode active material and a solid electrolyte. Methods of production and use are further described.
H01B 1/04 - Conducteurs ou corps conducteurs caractérisés par les matériaux conducteurs utilisésEmploi de matériaux spécifiés comme conducteurs composés principalement soit de compositions à base de carbone-silicium, soit de carbone soit de silicium
H01M 10/0565 - Matériaux polymères, p. ex. du type gel ou du type solide
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
16.
System for reducing oxygen contamination of milled silicon
A milling system which includes a reservoir shaped and sized to contain a solvent or a slurry including the solvent and a material to be milled, a treatment column in communication with the reservoir, wherein the treatment column is configured to remove one or more of water, oxygen, and/or other impurities from the solvent, and a mill in fluid communication with the reservoir, wherein the mill is configured to triturate the material. The treatment column may be fluidly isolated from the rest of the system during milling.
B02C 23/18 - Addition de fluide, dans un but autre que celui de broyer ou de désagréger par l'énergie du fluide
B29B 13/10 - Conditionnement ou traitement physique de la matière à façonner par broyage, p. ex. par triturationConditionnement ou traitement physique de la matière à façonner par tamisageConditionnement ou traitement physique de la matière à façonner par filtration
H01B 1/04 - Conducteurs ou corps conducteurs caractérisés par les matériaux conducteurs utilisésEmploi de matériaux spécifiés comme conducteurs composés principalement soit de compositions à base de carbone-silicium, soit de carbone soit de silicium
H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
H01M 10/0525 - Batteries du type "rocking chair" ou "fauteuil à bascule", p. ex. batteries à insertion ou intercalation de lithium dans les deux électrodesBatteries à l'ion lithium
H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
H01M 4/134 - Électrodes à base de métaux, de Si ou d'alliages
H01M 4/62 - Emploi de substances spécifiées inactives comme ingrédients pour les masses actives, p. ex. liants, charges
C01B 32/963 - Préparation à partir de composés contenant du silicium
H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
The mechanochemically functionalizing silicon nanoparticles and the functionalized silicon nanoparticles are described. The processes include applying shear forces to silicon metal the presence of an alkane and thereby functionalizing the silicon with an alkyl-functionalization. The resulting product includes a plurality of silicon nanoparticles each carrying an alkyl-functionalization derived from an alkane.
B22F 1/00 - Poudres métalliquesTraitement des poudres métalliques, p. ex. en vue de faciliter leur mise en œuvre ou d'améliorer leurs propriétés
B22F 1/02 - Traitement particulier des poudres métalliques, p.ex. en vue de faciliter leur mise en œuvre, d'améliorer leurs propriétés; Poudres métalliques en soi, p.ex. mélanges de particules de compositions différentes comportant un enrobage des particules
Compositions for use in an anode of a secondary battery, anodes, and lithium ion batteries are provided which include embedded silicon carbide nanofibers. Methods of production and use are further described.
H01M 4/134 - Électrodes à base de métaux, de Si ou d'alliages
H01M 4/62 - Emploi de substances spécifiées inactives comme ingrédients pour les masses actives, p. ex. liants, charges
D01F 9/08 - Filaments, ou similaires, faits par l’homme, formés d’autres substancesLeur fabricationAppareils spécialement adaptés à la fabrication de filaments de carbone de matière inorganique
The mechanochemically functionalizing silicon nanoparticles and the functionalized silicon nanoparticles are described. The processes include applying shear forces to silicon metal the presence of an alkane and thereby functionalizing the silicon with an alkyl-functionalization. The resulting product includes a plurality of silicon nanoparticles each carrying an alkyl-functionalization derived from an alkane.
brevets
