Abrégé

Some variations provide an anode material comprising: silicon monoxide in the form of first particles; and lithium vanadium oxide (LVO) with a composition given by LiaVbOc, wherein a=0.1-10, b=1-3, c=1-9, wherein the LiaVbOc is capable of being reversibly lithiated, wherein the LVO is present in the form of second particles that are physically mixed with the first particles. Other variations provide an anode material comprising: a Si/C composite in the form of first particles; lithium vanadium oxide in the form of second particles, wherein the first particles and the second particles are physically mixed together, wherein the Si/C composite is present in a Si/C concentration from about 1 wt % to about 99 wt %, and wherein the LVO is present in a LVO concentration from about 1 wt % to about 99 wt %. Examples are provided, demonstrating the utility of the disclosed technology.

Classes IPC  ?

• 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 4/48 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques
• H01M 4/485 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiTi2O4 ou LiTi2OxFy
• 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

Abrégé

aa bb cc abcaa bb cc wherein the LVO is present in a LVO concentration from about 1 wt% to about 99 wt%. Examples are provided, demonstrating the utility of the disclosed technology.

Classes IPC  ?

• C01G 31/02 - Oxydes
• H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
• 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

Abrégé

Existing pre-lithiation methods are beset by many limitations, such as non-uniformity, over-lithiation, poor compatibility with battery components, and scaling challenges. This disclosure provides several technical solutions to the problem of effectively pre-lithiating electrodes. Some variations provide an electrochemical method of pre-lithiating a lithium-ion battery containing lithium vanadium oxide. Porous electrodes ameliorate the V2O5 pre-lithiation procedure, enhancing overall efficiency. Various configurations are disclosed, employing two or three electrodes. Other methods pre-lithiate any electrode material for a lithium-ion battery, utilizing a liquid lithium-ion conductor in a transport path with an electrode precursor powder material, to react lithium with the electrode precursor material, thereby generating a pre-lithiated electrode. Still other methods pre-lithiate any electrode material for a lithium-ion battery, mechanically agitating an electrode precursor material with a solid lithium-containing material, to react lithium with the electrode precursor material, thereby generating a pre-lithiated electrode. Experimental data are presented to demonstrate the technology.

Classes IPC  ?

• H01M 4/04 - Procédés de fabrication en général
• H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
• H01M 4/38 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'éléments simples ou d'alliages
• H01M 4/42 - Alliages à base de zinc
• H01M 4/46 - Alliages à base de magnésium ou d'aluminium
• H01M 4/485 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiTi2O4 ou LiTi2OxFy
• H01M 4/505 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques de manganèse d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du manganèse pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiMn2O4 ou LiMn2OxFy
• H01M 4/525 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques de nickel, de cobalt ou de fer d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du fer, du cobalt ou du nickel pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiNiO2, LiCoO2 ou LiCoOxFy
• 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 4/587 - Matériau carboné, p. ex. composés au graphite d'intercalation ou CFx pour insérer ou intercaler des métaux légers
• H01M 4/60 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs de composés organiques
• 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

Abrégé

255 pre-lithiation procedure, enhancing overall efficiency. Various configurations are disclosed, employing two or three electrodes. Other methods pre-lithiate any electrode material for a lithium-ion battery, utilizing a liquid lithium-ion conductor in a transport path with an electrode precursor powder material, to react lithium with the electrode precursor material, thereby generating a pre-lithiated electrode. Still other methods pre-lithiate any electrode material for a lithium-ion battery, mechanically agitating an electrode precursor material with a solid lithium-containing material, to react lithium with the electrode precursor material, thereby generating a pre-lithiated electrode. Experimental data are presented to demonstrate the technology.

Classes IPC  ?

• H01M 4/04 - Procédés de fabrication en général
• H01M 4/13 - Électrodes pour accumulateurs à électrolyte non aqueux, p. ex. pour accumulateurs au lithiumLeurs procédés de fabrication
• H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
• C01G 31/02 - Oxydes
• 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 4/86 - Électrodes inertes ayant une activité catalytique, p. ex. pour piles à combustible
• H01M 4/80 - Plaques poreuses, p. ex. supports frittés

Abrégé

A lithium-ion battery anode material containing surface-coated disordered rocksalt lithium vanadium oxide is disclosed. The surface coating contains a species selected from the group consisting of carbon, a metal oxide, a metalloid oxide, a metal fluoride, a metalloid fluoride, a metal phosphate, a metalloid phosphate, and combinations thereof. Materials, designs, synthesis methods, and devices related to fast-charging lithium-ion batteries are provided. This invention fills a technology gap by providing anode materials with disordered rocksalt lithium vanadium oxides to achieve fast charging in 10 minutes or less, greater than 200 W·h/kg energy density, a lifetime of at least 10,000 cycles, and improved battery safety. Methods of making and using the optionally surface-coated disordered rocksalt lithium vanadium oxide are disclosed. Many experimental examples are included, demonstrating several remarkable attributes of this battery technology.

Classes IPC  ?

• H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
• C01G 31/02 - Oxydes
• H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
• H01M 4/485 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiTi2O4 ou LiTi2OxFy
• H01M 4/505 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques de manganèse d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du manganèse pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiMn2O4 ou LiMn2OxFy
• H01M 4/525 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques de nickel, de cobalt ou de fer d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du fer, du cobalt ou du nickel pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiNiO2, LiCoO2 ou LiCoOxFy
• 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 4/62 - Emploi de substances spécifiées inactives comme ingrédients pour les masses actives, p. ex. liants, charges
• 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

Abrégé

3255. This anode material has a working potential of ~0.6 V versus Li/Li+5.44.41.61.6 provides high-rate capability and a wide operating temperature due to the absence of phase changes or concentration polarization in the electrode. The solid-state lithium-ion battery may be configured to provide over 5,000 cycles to 80% capacity, a 3-minute ultrafast charge time to 80% state of charge, an energy density exceeding 200 W·h/kg and 650 W·h/L, and a wide operating temperature range from –80°C to 350°C.

Classes IPC  ?

• C01G 31/02 - Oxydes
• 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 10/0562 - Matériaux solides
• H01M 4/583 - Matériau carboné, p. ex. composés au graphite d'intercalation ou CFx
• H01M 4/505 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques de manganèse d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du manganèse pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiMn2O4 ou LiMn2OxFy
• H01M 4/02 - Électrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
• H01M 4/04 - Procédés de fabrication en général

Abrégé

A lithium-ion battery anode material containing surface-coated disordered rocksalt lithium vanadium oxide is disclosed. The surface coating contains a species selected from the group consisting of carbon, a metal oxide, a metalloid oxide, a metal fluoride, a metalloid fluoride, a metal phosphate, a metalloid phosphate, and combinations thereof. Materials, designs, synthesis methods, and devices related to fast-charging lithium-ion batteries are provided. This invention fills a technology gap by providing anode materials with disordered rocksalt lithium vanadium oxides to achieve fast charging in 10 minutes or less, greater than 200 W·h/kg energy density, a lifetime of at least 10,000 cycles, and improved battery safety. Methods of making and using the optionally surface-coated disordered rocksalt lithium vanadium oxide are disclosed. Many experimental examples are included, demonstrating several remarkable attributes of this battery technology.

Classes IPC  ?

• H01M 4/40 - Alliages à base de métaux alcalins
• C01D 15/02 - OxydesHydroxydes
• C01G 31/02 - Oxydes
• H01M 4/04 - Procédés de fabrication en général
• H01M 4/131 - Électrodes à base d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes, ou de mélanges d'oxydes ou d'hydroxydes, p. ex. LiCoOx
• H01M 4/1391 - Procédés de fabrication d'électrodes à base d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes, ou de mélanges d'oxydes ou d'hydroxydes, p. ex. LiCoOx
• H01M 4/36 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
• H01M 4/485 - Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes pour insérer ou intercaler des métaux légers, p. ex. LiTi2O4 ou LiTi2OxFy