BR102017019289A2 - bateria secundária, conjunto de bateria e veículo - Google Patents

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Sasakawa Tetsuya
Harada Yasuhiro
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Abstract

de acordo com uma concretização, é fornecida uma bateria secundária que inclui uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo, uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo e uma camada de isolamento elétrico. a camada de isolamento elétrico é fornecida entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo e contém partículas eletricamente isolantes. a distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes inclui pelo menos dois picos.

Description

(54) Título: BATERIA SECUNDÁRIA, CONJUNTO DE BATERIA E VEÍCULO (51) Int. Cl.: H01M 10/0525; H01M 10/42 (30) Prioridade Unionista: 23/03/2017 JP 2017058138 (73) Titular(es): KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA (72) Inventor(es): TETSUYA SASAKAWA; YASUHIRO HARADA; NORIO TAKAMI (85) Data do Início da Fase Nacional:
08/09/2017 (57) Resumo: DE ACORDO COM UMA CONCRETIZAÇÃO, É FORNECIDA UMA BATERIA SECUNDÁRIA QUE INCLUI UMA CAMADA QUE CONTÉM MATERIAL ATIVO DE ELETRODO NEGATIVO, UMA CAMADA QUE CONTÉM MATERIAL ATIVO DE ELETRODO POSITIVO E UMA CAMADA DE ISOLAMENTO ELÉTRICO. A CAMADA DE ISOLAMENTO ELÉTRICO É FORNECIDA ENTRE A CAMADA QUE CONTÉM MATERIAL ATIVO DE ELETRODO NEGATIVO E A CAMADA QUE CONTÉM MATERIAL ATIVO DE ELETRODO POSITIVO E CONTÉM PARTÍCULAS ELETRICAMENTE ISOLANTES. A DISTRIBUIÇÃO DE TAMANHO DE PARTÍCULA DAS PARTÍCULAS ELETRICAMENTE ISOLANTES INCLUI PELO MENOS DOIS
Figure BR102017019289A2_D0001
0.1 1 10
Tamanho da partícula (pm)
1/68
BATERIA SECUNDÁRIA, CONJUNTO DE BATERIA E VEÍCULO
CAMPO [001] As modalidades referem-se a uma bateria secundária, um conjunto de bateria e um veículo.
ANTECEDENTES [002] Baterias secundárias, tais como uma bateria de íon de lítio, estão se tornando amplamente aplicadas para uso a bordo e uso estacionário e demanda-se que tenham, consequentemente, uma capacidade maior, uma vida mais longa e uma saída maior. Um óxido de compósito de lítio e titânio altera pouco em seu volume mediante a carga e a descarga e é, portanto, excelente no desempenho de ciclo. Além disso, uma vez que, para a reação de inserção/extração de lítio do óxido de compósito de lítio e titânio, o lítio metálico quase não se precipita em princípio, uma bateria que usa o óxido de compósito de lítio e titânio tem pouca degradação de desempenho, mesmo quando a carga e a descarga são repetidas em uma corrente grande.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [003] A Figura 1 é um gráfico que mostra uma distribuição de tamanho de partícula de partículas eletricamente isolantes em um exemplo de uma camada de isolamento elétrico, de acordo com uma modalidade;
[004] A Figura 2 é uma vista em corte transversal que mostra esquematicamente um exemplo de uma bateria secundária, de acordo com uma modalidade;
[005] A Figura 3 é uma vista em corte transversal ampliada da seção A da bateria secundária mostrada na Figura 2;
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2/68 [006] A Figura 4 é uma vista em corte transversal esquemática que mostra um exemplo de um complexo de eletrodo que pode estar incluído em outro exemplo de uma bateria secundária, de acordo com a modalidade;
[007] A Figura 5 é uma vista em corte transversal esquemática que mostra outro exemplo de um complexo de eletrodo que pode estar incluído no outro exemplo da bateria secundária, de acordo com a modalidade;
[008] A Figura 6 é uma vista em corte transversal esquemática que mostra o outro exemplo de uma bateria secundária, de acordo com a modalidade;
[009] A Figura 7 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um exemplo de um módulo de bateria, de acordo com uma modalidade;
[010] A Figura 8 é uma vista em perspectiva explodida que mostra esquematicamente um exemplo de um conjunto de bateria, de acordo com uma modalidade;
[011] A Figura 9 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de um circuito elétrico do conjunto de bateria mostrado na Figura 8;
[012] A Figura 10 é uma vista em corte transversal que mostra esquematicamente um exemplo de um veículo, de acordo com uma modalidade; e [013] A Figura 11 é um diagrama que mostra esquematicamente outro exemplo do veículo, de acordo com uma modalidade.
DESCRIÇÃO DETALHADA [014] De acordo com uma modalidade, fornece-se uma bateria
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3/68 secundária que inclui uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo, uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo e uma camada de isolamento elétrico. A camada de isolamento elétrico é fornecida entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo e contém partículas eletricamente isolantes. A distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes inclui pelo menos dois picos.
[015] De acordo com outra modalidade, fornece-se um conjunto de bateria que inclui a bateria secundária de acordo com a modalidade acima.
[016] De acordo com uma outra modalidade adicional, fornecese um veículo que inclui o conjunto de bateria, de acordo com a modalidade acima.
[017] Para isolar eletricamente um eletrodo positivo e um eletrodo negativo um do outro, um separador em formato de folha é usado em geral. Como uma medida para aumentar a densidade de energia de uma bateria secundária, tal como uma bateria de íon de lítio, existe um método em que as partículas eletricamente isolantes são aplicadas de modo delgado nas superfícies dos eletrodos, em vez de usar o separador. Entretanto, se as partículas eletricamente isolantes aplicadas a uma superfície de eletrodo não uniforme tiverem um tamanho de partícula pequeno, as mesmas entram prontamente nos vãos entre o material ativo de eletrodo e uma parte do eletrodo pode ser exposta. Por outro lado, se as partículas eletricamente isolantes que têm um tamanho de partícula grande forem aplicadas de modo delgado, orifícios são prontamente formados e, dessa forma, existe uma preocupação
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4/68 de que a autodescarga da bateria secundária pode ser grande.
[018] As modalidades serão descritas agora com referência aos desenhos anexos.
PRIMEIRA MODALIDADE [019] De acordo com uma primeira modalidade, fornece-se uma bateria secundária que inclui uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo, uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo e uma camada de isolamento elétrico. A camada de isolamento elétrico é fornecida entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo e contém partículas eletricamente isolantes. A distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes inclui pelo menos dois picos.
[020] Na bateria secundária, de acordo com a modalidade, a camada de isolamento elétrico é formada, por exemplo, na superfície da camada que contém material ativo de eletrodo negativo e/ou da camada que contém material ativo de eletrodo positivo.
[021] Conforme descrito posteriormente, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode estar incluída em um eletrodo negativo. O eletrodo negativo pode incluir um coletor de corrente (coletor de corrente de eletrodo negativo) além da camada que contém material ativo de eletrodo negativo. A camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode estar incluída em um eletrodo positivo. O eletrodo positivo pode incluir um coletor de corrente (coletor de corrente de eletrodo positivo) além da camada que contém material ativo de eletrodo
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5/68 positivo. O eletrodo negativo que inclui a camada que contém material ativo de eletrodo negativo, o eletrodo positivo que inclui a camada que contém material ativo de eletrodo positivo e a camada de isolamento elétrico podem formar um grupo de eletrodo. No grupo de eletrodo, a camada de isolamento elétrico pode ser formada em uma superfície do eletrodo negativo e/ou do eletrodo positivo. Além disso, a camada de isolamento elétrico pode ser formada em ambas as superfícies reversas do eletrodo negativo e/ou do eletrodo positivo.
[022] Alternativamente, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode ser fornecida em uma superfície do coletor de corrente e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo podem ser formadas na superfície no lado reverso do coletor de corrente para formar um complexo de eletrodo. Isto é, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo podem formar um eletrodo que tem uma estrutura bipolar. No complexo de eletrodo, a camada de isolamento elétrico é
formada na superfície da camada que contém material ativo de
eletrodo negativo e/ou da camada que contém material ativo de
eletrodo positivo. Isto é, a camada que contém material ativo de
eletrodo negativo e/ou a camada que contém material ativo de
eletrodo positivo estão localizadas entre a camada de isolamento elétrico e o coletor de corrente.
[023] A bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir um eletrólito. O eletrólito pode ser mantido no grupo de eletrodo ou no complexo de eletrodo descrito acima.
[024] A bateria secundária, de acordo com a primeira
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6/68 modalidade, pode incluir adicionalmente um separador disposto entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo. O separador disposto entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode ser adjacente à camada de isolamento elétrico formada na camada que contém material ativo de eletrodo negativo e/ou na camada que contém material ativo de eletrodo positivo.
[025] A bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir adicionalmente um membro contentor que aloja o grupo de eletrodo ou o complexo de eletrodo e o eletrólito. O membro contentor pode alojar uma pluralidade de grupos de eletrodo. A pluralidade de grupos de eletrodo é, por exemplo, eletricamente conectada em série e alojada no membro contentor.
[026] A bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir adicionalmente um terminal de eletrodo negativo e um terminal de eletrodo positivo, os quais são eletricamente conectados ao coletor de corrente. O terminal de eletrodo negativo e o terminal de eletrodo positivo podem ser eletricamente conectados ao coletor de corrente por meio de abas de eletrodo fornecidas no coletor de corrente.
[027] A bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, inclui uma bateria secundária de eletrólito não aquoso que inclui um eletrólito não aquoso.
[028] A camada de isolamento elétrico, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo, a camada que contém material
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7/68 ativo de eletrodo positivo, o coletor de corrente, o eletrólito, o separador, o membro contentor, o terminal de eletrodo negativo e o terminal de eletrodo positivo serão descritos abaixo em detalhes.
1) CAMADA DE ISOLAMENTO ELÉTRICO [029] A camada de isolamento elétrico contém partículas eletricamente isolantes que incluem pelo menos dois picos na distribuição de tamanho de partícula.
[030] Incluir dois ou mais picos na distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes da camada de isolamento elétrico significa que as partículas eletricamente isolantes contidas na camada de isolamento elétrico podem ser classificadas em partículas de, aproximadamente, dois ou mais tamanhos de partícula. As partículas eletricamente isolantes que têm um tamanho de partícula grande têm o efeito de separar espacialmente o eletrodo negativo e o eletrodo positivo. Por outro lado, as partículas eletricamente isolantes que têm um tamanho de partícula pequeno preenchem os vãos entre as partículas eletricamente isolantes do tamanho de partícula grande para suprimir a formação de orifícios.
[031] Por exemplo, usando-se partículas eletricamente isolantes que incluem pelo menos dois picos na distribuição de tamanho de partícula como as partículas eletricamente isolantes a serem contidas na camada de isolamento elétrico, a camada de isolamento elétrico pode ser formada sem gerar orifícios no eletrodo e a autodescarga da bateria secundária pode ser suprimida.
[032] Os pelo menos dois picos podem incluir um primeiro
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8/68 pico que tem a força de pico mais alta e um segundo pico que tem a segunda força de pico mais alta que segue o primeiro pico.
[033] A razão de força de pico da força de pico do primeiro pico em relação à força de pico do segundo pico é preferencialmente 1 para 10. A razão de força de pico (força de primeiro pico/força de segundo pico) é mais preferencialmente 1,2 para 5.
[034] Na distribuição de tamanho de partícula, um dentre um primeiro tamanho de partícula que corresponde ao primeiro pico e um segundo tamanho de partícula que corresponde ao segundo pico é preferencialmente pelo menos duas vezes maior que o outro. Isto é, preferencialmente, o primeiro tamanho de partícula que corresponde ao primeiro pico tem um valor pelo menos duas vezes maior que o segundo tamanho de partícula que corresponde ao segundo pico ou o segundo tamanho de partícula tem um valor pelo menos duas vezes maior que o primeiro tamanho de partícula.
[035] Adicionalmente, na distribuição de tamanho de partícula, o primeiro pico está preferencialmente localizado no lado em direção a um tamanho de partícula menor em relação ao segundo pico. Em outras palavras, o primeiro tamanho de partícula tem preferencialmente um valor menor que o segundo tamanho de partícula.
[036] O primeiro tamanho de partícula é preferencialmente maior que 0,1 pm e igual ou menor que 1 pm. Quando o primeiro tamanho de partícula é maior que 0,1 pm, uma determinada quantidade de vãos pode ser formada na camada de isolamento elétrico. Como um resultado, se um eletrólito líquido ou um eletrólito em gel for usado, uma quantidade predeterminada do
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9/68 eletrólito pode ser impregnada e mantida na camada de isolamento elétrico e um desempenho de saída alta pode ser obtido. Além disso, quando o primeiro tamanho de partícula é igual ou menor que 1 pm, um micro curto-circuito elétrico entre o eletrodo positivo e o eletrodo negativo pode ser impedido. O segundo tamanho de partícula é preferencialmente 0,3 pm a 5 pm.
[037] Quando a forma das partículas eletricamente isolantes na camada de isolamento elétrico é definida na faixa acima, os vãos para manter condutividade iônica alta na camada de isolamento elétrico podem ser assegurados e um micro curtocircuito pode ser impedido.
[038] A Figura 1 mostra um gráfico que representa a distribuição de tamanho de partícula de partículas eletricamente isolantes em uma camada de isolamento elétrico de um exemplo com uma forma preferencial. A Figura 1 mostra, como o gráfico que representa a distribuição de tamanho de partícula de partículas eletricamente isolantes, uma curva que representa a frequência (eixo geométrico vertical) em relação ao tamanho de partícula (eixo geométrico horizontal) das partículas eletricamente isolantes na camada de isolamento elétrico. A curva mostrada na Figura 1 tem dois picos e pode ser visto que as frequências dos tamanhos de partícula das partículas eletricamente isolantes incluem dois valores máximos na distribuição de tamanho de partícula.
[039] Como as partículas eletricamente isolantes, um óxido metálico, tal como Al2O3, ZrO2 SiO2, MgO ou semelhantes, pode ser usado. Se um eletrólito sólido for usado como as partículas eletricamente isolantes, a resistência da bateria secundária pode ser diminuída. Exemplos do eletrólito sólido são Li7La3Zr2O12
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10/68 (LLZ) que tem uma estrutura de granada, Lii+xAlxTÍ2-x(PO4)3 (LATP) (0 < x < 1) e Li1+xAlxGe2-x(PO4)3 (LAGP) (0 < x < 1), em que cada um tem uma estrutura NASICON e La2/3-xLixTiO3 (0,3 < x < 0,7) que tem uma estrutura de perovskita.
[040] As partículas eletricamente isolantes usadas na camada de isolamento elétrico podem incluir um tipo ou dois ou mais tipos de partículas eletricamente isolantes. Por exemplo, é possível usar partículas eletricamente isolantes de um único material, o qual inclui dois ou mais picos na distribuição de tamanho de partícula devido ao fato de que tamanhos de partícula diferentes estão incluídos. Alternativamente, por exemplo, partículas eletricamente isolantes de dois ou mais materiais de tamanhos de partícula diferentes podem ser usadas para formar dois ou mais picos na distribuição de tamanho de partícula da camada de isolamento elétrico.
[041] Como um exemplo específico, um eletrólito sólido que tem um tamanho de partícula relativamente pequeno e um óxido metálico, tal como alumina (Al2O3), que tem um tamanho de partícula relativamente grande podem ser usados em combinação. No eletrólito sólido do tamanho de partícula pequeno, o trajeto condutor iônico no sólido é curto. Por esse motivo, a proporção de condução iônica realizada pelo eletrólito sólido na camada de isolamento elétrico se torna grande e a condutividade iônica na camada de isolamento elétrico pode ser assegurada. Nesse caso, quando as partículas de um material de baixo custo, tal como alumina, são usadas como as partículas eletricamente isolantes de um tamanho de partícula grande para assegurar o isolamento entre o eletrodo positivo e o eletrodo negativo, o custo pode ser reduzido sem que se diminua a condutividade iônica na camada
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11/68 de isolamento elétrico.
[042] A camada de isolamento elétrico também pode conter um aglutinante, além das partículas eletricamente isolantes.
[043] A quantidade do aglutinante contido na camada de isolamento elétrico é preferencialmente 1 parte em peso a 5 partes em peso em relação a toda a camada de isolamento elétrico (100 partes em peso). Quando o teor do aglutinante é 1 parte em peso ou mais, uma força de adesão suficiente ao eletrodo pode ser obtida. Quando o teor do aglutinante for 5 partes em peso ou menos, uma condutividade iônica alta na camada de isolamento elétrico pode ser assegurada.
[044] Como o aglutinante, por exemplo, politetrafluoroetileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVdF), borracha de flúor, borracha de estireno-butadieno, compostos de poliacrilato, compostos de imida, carboximetilcelulose e semelhantes podem ser usados. Um desses pode ser usado como o aglutinante ou dois ou mais podem ser usados em combinação como o aglutinante.
[045] A porosidade da camada de isolamento elétrico é preferencialmente 20% a 80%. Se a porosidade for 20% ou mais, um eletrólito líquido pode ser suficientemente mantido na camada de isolamento elétrico e, portanto, uma condutividade iônica alta pode ser assegurada. Se a porosidade for 80% ou menos, um micro curto-circuito entre o eletrodo positivo e o eletrodo negativo pode ser impedido.
[046] Observe que, como uma medida para isolar eletricamente a camada de eletrodo negativo e a camada de eletrodo positivo, uma bateria que inclui eletrodos bipolares dotada de, por
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12/68 exemplo, um separador em formato de folha usa, algumas vezes, um separador em formato de folha cuja área é maior que a área da camada de eletrodo negativo e/ou a área da camada de eletrodo positivo para obter isolamento apropriado. Entretanto, se uma bateria bipolar que inclui um eletrólito líquido usar tal separador, a junção líquida do eletrólito pode ocorrer. O eletrólito que causou a junção líquida forma um trajeto condutor iônico externo para o eletrodo bipolar e, como um resultado, a tensão em uma pilha bipolar (complexo de eletrodo) pode se tornar diminuída. Na bateria secundária, de acordo com a modalidade, a área da camada de isolamento elétrico é a mesma que a área do eletrodo que tem a camada de isolamento elétrico formada, reduzindo, desse modo, a junção líquida do eletrólito líquido. A área da camada de isolamento elétrico pode ser igual à área do eletrodo ou maior que a área do eletrodo.
[047] A distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes na camada de isolamento elétrico pode ser medida, por exemplo, pelo método de análise de imagem estática de JIS Z 8827-1 (2008).
[048] Se a camada de isolamento elétrico do alvo de medição estiver incluída na bateria secundária, por exemplo, a camada de isolamento elétrico-alvo é extraída da forma a seguir e a medição é realizada para a camada de isolamento elétrico obtida.
[049] Primeiro, a bateria secundária é desmontada e o eletrodo (o eletrodo positivo e/ou o eletrodo negativo) ao qual a camada de isolamento elétrico foi aplicada é extraído. Após, o eletrodo com a camada de isolamento elétrico aplicada é suficientemente lavado por carbonato de etil metila e seco a vácuo. Subsequentemente, um corte transversal da porção de
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13/68 camada de isolamento elétrico que foi aplicada ao eletrodo seco é cortado por moagem de íon de árgon. Com o uso da porção em corte transversal cortada, a distribuição de tamanho de partícula é medida pelo método de análise de imagem.
[050] A distribuição de tamanho de partícula é, dessa forma, medida com uma base em número. Um tamanho de partícula que corresponde a uma frequência de número que exibe um valor máximo em relação ao tamanho de partícula é definido como um tamanho de partícula de pico. Observe que o valor máximo da frequência de número corresponde à força de pico do tamanho de partícula de pico correspondente.
[051] Adicionalmente, a espessura da camada de isolamento elétrico pode ser examinada com o uso da imagem em corte transversal da porção de camada de isolamento elétrico obtida quando se aplica o método de análise de imagem. A imagem em corte é convertida em uma imagem monocromática de 256 tons e binarizada fornecendo-se um limiar. Consequentemente, na imagem SEM, as partículas eletricamente isolantes e o aglutinante são exibidos em branco e os vãos são exibidos em preto. A distribuição das partículas eletricamente isolantes é examinada com o uso dessa imagem, obtendo, desse modo, a espessura da camada de isolamento elétrico.
[052] Além disso, a porosidade da camada de isolamento elétrico pode ser calculada com o uso da imagem SEM binarizada. A área de pixels pretos que representa vãos relativos à área de todos os pixels na imagem em corte binarizada é calculada como uma porosidade.
2) CAMADA QUE CONTÉM MATERIAL ATIVO DE ELETRODO NEGATIVO
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14/68 [053] A camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode incluir um material ativo de eletrodo negativo e, opcionalmente, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante.
[054] A camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode ser formada em uma superfície ou em ambas as superfícies reversas de um coletor de corrente para fornecer um eletrodo negativo. Alternativamente, embora a camada que contém material ativo de eletrodo negativo seja formada em uma superfície do coletor de corrente, uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo descrita posteriormente pode ser formada em uma superfície reversa do coletor de corrente para fornecer um eletrodo bipolar.
[055] A camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode incluir um tipo ou dois ou mais tipos de materiais ativos de eletrodo negativo. Exemplos de materiais ativos de eletrodo negativo incluem óxidos que contêm titânio, tais como titanato de lítio, que têm uma estrutura de ramsdelita (por exemplo, LÍ2TÍ3O7) , titanato de lítio que tem um estrutura de espinélio (por exemplo, Li4Ti5O12), dióxido de titânio monoclínico (TiO2), dióxido de titânio do tipo anatase, dióxido de titânio do tipo rútilo, um óxido de compósito de titânio do tipo holandita, um óxido de compósito de titânio que contém - ortorrômbico (por exemplo, Li2Na2Ti6O14), um óxido de compósito de nióbio e titânio representado por Ti1-xMx+yNb2-yO7-a (M é pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em Mg Fe, Ni, Co, W, Ta, e Mo; 0 d x < 1, 0 d y < 1, -0,3 d σ d 0,3), tal como um óxido de compósito de titânio de nióbio monoclínico (por exemplo, Nb2TiO7), um óxido de compósito que contém titânio representado por uma fórmula geral Li2+aM12-bTÍ6-cM2dO14+õ (M1 é pelo menos um
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15/68 elemento selecionado a partir do grupo que consiste em Sr, Ba, Ca, Mg, Na, Cs, Rb e K, M2 é pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em Zr, Sn, V, Nb, Ta, Mo, W, Y, Fe, Co, Cr, Mn, Ni e Al; 0 d a d 6, 0 d b < 2, 0 d c < 6, 0 d d < 6 e -0,5 d δ d 0,5 e semelhantes. Além dos óxidos que contêm titânio descritos acima, grafite e semelhantes podem ser usados como o material ativo de eletrodo negativo.
[056] O agente condutor de eletrodo é adicionado para aperfeiçoar um desempenho de coleta de corrente e para suprimir a resistência de contato entre o material ativo de eletrodo negativo e o coletor de corrente. Exemplos do agente condutor de eletrodo incluem substâncias carbonáceas, tais como fibra de carbono cultivada em vapor (VGCF), acetileno preto, negro-defumo e grafite. Um desses pode ser usado como o agente condutor de eletrodo ou dois ou mais podem ser usados em combinação como o agente condutor de eletrodo. Alternativamente, em vez de usar um agente condutor de eletrodo, um revestimento de carbono ou um revestimento de material inorgânico eletrocondutor pode ser aplicado à superfície da partícula de material ativo de eletrodo negativo.
[057] O aglutinante é adicionado para preencher vãos entre o material ativo de eletrodo negativo disperso e também para ligar o material ativo de eletrodo negativo ao coletor de corrente. Exemplos do aglutinante incluem politetrafluoroetileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVdF), borracha de flúor, borracha de estireno-butadieno, compostos de poliacrilato e compostos de imida. Um desses pode ser usado como o aglutinante ou dois ou mais podem ser usados em combinação como o aglutinante.
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16/68 [058] O material ativo, o agente condutor e o aglutinante na camada que contém material ativo de eletrodo negativo são preferencialmente mesclados em proporções de 70% em massa a 96% em massa, 2% em massa a 28% em massa e 2% em massa a 28% em massa, respectivamente. Quando a quantidade de agente condutor for 2% em massa ou mais, o desempenho de coleta de corrente da camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode ser aperfeiçoado. Quando a quantidade de aglutinante for 2% em massa ou mais, a ligação entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e o coletor de corrente é suficiente e desempenhos de ciclo excelentes podem ser esperados. Por outro lado, uma quantidade de cada um dentre o agente condutor e o aglutinante é, preferencialmente, 28% em massa ou menos, em vista da diminuição da capacidade.
[059] A camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode conter adicionalmente partículas eletricamente isolantes. Como as partículas eletricamente isolantes a estarem contidas na camada que contém material ativo de eletrodo negativo, as partículas eletricamente isolantes que podem estar contidas na camada de isolamento elétrico podem ser usadas. Contendo-se partículas eletricamente isolantes, a condutividade de íon de lítio na camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode ser aperfeiçoada, permitindo, dessa forma, que a bateria secundária tenha uma saída alta.
[060] A densidade da camada que contém material ativo de eletrodo negativo (excluindo o coletor de corrente) é, preferencialmente, 1,8 g/cm3 a 2,8 g/cm3. A camada que contém material ativo de eletrodo negativo que tem uma densidade dentro dessa faixa é excelente em densidade de energia e capacidade
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17/68 para manter o eletrólito. A densidade da camada que contém material ativo de eletrodo negativo é, mais preferencialmente, 2,1 g/cm3 a 2,6 g/cm3.
[061] O eletrodo negativo que inclui a camada que contém material ativo de eletrodo negativo pode ser produzido pelo método a seguir, por exemplo. Primeiro, um material ativo de eletrodo negativo, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante são suspensos em um solvente para preparar uma pasta fluida. A pasta fluida é aplicada em uma superfície ou em ambas as superfícies reversas de um coletor de corrente. Após, a pasta fluida aplicada é seca para formar uma pilha em camada da camada que contém material ativo de eletrodo negativo e do coletor de corrente. Então, a pilha em camada é submetida a prensagem. O eletrodo negativo pode ser produzido dessa forma. Alternativamente, o eletrodo negativo também pode ser produzido pelo método a seguir. Primeiro, um material ativo de eletrodo negativo, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante são misturados para obter uma mistura. Após, a mistura é formada em péletes. Então, o eletrodo negativo pode ser obtido dispondo-se os péletes no coletor de corrente.
3) CAMADA QUE CONTÉM MATERIAL ATIVO DE ELETRODO POSITIVO [062] A camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode ser formada em uma superfície ou em ambas as superfícies reversas de um coletor de corrente para fornecer um eletrodo positivo. Alternativamente, embora a camada que contém material ativo de eletrodo negativo descrita acima seja formada em uma superfície do coletor de corrente, a camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode ser formada em uma superfície reversa do coletor de corrente para fornecer um eletrodo bipolar.
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18/68 [063] A camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode incluir um material ativo de eletrodo positivo e, opcionalmente, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante.
[064] Como o material ativo de eletrodo positivo, por exemplo, um óxido, um sulfeto ou um material polimérico pode ser usado. A camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode incluir um tipo de material ativo de eletrodo positivo ou, alternativamente, incluir dois ou mais tipos de materiais ativos de eletrodo positivo. Exemplos do óxido e do sulfeto incluem um composto que tem capacidade para ter Li e íons de Li inseridos e extraídos.
[065] Exemplos de tais compostos incluem dióxido de manganês (MnO2) , óxido de ferro, óxido de cobre, óxido de níquel, óxido de compósito de lítio e manganês (por exemplo, LixMn2O4 ou LixMnO2; 0 < x d 1), óxido de compósito de lítio de níquel (por exemplo, LixNiO2; 0 < x d 1), óxido de compósito de lítio de cobalto (por exemplo, LixCoO2; 0 < x d 1), óxido de compósito de lítio, níquel e cobalto (por exemplo, LixNi1-yCoyO2; 0 < x d 1, 0 < y < 1), óxido de compósito de lítio, manganês e cobalto (por exemplo, LixMnyCo1-yO2; 0 < x d 1, 0 < y < 1), óxido de compósito de lítio, manganês e níquel que tem uma estrutura de espinélio (por exemplo, LixMn2-yNiyO4; 0 < x d 1, 0 < y < 2), fosfato de lítio que tem uma estrutura de olivina (por exemplo, LixFePO4; 0 < x d 1, LixFe1-yMnyPO4; 0 < x d 1, 0 < y < 1 e LixCoPO4; 0 < x d 1), sulfato de ferro [Fe2(SO4)3], óxido de vanádio (por exemplo, V2O5) e óxido de compósito de lítio, níquel e cobalto (LiNi1-x-yCoxMnyO2; 0 < x < 1, 0 < y < 1, x + y < 1). Como o material ativo, um dentre esses compostos pode ser usado individualmente ou uma pluralidade de compostos pode ser usada em combinação.
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19/68 [066] Os materiais poliméricos incluem, por exemplo, materiais poliméricos eletrocondutores, tais como polianilina e polipirrol, e materiais poliméricos com base em bissulfeto.
[067] Diferente dos materiais ativos de eletrodo positivo descritos acima, enxofre (S), fluoreto de carbono e semelhantes também podem ser usados.
[068] Exemplos mais preferenciais do material ativo de eletrodo positivo incluem óxido de compósito de lítio e manganês que tem uma estrutura de espinélio (por exemplo, LixMn2O4; 0 < x d 1), óxido de compósito de lítio de níquel (por exemplo, LixNiO2; 0 < x d 1), óxido de compósito de lítio de cobalto (por exemplo, LixCoO2; 0 < x d 1), óxido de compósito de lítio e níquel de cobalto (por exemplo, LiNi1-yCoyO2; 0 < x d 1), óxido de compósito de lítio e níquel de manganês que tem uma estrutura de espinélio (por exemplo, LixMn2-yNiyO4; 0 < x d 1, 0 < y < 2), óxido de compósito de lítio e manganês de cobalto (por exemplo, LixMnyCo1yO2; 0 < x d 1, 0 < y < 1), fosfato de lítio férrico (por exemplo, LixFePO4; 0 < x d 1) e óxido de compósito de lítio e níquelcobalto-manganês(LiNi1-x-yCoxMnyO2; 0 < x < 1, 0 < y < 1, x + y < 1). O eletrodo positivo potencial pode ser feito alto usando-se esses materiais ativos de eletrodo positivo.
[069] Quando um sal fundido em temperatura ambiente é usado como o eletrólito da bateria, é preferencial usar um material ativo de eletrodo positivo que inclui fosfato de lítio férrico, LixVPO4F (0 d x d 1), óxido de compósito de lítio e manganês, óxido de compósito de lítio de níquel, óxido de compósito de lítio, níquel e cobalto ou uma mistura dos mesmos. Uma vez que esses compostos têm baixa reatividade com sais fundidos em temperatura ambiente, a vida de ciclo pode ser aperfeiçoada.
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Detalhes em relaçao a sal fundido em temperatura ambiente são descritos posteriormente.
[070]
O tamanho de partícula primário do material ativo de eletrodo positivo é preferencialmente de 100 nm a 1 pm. O material ativo de eletrodo positivo que tem um tamanho de partícula primário de 100 nm ou mais é fácil de manusear durante a produçao industrial. No material ativo de eletrodo positivo que tem um tamanho de partícula primário de 1 pm ou menos, a difusao de íons de lítio dentro do sólido pode proceder de forma suave.
[071] A área de superfície específica do material ativo de eletrodo positivo é, preferencialmente, de 0,1 m2/g a 10 m2/g. O material ativo de eletrodo positivo que tem uma área de superfície específica de 0,1 m2/g ou mais pode assegurar locais suficientes para inserir e extrair íons de Li. O material ativo de eletrodo positivo que tem uma área de superfície específica de 10 m2/g ou menos é fácil de manusear durante a produçao industrial e pode assegurar um bom desempenho de ciclo de carga e descarga.
[072] O aglutinante é adicionado para preencher vaos entre o material ativo de eletrodo positivo disperso e também para ligar o material ativo de eletrodo positivo ao coletor de corrente. Exemplos do aglutinante incluem politetrafluoroetileno (PTFE), fluoreto de polivinilideno (PVdF), borracha de flúor, compostos de poliacrilato e compostos de imida. Um desses pode ser usado como o aglutinante ou dois ou mais podem ser usados em combinaçao como o aglutinante.
[073] O agente condutor de eletrodo é adicionado para
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21/68 aperfeiçoar um desempenho de coleta de corrente e para suprimir a resistência de contato entre o material ativo de eletrodo positivo e o coletor de corrente. Exemplos do agente condutor de eletrodo incluem substâncias carbonáceas, tais como fibra de carbono cultivada em vapor (VGCF), acetileno preto, negro-defumo e grafite. Um desses pode ser usado como o agente condutor de eletrodo ou dois ou mais podem ser usados em combinação como o agente condutor de eletrodo. O agente condutor de eletrodo pode ser omitido.
[074] Na camada que contém material ativo de eletrodo positivo, o material ativo de eletrodo positivo e o aglutinante são preferencialmente mesclados em proporções de 80% em massa a 98% em massa e 2% em massa a 20% em massa, respectivamente.
[075] Quando a quantidade do aglutinante for 2% em massa ou mais, uma força de eletrodo suficiente pode ser alcançada. Quando a quantidade do aglutinante for 20% em massa ou menos, a quantidade de isolante no eletrodo é reduzida e, desse modo, a resistência interna pode ser diminuída.
[076] Quando um agente condutor de eletrodo é adicionado, o material ativo de eletrodo positivo, o aglutinante e o agente condutor de eletrodo são, preferencialmente, mesclados em proporções de 80% em massa a 95% em massa, 2% em massa a 17% em massa e 3% em massa a 18% em massa, respectivamente.
[077] Quando a quantidade do agente condutor de eletrodo for 3% em massa ou mais, os efeitos descritos acima podem ser expressos. Definindo-se a quantidade do agente condutor de eletrodo para 18% em massa ou menos, a proporção do agente condutor de eletrodo que entra em contato com o eletrólito pode
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22/68 ser tornada baixa. Quando essa proporção é baixa, a decomposição de eletrólito pode ser reduzida durante armazenamento sob temperaturas altas.
[078] A camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode conter adicionalmente partículas eletricamente isolantes. Como as partículas eletricamente isolantes a estarem contidas na camada que contém material ativo de eletrodo positivo, as partículas eletricamente isolantes que podem estar contidas na camada de isolamento elétrico podem ser usadas. Contendo-se partículas eletricamente isolantes, a condutividade de íon de lítio na camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode ser aperfeiçoada, permitindo, dessa forma, que a bateria secundária tenha uma saída alta.
[079] O eletrodo positivo que inclui a camada que contém material ativo de eletrodo positivo pode ser produzido pelo método a seguir, por exemplo. Primeiro, um material ativo de eletrodo positivo, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante são suspensos em um solvente para preparar uma pasta fluida. A pasta fluida é aplicada em uma superfície ou em ambas as superfícies reversas de um coletor de corrente. Após, a pasta fluida aplicada é seca para formar uma pilha em camada da camada que contém material ativo de eletrodo positivo e do coletor de corrente. Então, a pilha em camada é submetida a prensagem. O eletrodo positivo pode ser produzido dessa forma. Alternativamente, o eletrodo positivo também pode ser produzido pelo método a seguir. Primeiro, um material ativo de eletrodo positivo, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante são misturados para obter uma mistura. Após, a mistura é formada em péletes. Então, o eletrodo positivo pode ser obtido dispondo-se
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23/68 os péletes no coletor de corrente.
4) COLETOR DE CORRENTE [080] O coletor de corrente é preferencialmente produzido a partir de alumínio ou uma liga de alumínio que inclui um ou mais elementos selecionados a partir do grupo que consiste em Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu e Si. Por exemplo, uma folha de alumínio ou uma folha de liga de alumínio que inclui um ou mais elementos selecionados a partir do grupo que consiste em Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu e Si pode ser usada como o coletor de corrente.
[081] Conforme um coletor de corrente no qual uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo é formado e usado em um eletrodo negativo, isto é, um coletor de corrente de eletrodo negativo, um material que é eletroquimicamente estável no potencial de inserção e extração de lítio (vs. Li/Li+) do material ativo de eletrodo negativo pode ser usado. Como o coletor de corrente de eletrodo negativo, cobre, níquel e aço inoxidável podem ser usados de modo favorável, além do alumínio e da liga de alumínio descritos acima.
[082] A espessura do coletor de corrente de eletrodo negativo é, preferencialmente, de 5 pm a 20 pm. O coletor de corrente de eletrodo negativo que tem tal espessura pode manter o equilíbrio entre a redução de força e peso do eletrodo negativo.
[083] O coletor de corrente no qual uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo é formado e usado em um eletrodo positivo, isto é, um coletor de corrente de eletrodo positivo é preferencialmente uma folha de alumínio ou uma folha de liga de alumínio que inclui um ou mais elementos selecionados a partir do grupo que consiste em Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu
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24/68 e Si.
[084] A espessura da folha de alumínio ou folha de liga de alumínio como um coletor de corrente de eletrodo positivo é, preferencialmente, de 5 gm a 20 gm e, mais preferencialmente, 15 gm ou menos. A pureza da folha de alumínio é, preferencialmente, 99% em massa ou mais. A quantidade de metal de transição, tal como ferro, cobre, níquel ou crômio, contido na folha de alumínio ou na folha de liga de alumínio é, preferencialmente, 1% em massa ou menos.
5) ELETRÓLITO [085] Como o eletrólito, por exemplo, um eletrólito líquido não aquoso ou um eletrólito em gel não aquoso pode ser usado. O eletrólito líquido não aquoso é preparado dissolvendo-se um sal de eletrólito como soluto em um solvente orgânico. A concentração de sal de eletrólito é, preferencialmente, de 0,5 mol/l a 2,5 mol/l.
[086] Exemplos do sal de eletrólito incluem sais de lítio, tais como perclorato de lítio (LiClO4), hexafluorofosfato de lítio (LiPF6) , tetrafluoroborato de lítio (LiBF4) , hexafluoroarsenato de lítio (LiAsF6), trifluorometanossulfonato de lítio (LiCF3SO3) e bistrifluorometilssulfonilimida de lítio [LiN(CF3SO2)2] e misturas dos mesmos. O sal de eletrólito é preferencialmente resistente a oxidação mesmo em um alto potencial e, mais preferencialmente, LiPF6.
[087] Exemplos do solvente orgânico incluem carbonatos cíclicos, tais como carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC) ou carbonato de vinileno (VC); carbonatos lineares, tais como carbonato de dietila (DEC), carbonato de dimetila (DMC)
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25/68 ou carbonato de metil etila (MEC); éteres cíclicos, tais como tetraidrofurano (THF), 2-metil tetraidrofurano (2-MeTHF) ou dioxolano (DOX); éteres lineares, tais como dimetoxi etano (DME) ou dietoxi etano (DEE); γ-butirolactona (GBL), acetonitrila (AN) e sulfolano (SL). Esses solventes orgânicos podem ser usados individualmente ou como um solvente misturado.
[088] Como o solvente orgânico, o mesmo é preferencialmente um solvente misturado em que são misturados pelo menos dois solventes selecionados a partir do grupo que consiste em carbonato de propileno (PC), carbonato de etileno (EC) e carbonato de dietila (DEC) ou um solvente misturado que inclui γ-butirolactona (GBL). Usando-se esses solventes misturados, uma bateria secundária que tem propriedades de alta temperatura excelentes pode ser obtida.
[089] O eletrólito em gel não aquoso é preparado obtendo-se um compósito de um eletrólito líquido não aquoso e um material polimérico. Exemplos do material polimérico incluem fluoreto de polivinilideno (PVdF), poliacrilonitrila (PAN), óxido de polietileno (PEO) e misturas dos mesmos.
[090] Alternativamente, diferente do eletrólito líquido não aquoso e do eletrólito em gel não aquoso, um sal fundido em temperatura ambiente (fusão iônica) que inclui íons de lítio, um eletrólito sólido polimérico, um eletrólito sólido inorgânico ou semelhantes podem ser usados como o eletrólito não aquoso.
[091] O sal fundido em temperatura ambiente (fusão iônica) indica compostos entre sais orgânicos produzidos a partir de combinações de cátions e ânions orgânicos, os quais têm capacidade para existir em um estado líquido em temperatura
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26/68 ambiente (15 °C a 25 °C). O sal fundido em temperatura ambiente inclui um sal fundido em temperatura ambiente, o qual existe sozinho como um líquido, um sal fundido em temperatura ambiente que se torna um líquido mediante mistura com um sal de eletrólito, um sal fundido em temperatura ambiente que se torna um líquido quando dissolvido em um solvente orgânico e misturas dos mesmos. Em geral, o ponto de fusão do sal fundido em temperatura ambiente usado em baterias secundárias de eletrólito não aquoso é 25 °C ou menos. Os cátions orgânicos têm, em geral, um esqueleto de amônio quaternário.
[092] O eletrólito sólido polimérico é preparado dissolvendo-se o sal de eletrólito em um material polimérico e solidificando-se o mesmo.
[093] O eletrólito sólido inorgânico é uma substância sólida que tem condutividade de íon de Li. O eletrólito sólido inorgânico inclui, por exemplo, o eletrólito sólido descrito acima que pode ser usado como as partículas eletricamente isolantes.
6) SEPARADOR [094] O separador pode ser produzido a partir de, por exemplo, um filme poroso ou um pano não tecido de resina sintética que inclui polietileno, polipropileno, celulose ou fluoreto de polivinilideno (PVdF). Em vista de segurança, um filme poroso produzido a partir de polietileno ou polipropileno é preferencial. Isso é devido ao fato de que tal filme poroso se funde em uma temperatura fixa e, dessa forma, tem capacidade para desligar a corrente.
7) MEMBRO CONTENTOR
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27/68 [095] Como o membro contentor, por exemplo, um recipiente produzido a partir de filme laminado ou um recipiente produzido a partir de metal pode ser usado.
[096] A espessura do filme laminado é, por exemplo, 0,5 mm ou menos e, preferencialmente, 0,2 mm ou menos.
[097] Como o filme laminado, é usado um filme de múltiplas camadas que inclui múltiplas camadas de resina e uma camada metálica ensanduichada entre as camadas de resina. A camada de resina pode incluir, por exemplo, um material polimérico, tal como polipropileno (PP), polietileno (PE), náilon ou tereftalato de polietileno (PET). A camada metálica é, preferencialmente, produzida a partir de folha de alumínio ou de uma folha de liga de alumínio, a fim de reduzir o peso. O filme laminado pode ser formado no formato de um membro contentor, por vedação por calor.
[098] A espessura da parede do recipiente metálico é, por exemplo, 1 mm ou menos, mais preferencialmente 0,5 mm ou menos e ainda mais preferencialmente 0,2 mm ou menos.
[099] O invólucro metálico é produzido, por exemplo, a partir de alumínio ou de uma liga de alumínio. A liga de alumínio contém preferencialmente elementos tais como magnésio, zinco ou silício. Se a liga de alumínio contiver um metal de transição tal como ferro, cobre, níquel ou crômio, o teor da mesma é preferencialmente 100 ppm (razão de massa) ou menos.
[100] O formato do membro contentor não é particularmente limitado. O formato do membro contentor pode ser, por exemplo, plano (delgado), quadrado, cilíndrico, em moeda ou em botão. Dependendo do tamanho da bateria, o membro contentor pode ser, por exemplo, um membro contentor para baterias compactas
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28/68 instaladas em dispositivos eletrônicos móveis ou um membro contentor para baterias grandes instaladas em veículos, tais como automóveis de duas rodas a quatro rodas, carros ferroviários e semelhantes.
8) TERMINAL DE ELETRODO NEGATIVO [101] O terminal de eletrodo negativo pode ser produzido a partir de um material que é eletroquimicamente estável no potencial em que Li é inserido e extraído do material ativo de eletrodo negativo descrito acima e tem condutividade elétrica. Exemplos específicos do material para o terminal de eletrodo negativo incluem cobre, níquel, aço inoxidável, alumínio e liga de alumínio que contém pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu e Si. O alumínio ou a liga de alumínio é preferencial como o material para o terminal de eletrodo negativo. O terminal de eletrodo negativo é preferencialmente produzido a partir do mesmo material como o coletor de corrente de eletrodo negativo, a fim de reduzir a resistência de contato com o coletor de corrente de eletrodo negativo.
9) TERMINAL DE ELETRODO POSITIVO [102] O terminal de eletrodo positivo é produzido a partir, por exemplo, de um material que é eletricamente estável na faixa de potencial de 3 V a 5 V (vs. Li/Li+) em relação ao potencial redox de lítio e tem condutividade elétrica. Exemplos do material para o terminal de eletrodo positivo incluem alumínio e uma liga de alumínio que contém um ou mais elementos selecionados a partir do grupo que consiste em Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu, Si e semelhantes. O terminal de eletrodo positivo é preferencialmente produzido a
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29/68 partir do mesmo material como o coletor de corrente de eletrodo positivo, a fim de reduzir a resistência de contato com o coletor de corrente de eletrodo positivo.
[103] Após, a bateria secundária de acordo com a primeira modalidade será mais especificamente descrita com referência aos desenhos.
[104] A Figura 2 é uma vista em corte transversal que mostra esquematicamente um exemplo de uma bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade. A Figura 3 é uma vista em corte transversal ampliada da seção A da bateria secundária mostrada na Figura 2.
[105] A bateria secundária 100 mostrada nas Figuras 2 e 3 inclui um membro contentor em formato de bolsa 2 mostrado na
Figura 2, um grupo de eletrodo 1 mostrado nas Figuras 2 e 3 e um eletrólito, o qual não é mostrado. O grupo de eletrodo 1 e o eletrólito são alojados no membro contentor 2. O eletrólito (não mostrado) é mantido no grupo de eletrodo 1.
[106] O membro contentor em formato de bolsa 2 é produzido a partir de um filme laminado que inclui duas camadas de resina e uma camada metálica ensanduichada entre as camadas de resina.
[107] Conforme mostrado na Figura 2, o grupo de eletrodo 1 é um grupo de eletrodo enrolado em uma forma plana. O grupo de eletrodo enrolado 1 em uma forma plana inclui um eletrodo negativo 3, uma camada de isolamento elétrico 4 e um eletrodo positivo 5, conforme mostrado na Figura 3. A camada de isolamento elétrico 4 é ensanduichada entre o eletrodo negativo 3 e o eletrodo positivo 5.
[108] O eletrodo negativo 3 inclui um coletor de corrente de
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30/68 eletrodo negativo 3a e uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b. Na porção do eletrodo negativo 3 posicionada na parte mais externa entre o grupo de eletrodo enrolado 1, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b é formada apenas em uma superfície interna do coletor de corrente de eletrodo negativo 3a, conforme mostrado na Figura 3. Para as outras porções do eletrodo negativo 3, as camadas que contêm material ativo de eletrodo negativo 3b são formadas em ambas as superfícies reversas do coletor de corrente de eletrodo negativo 3a.
[109] O eletrodo positivo 5 inclui um coletor de corrente de eletrodo positivo 5a e as camadas que contêm material ativo de eletrodo positivo 5b formadas em ambas as superfícies reversas do coletor de corrente de eletrodo positivo 5a.
[110] Conforme mostrado na Figura 2, um terminal de eletrodo negativo 6 e um terminal de eletrodo positivo 7 são posicionados na proximidade da borda periférica externa do grupo de eletrodo enrolado 1. O terminal de eletrodo negativo 6 é conectado à porção do coletor de corrente de eletrodo negativo 3a do eletrodo negativo 3 posicionado na parte mais externa. O terminal de eletrodo positivo 7 é conectado ao coletor de corrente de eletrodo positivo 5a do eletrodo positivo 5 posicionado na parte mais externa. O terminal de eletrodo negativo 6 e o terminal de eletrodo positivo 7 se estendem para fora a partir de uma abertura do membro contentor em formato de bolsa 2. O membro contentor em formato de bolsa 2 é vedado por calor por uma camada de resina termoplástica disposta no interior do mesmo.
[111] A bateria secundária de acordo com a primeira modalidade não é limitada à bateria secundária da estrutura
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31/68 mostrada nas Figuras 2 e 3 e pode ser, por exemplo, uma bateria de uma estrutura, conforme mostrado nas Figuras 4 a 6.
[112] Primeiro, um complexo de eletrodo de um primeiro exemplo que a bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir será descrito com referência à Figura
4.
[113] A Figura 4 é uma vista em corte transversal esquemática do complexo de eletrodo do primeiro exemplo que a bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir.
[114] Um complexo de eletrodo 10A mostrado na Figura 4 inclui a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b, uma camada de isolamento elétrico 4, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b e dois coletores de corrente 8. Conforme mostrado na Figura 4, no complexo de eletrodo 10A, a camada de isolamento elétrico 4 está localizada entre a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b e a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b. A camada de isolamento elétrico 4 está em contato com uma dentre as superfícies da camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b e com uma dentre as superfícies da camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b. A superfície da camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b que não está em contato com a camada de isolamento elétrico 4, está em contato com um coletor de corrente 8. De modo semelhante, a superfície da camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b que não está em contato com a camada de isolamento elétrico 4, está em contato com o outro coletor de corrente 8. Dessa forma, o complexo de eletrodo 10A tem uma estrutura na qual um coletor de corrente 8, a camada que contém material ativo de eletrodo
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32/68 negativo 3b, a camada de isolamento elétrico 4, a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b e o outro coletor de corrente 8 são empilhados nessa ordem. Em outras palavras, o complexo de eletrodo 10A mostrado na Figura 4 é uma unidade de eletrodo que inclui um conjunto de eletrodo 12 que inclui a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b e a camada de isolamento elétrico 4 localizada entre as mesmas.
[115] Um eletrodo bipolar como o complexo de eletrodo 10A pode ser produzido, por exemplo, da forma a seguir. Primeiro, um material ativo de eletrodo negativo, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante são suspensos em um solvente para preparar uma pasta fluida. A pasta fluida é aplicada a uma superfície de um coletor de corrente. Então, a pasta fluida aplicada é seca para obter uma pilha em camada de uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo e do coletor de corrente. Subsequentemente, um material ativo de eletrodo positivo, um agente condutor de eletrodo e um aglutinante são suspensos em um solvente para preparar uma pasta fluida. A pasta fluida é aplicada na outra superfície do coletor de corrente. Então, a pasta fluida aplicada é seca para obter um conjunto de eletrodo no qual uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo, um coletor de corrente e uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo são empilhados. Após isso, o conjunto de eletrodo é submetido a prensagem. Um eletrodo bipolar pode ser, dessa forma, obtido.
[116] Um complexo de eletrodo de um segundo exemplo que a bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir será descrito após com referência à Figura 5.
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33/68 [117] A Figura 5 é uma vista em corte transversal esquemática do complexo de eletrodo do segundo exemplo que a bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir.
[118] Um complexo de eletrodo 10B mostrado na Figura 5 inclui uma pluralidade de, por exemplo, quatro eletrodos 11, em que cada um tem uma estrutura bipolar. Conforme mostrado na Figura 5, cada eletrodo 11 inclui o coletor de corrente 8, a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b formada em uma superfície do coletor de corrente 8 e a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b formada na outra superfície do coletor de corrente 8. Os eletrodos 11 são dispostos de forma que a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b de um eletrodo 11 esteja voltada para a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b de outro eletrodo 11 com a camada de isolamento elétrico 4 localizada entre as mesmas, conforme mostrado na Figura 5.
[119] O complexo de eletrodo 10B inclui adicionalmente duas outras camadas de isolamento elétrico 4, dois outros coletores de corrente 8, uma outra camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b e uma outra camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b. Conforme mostrado na Figura 5, a uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b está voltada para a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b do eletrodo 11 localizado na parte mais superior na pilha dos eletrodos 11 com uma dentre as camadas de isolamento elétrico 4 localizadas entre os mesmos. A superfície dessa camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b, a qual não está em contato com a camada de isolamento elétrico 4, está em contato com um dentre os coletores de corrente 8. 5, a uma camada
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34/68 que contém material ativo de eletrodo negativo 3b está voltada para a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b do eletrodo 11 localizado na parte mais inferior na pilha dos eletrodos 11 com uma dentre as camadas de isolamento elétrico 4 localizadas entre os mesmos. A superfície dessa camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b, a qual não está em contato com a camada de isolamento elétrico 4, está em contato com um dentre os coletores de corrente 8.
[120] O complexo de eletrodo que a bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir pode ser feito delgado fazendo-se com que a camada que contém material ativo de eletrodo positivo, a camada de isolamento elétrico e a camada que contém material ativo de eletrodo negativo estejam em contato próximo. Por esse motivo, na bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode haver múltiplos conjuntos de eletrodo empilhados, em que cada um inclui uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo, uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo e uma camada de isolamento elétrico localizadas entre os mesmos. É, portanto, possível fornecer uma bateria secundária delgada que exige pouco espaço que tem uma grande capacidade e autodescarga suprimida. Observe que o complexo de eletrodo 10B do exemplo mostrado na Figura 5 inclui cinco conjuntos de eletrodo 12, em que cada um inclui a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b e a camada de isolamento elétrico 4 localizada entre as mesmas. Entretanto, o número de conjuntos de eletrodo 12 pode ser apropriadamente selecionado com base no projeto do formato e do tamanho da bateria.
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35/68 [121] A Figura 6 é uma vista em corte transversal esquemática da bateria secundária de um exemplo de acordo com a modalidade.
[122] Conforme mostrado na Figura 6, uma bateria secundária 100 inclui um complexo de eletrodo 10C alojado em um membro contentor 2. O complexo de eletrodo 10C mostrado na Figura tem a mesma estrutura que o complexo de eletrodo 10B mostrado na Figura 5. Uma aba de coleta de corrente de eletrodo positivo 8A é fornecida em uma extremidade do coletor de corrente 8 localizada na parte mais superior no complexo de eletrodo 10C. Por outro lado, uma aba de coleta de corrente de eletrodo negativo 8B é fornecida na outra extremidade do coletor de corrente 8 localizada na parte mais inferior no complexo de eletrodo 10C. Um terminal de eletrodo negativo e um terminal de eletrodo positivo (nenhum dos dois é mostrado) são conectados à aba de coleta de corrente de eletrodo positivo 8A e à aba de coleta de corrente de eletrodo negativo 8B, respectivamente, e o terminal de eletrodo negativo e o terminal de eletrodo positivo se estendem para o exterior do membro contentor 2.
[123] A Figura 6 mostra, como um exemplo, a bateria secundária 100 que inclui o complexo de eletrodo 10C que inclui cinco conjuntos de eletrodo, em que cada um inclui a camada que contém material ativo de eletrodo positivo 5b, a camada que contém material ativo de eletrodo negativo 3b e a camada de isolamento elétrico 4 localizada entre as mesmas, como o complexo de eletrodo 10B mostrado na Figura 5. Entretanto, a bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, pode incluir um complexo de eletrodo que inclui conjuntos de eletrodo em um número diferente de cinco, por exemplo, um conjunto de eletrodo, como o complexo de eletrodo 10A mostrado na Figura 4 ou um
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36/68 complexo de eletrodo que inclui dois ou mais conjuntos de eletrodo.
[124] A bateria secundária, de acordo com a primeira modalidade, inclui uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo, uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo e uma camada de isolamento elétrico. A camada de isolamento elétrico é fornecida entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo e contém partículas eletricamente isolantes. A distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes na camada de isolamento elétrico inclui pelo menos dois picos. Na bateria secundária que tem essa disposição, a autodescarga é suprimida.
SEGUNDA MODALIDADE [125] De acordo com uma segunda modalidade, um módulo de bateria é fornecido. O módulo de bateria, de acordo com a segunda modalidade, inclui uma pluralidade de baterias secundárias de acordo com a primeira modalidade.
[126] No módulo de bateria de acordo com a segunda modalidade, cada uma dentre as baterias únicas pode ser disposta eletricamente conectada em série, em paralelo ou em uma combinação de conexão em série e conexão em paralelo.
[127] Um exemplo do módulo de bateria de acordo com a segunda modalidade será descrito após com referência aos desenhos.
[128] A Figura 7 é uma vista em perspectiva que mostra esquematicamente um exemplo do módulo de bateria de acordo com a segunda modalidade. Um módulo de bateria 200 mostrado na Figura 7 inclui cinco baterias únicas 100, quatro barras de barramento
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21, uma conduta lateral de eletrodo positivo 22 e uma conduta lateral de eletrodo negativo- 23. Cada uma dentre as cinco baterias únicas 100 é uma bateria secundária de acordo com a segunda modalidade.
[129] Cada barra de barramento 21 conecta um terminal de eletrodo negativo 6 de uma bateria única 100 e um terminal de eletrodo positivo 7 da bateria única 100 posicionado de modo adjacente. As cinco baterias únicas 100 são, dessa forma, conectadas em série pelas quatro barras de barramento 21. Isto é, o módulo de bateria 200 mostrado na Figura 7 é um módulo de bateria de cinco conexões em -série.
[130] Conforme mostrado na Figura 7, o terminal de eletrodo positivo 7 da bateria única 100 localizado em uma extremidade na esquerda entre a fileira das cinco baterias únicas 100 é conectado à conduta lateral de eletrodo positivo- 22 para conexão externa. Além disso, o terminal de eletrodo negativo 6 da bateria única 100 localizada na outra extremidade na direita entre a fileira das cinco baterias únicas 100 é conectada à conduta lateral de eletrodo negativo - 23 para conexão externa.
[131] O módulo de bateria, de acordo com a segunda modalidade, inclui a bateria secundária de acordo com a primeira modalidade. Logo, a autodescarga é suprimida.
TERCEIRA MODALIDADE [132] De acordo com uma terceira modalidade, um conjunto de bateria é fornecido. O conjunto de bateria inclui um módulo de bateria de acordo com a segunda modalidade. O conjunto de bateria pode incluir uma bateria secundária única de acordo com a primeira modalidade, no lugar do módulo de bateria de acordo com
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38/68 a segunda modalidade.
[133] O conjunto de bateria de acordo com a terceira modalidade pode incluir adicionalmente um circuito protetor. O circuito protetor tem uma função para controlar a carga e a descarga da bateria secundária. Alternativamente, um circuito incluído em um equipamento em que o conjunto de bateria serve como uma fonte de alimentação (por exemplo, dispositivos eletrônicos, veículos e semelhantes) pode ser usado como o circuito protetor para o conjunto de bateria.
[134] Além disso, o conjunto de bateria de acordo com a terceira modalidade pode incluir adicionalmente um terminal de distribuição de potência externo. O terminal de distribuição de potência externo é configurado para emitir externamente a corrente da bateria secundária e para inserir corrente externa na bateria secundária. Em outras palavras, quando o conjunto de bateria é usado como uma fonte de alimentação, a corrente é fornecida por meio do terminal de distribuição de potência externo. Quando o conjunto de bateria é carregado, a corrente de carga (que inclui energia regenerativa de força motora de veículos tais como automóveis) é fornecida ao conjunto de bateria por meio do terminal de distribuição de potência externo.
[135] Após, um exemplo de um conjunto de bateria de acordo com a terceira modalidade será descrito com referência aos desenhos.
[136] A Figura 8 é uma vista em perspectiva explodida que mostra esquematicamente um exemplo do conjunto de bateria de acordo com a terceira modalidade. A Figura 9 é um diagrama de blocos que mostra um exemplo de um circuito elétrico do conjunto
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39/68 de bateria mostrado na Figura 8.
[137] Um conjunto de bateria 300 mostrado nas Figuras 8 e 9 inclui um recipiente de alojamento 31, uma tampa 32, folhas protetoras 33, um módulo de bateria 200, um quadro de fiação impresso 34, fios 35 e uma placa isolante (não mostrada).
[138] O recipiente de alojamento 31 é configurado para alojar as folhas protetoras 33, o módulo de bateria 200, o quadro de fiação impresso 34 e os fios 35. A tampa 32 cobre o recipiente de alojamento 31 para alojar o módulo de bateria 200 e semelhantes. Embora não seja mostrado, a abertura (ou aberturas) ou o terminal (ou terminais) de conexão para se conectar a um dispositivo (ou dispositivos) externo e semelhantes é fornecido no recipiente de alojamento 31 e na tampa 32.
[139] As folhas protetoras 33 são dispostas em ambas as superfícies internas do recipiente de alojamento 31 ao longo da direção lateral longa - e na superfície interna ao longo da direção lateral curta - que está voltada para o quadro de fiação impresso 34 através do módulo de bateria 200 posicionado entre as mesmas. As folhas protetoras 33 são produzidas a partir de, por exemplo, resina ou borracha.
[140] O módulo de bateria 200 inclui uma pluralidade de baterias únicas 100, uma conduta lateral de eletrodo positivo22, uma conduta lateral de eletrodo negativo - 23 e uma fita adesiva 24. O módulo de bateria 200 pode incluir alternativamente apenas uma bateria única 100.
[141] Uma bateria única 100 tem uma estrutura mostrada nas Figuras 2 e 3, por exemplo. Alternativamente, a bateria única 100 pode ter a estrutura mostrada na Figura 6. Pelo menos uma
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40/68 dentre a pluralidade de baterias únicas 100 é uma bateria secundária de acordo com a primeira modalidade. A pluralidade de baterias únicas 100 é empilhada de forma que os terminais de eletrodo negativo 6 e os terminais de eletrodo positivo 7, os quais se estendem para fora, são direcionados em direção a mesma direção. A pluralidade de baterias únicas 100 é eletricamente conectada em série, conforme mostrado na Figura 9. A pluralidade de baterias únicas 100 pode ser conectada de modo alternativamente elétrico em paralelo ou conectada em uma combinação de conexão em série - e conexão em -paralelo. Se a pluralidade de baterias únicas 100 for conectada em paralelo, a capacidade de bateria aumenta em comparação com um invólucro em que as mesmas são conectadas em série.
[142] A fita adesiva 24 prende a pluralidade de baterias únicas 100. A pluralidade de baterias únicas 100 pode ser fixada com o uso de uma fita encolhível por calor no lugar da fita adesiva 24. Nesse caso, as folhas protetoras 33 são dispostas em ambas as superfícies laterais do módulo de bateria 200 e a fita encolhível por calor -é enrolada ao redor do módulo de bateria 200 e das folhas protetoras 33. Após isso, a fita encolhível por calor -é encolhida por aquecimento para agrupar a pluralidade de baterias únicas 100.
[143] Uma extremidade da conduta lateral de eletrodo positivo - 22 é conectada ao terminal de eletrodo positivo 7 da bateria única 100 localizado na parte mais inferior na pilha das baterias únicas 100. Uma extremidade da conduta lateral de eletrodo negativo - 23 é conectada ao terminal de eletrodo negativo 6 da bateria única 100 localizado na parte mais superior na pilha das baterias únicas 100.
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41/68 [144] O quadro de fiação impresso 34 inclui um conector lateral de eletrodo positivo - 341, um conector lateral de eletrodo negativo - 342, um termístor 343, um circuito protetor 344, fiações 345 e 346, um terminal de distribuição de potência externo 347, um fio de lado mais (lado positivo-) 348a e um fio de lado menos (lado negativo-) 348b. Uma superfície principal do quadro de fiação impresso 34 está voltada para a superfície do módulo de bateria 200 a partir do qual os terminais de eletrodo negativo 6 e os terminais de eletrodo positivo 7 se estendem para fora. Uma placa isolante (não mostrada) é disposta entre o quadro de fiação impresso 34 e o módulo de bateria 200.
[145] O conector lateral de eletrodo positivo - 341 é dotado de um furo atravessante. Inserindo-se a outra extremidade da conduta lateral de eletrodo positivo - 22 no furo atravessante, o conector lateral de eletrodo positivo - 341 e a conduta lateral de eletrodo positivo - 22 se tornam eletricamente conectados. O conector lateral de eletrodo negativo - 342 é dotado de um furo atravessante. Inserindo-se a outra extremidade da conduta lateral de eletrodo negativo - 23 no furo atravessante, o conector lateral de eletrodo negativo - 342 e a conduta lateral de eletrodo negativo - 23 se tornam eletricamente conectados.
[146] O termístor 343 é fixado a uma superfície principal do quadro de fiação impresso 34. O termístor 343 detecta a temperatura de cada bateria única 100 e transmite sinais de detecção ao circuito protetor 344.
[147] O terminal de distribuição de potência externo 347 é fixado à outra superfície principal do quadro de fiação impresso 34. O terminal de distribuição de potência externo 347 é eletricamente conectado a um dispositivo (ou dispositivos) que
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42/68 existe fora do conjunto de bateria 300.
[148] O circuito protetor 344 é fixado à outra superfície principal do quadro de fiação impresso 34. O circuito protetor 344 é conectado ao terminal de distribuição de potência externo 347 por meio do fio de lado mais - 348a. O circuito protetor 344 é conectado ao terminal de distribuição de potência externo 347 por meio do fio de lado menos - 348b. Além disso, o circuito protetor 344 é eletricamente conectado ao conector lateral de eletrodo positivo - 341 por meio da fiação 345. O circuito protetor 344 é eletricamente conectado ao conector lateral de eletrodo negativo - 342 por meio da fiação 346. Além disso, o circuito protetor 344 é eletricamente conectado a cada uma dentre a pluralidade de baterias únicas 100 por meio dos fios 35.
[149] O circuito protetor 344 controla a carga e a descarga da pluralidade de baterias únicas 100. O circuito protetor 344 também é configurado para cortar a conexão elétrica entre o circuito protetor 344 e o terminal de distribuição de potência externo 347 para o dispositivo (ou dispositivos) externo, com base em sinais de detecção transmitidos a partir do termístor 343 ou em sinais de detecção transmitidos a partir de cada bateria única 100 ou do módulo de bateria 200.
[150] Um exemplo do sinal de detecção transmitido a partir do termístor 343 é um sinal que indica que a temperatura da bateria única (baterias únicas) 100 é detectada para ser uma temperatura predeterminada ou mais. Um exemplo do sinal de detecção transmitido a partir de cada bateria única 100 ou do módulo de bateria 200 é um sinal que indica a detecção de sobrecarga, sobredescarga e sobrecorrente da bateria única (baterias únicas) 100. Quando se detecta uma sobrecarga - ou
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43/68 semelhantes para cada uma dentre as baterias únicas 100, a tensão da bateria pode ser detectada ou um potencial de eletrodo positivo ou um potencial de eletrodo negativo pode ser detectado. No último caso, um eletrodo de lítio a ser usado como um eletrodo de referência pode ser inserido em cada bateria única 100.
[151] Observe que, como o circuito protetor 344, um circuito incluído em um dispositivo (por exemplo, um dispositivo eletrônico ou um automóvel) que usa o conjunto de bateria 300 como uma fonte de alimentação pode ser usado.
[152] Tal conjunto de bateria 300 é usado, por exemplo, em aplicações em que o desempenho de ciclo excelente é exigido quando uma corrente grande é extraída. Mais especificamente, o conjunto de bateria 300 é usado como, por exemplo, uma fonte de alimentação para dispositivos eletrônicos, uma bateria estacionária, uma bateria a bordo para veículos ou uma bateria para carros ferroviários. Um exemplo do dispositivo eletrônico é uma câmera digital. O conjunto de bateria 300 é usado de modo particularmente favorável como uma bateria a bordo.
[153] Conforme descrito acima, o conjunto de bateria 300 inclui o terminal de distribuição de potência externo 347. Logo, o conjunto de bateria 300 pode emitir corrente do módulo de bateria 200 para um dispositivo externo e inserir corrente de um dispositivo externo para o módulo de bateria 200 por meio do terminal de distribuição de potência externo 347. Em outras palavras, quando se usa o conjunto de bateria 300 como uma fonte de alimentação, a corrente do módulo de bateria 200 é suprida para um dispositivo externo por meio do terminal de distribuição de potência externo 347. Quando se carrega o conjunto de bateria 300, uma corrente de carga de um dispositivo externo é suprida
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44/68 ao conjunto de bateria 300 por meio do terminal de distribuição de potência externo 347. Se o conjunto de bateria 300 for usado como uma bateria a bordo, a energia regenerativa da força motora de um veículo pode ser usada como a corrente de carga a partir do dispositivo externo.
[154] Observe que o conjunto de bateria 300 pode incluir uma pluralidade de módulos de bateria 200. Nesse caso, a pluralidade de módulos de bateria 200 pode ser conectada em série, em paralelo ou conectada em uma combinação de conexão em série - e conexão em -paralelo. O quadro de fiação impresso 34 e os fios 35 podem ser omitidos. Nesse caso, a conduta lateral de eletrodo positivo- 22 e a conduta lateral de eletrodo negativo- 23 podem ser usadas como o terminal de distribuição de potência externo.
[155] O conjunto de bateria de acordo com a terceira modalidade inclui a bateria secundária de acordo com a primeira modalidade ou o módulo de bateria de acordo com a segunda modalidade. Logo, a autodescarga é suprimida.
QUARTA MODALIDADE [156] De acordo com uma quarta modalidade, um veículo é fornecido. O conjunto de bateria de acordo com a terceira modalidade é instalado nesse veículo.
[157] No veículo de acordo com a quarta modalidade, o conjunto de bateria é configurado, por exemplo, para recuperar energia regenerativa a partir da força motora do veículo.
[158] Exemplos do veículo de acordo com a quarta modalidade incluem automóveis de duas rodas a de quatro rodas elétricos híbridos, automóveis de duas rodas a de quatro rodas elétricos, bicicletas de assistência elétricas e carros ferroviários.
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45/68 [159] No veículo de acordo com a quarta modalidade, a posição de instalação do conjunto de bateria não é particularmente limitada. Por exemplo, o conjunto de bateria pode ser instalado no compartimento de máquina motriz do veículo, em partes traseiras do veículo ou sob assentos.
[160] Um exemplo do veículo de acordo com a quarta modalidade é explicado abaixo, com referência aos desenhos.
[161] A Figura 10 é uma vista em corte transversal que mostra esquematicamente um exemplo de um veículo de acordo com a quarta modalidade.
[162] Um veículo 400, mostrado na Figura 10 inclui um corpo de veículo 40 e um conjunto de bateria 300 de acordo com a terceira modalidade.
[163] Na Figura 10, o veículo 400 é um automóvel de quatro rodas. Como o veículo 400, por exemplo, automóveis de duas rodas a de quatro rodas elétricos híbridos, automóveis de duas rodas a de quatro rodas elétricos, bicicletas de assistência elétricas e carros ferroviários podem ser usados.
[164] Esse veículo 400 pode ter uma pluralidade de conjuntos de bateria 300 instalada. Em tal caso, os conjuntos de bateria 300 podem ser conectados em série, conectados em paralelo ou conectados em uma combinação de conexão em série - e conexão em -paralelo.
[165] O conjunto de bateria 300 é instalado em um compartimento de máquina motriz localizado na frente do corpo de veículo 40. O local de instalação do conjunto de bateria 300 não é particularmente limitado. O conjunto de bateria 300 pode ser instalado em seções traseiras do corpo de veículo 40 ou sob um
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46/68 assento. O conjunto de bateria 300 pode ser usado como uma fonte de alimentação do veículo 400. O conjunto de bateria 300 também pode recuperar energia regenerativa de força motora do veículo 400.
[166] Após, com referência à Figura 11, um aspecto de operação do veículo de acordo com a quarta modalidade é explicado.
[167] A Figura 11 é uma vista que mostra esquematicamente outro exemplo do veículo de acordo com a quarta modalidade. Um veículo 400, mostrado na Figura 11, é um automóvel elétrico.
[168] O veículo 400, mostrado na Figura 11, inclui um corpo de veículo 40, uma fonte de alimentação de veículo 41, uma ECU (unidade de controle elétrica) de veículo 42, a qual é um controlador mestre da fonte de alimentação de veículo 41, um terminal externo (um terminal de conexão de potência externa) 43, um inversor 44 e um motor de acionamento 45.
[169] O veículo 400 inclui a fonte de alimentação de veículo 41, por exemplo, no compartimento de máquina motriz, nas seções traseiras do corpo de automóvel ou sob um assento. Na Figura 11, a posição da fonte de alimentação de veículo 41 instalada no veículo 400 é esquematicamente mostrada.
[170] A fonte de alimentação de veículo 41 inclui uma pluralidade (por exemplo, três) de conjuntos de bateria 300a, 300b e 300c, uma unidade de gerenciamento de bateria (BMU) 411 e um barramento de comunicação 412.
[171] Os três conjuntos de bateria 300a, 300b e 300c são eletricamente conectados em série. O conjunto de bateria 300a inclui um módulo de bateria 200a e uma unidade de monitoramento
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47/68 de módulo de bateria (VTM: monitoramento de temperatura de tensão) 301a. O conjunto de bateria 300b inclui um módulo de bateria 200b e uma unidade de monitoramento de módulo de bateria
301b. O conjunto de bateria 300c inclui um módulo de bateria
200c e uma unidade de monitoramento de módulo de bateria 301c. Os conjuntos de bateria 300a, 300b e 300c podem ser, cada um, independentemente removidos e podem ser trocados por um conjunto de bateria diferente 300.
[172] Cada um dentre os módulos de bateria 200a a 200c inclui uma pluralidade de baterias únicas conectada em série. Pelo menos uma dentre a pluralidade de baterias únicas é a bateria secundária de acordo com a segunda modalidade. Os módulos de bateria 200a a 200c realizam, cada um, a carga e a descarga por meio de um terminal de eletrodo positivo 413 e um terminal de eletrodo negativo 414.
[173] A fim de coletar informações em relação à segurança da fonte de alimentação de veículo 41, a unidade de gerenciamento de bateria 411 realiza comunicação com as unidades de monitoramento de módulo de bateria 301a a 301c e coleta informações, tais como tensões ou temperaturas das baterias únicas 100, incluídas nos módulos de bateria 200a a 200c incluídos na fonte de alimentação de veículo 41.
[174] O barramento de comunicação 412 é conectado entre a unidade de gerenciamento de bateria 411 e as unidades de monitoramento de módulo de bateria 301a a 301c. O barramento de comunicação 412 é configurado de forma que múltiplos nós (isto é, a unidade de gerenciamento de bateria e uma ou mais unidades de monitoramento de módulo de bateria) compartilhem um conjunto de linhas de comunicação. O barramento de comunicação 412 é, por
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48/68 exemplo, um barramento de comunicação configurado com base em um padrão de CAN (Rede de Área de Controle) .
[175] As unidades de monitoramento de módulo de bateria 301a a 301c medem uma tensão e uma temperatura de cada bateria única nos módulos de bateria 200a a 200c com base em comandos a partir da unidade de gerenciamento de bateria 411. É possível, entretanto, medir as temperaturas apenas em diversos pontos por módulo de bateria e as temperaturas de todas as baterias únicas não precisam ser medidas.
[176] A fonte de alimentação de veículo 41 também pode ter um contator eletromagnético (por exemplo, uma unidade de comutação 415 mostrada na Figura 11) para comutar a conexão entre o terminal de eletrodo positivo 413 e o terminal de eletrodo negativo 414. A unidade de comutação 415 inclui um comutador de pré-carga (não mostrado), o qual é ligado quando os módulos de bateria 200a a 200c são carregados e um comutador principal (não mostrado), o qual é ligado quando a emissão de bateria é suprida a uma carga. O comutador de pré-carga e o comutador principal incluem um circuito de relé (não mostrado), o qual é ligado ou desligado com base em um sinal fornecido para uma bobina disposta próxima a elementos de comutação.
[177] O inversor 44 converte uma tensão de corrente contínua inserida em uma corrente alternada (AC) de três fases de alta tensão para acionar um motor. O terminal (ou terminais) de saída de três fases do inversor 44 é (ou são) conectado a cada terminal de entrada de três fases do motor de acionamento 45. O inversor 44 controla uma tensão de saída com base em sinais de controle da unidade de gerenciamento de bateria 411 ou da ECU de veículo 42, o qual controla toda a operação do veículo.
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49/68 [178] O motor de acionamento 45 é girado por potência elétrica suprida a partir do inversor 44. A rotação é transferida para um eixo e rodas de direção W por meio de uma unidade de engrenagem diferencial, por exemplo.
[179] O veículo 400 também inclui um mecanismo de freio regenerativo, embora não mostrado. O mecanismo de freio regenerativo gira o motor de acionamento 45 quando o veículo 400 é freado e converte energia cinética em energia regenerativa, como energia elétrica. A energia regenerativa, recuperada no mecanismo de freio regenerativo, é inserida no inversor 44 e convertida em corrente contínua. A corrente contínua é inserida na fonte de alimentação de veículo 41.
[180] Um terminal de uma linha de conexão L1 é conectada por meio de um detector de corrente (não mostrado) na unidade de gerenciamento de bateria 411 ao terminal de eletrodo negativo 414 da fonte de alimentação de veículo 41. O outro terminal da linha de conexão L1 é conectado a um terminal de entrada de eletrodo negativo do inversor 44.
[181] Um terminal de uma linha de conexão L2 é conectado por meio da unidade de comutação 415 ao terminal de eletrodo positivo 413 da fonte de alimentação de veículo 41. O outro terminal da linha de conexão L2 é conectado a um terminal de entrada de eletrodo positivo do inversor 44.
[182] O terminal externo 43 é conectado à unidade de gerenciamento de bateria 411. O terminal externo 43 tem capacidade para se conectar, por exemplo, a uma fonte de alimentação externa.
[183] A ECU de veículo 42 controla cooperativamente a unidade
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50/68 de gerenciamento de bateria 411 em conjunto com outras unidades em resposta a entradas operadas por um acionador ou semelhantes, realizando, desse modo, o gerenciamento de todo o veículo. Os dados em relação à segurança da fonte de alimentação de veículo 41, tais como uma capacidade restante da fonte de alimentação de veículo 41, são transferidos entre a unidade de gerenciamento de bateria 411 e a ECU de veículo 42 por meio de linhas de comunicação.
[184] O veículo de acordo com a quarta modalidade inclui o conjunto de bateria de acordo com a terceira modalidade. Logo, uma vez que a autodescarga do conjunto de bateria é suprida, a confiabilidade do veículo é alta.
EXEMPLOS [185] Os exemplos serão descritos abaixo em detalhes.
EXEMPLO 1
PRODUÇÃO DE ELETRODO NEGATIVO [186] Como um material ativo de eletrodo negativo, 90% em massa de um pó de titanato de lítio que tem uma estrutura de espinélio (Li4Ti5O12) foram usados. Como um agente condutor de eletrodo, 7% em massa de grafite foram usados. Como um aglutinante, 3% em massa de PVdF foram usados. Esses componentes foram misturados com N-metil-pirrolidona (NMP) para preparar uma pasta fluida. A pasta fluida foi aplicada em ambas as superfícies reversas de um coletor de corrente produzido a partir de uma folha de alumínio que tem uma espessura de 15 pm, pré-seca a 80 °C e, então, seca a 130 °C, obtendo, desse modo, uma pilha do material ativo de eletrodo negativo e do coletor de corrente. A pilha foi prensada, obtendo, desse modo, um eletrodo negativo.
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51/68
PRODUÇÃO DE ELETRODO POSITIVO [187] Como um material ativo de eletrodo positivo, óxido de lítio e cobalto (LiCoO2) foi usado. Em relação a 90% em massa de óxido de lítio e cobalto, 3% em massa de acetileno preto e 3% em massa de grafite foram usados como agentes eletrocondutores-. Como um aglutinante, 4% em massa de fluoreto de polivinilideno (PVdF) foram usados. Os componentes acima foram adicionados a Nmetil-pirrolidona (NMP) e misturados para preparar uma pasta fluida. A pasta fluida foi aplicada em ambas as superfícies reversas de um coletor de corrente produzido a partir de uma folha de alumínio que tem uma espessura de 15 gm e seca, obtendo, desse modo, uma pilha do material ativo de eletrodo positivo e do coletor de corrente. A pilha foi prensada, obtendo, desse modo, um eletrodo positivo.
PRODUÇÃO DE CAMADA DE ISOLAMENTO ELÉTRICO [188] Como partículas eletricamente isolantes, 92% em massa de pó de Li7La3Zr2O12 foram usados. Na distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes usadas, o tamanho de partícula (o primeiro tamanho de partícula) que corresponde ao pico que tem a força de pico mais alta (o primeiro pico) e o tamanho de partícula (o segundo tamanho de partícula) que corresponde ao pico que tem a próxima força de pico mais alta (o segundo pico) foram 0,11 gm e 0,30 gm, respectivamente. Como aglutinantes, 3% em massa de borracha de estireno-butadieno e 3% em massa de carboximetil celulose foram usados. Os componentes acima foram adicionados a água e misturados para preparar uma pasta fluida. A pasta fluida foi aplicada a uma espessura de 10 gm em ambas as superfícies reversas do eletrodo negativo descrito acima e seca.
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PRODUÇÃO DE GRUPO DE ELETRODO [189] O eletrodo positivo e o eletrodo negativo com as camadas de isolamento elétrico formadas nos mesmos foram empilhados para obter uma pilha. A pilha foi espiralmente enrolada. A pilha enrolada foi prensada a quente -a 80 °C, criando ,desse modo, um grupo de eletrodo plano. O grupo de eletrodo obtido foi alojado em um conjunto produzido a partir de um filme laminado de 0,1 mm de espessura que tem uma -estrutura de três camadas de camada de náilon/camada de alumínio/camada de polietileno e seca a 80 °C por 16 horas em vácuo.
PREPARAÇÃO DE ELETRÓLITO NÃO AQUOSO LÍQUIDO [190] Em uma mistura de solvente (razão de volume = 1 : 2) de carbonato de propileno (PC) e carbonato de dietila (DEC), 1 mol/l de LiPF6 foi dissolvido como um sal de eletrólito, obtendo, desse modo, um eletrólito líquido não aquoso.
[191] O eletrólito líquido não aquoso foi colocado no conjunto de filme laminado que aloja o grupo de eletrodo e o conjunto foi completamente vedado por vedação por calor. Uma bateria secundária foi, dessa forma, obtida.
EXEMPLOS 2 A 9 [192] Baterias secundárias foram produzidas de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que, na distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes, o primeiro tamanho de partícula e o segundo tamanho de partícula foram definidos para valores mostrados na Tabela 2.
EXEMPLOS 10 A 14
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53/68 [193] Baterias secundárias foram produzidas de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que as partículas eletricamente isolantes de materiais mostrados na Tabela 1 foram usadas como as partículas eletricamente isolantes e, na distribuição de tamanho de partícula, o primeiro tamanho de partícula e o segundo tamanho de partícula foram definidos para valores mostrados na Tabela 2.
EXEMPLOS 15 A 17 [194] Como os materiais ativos de eletrodo negativo, os compostos mostrados na Tabela 1 foram usados. Na distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes, o primeiro tamanho de partícula e o segundo tamanho de partícula foram definidos para valores mostrados na Tabela 2. Baterias secundárias foram produzidas de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto por esses pontos.
EXEMPLOS 18 E 19 [195] Como os materiais ativos de eletrodo positivo, os compostos mostrados na Tabela 1 foram usados. Na distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes, o primeiro tamanho de partícula e o segundo tamanho de partícula foram definidos para valores mostrados na Tabela 2. Baterias secundárias foram produzidas de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto por esses pontos.
EXEMPLO 20 [196] Uma bateria secundária foi produzida de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que quando se produz a camada de isolamento elétrico, a pasta fluida do material da camada de isolamento elétrico foi aplicada em
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54/68 ambas as superfícies reversas do eletrodo positivo, em vez de aplicar a pasta fluida em ambas as superfícies do eletrodo negativo.
EXEMPLO 21 [197] Uma bateria secundária foi produzida de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que quando se produz a camada de isolamento elétrico, a pasta fluida do material da camada de isolamento elétrico foi aplicada em ambas as superfícies reversas do eletrodo negativo e em ambas as superfícies reversas do eletrodo positivo, respectivamente, a uma espessura de 5 pm, em vez de aplicar a pasta fluida em ambas as superfícies do eletrodo negativo a uma espessura de 10 pm.
EXEMPLO 22 [198] Uma bateria secundária foi produzida de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que uma mistura de partícula de pó de Li7La3Zr2O12 que tem um tamanho de partícula médio de 0,50 pm e pó de Al2O3 que tem um tamanho de partícula médio de 1,0 pm foi usado como as partículas eletricamente isolantes.
EXEMPLOS COMPARATIVOS 1 A 4 [199] Baterias secundárias foram produzidas de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que asa partículas eletricamente isolantes de uma distribuição de tamanho de partícula que tem um único pico que corresponde ao primeiro tamanho de partícula mostrado na Tabela 4 foram usadas como as partículas eletricamente isolantes.
EXEMPLOS COMPARATIVOS 5 A 16
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55/68 [200] Baterias secundárias foram produzidas respectivamente de acordo com os mesmos procedimentos como nos Exemplos 10 a 21 exceto pelo fato de que asa partículas eletricamente isolantes de uma distribuição de tamanho de partícula que tem um único pico que corresponde ao primeiro tamanho de partícula mostrado na Tabela 4 foram usadas como as partículas eletricamente isolantes.
EXEMPLO COMPARATIVO 17 [201] Uma bateria secundária foi produzida de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que uma camada de isolamento elétrico não foi produzida e um grupo de eletrodo foi produzido com o uso de uma pilha obtida empilhandose o eletrodo positivo, um separador de celulose que tem uma espessura de 15 pm e o eletrodo negativo.
EXEMPLO COMPARATIVO 18 [202] Uma bateria secundária foi produzida de acordo com o mesmo procedimento como no Exemplo 1 exceto pelo fato de que uma camada de isolamento elétrico não foi produzida e um grupo de eletrodo foi produzido com o uso de uma pilha obtida empilhandose o eletrodo positivo, um separador de celulose que tem uma espessura de 6 pm e o eletrodo negativo.
[203] A Tabela 1 mostra os materiais usados para as partículas eletricamente isolantes, o material ativo de eletrodo negativo e o material ativo de eletrodo positivo em cada um dentre os Exemplos 1 a 22. A Tabela 1 também mostra o eletrodo no qual o material da camada de isolamento elétrico foi aplicado quando se produz a camada de isolamento elétrico.
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56/68
TABELA 1
Partícula eletricamente isolante Material ativo de eletrodo negativo Material ativo de eletrodo positivo Eletrodo no qual a camada de isolamento elétrico foi aplicada
Exemplo 1 Li7La3Zr 2O12 LÍ4TÍ5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 2 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 3 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 4 Li7La3Zr 2O12 LÍ4TÍ5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 5 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 6 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 7 Li7La3Zr 2O12 LÍ4TÍ5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 8 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 9 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 10 Li1.3Al0.3TÍ1.7 (PO4) 3 LÍ4TÍ5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 11 La0.56Li0.33TiO3 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 12 Al2O3 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 13 MgO Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 14 ZrO2 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 15 Li7La3Zr 2O12 Li2Na2Ti6O14 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 16 Li7La3Zr 2O12 Nb2TiO7 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 17 Li7La3Zr 2O12 grafite LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo 18 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiNi0.5CO0.2Mn0.3O2 Eletrodo negativo
Exemplo 19 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiMn2O4 Eletrodo negativo
Exemplo 20 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo positivo
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Partícula eletricamente isolante Material ativo de eletrodo negativo Material ativo de eletrodo positivo Eletrodo no qual a camada de isolamento elétrico foi aplicada
Exemplo 21 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo positivo e Eletrodo negativo
Exemplo 22 Li7La3Zr2O12 e A12O3 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
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58/68 [204] A Tabela 2 mostra o tamanho de partícula (o primeiro tamanho de partícula) que corresponde ao pico que tem a força de pico mais alta (o primeiro pico) e o tamanho de partícula (o segundo tamanho de partícula) que corresponde ao pico que tem a próxima força de pico mais alta (o segundo pico) na distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes usadas em cada um dentre os Exemplos 1 a 22. A razão de força de pico (força de primeiro pico / força de segundo pico) entre a força de pico do primeiro pico e a força de pico do segundo pico também é mostrada.
TABELA 2
Primeiro tamanho de partícula (pm) Segundo tamanho de partícula (pm) Força de pico de primeiro pico / força de pico de segundo pico
Exemplo 1 0,11 0,30 2
Exemplo 2 0,11 1,0 2
Exemplo 3 0,11 5,0 2
Exemplo 4 0,30 1,0 2
Exemplo 5 0,30 5,0 2
Exemplo 6 0,50 1,0 2
Exemplo 7 0,50 5,0 2
Exemplo 8 1,0 5,0 2
Exemplo 9 1,0 0,50 2
Exemplo 10 0,50 1,0 2
Exemplo 11 0,50 1,0 2
Exemplo 12 0,50 1,0 2
Exemplo 13 0,50 1,0 2
Exemplo 14 0,50 1,0 2
Exemplo 15 0,50 1,0 2
Exemplo 16 0,50 1,0 2
Exemplo 17 0,50 1,0 2
Exemplo 18 0,50 1,0 2
Exemplo 19 0,50 1,0 2
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Primeiro tamanho de partícula (pm) Segundo tamanho de partícula (pm) Força de pico de primeiro pico / força de pico de segundo pico
Exemplo 20 0,50 1,0 2
Exemplo 21 0,50 1,0 2
Exemplo 22 0,50 (LLZ) 1,0 (Al2Ü3) 2
[205] A Tabela 3 mostra os materiais usados para as partículas eletricamente isolantes, o material ativo de eletrodo negativo e o material ativo de eletrodo positivo em cada um dentre os Exemplos Comparativos 1 a 18. A Tabela 3 também mostra o eletrodo no qual o material da camada de isolamento elétrico foi aplicado quando se produz a camada de isolamento elétrico.
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TABELA 3
Partícula eletricamente isolante Material ativo de eletrodo negativo Material ativo de eletrodo positivo Eletrodo no qual a camada de isolamento elétrico foi aplicada
Exemplo Comparativo 1 Li7La3Zr 2O12 LÍ4TÍ5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 2 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 3 Li7La3Zr20i2 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 4 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 5 LÍ1.3Al0.3TÍ1.7 (PO4) 3 LÍ4TÍ50Í2 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 6 La0.56Li0.33TiO3 LÍ4TÍ5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 7 Al2O3 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 8 MgO Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 9 ZrO2 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 10 Li7La3Zr 2O12 Li2Na2Ti6O14 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 11 Li7La3Zr 2O12 Nb2TiO7 LiCoO2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 12 Li7La3Zr 2O12 grafite LiCoO2 Eletrodo negativo
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Partícula eletricamente isolante Material ativo de eletrodo negativo Material ativo de eletrodo positivo Eletrodo no qual a camada de isolamento elétrico foi aplicada
Exemplo Comparativo 13 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 14 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiMn2O4 Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 15 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo positivo
Exemplo Comparativo 16 Li7La3Zr 2O12 Li4Ti5O12 LiCoO2 Eletrodo positivo e Eletrodo negativo
Exemplo Comparativo 17 Nenhum (separador de celulose de espessura de 15 pm usado no lugar da camada de isolamento elétrico) Li4Ti5O12 LiCoO2
Exemplo Comparativo 18 Nenhum (separador de celulose de espessura de 6 pm usado no lugar da camada de isolamento elétrico) Li4Ti5O12 LiCoO2
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62/68 [206] A Tabela 4 mostra os tamanhos de partícula que correspondem à distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes usadas em cada um dentre os Exemplos Comparativos 1 a 16. A razão de força de pico (força de primeiro pico / força de segundo pico) entre a força de pico do primeiro pico e a força de pico do segundo pico também é mostrada. Observe que, em cada um dentre os Exemplos Comparativos 17 e 18, não houve nenhuma distribuição de tamanho de partícula devido ao fato de que um separador de celulose foi usado no lugar da camada de isolamento elétrico.
TABELA 4
Primeiro tamanho de partícula (pm) Segundo tamanho de partícula (pm) Força de pico de primeiro pico / força de pico de segundo pico
Exemplo Comparativo 1 0,11 - -
Exemplo Comparativo 2 0,50 - -
Exemplo Comparativo 3 1,0 - -
Exemplo Comparativo 4 5, 0 - -
Exemplo Comparativo 5 0,50 - -
Exemplo Comparativo 6 0,50 - -
Exemplo Comparativo 7 0,50 - -
Exemplo Comparativo 8 0,50 - -
Exemplo Comparativo 9 0,50 - -
Exemplo Comparativo 10 0,50 - -
Exemplo Comparativo 11 0,50 - -
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Primeiro tamanho de partícula (pm) Segundo tamanho de partícula (pm) Força de pico de primeiro pico / força de pico de segundo pico
Exemplo Comparativo 12 0,50 - -
Exemplo Comparativo 13 0,50 - -
Exemplo Comparativo 14 0,50 - -
Exemplo Comparativo 15 0,50 - -
Exemplo Comparativo 16 0,50 - -
Exemplo Comparativo 17 - - -
Exemplo Comparativo 18 - - -
[207] Cada uma dentre as baterias secundárias obtidas nos Exemplos 1 a 22 e as baterias secundárias obtidas nos Exemplos Comparativos 1 a 18 foi carregada até 2,5 V e deixada para ser mantida por 4 semanas sob um ambiente a 60 °C e, doravante, a capacidade restante foi medida. A capacidade restante (%) foi definida como a capacidade restante (%) = “capacidade após armazenamento / capacidade antes do armazenamento χ 100. Além disso, a espessura e a porosidade da camada de isolamento elétrico em cada bateria secundária foram examinadas pelo método descrito acima.
[208] A Tabela 5 mostra os resultados nos Exemplos 1 a
22. A Tabela 5 também mostra a espessura e a porosidade da camada de isolamento elétrico examinadas em cada bateria secundária.
TABELA 5
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Capacidade restante (%) Espessura de camada de isolamento elétrico (pm) Porosidade de camada de isolamento elétrico (%)
Exemplo 1 73 5 20
Exemplo 2 76 5 20
Exemplo 3 73 5 20
Exemplo 4 80 5 20
Exemplo 5 80 5 20
Exemplo 6 81 5 20
Exemplo 7 80 5 20
Exemplo 8 78 5 20
Exemplo 9 72 5 20
Exemplo 10 81 5 20
Exemplo 11 80 5 20
Exemplo 12 82 5 20
Exemplo 13 81 5 20
Exemplo 14 82 5 20
Exemplo 15 80 5 20
Exemplo 16 80 5 20
Exemplo 17 71 5 20
Exemplo 18 80 5 20
Exemplo 19 81 5 20
Exemplo 20 81 5 20
Exemplo 21 83 5 20
Exemplo 22 81 6 20
[209] A Tabela 6 mostra os resultados nos Exemplos
Comparativos 1 a 18. A Tabela 6 também mostra a espessura e a porosidade da camada de isolamento elétrico examinadas em cada bateria secundária. Observe que para cada um dentre os Exemplos Comparativos 17 e 18, a espessura do separador de celulose é mostrada.
TABELA 6
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65/68
Capacidade restante (%) Espessura de camada de isolamento elétrico (pm) Porosidade de camada de isolamento elétrico (%)
Exemplo Comparativo 1 65 5 20
Exemplo Comparativo 2 69 5 20
Exemplo Comparativo 3 64 5 20
Exemplo Comparativo 4 60 5 20
Exemplo Comparativo 5 65 5 20
Exemplo Comparativo 6 62 5 20
Exemplo Comparativo 7 69 5 20
Exemplo Comparativo 8 68 5 20
Exemplo Comparativo 9 68 5 20
Exemplo Comparativo 10 67 5 20
Exemplo Comparativo 11 68 5 20
Exemplo Comparativo 12 59 5 20
Exemplo Comparativo 13 67 5 20
Exemplo Comparativo 14 68 5 20
Exemplo Comparativo 15 68 5 20
Exemplo Comparativo 16 70 5 20
Exemplo Comparativo 17 81 15 (espessura de separador de celulose) 20
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Capacidade restante (%) Espessura de camada de isolamento elétrico (pm) Porosidade de camada de isolamento elétrico (%)
Exemplo Comparativo 18 61 6 (espessura de separador de celulose) 20
[210] Conforme pode ser visto a partir dos resultados mostrados nas Tabelas 5 e 6, a capacidade restante foi maior nas baterias secundárias produzidas nos Exemplos 1 a 22 do que nas baterias secundárias produzidas nos Exemplos Comparativos 1 a 16 e 18. Isto é, pode ser observado que a autodescarga foi menor nas baterias secundárias dos Exemplos 1 a 22 do que nas baterias secundárias dos Exemplos Comparativos 1 a 16 e 18.
[211] Os resultados do Exemplo 6 e dos Exemplos 15 a 17 são comparados, os quais têm a mesma distribuição de tamanho de partícula para as partículas eletricamente isolantes na camada de isolamento elétrico. Pode ser observado a partir da comparação que a quantidade de autodescarga altera dependendo do composto usado também como o material ativo de eletrodo negativo. A capacidade restante no Exemplo 17, em que o grafite foi usado como o material ativo de eletrodo negativo, foi menor que em outros exemplos, mas maior que a capacidade restante no Exemplo Comparativo 12 em que o grafite foi usado de modo semelhante. Em cada um dentre os Exemplos 15 e 16, a capacidade restante foi maior que nos Exemplos Comparativos 10 e 11 em que o mesmo material ativo de eletrodo negativo foi usado.
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67/68 [212] Conforme pode ser observado a partir da comparação entre o resultado do Exemplo 6 e os resultados dos Exemplos 18 e 19, mesmo em um caso em que diversos materiais ativos de eletrodo positivo são usados, quando as partículas eletricamente isolantes que incluem pelo menos dois picos na distribuição de tamanho de partícula são usadas para a camada de isolamento elétrico, o mesmo grau de capacidade restante pode ser obtido.
[213] A bateria secundária do Exemplo Comparativo 17 exibiu o mesmo grau de capacidade restante como nas baterias secundárias dos Exemplos 1 a 22. No Exemplo Comparativo 17, entretanto, o separador de celulose que tem uma espessura (15 pm) quase três vezes maior que a espessura da camada de isolamento elétrico em cada um dentre os Exemplos 1 a 22 foi usado, a fim de alcançar o mesmo grau de capacidade restante como nas baterias secundárias dos Exemplos 1 a 22. Aa bateria secundária do Exemplo Comparativo 17 foi espessa e uma alta densidade de energia não pôde ser obtida.
[214] Conforme pode ser observado a partir da comparação entre os Exemplos 1 a 22 e os Exemplos Comparativos 1 a 18, cada bateria secundária que usou a camada de isolamento elétrico que contém partículas eletricamente isolantes que incluem pelo menos dois picos na distribuição de tamanho de partícula teve capacidade para suprimir autodescarga enquanto reduz o intervalo entre a camada de eletrodo negativo e a camada de eletrodo positivo. Isso indica que, quando partículas eletricamente isolantes que incluem pelo menos dois picos na distribuição de tamanho de partícula são
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68/68 usadas para a camada de isolamento elétrico, é possível aumentar a densidade de energia e suprimir a autodescarga.
[215] A bateria secundária, de acordo com pelo menos uma dentre as modalidades e os exemplos descritos acima, inclui uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo, uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo e uma camada de isolamento elétrico. A camada de isolamento elétrico é fornecida entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo e contém partículas eletricamente isolantes. A distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes inclui pelo menos dois picos. Em uma bateria secundária que tem tal disposição, a autodescarga é suprimida.
[216] Embora determinadas modalidades tenham sido descritas, essas modalidades foram apresentadas apenas a título de exemplo e não são destinadas a limitar o escopo das invenções. De fato, os métodos e sistemas inovadores descritos no presente documento podem ser incorporados em uma variedade de outras formas; adicionalmente, diversas omissões, substituições e alterações na forma dos métodos e dos sistemas descritos no presente documento podem ser feitas sem que se afaste do espírito das invenções. As reivindicações anexas e seus equivalentes são direcionados a cobrir tais formas ou modificações, conforme as mesmas são abrangidas pelo escopo e pelo espírito das invenções.
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Claims (18)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Bateria secundária caracterizada pelo fato de que compreende:
    uma camada que contém material ativo de eletrodo negativo;
    uma camada que contém material ativo de eletrodo positivo; e uma camada de isolamento elétrico fornecida entre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo, em que a camada de isolamento elétrico contém partículas eletricamente isolantes, e uma distribuição de tamanho de partícula das partículas eletricamente isolantes incluindo pelo menos dois picos.
  2. 2. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os pelo menos dois picos compreendem um primeiro pico que tem uma resistência de pico mais alta e um segundo pico que tem uma segunda resistência de pico mais alta após o primeiro pico.
  3. 3. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que um dentre um primeiro tamanho de partícula que corresponde ao primeiro pico e um segundo tamanho de partícula que corresponde ao segundo pico é pelo menos duas vezes maior do que o outro.
  4. 4. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o primeiro tamanho de partícula é maior do que 0,1 pm e menor ou igual a 1 pm, e o segundo tamanho de partícula é de 0,3 pm a 5 pm.
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  5. 5. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que um primeiro tamanho de partícula que corresponde ao primeiro pico é menor do que um segundo tamanho de partícula que corresponde ao segundo pico.
  6. 6. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que o primeiro tamanho de partícula é menor do que o segundo tamanho de partícula.
  7. 7. Bateria secundária, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma dentre a camada que contém material ativo de eletrodo negativo e a camada que contém material ativo de eletrodo positivo compreende as partículas eletricamente isolantes.
  8. 8. Bateria secundária, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que as partículas eletricamente isolantes compreendem pelo menos um dentre um óxido de metal e um eletrólito sólido.
  9. 9. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que as partículas eletricamente isolantes compreendem o eletrólito sólido.
  10. 10. Bateria secundária, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um eletrólito não aquoso.
  11. 11. Bateria secundária, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o eletrólito não aquoso compreende um eletrólito não aquoso em gel.
  12. 12. Bateria secundária, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a camada
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    3/4 que contém material ativo de eletrodo negativo compreende pelo menos um óxido que contém titânio selecionado a partir do grupo que consiste em titanato de lítio de espinela, um óxido compósito de nióbio-titânio representado por uma fórmula geral TÍ1-xMx+yNb2-yO7-o, em que M é pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em Mg, Fe, Ni, Co, W, Ta, e Mo, e 0 < x < 1, 0 < y < 1, e -0,3 < σ < 0,3, e um óxido compósito que contém titânio representado por uma fórmula geral Li2+aM12-bTÍ6-cM2dOi4+õ, em que M1 é pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em Sr, Ba, Ca, Mg, Na, Cs, Rb e K, M2 é pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo que consiste em Zr, Sn, V, Nb, Ta, Mo, W, Y, Fe, Co, Cr, Mn, Ni e Al, e 0 < a < 6, 0 < b < 2, 0 < c < 6, 0 < d < 6, e -0,5 < δ < 0,5.
  13. 13. Bateria secundária, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente:
    um membro de recipiente; e uma pluralidade de grupos de eletrodos, em que cada um compreende a camada que contém material ativo de eletrodo negativo, a camada que contém material ativo de eletrodo positivo e a camada de isolamento elétrico, em que a pluralidade de grupos de eletrodos são eletricamente conectados em série e alojados no membro de recipiente.
  14. 14. Conjunto de bateria caracterizado pelo fato de que compreende a bateria secundária, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.
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  15. 15. Conjunto de bateria, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
    um terminal de distribuição de potência externa; e um circuito protetor.
  16. 16. Conjunto de bateria, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de baterias secundárias, em que as baterias secundárias são eletricamente conectadas em série, em paralelo, ou em uma combinação de em série e em paralelo.
  17. 17. Veículo caracterizado pelo fato de que compreende o conjunto de bateria, conforme definido em qualquer uma das reivindicações
    14 a 16.
  18. 18. Veículo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende um mecanismo configurado para converter energia cinética do veículo em energia regenerativa.
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    1/8
    FIGURA 1
    FIGURA 2
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    10A s
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    FIGURA 5
    10B
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    FIGURA 6
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    8B
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    FIGURA 8
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    FIGURA 9
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7264289B2 (ja) * 2017-10-12 2023-04-25 株式会社Ｇｓユアサ 電極、電極の製造方法および蓄電素子
US11522215B2 (en) 2019-03-22 2022-12-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha All-solid-state battery production method and all-solid-state battery
CN113994513B (zh) * 2020-02-19 2023-02-21 宁德新能源科技有限公司 正极极片与包含其的电化学装置及电子装置
JP2024514919A (ja) * 2021-05-04 2024-04-03 エルジー・ケム・リミテッド リチウム二次電池用正極活物質、これを含む正極およびリチウム二次電池
WO2023188062A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 株式会社 東芝 電極群、二次電池及び電池パック

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007172943A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Nissan Motor Co Ltd 電池モジュール
JP5055865B2 (ja) * 2006-07-19 2012-10-24 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池
JP4893254B2 (ja) * 2006-11-15 2012-03-07 トヨタ自動車株式会社 リチウム二次電池の製造方法およびリチウム二次電池
JP2010123383A (ja) * 2008-11-19 2010-06-03 Teijin Ltd 非水系二次電池用セパレータ、その製造方法および非水系二次電池
JP5234118B2 (ja) * 2009-07-17 2013-07-10 トヨタ自動車株式会社 固体電解質、固体電解質シートおよび固体電解質の製造方法
JP5284221B2 (ja) * 2009-08-20 2013-09-11 株式会社東芝 非水電解質電池および電池パック
JP5625746B2 (ja) * 2010-10-27 2014-11-19 トヨタ自動車株式会社 固体電解質焼結体および全固体リチウム電池
JP5812364B2 (ja) * 2011-11-15 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 非水電解液型二次電池
JP5720589B2 (ja) * 2012-01-26 2015-05-20 トヨタ自動車株式会社 全固体電池
WO2014132333A1 (ja) * 2013-02-26 2014-09-04 株式会社 日立製作所 全固体リチウムイオン二次電池
JP6081392B2 (ja) * 2013-04-04 2017-02-15 本田技研工業株式会社 電解質−正極構造体及びそれを備えるリチウムイオン二次電池
JP2015173100A (ja) * 2014-02-24 2015-10-01 富士フイルム株式会社 固体電解質組成物およびその製造方法、これを用いた電池用電極シートおよび全固体二次電池
JP6394057B2 (ja) * 2014-05-15 2018-09-26 富士通株式会社 固体電解質構造体、及び全固体電池
JP2016177974A (ja) * 2015-03-19 2016-10-06 株式会社東芝 電極、非水電解質電池及び電池パック
JP6459691B2 (ja) * 2015-03-25 2019-01-30 日本ゼオン株式会社 全固体二次電池

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