CN112803120A - 具有多层膜的可再充电蓄电池 - Google Patents

具有多层膜的可再充电蓄电池 Download PDF

Info

Publication number
CN112803120A
CN112803120A CN202011204662.2A CN202011204662A CN112803120A CN 112803120 A CN112803120 A CN 112803120A CN 202011204662 A CN202011204662 A CN 202011204662A CN 112803120 A CN112803120 A CN 112803120A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
separator
current collector
cathode
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011204662.2A
Other languages
English (en)
Inventor
S·卡耶
W·A·布拉夫
M·N·勒克亚诺瓦
G·E·洛夫内斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Inc filed Critical Apple Inc
Publication of CN112803120A publication Critical patent/CN112803120A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H01M10/281—Large cells or batteries with stacks of plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/26—Selection of materials as electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H01M10/287—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497—Ionic conductivity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/429—Natural polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/494—Tensile strength
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明描述了蓄电池，该蓄电池包括阴极、阳极、以及将该阴极与该阳极电绝缘的分隔件。该分隔件包括定位在第一阴离子交换膜和第二阴离子交换膜之间的阳离子交换膜，并且具有至少约10mS/cm的氢氧根离子电导率，以及至少约100:1的氢氧根离子与至少一种类型的金属离子的扩散比率。本发明还描述了制造蓄电池的方法，该方法包括在阴极电极和阳极电极之间形成分隔件。该分隔件包括定位在第一阴离子交换膜和第二阴离子交换膜之间的阳离子交换膜。该方法还包括使阴极电极与阴极集电器接触，并且使阳极电极与阳极集电器接触，其中该阴极集电器接触和该阳极集电器通过间隔件材料彼此电绝缘。

Description

具有多层膜的可再充电蓄电池
相关专利申请的交叉引用
本申请要求2019年11月13日提交的美国申请序列号16/683091的部分继续申请的优先权的权益，该美国申请序列号16/683091是2019年11月12日提交的美国申请序列号16/613094的部分继续申请，该美国申请序列号16/613094是2018年5月17日提交的国际申请PCT/US2018/033218的国家阶段申请，该国际申请PCT/US2018/033218要求2017年5月19日提交的美国申请序列号62/508487的权益。这些专利申请的整个公开内容据此以引用方式并入以用于所有目的。
技术领域
本发明技术涉及蓄电池和蓄电池部件。更具体地讲，本技术涉及在可再充电蓄电池单元设计中的聚合物掺入。
背景技术
在蓄电池供电的设备中，电极离子扩散可与容量损失和电极劣化相关联。为了保持足够的电解质移动，分隔件设计可包括可加剧这些问题的孔隙度水平。需要改善的设计。
发明内容
本技术涉及储能设备，该储能设备包括蓄电池单元和蓄电池，可包括具有各种形状的锌碱性蓄电池或锂离子蓄电池，该锌碱性蓄电池或锂离子蓄电池包括卷绕单元和堆叠单元，该堆叠单元可为或包括双极性蓄电池以及在任何取向(例如包括垂直和水平)堆叠的蓄电池。这些设备可以包括基于电流通过该单元部件的z方向传输而配置的集电器，尽管基于xy方向的电流传输配置的集电器也可以受益于本设计，以及卷绕型、圆柱形、棱柱形和其他蓄电池构型。该单元可包括许多特征部和材料构型，如将在整个公开内容中描述的。
本技术的储能设备、蓄电池单元和蓄电池可包括第一集电器和第二集电器。蓄电池可包括与第一集电器耦接的阳极材料。蓄电池可包括与第二集电器耦接的阴极材料。该蓄电池还可包括耦接在该阴极材料与该阳极材料之间的聚合物材料。该聚合物材料的特征可在于阳离子主链。该聚合物材料可被配置为选择性地提供跨聚合物材料的阴离子传输，同时限制跨聚合物材料的阳离子传输。
在一些实施方案中，该聚合物材料进一步被配置为提供氢氧根阴离子跨聚合物材料的传输，同时限制含金属的阴离子络合物跨聚合物材料的传输。该蓄电池还可包括定位在阳极材料和阴极材料之间的分隔件。该聚合物材料可与该分隔件耦接。该聚合物材料可定位在该分隔件和该阳极材料之间，或者可定位在该分隔件和该阴极材料之间。在示例性蓄电池中，阳极材料可包括含锌材料，并且阴极材料可包括含锰材料，但也可使用金属的其他组合。例如，阴极材料可包括氢氧化镍，α二氧化锰，δ二氧化锰，γ二氧化锰或氧化银，以及可在相似电位下工作的其他金属氧化物和氢氧化物材料。该蓄电池还可包括KOH溶液作为蓄电池的电解质。该聚合物材料可被配置为提供氢氧根离子在聚合物材料上的分布，并且可被配置为限制大于氢氧根的含金属离子或阴离子分子行进跨过或穿过聚合物材料。该聚合物材料可在聚合物材料的侧向区域处与第一集电器或第二集电器耦接。该聚合物材料的特征可在于小于0.1mm的厚度。该聚合物材料的特征可在于水相对于金属离子的扩散比率大于1000。在一些实施方案中，聚合物材料可被官能化以包括与阳离子主链缔合的氢氧根阴离子。
在一些实施方案中，将聚合物材料掺入到多层膜(例如，三层膜)中，该多层膜选择性地允许氢氧根离子跨过该膜从生成氢氧根离子的第一电极(例如，MnO2阴极电极)传输至消耗氢氧根离子的第二电极(例如，Zn阳极电极)。该聚合物材料可以掺入到第一阴离子交换膜、第二阴离子交换膜或这两者中，该第一阴离子交换膜、第二阴离子交换膜或这两者接触定位在阳极交换膜之间的阳离子交换膜的面向相反方向的表面。该多层膜可用作分隔件，该分隔件使蓄电池单元中的阴极电极与阳极电极电绝缘，同时允许氢氧根离子在阴极电极和阳极电极之间迁移。该多层膜对可在电极之间移动的离子的类型具有选择性。例如，在蓄电池单元的充电/放电期间，该多层膜能够以由电极材料生成的金属离子的扩散速率的约100倍或更多倍的扩散速率来扩散氢氧根离子。
本技术还涵盖包括阳极活性材料的蓄电池单元。该蓄电池单元可包括阴极活性材料。蓄电池单元可包括定位在阳极活性材料与阴极活性材料之间的分隔件。该单元还可包括与阳极活性材料或阴极活性材料中的至少一者混合的粘结剂。该粘结剂可包括聚合物材料，该聚合物材料被配置为选择性地提供跨聚合物材料的阴离子传输，同时限制跨聚合物材料的阳离子传输。
在实施方案中，该粘结剂可与阳极活性材料和阴极活性材料两者混合。该粘结剂可完全包封阳极活性材料或阴极活性材料中的至少一者。该粘合剂以及阳极活性材料或阴极活性材料中的至少一者可掺入复合电极中。该聚合物材料可以以小于或约为复合电极总体积的10％包括在复合电极内。该聚合物材料在高于或约pH 14的环境条件下可以是稳定的。
本技术还涵盖蓄电池单元，该蓄电池单元可包括特征在于第一颗粒的基质的第一电极。该蓄电池单元还可包括特征在于第二颗粒的基质的第二电极。该蓄电池单元还可包括定位在第一电极和第二电极之间的分隔件。该蓄电池单元还可包括掺入第一电极中的聚合物材料。该聚合物材料的特征可在于阳离子主链，并且聚合物材料可被配置为选择性地提供跨聚合物材料的阴离子传输，同时限制跨聚合物材料的阳离子传输。在实施方案中，该聚合物材料可包封第一电极的基质的单独第一颗粒。
在一些实施方案中，该蓄电池单元可包括将聚合物材料与第一颗粒耦接的粘结剂。该聚合物材料可进一步掺入第二电极中，并且该聚合物材料可包封第二电极的基质的单独第二颗粒。包封第一颗粒的聚合物材料的量可小于第一颗粒的体积的约10％。该聚合物材料的特征可在于氢氧根离子的电导率为至少约1mS/cm。
此类技术可以提供优于常规技术的诸多优势。例如，本设备可减少枝状体形成和来自电极的阳离子扩散。与常规技术相比，本技术可降低电池内的电阻，降低阻抗增长，并且可增加循环寿命。另外，该设计可允许改善水和电解质在电池内的传输，同时限制金属离子传输。这些和其他实施方案，以及其许多优点和特征，结合以下描述和附图以更详细地描述。
附图说明
可通过参考说明书和附图的其余部分来实现所公开的实施方案的特点和优点的进一步理解。
图1示出了根据本技术的实施方案的储能设备的示意性剖视图。
图2示出了根据本技术的实施方案的储能设备的示意性剖视图。
图3示出了根据本技术的实施方案的集电器的示意性剖视图。
图4示出了根据本技术的实施方案的储能设备的一部分的示意性剖视图。
图5示出了根据本技术的实施方案的储能设备的一部分的示意性剖视图。
图6示出了根据本技术的实施方案的蓄电池单元的一部分的示意性剖视图。
图7示出了根据本技术的实施方案的蓄电池单元的一部分的示意性剖视图。
图8A示出了根据本技术的一些实施方案的电极的示意图。
图8B示出了根据本技术的一些实施方案的电极的一部分的示意性剖视图。
图8C示出了根据本技术的一些实施方案的电极的一部分的示意性剖视图。
图8D示出了根据本技术的一些实施方案的电极的一部分的示意性剖视图。
图9示出了根据本技术的一些实施方案的蓄电池单元的一部分的示意性剖视图。
图10示出了根据本技术的一些实施方案的蓄电池单元的一部分的示意性剖视图。
图11示出了使蓄电池单元的分隔件的聚合物材料官能化的不同官能团的蓄电池单元稳定性的图表。
图12示出了根据本技术的一些实施方案的可逆地结合到官能化聚合物材料中的氢氧根离子通道的氢氧化锌阴离子的简化示意图。
图13示出了根据本技术的一些实施方案的可用作该蓄电池单元中的分隔件的多层膜的简化示意图表示。
这些附图中的几个附图作为示意图包含在内。应当理解，附图仅用于示例性目的，并且除非具体表明按比例，否则不应被视为按比例。另外，作为示意图，提供附图以帮助理解，并且可不包括与实际表示相比的所有方面或信息，并且可包括用于示例性目的的放大材料。
在附图中，类似的部件或特征部可以具有相同数字的参考标号。此外，相同类型的各种部件可以通过在参考标号后用在相似部件和/或特征部之间区分的字母来区分。如果在说明书中仅使用第一数字参考标号，则该描述适用于具有相同第一数字参考标号的任何一个类似部件和/或特征部，而与字母后缀无关。
具体实施方式
蓄电池、蓄电池单元以及更一般地储能设备可由多种材料制成。例如，碱性蓄电池可包括电化学单元，其中电解质可为氢氧化钾或其他I族或碱金属的氢氧化物的浓缩的水性溶液。类似于其他蓄电池单元设计，该复合材料可包括正极和负极，其中分隔件设置在正极和负极之间以防止电短路，同时允许电子传输。许多碱性蓄电池的分隔件可为聚合物或纤维素材料。这些分隔件可为多孔的，以允许氢氧化物和水传输通过该分隔件。然而，由于该多孔设计，还可发生从电极材料通过分隔件的金属离子扩散。金属离子的此类扩散可在蓄电池寿命和性能方面产生许多问题。
例如，来自阳极的金属离子可在不同位置溶解并重新镀覆，从而调整阳极的结构。这可产生不均匀的电极结构，并且可产生枝状体。这些枝状体可延伸穿过分隔件并导致通过单元的短路。另外，阴极材料可溶解、扩散穿过多孔分隔件，并且在阳极处反应以产生使电极劣化并减小容量的物质。阴极材料也可溶解并重新镀覆在阳极上，这可阻挡接近电极的部分并再次减小单元容量。
常规技术已尝试通过形成较厚的分隔件来解决这些问题，在一些蓄电池设计中，该较厚的分隔件可延伸到大于一毫米或更大的厚度。虽然此类构造可有助于减少金属离子扩散，但较厚的分隔件也可影响电解质的氢氧化物扩散以及单元内的总体水管理。另外，较厚的分隔件减小了电极活性材料的可用体积，这继而减小了单元容量，从而对于等效容量来讲需要较大的总体单元。本技术通过将聚合物材料掺入在蓄电池单元内来克服这些问题。该聚合物材料可掺入单元的各个部分中，如下文详细讨论的，并且它们可补充或替换单元中的分隔件。该聚合物材料用于减少、限制或基本上防止电极之间的金属离子分布，这可有助于或解决上文讨论的问题。该聚合物可用作阻挡件以减少或防止金属离子扩散，同时提供氢氧离子或其他阴离子在电极之间移动的机制，并允许水扩散通过聚合物材料。在描述利用本技术的蓄电池和单元设计之后，本公开将讨论将这些聚合物材料掺入新单元结构中的多种实施方案。
虽然说明书的剩余部分将经常参考具有碱性电解质的蓄电池，但本领域技术人员将容易理解本技术并不限于此。本发明的设计可与任何数量的蓄电池或储能设备一起使用，包括其他可再充电和一次，或不可再充电蓄电池类型以及电化学电容器，也称为超级电容器或超电容器。此外，本技术可适用于可用于任何多种技术中的蓄电池和储能设备，任何多种技术可包括但不限于电话和移动设备，手持式电子设备，膝上型计算机和其他计算机，器具，重型机械，运输设备，包括汽车，水蒸汽船，航空旅行设备和空间旅行设备，电网存储装置，用于诸如医院、数据中心、电信设施等设施的备用电源，以及可使用蓄电池或受益于所讨论的设计的其他应用。因此，本公开和权利要求书不应视为限于任何具体讨论的示例，而是可以与任意数量的设备广泛利用，任意数量的设备可能表现出所讨论的示例的电气或化学特性中的一些或全部。
图1示出了根据本技术的实施方案的储能设备100的示意性剖视图。图1示出了在实施方案中可为碱性蓄电池的圆柱形蓄电池。应当理解，蓄电池形式是示例性的，并且其他卷绕蓄电池或层状蓄电池可包括类似部件，该类似部件包括软包电池或棱柱形电池，这些电池可与本技术类似地一起使用。储能设备100可包括外部壳体105，该外部壳体容纳储能设备100的部件。在外部壳体105内可为阴极活性材料110，该阴极活性材料可与阴极集电器115接触。阴极集电器115可与附加导电元件耦接，或者可形成储能设备100的正端子117。阴极集电器115可为不锈钢或适于电子传输的一些其他导电材料。储能设备100还可包括阳极活性材料120，该阳极活性材料可与阳极集电器125接触。
阳极集电器125可形成附加导电元件与形成该附加导电元件耦接，该附加导电元件形成负端子140。阳极集电器125可为黄铜或适于电子传输的一些其他导电材料。分隔件130可定位在阴极活性材料110和阳极活性材料120之间，以防止材料之间的短路。分隔件130的一部分或单独的绝缘体135可定位成与分隔件130连接，以进一步限制负阳极材料120与正端子117的接触。另外，绝缘体150可定位在阳极集电器125与阴极活性材料110和阴极集电器115之间。绝缘体150可由柔性材料构成，以允许在操作期间气体在该单元内膨胀。
在实施方案中，储能设备100可为碱性蓄电池或蓄电池单元，并且可包括与此类单元相关的任何数量的材料。例如，阳极活性材料120可包括金属或含金属材料，诸如例如包括12族、13族、14族和15族金属(包括铝、镉、汞或锌)的贫金属的材料。阴极活性材料110可包括具有过渡金属(包括锰、镍或银)的材料。例如，阴极化合物可包括二氧化锰，包括α、β、δ或γ二氧化锰。示例性化合物还可包括氢氧化镍包括α或β氢氧化镍、以及羟基氧化镍。示例性化合物还可包括氢氧化银以及其他金属氧化物或氢氧化物。阴极活性材料110还可包括具有含碳材料的材料的混合物。分隔件130可包括聚合物材料诸如聚烯烃，包括聚乙烯或聚丙烯。分隔件130还可包括纤维素材料或纸材。储能设备100可包括氢氧化钾电解质，该氢氧化钾电解质可为浓缩的水性溶液。虽然包括为电解质，但氢氧化钾可能不涉及阴极反应和阳极反应，这些反应可产生平衡量的氢氧化物。分隔件130可允许氢氧根离子和水跨分隔件130扩散，同时限制电传输。由于分隔件130的孔隙率，阳离子(诸如来自电极的锌离子或锰离子)还可跨分隔件130传输，这可引起先前描述的一个或多个问题。
图2描绘了根据本技术的实施方案的另一个储能设备的示意性剖视图。储能设备可包括单个集电器或耦接的集电器。对于跨越或穿过材料层的电子流，该储能设备可以常规方式对堆叠蓄电池进行操作，诸如提供跨集电器的xy平面的电子移动性。另外，所描述的设备可以通过电子流在穿过单个单元的z方向上穿过该结构来操作，而不是经由侧向设置在常规蓄电池的集电器上的标签式集电器。
如图所示，堆叠蓄电池200可包括端板202和204之间的电化学单元C1、C2、C3和C4的堆叠。端板202和204可以是金属集电器板，其可用于电和机械功能。在一些实施方案中，端板202和204可是形成堆叠蓄电池的外部外壳的一部分的支撑板。端板202和204还可以在堆叠蓄电池的外壳内提供机械支撑。支撑板中的一些或全部可以是导电的，并且在支撑板内可以存在电连接到端板的端子。在实施方案中，类似于端板202和204的附加板可以设置在单元的堆叠内，诸如在两个单元之间。包括附加板的该配置可以提供结构刚度，并且附加板还可以执行类似于端板202、204的电子功能。端板202和204可以用作蓄电池的正端子和负端子。该单元可以在穿过单个单元的z方向上将电流传递到端板，这可以跨越板并从蓄电池在任何方向上传输电流。
电化学单元的叠堆可以包括任何数量的电化学单元，这取决于堆叠蓄电池200的所选电压，以及每个单独电化学单元的单独电压。单元叠堆可以根据需要与尽可能多或尽可能少的电化学单元串联布置，以及与用于支撑和电流传输的中间板一起布置。单元C可以相邻定位，例如，在一些构型中彼此邻接。每个电化学单元C可以包括阴极210和阳极220，其中阴极210和阳极220可以被阴极和阳极之间的分隔件230隔开。在单元C1的阳极220和相邻单元C2的阴极之间可以是堆叠集电器250。该堆叠集电器250可以形成C1和C2的一部分。在一侧，堆叠集电器250可以连接到C1的密封件240并且在相反侧上连接到C2的密封件240。
在一些实施方案中，如图1所示，堆叠集电器250可包括第一集电器252和第二集电器254。在实施方案中，一个或两个集电器可包括金属或非金属材料，诸如聚合物或复合物。如图所示，在一些实施方案中，第一集电器252和第二集电器254可为不同的材料。在一些实施方案中，第一集电器252可以是基于阳极220的电位选择的材料，诸如铜或任何其他合适的金属，以及包括聚合物的非金属材料。第二集电器可以是基于阴极210的电位选择的材料，诸如铝或其他合适的金属，以及包括聚合物的非金属材料。换句话讲，可基于与使用的阳极活性材料和阴极活性材料的电化学相容性来选择用于第一集电器和第二集电器的材料。
第一金属层和第二金属层可以由本领域已知的任何材料制成。例如，可使用铜、镍、铝或不锈钢，以及具有金属方面的复合材料和包括聚合物的非金属材料。在一些情况下，第一金属层和第二金属层中使用的金属可相同或不同。选择用于阳极和阴极的材料可为用于该类型的蓄电池的任何合适的材料。就锌-锰氧化物碱性蓄电池单元而言，阳极材料可为例如锌金属、氧化锌(ZnO)、镁(Mg)和铝(Al)以及其他阳极材料中的一者或多者。锌-锰氧化物碱性蓄电池单元中的阴极材料可为以下中的一者或多者：例如电解二氧化锰(EMD)、δ-二氧化锰、氢氧化镍、氧化银和氧化铜以及其他阴极材料。就锂离子蓄电池单元而言，阳极材料可为以下中的一者或多者：例如硅、石墨、碳、锡合金、锂金属、含锂材料，诸如锂钛氧化物(LTO)，或可在锂离子蓄电池单元中形成阳极的其他合适材料。锂离子蓄电池单元中的阴极材料可包括例如一种或多种含锂材料。在一些实施方案中，含锂材料可为锂金属氧化物诸如锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂镍钴铝氧化物和钛酸锂中的一者或多者，而在另外的实施方案中，含锂材料可包括磷酸铁锂和/或可在锂离子蓄电池单元中形成阴极的其他合适材料。
第一集电器和第二集电器可以具有任何合适的厚度，并且可以具有允许形成密封件的厚度，并且提供合适的机械稳定性以防止在堆叠电池的预期使用期间失效，诸如层的破裂。另外，集电器的厚度可足够薄以允许在间隔区域中弯曲和屈曲，以适应在堆叠电池的循环期间预期的膨胀，包括例如在z方向上高达10％的膨胀。
转到图3，堆叠集电器250可以具有连接区域253，其中第一集电器252和第二集电器254可以连接，并且间隙区域255位于集电器250的外围端部。在连接区域253中，第一集电器和第二集电器可以直接接触或以其他方式连接以导电。在一些实施方案中，第一集电器和第二集电器可以直接连接，而在其他实施方案中，第一集电器和第二集电器可以通过导电材料间接连接。为了形成连接区域253，第一集电器252和第二集电器254可以层压在一起。另外，可以通过将第一集电器252和第二集电器254焊接在一起来形成连接区域253。还可以通过在第一集电器252和第二集电器254之间使用可以导电的粘合剂来形成连接区域253。在其他实施方案中，可以通过在第一集电器252和第二集电器254的材料之间可发生的润湿来形成连接区域253。
在间隙区域255中，第一集电器252和第二集电器254的外围端部可以彼此间隔开并且可相对于彼此移动。如此，在第一集电器和第二集电器之间可能存在间隔距离，其可随着电化学单元膨胀而增加。在一些实施方案中，第一集电器252和第二集电器254的间隔开的外围端部可以具有足以在蓄电池循环期间容纳堆叠蓄电池的单独电化学单元的预期膨胀的长度。集电器252a和254a的外围端部可以具有长度L，如图3所示，其可以足够长，以便可以容纳在z方向上达到或至少约10％的膨胀。
如图2所示，每个单元C1、C2、C3和C4还包括密封件240，该密封件与集电器层一起可以电化学地将电化学单元彼此隔离。因此，每个阴极-阳极对可以电化学密封并与相邻的电化学单元隔离。因为集电器252和254可以在外围端部处分开，所以可以在堆叠集电器250的相反侧(诸如顶部和底部)上形成单独的密封件240。在实施方案中，密封件240可以是相同或不同的材料，并且每个密封件240也可以是两种或更多种材料的层压、复合或耦接。
密封材料可以能够与堆叠集电器的第一层和第二层结合，以防止电解质泄漏。密封材料可以为聚合物、环氧树脂或其他合适的电绝缘材料，其可以与第一集电器和第二集电器结合以形成密封件，该密封件可以为气密密封件。在一些实施方案中，聚合物可以为聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚酰亚胺或任何其他合适的聚合物，其可以与堆叠集电器的第一集电器和第二集电器结合以形成气密密封件，并且还可以提供对湿气侵入的抵抗。在实施方案中，电解质可以为固体、凝胶或液体。密封件可以通过气密密封该单元使每个电化学单元电化学隔离，从而防止电解质中的离子逃逸到邻近的电化学单元中。密封材料可以为提供与金属层的充分结合的任何材料，使得可以在预先确定的时间段或蓄电池使用期间保持密封。
隔板可以用电解质(诸如流体电解质或凝胶电解质)润湿，以将电解质结合到堆叠电池中。另选地，凝胶电解质可以涂覆隔板。在又一另选方案中，凝胶电解质可以在组合之前涂覆第一金属层和/或第二金属层。另外，电解质可以与电极活性材料的颗粒混合。在各种实施方案中，将电解质结合到堆叠电池的部件中可以减少堆叠电池中的放气。在包括柔性密封件的变型中，堆叠电池可以容纳由脱气产生的气体。
单独的电化学单元可以以任何合适的方式形成。在一些实施方案中，阴极210、阳极220和分隔件230可以预组装。然后，第一集电器252可以连接到阳极而第二集电器254可以连接到阴极以形成电池。密封材料可以设置在第一集电器252和第二集电器254之间以形成密封件240。最后，密封的电化学单元的外围端部可以进一步用胶带粘合以构成单元。胶带245以及其他涂层、密封或材料层可以围绕金属层和密封件的外周设置。胶带245可以用陶瓷或聚合物材料代替。可以出于各种原因而包括胶带245，该原因包括：防止短接到相邻层或者设备内的周围的导电表面，提供改善的电化学或化学稳定性，以及提供机械强度。
图2和3示出了根据本技术的示例性堆叠蓄电池设计。除了所示出配置之外的附加配置，或者作为设计的变型，也包括在本技术中。例如，某些实施方案可以不包括附加的密封材料，并且第一集电器252和第二集电器254可以直接耦接或结合在一起。另外，集电器可以包括诸如在基质内包含聚合物材料和导电材料的组合的附加设计。
用于集电器的示例性基质可包括设置为基质材料或作为基质材料的一部分的聚合物。矩阵可以提供限制或降低xy方向导电性的绝缘设计。聚合物基质可以用导电材料显影以产生具有特定电化学或复合性质的集电器，诸如在z方向或通过电池的导电性。例如，导电颗粒材料可以掺入基质中。导电材料可包括先前标识的任何导电材料。在实施方案中，导电材料可包括银、铝、铜、不锈钢和含碳材料中的一种或多种。这样，集电器可以具有调谐电阻率以提供导电性的方向控制。例如，所产生的集电器可以被配置为提供在xy平面中长度上的面内电阻率，以及在z方向上的穿过平面电阻率，在实施方案中其大于或约为1x10-4欧姆-米。另外，示例性集电器可具有介于约1×10-3欧姆-米和约1000欧姆-米之间的平面内和穿过平面电阻率。
转向图4，示出了根据本技术的实施方案的储能设备400的一部分的示意性剖视图。如图所示，储能设备400可以包括蓄电池单元，并且可以包括多个蓄电池单元或蓄电池，类似于上面关于图1和图2所讨论的那些。储能设备400被示出为具有单个蓄电池单元的蓄电池，但是应当理解，本技术所涵盖的储能设备可包括在一些多单元的蓄电池设计中的最高至数百或数千个耦接单元的一个或多个单元。类似于图1，储能设备400可示出蓄电池或蓄电池单元，并且该单元可包括第一集电器115(其可为阴极集电器)和第二集电器125(其可为阳极集电器)。如图4所示，第一集电器115和第二集电器125可为金属集电器，但任一集电器也可为非金属集电器，如先前相对于图2所述。
储能设备400的单元还可包括电极部件。阳极活性材料120可设置在第二集电器125上或其周围，或者可接触该第二集电器。相似地，阴极活性材料110可设置在第一集电器115上或接触该第一集电器。示例性电池还可包括设置或定位在阳极活性材料120和阴极活性材料110之间的分隔件130。聚合物材料410可与分隔件130耦接。聚合物材料410以分隔件130和阳极活性材料120之间的定位示出，但是在实施方案中，聚合物材料410可另选地或另外地定位在分隔件130和阴极活性材料110之间。尽管以圆柱形单元构型示出，但应当理解，聚合物材料410可与前述储能设备200的分隔件230类似地耦接。
在蓄电池400中，阳极活性材料120可为或包括先前在图1和图2中描述的材料中的任何材料，并且在实施方案中可包括锌或含锌材料。此外，阴极活性材料110可为或包括先前在图1和图2中描述的材料中的任何材料，并且在实施方案中可包括含锰材料，包括锰的氧化物诸如二氧化锰。二氧化锰的特征可在于多种形式，并且可包括α二氧化锰、β二氧化锰、γ二氧化锰和δ二氧化锰。该材料还可包括这些材料中所包括的许多其他元素，这些元素可包括例如铅、钾、钡、硼或铁。在一些实施方案中，二氧化锰可为某些形式的二氧化锰的组合，并且在实施方案中二氧化锰可基本上为δ二氧化锰。储能设备400还可包括具有碱性特性的电解质，该碱性特性包括高于7的pH。该电解质可包括水和氢氧化钾，并且其特征可在于最高至或约0.5M、最高至或约1M(其可等于14的pH)，最高至或约2M、最高至或约3M(其可等于接近14.5的pH)，最高至或约5M、最高至或约7M、最高至约10M(其可等于15的pH)或更高的氢氧根离子浓度。
分隔件可由一种或多种类型的聚合物材料制成，包括纤维素聚合物和合成有机聚合物以及其他类型的聚合物材料。例如，分隔件可由聚烯烃聚合物(诸如聚丙烯和/或聚乙烯)制成。聚合物材料410的特征可在于本体中的净中性电荷，并且可为特征在于阳离子主链的聚合物，并且可在结构中包括一个或多个含氮部分。主链可包括烃和/或含氮结构，或者可包括衍生物或苯，诸如苯乙烯，或包含一个或多个含氮或其他官能团的一个或多个聚烯烃结构链段。可结合到结构内的示例性官能团或部分包括胺或其他含氮材料，其可为或包括咪唑、苯胺、哌啶鎓、铵、甲基化氮、或其他含氮材料或其他非金属材料，诸如鏻鎓。聚合物材料可被配置为提供跨聚合物材料410的阴离子传输，同时限制跨聚合物材料的阳离子传输。
根据本技术的一些实施方案的示例性聚合物或聚合物材料410可包括一个或多个官能团可与其结合的一种或多种基体单体或材料。例如，基体材料可包括任何组合的一个或多个重复部分，并且可包括化合物或基团，该化合物或基团包括烃，该烃包括可为直链、支链、芳族的烷烃、烯烃或炔烃，并且可包括例如聚丙烯(包括不饱和聚丙烯)、聚乙烯(包括不饱和聚乙烯)、聚亚苯基、聚苯乙烯或其他有机基团。该基体材料还可包括一种或多种取代的元素，包括例如取代的氮族元素、硫族元素、或卤素。该基体材料可包括一个或多个羰基基团或磺酰基基团。示例性基体材料可为或包括聚(亚芳基醚)、聚醚酮、聚芳基醚酮、聚醚醚酮、聚醚砜、聚砜(其可包括卡多(cardo)、二氮杂萘酮、芴基或其他基团)、聚醚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚醚噁二唑、聚苯醚、聚氯乙烯(包括聚乙烯基苄基氯)、聚磷腈、聚环氧氯丙烷、有机氟化合物(包括碳氟化合物和全氟化材料)、氢氟碳化合物或其他含氟聚合物。附加材料可用作该基体，其特征可在于类似于所述材料中的任一种材料的属性，或可有利于氢氧化物传导的其他属性，如贯穿本公开的其他地方所解释的。
与基体材料中的一种或多种基体材料耦接的可以是一个或多个官能团，该一个或多个官能团可从基体材料延伸，连接多种基体材料或官能团，或者可以以其他方式与基体材料缔合。该官能团的特征可在于正电荷，并且可包括一种或多种材料，该一种或多种材料包括四氢萘(tetral)、氮族元素、硫族元素、或材料的组合，该材料还可包括含金属材料，诸如含过渡金属的阳离子基团。示例性材料可包括铵、鏻鎓、锍，其中任一者可为或包括永久带电的阳离子基团，诸如季阳离子化合物。例如，官能团可包括铵(包括季铵)、烷基结合的铵(包括苄基三烷基铵)、胍基团(包括烷基或芳基)、奎宁环基团(包括奎宁环基季铵)、二环、三环和其他杂环铵基团、咪唑鎓或苯并咪唑鎓、基于1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷的基团(其可包括一个或多个季铵)、碱稳定的鏻鎓基团(包括季鏻鎓基团)、含磷-氮基团、含磷-氮-硫基团、金属-氮基团、金属-磷基团以及这些材料的组合。该官能团的特征可在于+1电荷，或者其特征可在于+2电荷、+3电荷或更高电荷。
还与基体材料耦接的是交联剂，该交联剂将基体材料的两种或更多种聚合物交联在一起。该交联剂包括可操作以与基体材料聚合物键合的两个或更多个反应性基团。例如，该交联剂的第一反应性基团可与基体材料的第一聚合物上的反应性对应物键合，并且交联剂的第二反应性基团可与基体材料的第二聚合物的反应性对应物键合。一些交联剂可包括可操作以与基体材料的附加聚合物上的反应性对应物键合的第三反应性基团、第四反应性基团、第五反应性基团等。在像蓄电池分隔件的应用中，将基体材料的聚合物与交联剂交联在一起可机械地强化聚合物材料。在较小规模上，将基体材料的聚合物交联在一起可减小孔的大小，电解质中的离子通过该孔在蓄电池单元的阴极材料和阳极材料之间迁移。因为像氢氧化物和氢离子的离子显著小于由电极材料(例如，Zn(OH)4 2-、Mn(OH)4 2-、Cu(OH)4 2-等)生成的金属离子，所以使基体材料的聚合物交联可增加聚合物材料对于氢氧根离子传输的选择性超过金属离子的传输。
用于聚合物材料的示例性交联剂可包括有机交联剂，诸如二乙烯基苯、四甲基胍和4-叔丁基邻苯二酚-2a等等。用于聚合物材料的示例性交联剂还可包括无机交联剂，诸如多价金属氧化物，比如氧化钛和氧化锆，以及其他无机交联剂。该交联剂可以以基体聚合物材料的约1重量％至约30重量％范围内的量添加。附加示例性范围包括约1重量％至约20重量％的基体聚合物材料、约1重量％至约10重量％的基体聚合物材料、约5重量％至约30重量％的基体聚合物材料以及其他量的基体聚合物材料。
聚合物材料410可被结构化或配置为提供氢氧根离子和/或水跨聚合物材料410的分布。该聚合物材料还可被结构化或配置为限制阳离子或金属离子穿过该结构。例如，聚合物材料410可被配置为限制电极材料的含锌离子、含锰离子或其他金属离子穿过聚合物材料410。氢氧根离子和/或水可通过其穿过结构的机构可包括空隙或链结构，该空隙或链结构允许水通过该结构的渗透性，并且可允许氢氧根离子渗透通过聚合物材料。在一些实施方案中，虽然水可渗透通过聚合物结构，但来自电极半反应的阴离子和阳离子可能不会扩散通过该聚合物结构，并且氢氧根离子可经由不同的机构穿过该结构。
例如，聚合物材料还可包括与聚合物结构缔合的氢氧根离子。该聚合物材料可被官能化以包括带正电基团，该带正电基团可与聚合物材料键合或缔合以允许氢氧根离子的传输。带负电的氢氧根离子通过该结构的传输可由化学梯度、电梯度或物理梯度驱动。例如，当氢氧根离子在一个电极处由蓄电池内的第一反应形成时与聚合物材料的第一外表面相互作用时，聚合物材料内的内部氢氧根离子可错位，其可与聚合物材料的附加部分相互作用。这种相互作用可使附加氢氧根离子错位，该附加氢氧根离子可继续通过结构，直到氢氧根离子在聚合物材料的与第一外表面相反的第二外表面处错位。从第二外表面释放的氢氧根离子可穿过分隔件并与相反的电极相互作用。可发生任何数量的错位，包括从与被氢氧根离子接触的第一表面相反的第二表面释放单个氢氧化物。
该聚合物材料可掺入到多层膜中，该多层膜选择性地传输氢氧根离子跨过该膜，同时抑制可能使该蓄电池单元的电极或其他部件结垢的离子的传输。图13中示出示例性多层膜，其中两个阴离子交换膜(AEM)被定位成与中心阳离子交换膜(CEM)的相反侧接触。该AEM促进氢氧根离子通过该膜的传输，而该CEM促进氢离子通过该膜的传输。水分子解离成氢阳离子和氢氧根阳离子的能力使得它们独特地适于跨过该多层膜的所有三个层来传输。这将该解离水与试图通过所有三个膜的其它类型的离子物质(诸如氧化金属离子)区分开来：它们在AEM(在阳离子的情况下)或CEM(在氧化金属阴离子的情况下)或两者处被排斥。净效应是多层膜，该多层膜对于在电极之间传输氢氧根离子是高度选择性的同时阻止结垢离子的传输(例如，扩散由电极材料产生的离子)。
在操作中，该多层膜将氢氧根离子(OH-)和氢离子(H+)从解离水分子向电极界面引导，在该电极界面处需要它们抵消由电极材料生成或消耗的氢氧根离子。在放电的碱性蓄电池单元中，该多层膜将氢氧根离子引导至阳极电极，在该阳极电极处氢氧根离子的缺乏起因于阳极材料的氧化(例如，Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-)，同时还引导氢离子以中和由阴极材料的还原生成的氢氧根离子的过剩(例如，MnO2+2H2O+2e-→2MnOOH+2OH-)。净效应是在放电循环期间该多层膜将氢氧根离子从阴极电极传输至阳极电极。在充电循环期间，电极处的氧化和还原反应颠倒，氢氧根离子跨过该多层膜的传输方向也颠倒。
夹在中心CEM之间的AEM对可由相同的聚合物材料制成，或者它们可由不同的聚合物材料制成。例如，每个AEM可具有相同的主链聚合物和相同的官能团、相同的主链聚合物和不同的官能团、或不同的主链聚合物和不同的官能团。当AEM由不同的聚合物材料制成时，可将每个AEM制成为增强对沿电极材料和AEM之间的接合部集中的离子的排斥的选择性。例如，直接接触阴极电极材料的AEM中的聚合物材料可被制成用于在蓄电池单元的氧化和还原循环期间相对于由阴极生成的离子(例如，锰氧化物/氢氧根离子、铜氧化物/离子等)增加氢氧根离子的选择性。类似地，直接接触阳极电极材料的AEM中聚合物材料可被制成用于在蓄电池单元的氧化和还原循环期间相对于由阳极产生的离子(例如，氧化锌离子等)增加氢氧根离子的选择性。
CEM可由质子导电聚合物材料制成，该质子导电聚合物材料与相邻的AEM材料层(例如，本文所述的聚合物材料)相兼容。示例性质子导电聚合物材料可包括磺化聚苯乙烯聚合物、苯磺酸聚合物、聚苯醚(PPO)聚合物、基于碳氟化合物的聚合物诸如全氟磺酸(PFSA)聚合物和聚四氟乙烯(PTFE)聚合物，以及其他类型的有机聚合物。该质子导电聚合物还可包括交联剂以交联该主链聚合物。
与AEM中使用的许多官能化聚合物材料不同，一旦形成质子导电主链聚合物，CEM中使用的质子导电聚合物材料通常不被进一步官能化。在大多数情况下，多层膜中的CEM用于仅传输氢离子，并且充当由阴极和阳极材料产生的阴离子诸如氢氧根离子和金属阴离子的传输的屏障。因此，通常不需要质子导电聚合物材料的附加官能化来允许氢离子的选择性传输同时产生静电和空间屏障以传输其它潜在污染的阳离子。在大多数情况下，带正电的氢离子是使其以任何可测量的浓度从CEM:AEM接合部到达CEM的唯一阳离子。
聚合物材料410的特征可在于基于其结构的多种特性。例如，该聚合物材料可在单元环境中高于7的pH条件下稳定，并且可在可为高度碱性的条件下稳定，并且可包括基于电解质浓度的上文讨论的pH条件，其可为最高至或大于9的pH，最高至或大于10的pH，最高至或大于11的pH，最高至或大于12的pH，最高至或大于13的pH，最高至或大于14的pH，最高至或大于15的pH，最高至或大于16的pH，最高至或大于17的pH，最高至或大于18的pH，或更高。示例性pH范围包括约14至约15和约14.5至约15.5以及其他范围。聚合物材料410的特征还可在于氢氧根离子的电导率最高至或约为1mS/cm，并且其特征可在于氢氧根离子的电导率大于或约为2mS/cm，大于或约为5mS/cm，大于或约为10mS/cm，大于或约为25mS/cm，大于或约为50mS/cm，大于或约为75mS/cm，大于或约为100mS/cm，大于或约为125mS/cm，大于或约为150mS/cm，大于或约为175mS/cm，大于或约为200mS/cm，或更高。示例性氢氧根离子电导率范围包括约50mS/cm至约200mS/cm和约100mS/cm至约200mS/cm以及其他范围。
在实施方案中，聚合物材料410的特征可在于穿过聚合物材料的厚度小于或约为0.5mm，并且其特征可在于厚度小于或约为0.25mm，小于或约为0.20mm，小于或约为0.15mm，小于或约为0.10mm，小于或约为0.07mm，小于或约为0.05mm，小于或约为0.03mm，小于或约为0.01mm，或更小。该聚合物材料可保持某些机械属性以允许沿生产线施加。例如，在实施方案中，该聚合物材料的特征可在于在纵向上大于或约50kg/cm2的拉伸强度或其他强度，并且其特征可在于在纵向上大于或约100kg/cm2，大于或约150kg/cm2，大于或约200kg/cm2，大于或约250kg/cm2，大于或约300kg/cm2，大于或约350kg/cm2，大于或约400kg/cm2，大于或约450kg/cm2，大于或约500kg/cm2，大于或约550kg/cm2，大于或约600kg/cm2，大于或约650kg/cm2，大于或约700kg/cm2，大于或约750kg/cm2或更高的强度。
该聚合物材料的特征还可在于不同材料的扩散比率。例如，相对于金属离子诸如锌或锰，水或氢氧化物穿过聚合物材料的扩散比率可大于1。该扩散比率(诸如水或氢氧化物的渗透性或扩散与金属离子的渗透性或扩散的比率)可为最高至或大于10，最高至或大于100，最高至或大于1,000，最高至或大于10,000，最高至或大于100,000，最高至或大于1,000,000或更高，并且可为最高至1:0，其中水或氢氧化物可渗透聚合物材料，但金属离子不能穿过聚合物材料。氢氧根离子相对于金属离子的示例性扩散比率包括约10:1至约10,000:1、约100:1至约10,000:1、约1000:1至约10,000:1以及其他范围。
对于单元结构内的所有材料，该聚合物材料可具有相对于每种材料的选择性。例如，掺入有阴离子的阳离子主链可提供特征在于对氢氧根离子或阴离子的选择性的材料，该选择性通常高于对锌阳离子、锰阳离子或更一般地为金属阳离子的选择性。另外，操作中的材料可产生含金属的络合物，诸如氢氧化物络合物，并且选择性也可延伸至这些或其他含金属的阴离子或金属氢氧化物络合物。所用的选择性可以以化学和电的方式表征。例如，选择性可与离子电导率相关联，该离子电导率可与受电场影响的物质跨聚合物材料的移动有关。另外，该选择性可被定义为单元的特定组分相对于单元的所有组分的渗透性和浓度的函数。在许多一般的聚合物膜中，在选择性和渗透性之间存在一定量的折衷。一般来讲，渗透性较高的膜对各种材料的选择性较低，反之亦然。
例如，本发明的聚合物材料可提供高离子选择性，其被定义为基于氢氧根离子的浓度的氢氧根离子的相对高的渗透性，以及基于金属阳离子(诸如锌和锰)的浓度的金属氢氧化物或其他阴离子金属络合物阳离子的相对低的渗透性。通常，这种折衷还影响单元内的水管理，但是本发明的聚合物材料可允许水扩散通过聚合物材料，同时以一种或多种方式限制通过结构的离子转移。例如，在一些实施方案中，穿过聚合物材料的渗透性可提供水和氢氧根离子的传输，同时限制其他离子的传输。在其他实施方案中，聚合物材料可限制或防止阴离子和阳离子两者传输通过聚合物材料。该聚合物材料可用末端基团或部分来表征，该末端基团或部分包括具有缔合的氢氧根离子的季铵离子，该氢氧根离子可在充电或放电操作期间朝向一个电极或另一个电极迁移。
该选择性可另外与跨过膜的孔和渗透路径直径相关。例如，该聚合物材料的特征可在于传输特定大小或直径的离子的能力。应当理解，该直径意指在任何方向上跨过分子或离子的距离，因为许多材料的特征可能不在于球形几何形状。该聚合物材料的特征可在于传输以小于或约50nm的直径为特征的材料同时限制或防止传输以较大直径为特征的材料的能力。该聚合物材料的特征还可在于传输特征在于小于或约45nm、小于或约40nm、小于或约35nm、小于或约30nm、小于或约25nm、小于或约20nm、小于或约15nm，小于或约10nm、小于或约9nm、小于或约8nm、小于或约7nm、小于或约6nm、小于或约5nm、小于或约4nm、小于或约3nm、小于或约2nm、小于或约1nm、小于或约0.5nm、小于或约0.3nm或更小的直径的材料同时限制或防止传输以较大直径为特征的材料的能力。
如上所述，常规分隔件材料的局限性在于，随着分隔件的厚度增加以减少离子扩散，设备的容量可随着活性材料的体积减小而减小。然而，由于聚合物材料减少、限制或防止金属离子横跨分隔件的能力，本发明的聚合物材料可允许分隔件的厚度减小。这样，与常规分隔件相比，分隔件的厚度可减小，并且在一些实施方案中，可从系统中移除。在包括聚合物材料410的电池中，分隔件的厚度可小于0.25mm，并且可小于或约为0.20mm、小于或约为0.15mm、小于或约为0.10mm、小于或约为0.07mm、小于或约为0.05mm、小于或约为0.03mm、小于或约为0.01mm或更小。
某些常规的碱性蓄电池可利用这些范围中的一些范围内的纸材或分隔件，但该分隔件可仅与不可再充电蓄电池设计一起工作。当尝试此类蓄电池的循环时，在执行充电时可出现锌的枝状体或上文讨论的其他问题。这些枝状体可渗透常规的分隔件，并且在电池内造成短路。另选地，这些尺寸的分隔件将允许金属离子穿过结构，这可影响蓄电池的循环能力和容量。因此，此类蓄电池可能仅能够以连续的容量劣化循环小于20次，直到它们不可逆地耗尽，并且可能能够在对单元结构的损坏发生之前循环小于10次、小于5次、或更少。然而，本技术可利用上文讨论的尺寸的分隔件材料，同时提供数百次或数千次使用循环。这可能是由于聚合物材料可限制或防止金属离子从一个电极跨越到另一个电极，或跨电极形成枝状体或以不同几何形状重新成形。这样，结构内更多的空间可被电极材料占据，同时改善电极材料的管理和控制，这可另外改善再充电容量和寿命周期。
转向图5，示出了根据本技术的实施方案的储能设备500的一部分的示意性剖视图。储能设备500可类似于上文讨论的储能设备200，并且可包括类似的部件。例如，储能设备500可包括第一集电器252和第二集电器254。阳极活性材料220可设置在第一集电器252上或与该第一集电器接触，并且阴极活性材料210可设置在第二集电器254上或与该第二集电器接触。集电器和活性材料可为上文关于图2所讨论的材料中的任一种材料。分隔件230可设置在阳极活性材料220和阴极活性材料210之间。聚合物材料510可设置在分隔件230的一个或多个表面上。聚合物材料510被示出为定位在阴极活性材料210和分隔件230之间，但应当理解，聚合物材料510可另外地或另选地定位在阳极活性材料220和分隔件230之间。聚合物材料510的特征可在于上文结合图4所讨论的聚合物材料410的属性中的任一种属性。另外，在其他实施方案中，聚合物材料510可单独用作储能设备的分隔件，并且单元结构中可不包括附加分隔件230。
如图所示，聚合物材料510和分隔件230可用于在第一集电器252与第二集电器254之间形成完全密封件，这可消除上文讨论的密封件240。当聚合物材料510位于分隔件230的两侧上时，一定量的聚合物材料510可与一个或两个集电器结合、熔合或耦接。这种耦接可形成对分隔件周围的迁移的完全阻挡，从而降低单元性能，这可发生在一些常规单元中，包括棱柱形单元。聚合物材料510可用粘合剂来与一个或两个集电器结合或耦接，或者可热密封到集电器以在聚合物材料510和与其耦接的集电器之间形成液体密封或气密密封。密封件可在聚合物材料510的侧向区域520处朝向聚合物材料的边缘区域形成，而单元内的活性材料可接触聚合物材料的中间区域530。
转向图6，示出了根据本技术的实施方案的蓄电池单元600的一部分的示意图。蓄电池单元600可结合到先前描述的蓄电池或单元结构中的任何蓄电池或单元结构中，并且可包括先前讨论的部件、材料或属性中的任一者。蓄电池单元600可示出示例性阴极活性材料610和示例性阳极活性材料620。定位在该两种活性材料之间并将两种活性材料电分离的可为分隔件630。分隔件630可为包括聚合物分隔件、纤维素分隔件或纸材分隔件的常规分隔件，并且可为如前所述的聚合物材料。尽管未描述集电器，但先前描述的集电器中的任何集电器均可与蓄电池单元600一起利用。在利用单元600的部件的一些实施方案中，如前所讨论的聚合物材料650可不与如图所示的分隔件缔合，而是可掺入在本技术的粘结剂640内。
蓄电池单元600的阴极被示出为具有分布在粘结剂材料640内的颗粒615以产生阴极活性材料610。粘结剂640可与阳极活性材料和/或阴极活性材料中的至少一者混合。虽然蓄电池单元600被示出为具有掺入阴极结构内的粘结剂640，但应当理解，粘结剂640可另外地或另选地与阳极活性材料620一起被包括，并且在一些实施方案中，包括聚合物材料650的粘结剂640可与阳极活性材料620和阴极活性材料610两者混合。粘结剂640可包括如前所述的聚合物材料650，该聚合物材料可例如被配置为选择性地提供跨聚合物材料650的阴离子传输，同时限制跨聚合物材料650的阳离子传输。聚合物材料650可为粘结剂640内的大多数组分，并且在实施方案中可被官能化或形成为粘结剂640。
粘结剂640和聚合物材料650可被配置为将缔合的活性材料的颗粒完全包封在电极内。这样，聚合物材料可防止金属阳离子材料从阴极活性材料610通过分隔件630分布出来。然后分隔件630在性质上可被限制为更多孔的膜，同时仍产生可具有减少来自枝状生长或电极材料转移的效应的单元，并且可允许改善的循环能力。较薄的分隔件也可在单元内提供用于活性材料的附加体积，这可增加给定形状因子的单元容量。
尽管以有限的颗粒615示出，但出于说明的目的，蓄电池单元600可示出放大视图。本技术的示例性单元可包括有限量的粘结剂，以在每个电极的活性材料内提供最大量的导电材料以提供容量。活性颗粒、粘结剂、聚合物材料和任何附加粘结剂或其他添加剂或组分可产生掺入这些材料中的每一种材料的复合电极。在实施方案中，复合电极内聚合物材料的量可小于复合电极的总体积的20％，并且可小于或约为体积的15％，小于或约为体积的12％，小于或约为体积的10％，小于或约为体积的7％，小于或约为体积的5％，小于或约为体积的3％，小于或约为体积的1％，或更小。粘结剂和该粘结剂内的缔合聚合物材料的量可为完全包封活性材料颗粒的有效量。蓄电池单元600可展示能够将聚合物材料掺入单元内以提供贯穿本公开所讨论的益处的附加结构。
图7示出了根据本技术的实施方案的蓄电池单元700的一部分的示意性剖视图。蓄电池单元700可结合到先前描述的蓄电池或单元结构中的任何蓄电池或单元结构中，并且可包括先前讨论的部件、材料或特性中的任一者。蓄电池单元700可示出示例性阴极活性材料710和示例性阳极活性材料720。定位在该两种活性材料之间并将该两种活性材料电分离的可为分隔件730。分隔件730可为包括聚合物分隔件、纤维素分隔件或纸材分隔件的常规分隔件，并且可为如前所述的聚合物材料。尽管未描述集电器，但先前描述的集电器中的任何集电器均可与蓄电池单元700一起利用。在利用单元700的部件的一些实施方案中，如前所讨论的聚合物材料750可不与如图所示的分隔件或粘结剂缔合，而是可包封电极活性材料的单独颗粒。
蓄电池单元700的阴极被示出为具有分布在粘结剂材料740内的颗粒715以产生阴极活性材料710。该电极可被表征为具有第一颗粒的基质，如图所示，该第一颗粒可为阴极颗粒。阳极720的特征还可在于阳极颗粒或第二颗粒的基质，该阳极颗粒或第二颗粒可与第一颗粒相同或不同，并且任一颗粒可包括前述材料中的任一种材料，或一些组合。电极的单独颗粒可包封在聚合物材料750中。聚合物材料750可与阳极活性材料和阴极活性材料两者一起掺入，并且可用于包封任一电极的颗粒。虽然蓄电池单元700被示出为具有掺入阴极结构内的聚合物材料750，但应当理解，聚合物材料750可另外地或另选地与阳极活性材料720一起被包括，并且在一些实施方案中，聚合物材料750可用于包封阳极活性材料720和阴极活性材料710两者的单独颗粒。
聚合物材料750可为前述聚合物材料中的任一种聚合物材料，其特征可在于例如阳离子主链。聚合物材料750还可被配置为选择性地提供跨聚合物材料650的阴离子传输，同时限制跨聚合物材料650的阳离子传输。除了聚合物材料750之外，还可使用粘结剂以帮助或使得聚合物材料750能够完全包封单独颗粒715。该粘结剂可为任何常规使用的粘结剂，或者可被具体地配制成使得能够将先前所述的聚合物材料与先前所述的金属材料粘结。
尽管以有限的颗粒715示出，但出于说明的目的，蓄电池单元700也可示出放大视图。本技术的示例性单元可包括有限量的聚合物材料750，以在每个电极的活性材料内提供最大量的导电材料以增加单元部件在给定体积内的容量。包封每个单独颗粒的聚合物材料的量可小于聚合物材料正在包封的单独颗粒的体积的20％，并且可小于或约为体积的15％，小于或约为体积的12％，小于或约为体积的10％，小于或约为体积的7％，小于或约为体积的5％，小于或约为体积的3％，小于或约为体积的1％，或更小。包封颗粒的聚合物材料的量可为完全包封单独颗粒而不在覆盖范围中产生空隙的有效量。通过包封每个颗粒，该结构可防止先前讨论的金属分布或重新构造中的任一者。聚合物材料可允许氢氧化物转移，同时限制或防止锌或锰、或其他金属材料或氧化物的移动，这可控制枝状体生长并且可在充电和放电期间保持每个颗粒的几何形状。因此，利用该结构或前述结构中的任一种结构的单元可提供优于常规单元和结构的改善的循环、蓄电池寿命和容量。
图8A示出了根据本技术的一些实施方案的电极800的示意图。电极800可包括集电器805和可跨过或围绕电极活性材料延伸的聚合物材料810。聚合物材料可任选地形成为围绕电极材料的小袋。在一些实施方案中，聚合物材料可包括两个膜，该膜包围电极，作为围绕电极活性材料的袋状物或其他完整封装件。聚合物材料的特征可在于任何数量的轮廓，并且可朝向或跨过电极插片向上延伸，从而结合由阴影线示出的任选区域808。在包括袋状物设计的一些实施方案中，单独的聚合物材料膜可通过热处理、压力处理或任何附加耦接而耦接在一起以形成密封件，通过该附加耦接可围绕电极和集电器形成两个膜。在一些实施方案中，除了沿着从集电器延伸的插片区域之外，聚合物材料膜可沿着所有边缘表面或边缘彼此接触。因此，在袋状物构型中，聚合物膜材料可掺入和/或密封在外部材料内，包括包围一个或多个单元的外部袋状物。集电器805的特征可在于先前描述的形状或材料中的任一者，并且如图所示，可包括如图所示的集电器插片，或者可不取决于其中可包括集电器的蓄电池单元构型。例如，集电器还可为类似于先前讨论的集电器125的销或凸起设计。因此，图8A示出了根据一些实施方案的示例性电极设计，并且该电极设计可被调整以适应本技术所涵盖的其他单元设计中的任一者。
图8B示出了根据本技术的一些实施方案的沿图8A所示的电极800的一部分的线A-A的示意性剖视图。电极800可以包括先前描述的材料中的任一种材料，并且可以包括如上所述的聚合物材料810。电极800可为阳极电极或阴极电极，并且可包括集电器805，活性材料815可围绕该集电器设置，并且该活性材料可为阳极活性材料或阴极活性材料。集电器可包括设置在相对表面上以及完全围绕集电器的活性材料，如图所示。例如，活性材料可设置在第一表面和/或与第一表面相反的第二表面上，或者可围绕集电器805的侧向边缘完全或部分地延伸，如图所示。集电器可为前述集电器或材料中的任一者，并且其特征可在于多种设计，包括例如连续的或打孔的材料，诸如网孔。
活性材料815可围绕集电器形成为任何厚度，并且可掺入前述蓄电池单元构型中的任一种蓄电池单元构型中。聚合物材料810可包括前述制剂中的任一种，并且可涂覆在活性材料815周围以部分地、基本上或完全地包封活性材料，或在活性材料815周围产生密封件或阻挡件。如前所述，聚合物材料810也可掺入电极活性材料内。活性材料815的包封可限制来自活性材料的枝状基团，并且可有利于氢氧化物传输，如上所讨论。
图8C示出了根据本技术的一些实施方案的沿图8A所示的电极800的一部分的线A-A的另一个示意性剖视图。图8C可包括与如上所讨论的图8B类似的部件，并且可包括集电器805、电极活性材料815和聚合物材料810。在集电器上形成活性材料方面，图8C所示的构型可以与图8B所示的构型相异。例如，如图8C所示，活性材料815可形成在集电器805的相反侧上，并且可不完全围绕集电器805延伸。本技术所涵盖的又一个实施方案可包括设置在集电器的单个表面上的活性材料。
聚合物材料810可类似于图8B的构型围绕电极800形成，并且可至少部分地包封活性材料815，并且在一些实施方案中可基本上或完全包封活性材料815。在如图所示的一些实施方案中，聚合物材料810可围绕集电器的侧向边缘延伸，否则该侧向边缘可相对于活性材料暴露。因此，聚合物材料810可沿着活性材料的任何暴露表面延伸并且沿着集电器继续以在集电器的其上可驻留活性材料的区域周围形成完整的阻挡层。
图8D示出了根据本技术的一些实施方案的沿图8A所示的电极800的一部分的线B-B的示意性剖视图。如图所示，聚合物材料810可朝向集电器的插片区域延伸，或者可沿着集电器纵向延伸以确保覆盖活性材料的边缘区域。可以以多种方式执行施加，以允许围绕电极活性材料的暴露表面进行涂覆。例如，可使用任何已知的涂覆方法(包括例如喷涂、狭缝模涂或浸涂)来执行涂覆方法。在示例性浸涂方法中，其上可设置有活性材料的集电器可在可流动聚合物材料内延伸以围绕活性材料产生涂层或包封层。聚合物材料内的延伸程度可例如确定聚合物材料经过活性材料边缘并沿着集电器的纵向延伸。
可通过施加热量和/或使用溶剂使聚合物材料810可流动，这可产生可流动形式的聚合物材料810。例如，可包括任何合适的溶剂，但在一些实施方案中，可使用特征在于相对低蒸发温度的溶剂，诸如正丙醇、异丙醇、甲醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、1-甲氧基-2-丙醇或可提供可流动形式的聚合物材料并且可涂覆在电极周围的其他溶剂。在溶液中，聚合物材料可为具有溶剂的溶液的最高至90重量％，但在一些实施方案中，聚合物材料可相对于溶剂小于或约为90％，小于或约为80％，小于或约为70％，小于或约为60％，小于或约为50％，小于或约为40％，小于或约为30％，小于或约为20％，小于或约为15％，小于或约为10％，小于或约为5％，小于或约为4％，小于或约为3％，小于或约为2％，小于或约为1％，或更小。
根据所产生的用于施加的粘度或期望的涂层厚度，在一些实施方案中可施加聚合物材料的一个或多个涂层以产生预定厚度的聚合物材料，或确保更完全地覆盖活性材料。例如，可在单次浸涂操作内施加以形成厚度，或可包括至少约2个、至少约3个、至少约4个、至少约5个或更多个涂层以形成特定厚度。聚合物材料的厚度可为前述厚度中的任一者，并且可基于例如多种应用或涂层来形成。在浸渍或其他施加循环之间，可将具有聚合物材料层的电极保持一段时间以允许从溶液中脱气，包括从单独层中移除气泡。该时间段可大于或约为1秒，并且在一些实施方案中可大于或约为5秒，大于或约为10秒，大于或约为15秒，大于或约为20秒，大于或约为25秒，大于或约为30秒，或更长。
一旦施加，或在施加循环之间，聚合物材料可通多种方式干燥，包括空气干燥，诸如通过悬挂在周围环境(包括含有氮气或氩气的惰性环境)中，热干燥或烘烤，其中聚合物材料可保持在高于或约20℃的温度下，并且可保持在高于或约30℃，高于或约50℃，高于或约75℃，高于或约100℃，高于或约120℃，高于或约140℃，高于或约160℃，高于或约180℃，高于或约200℃，高于或约220℃，高于或约240℃，或更高的温度下，或者可在可执行附加制造操作之前移除所有或一些残余溶剂的其他技术。干燥可执行一定量的时间以使溶剂能够从系统中移除，并且可执行大于或约1分钟。在一些实施方案中，干燥可执行大于或约2分钟，大于或约5分钟，大于或约7分钟，大于或约10分钟，大于或约12分钟，大于或约15分钟，大于或约18分钟，大于或约20分钟，或更长。在已施加最后的聚合物材料层之后，一些实施方案可执行附加干燥操作，该干燥操作可持续大于或约1小时，大于或约3小时，大于或约6小时、大于或约8小时、大于或约10小时、大于或约12小时、或更长，以完成聚合物材料或聚合物材料的复合材料的干燥。
在施加聚合物材料之后，可执行附加操作。例如，在一些实施方案中，可执行后处理操作以调节或处理所施加的聚合物材料。处理可包括压缩或其他交联操作，其可包括施加热量、压力、交联剂或其他操作以进一步使聚合物材料适形于电极活性材料周围。例如，处理可在前述温度中的任一种温度下执行，并且可在大于或约1MPa的压力下执行。在一些实施方案中，压力或压缩可大于或约为5MPa，大于或约为10MPa，大于或约为15MPa，大于或约为20MPa，大于或约为25MPa，大于或约为30MPa，大于或约为35MPa，大于或约为40MPa，大于或约为45MPa，大于或约为50MPa，或更大。另外地或另选地，可执行热交联操作，其中具有聚合物材料的复合材料或电极可容纳在特征在于升高的温度的环境中持续大于或约10分钟、大于或约20分钟、大于或约30分钟、大于或约40分钟或更长。该温度可为前述温度中的任一种温度，并且可大于或约为例如150℃，或更高。
图9示出了根据本技术的一些实施方案的蓄电池单元900的一部分的示意性剖视图，并且可示出包括先前讨论的涂覆电极的另选的单元。蓄电池单元900示出示例性堆叠设计，该堆叠设计可包括例如先前诸如关于图5讨论的特征中的任一种特征，但先前讨论的材料或属性中的任一者可包括在蓄电池单元中。蓄电池单元900可包括其上可设置阳极活性材料的第一集电器252，并且还可包括其上可设置阴极活性材料的第二集电器254。在一些实施方案中，分隔件230可定位在阳极活性材料和阴极活性材料之间。
聚合物材料也可掺入电池内，并且可围绕阳极活性材料220或阴极活性材料210中的一者或两者形成、沉积或定位。例如，第一聚合物材料910可围绕阴极活性材料210的外表面(其可包括外边缘)延伸，并且可覆盖阴极活性材料210的不与第二集电器254接触的所有表面。另外地或另选地，第二聚合物材料920可围绕阳极活性材料220的外表面延伸，并且该外表面可包括外边缘。在一些实施方案中，第二聚合物材料920可涂覆或覆盖阳极活性材料220的不与第一集电器252接触的所有表面。在一些实施方案中，聚合物材料910、920可以是或包括上述材料中的任一种材料，并且每种聚合物材料可以是相同的，或者聚合物材料910可以与聚合物材料920不同。通过抵靠和/或围绕集电器包围或包封活性材料，聚合物材料910、920可不延伸到蓄电池单元900的密封区域，如先前描述的其他包围构型中所示。因此，可包括许多电池的堆叠构型中的边缘厚度可小于聚合物材料可完全延伸跨过分隔件的构型。
在其中活性材料可被完全包围或涂覆有聚合物材料的一些实施方案中，并且根据如上所述的聚合物材料的特性中的一些特性，分隔件可不被包括在其中聚合物材料可产生电极活性材料的阻挡件的单元设计中。图10示出了根据本技术的一些实施方案的蓄电池单元1000的一部分的示意性剖视图，该蓄电池单元可不包括跨过单元在阳极活性材料和阴极活性材料之间延伸的分隔件。
蓄电池单元1000可包括前述部件或属性中的任一者，并且在一些实施方案中，蓄电池单元1000包括阳极活性材料220可设置在其上的第一集电器252。蓄电池单元1000还可包括阴极活性材料210可设置在其上的第二集电器254。围绕阳极活性材料220和阴极活性材料210中的每一者延伸的可以是聚合物材料。聚合物材料910可围绕阴极活性材料210的外表面和侧表面延伸，并且可将阴极活性材料210完全涂覆在不与集电器254接触的任何表面上。类似地，聚合物材料920可围绕阳极活性材料220的外表面和侧表面延伸，并且可将阳极活性材料220完全涂覆在不与集电器252接触的任何表面上。
聚合物材料910、920可在蓄电池单元1000组装期间耦接在一起，以允许两种活性材料之间的离子传输。虽然示出了两种聚合物材料910、920之间的分隔，但在一些实施方案中，耦接操作可包括允许两种聚合物材料之间的溶解的热或残余溶剂，然后这可在阳极活性材料和阴极活性材料之间产生连续构造。由于聚合物材料可使阳极活性材料和阴极活性材料完全绝缘，因此在一些实施方案中可不包括附加分隔件，诸如前述分隔件230。在充电和放电操作期间，聚合物材料可操作以使氢氧化物在两个电极之间穿梭。聚合物材料的特征可在于前述厚度中的任一个厚度，但是在其中可不包括分隔件的一些实施方案中，聚合物材料的特征可在于增加的厚度以确保完全覆盖活性材料并限制活性材料之间接触的机会。通过从蓄电池单元移除分隔件，在其中可使用聚合物集电器的一些实施方案中，集电器可诸如沿着可具有减小的或可忽略的电导率的边缘区域直接密封在一起。在其他实施方案中，间隔件或绝缘体可定位在远侧边缘之间以防止其中可存在短路可能性的直接接触，这取决于集电器组成。通过从每个单独的单元中移除分隔件，可减小总体单元厚度，从而允许改善包括多个单元的复合构型的密度。
实验
用于官能化分离阴极材料和阳极材料的聚合物材料，同时允许氢氧根离子在阴极电极和阳极电极之间传导的官能团的选择可对蓄电池稳定性具有显著影响。该稳定性通过记录具有由包括特定官能团的聚合物材料制成的分隔件的Zn/MnO2碱性蓄电池单元达到其初始放电容量80％所需的放电循环数来测量。蓄电池单元包括由离子选择性分隔件分开的锌(Zn)阳极半单元和氧化锰(MnO2)半单元，该离子选择性分隔件由聚合物材料制成，该聚合物材料包括用官能团官能化的聚乙烯基苄基氯主链聚合物，该官能团被测试以测量蓄电池单元的总体稳定性。
稳定性测量通过以下方式进行：测量蓄电池单元的初始放电容量，然后测量蓄电池单元在一系列充电/放电循环中每次循环的容量减小。对于用于官能化蓄电池单元的分隔件中所用的聚合物材料的每个官能团，记录蓄电池单元达到其初始放电容量的80％所需的充电/放电循环数。例如，如果蓄电池单元的初始放电容量为325mAh/g并且蓄电池单元的放电在20个充电/放电循环后降至260mAh/g(即，初始容量的80％)，则蓄电池单元的稳定性将记录为20个循环。
如图11的曲线图所示，两个官能团显示出显著大于所测试的其他四个官能团的稳定性。具体地讲，对于用N-甲基哌啶或三甲胺官能化的聚乙烯基苄基氯，达到初始放电容量的80％的放电循环数的范围介于50个至60个循环之间，而用N-甲基吡咯烷、2-甲基吡啶或三乙胺官能化的聚乙烯基苄基氯仅在5个至15个放电循环中达到80％容量阈值。换句话讲，用N-甲基哌啶或三甲胺官能化的聚乙烯基苄基氯表现出比用N-甲基吡咯烷、2-甲基吡啶或三乙胺官能化的聚乙烯基苄基氯大五倍至六倍的稳定性。
具有许多结构相似性的官能团的稳定性差异的大小表明这些聚合物材料在碱性蓄电池的极端条件下的不可预测性性质，其中含水电解质具有通常介于14和15之间范围内的pH。当电极和聚合物材料经受这些条件时，产生其中用三甲胺官能化的聚乙烯基苄基氯具有结构上类似的三乙胺的五倍至六倍稳定性(如通过损失20％的初始容量的放电循环数所测量的)的环境。类似地，碱性蓄电池环境产生用N-甲基哌啶官能化的聚乙烯基苄基氯，其稳定性是用结构上类似的N-甲基吡咯烷官能化的聚乙烯基苄基氯的六倍以上。碱性蓄电池单元中的官能化聚合物膜的这些意料不到的结果仅通过对多个官能化聚合物膜的稳定性的经验测试来发现。
虽然本申请不应限于官能团如何影响蓄电池单元的稳定性的具体解释，但据信官能团在来自电极材料的强可溶性金属离子如何键合并阻挡聚合物材料中的氢氧根离子通道方面起作用。如图12所示，减小从锌阳极释放的金属离子诸如Zn(OH)4 2-的键合强度的功能性材料防止这些金属离子永久性地阻挡氢氧根离子通道，并且随着蓄电池单元的每个附加的充电/放电循环降低分隔件对氢氧根离子传输的总体渗透性。据信空间效应和静电效应的组合使官能团(比如N-甲基哌啶和三甲胺)在电解质的极端碱性条件下在可逆地键合金属离子(比如Zn(OH)4 2-)方面特别有效。
实验结果表明，官能团的选择是碱性蓄电池单元稳定性的重要决定因素。官能团选择和其他因素允许在50个充电/放电循环、60个充电/放电循环、70个充电/放电循环、80个充电/放电循环、90个充电/放电循环、以及100个充电/放电循环以及其他充电/放电阈值之后二次碱性蓄电池单元的初始容量减少10％或更少。
在先前描述中，为了说明的目的，讨论许多特定细节以便提供对本技术的实施方案的理解。然而，对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不存在这些具体细节中某些细节，或者具有另外细节的情况下实践某些实施方案。
公开了几个实施方案，本领域的技术人员能够认识到，可使用多种修改，另选结构，和等价物而不背离实施方案的精神。此外，许多公知的过程和元素没有描述以避免不必要地模糊本技术。因此，不应将上述描述视为限制本技术的范围。
如果提供了一系列值，则应当理解，除非上下文另有明确规定，也具体公开了在该范围的上限和下限之间所述下限的单元的最小部分的每个居间值。涵盖了所述范围中的任何所述值或未说明居间值以及所述范围中任何其他所述或居间值之间的任何较窄范围。这些较小范围的上限和下限可独立地包括在所述范围内或被排除在外，并且任何限制，没有一个限制或两者包括在较小范围内的每个范围也涵盖在所述技术范围内，但受所述范围内的任何具体排除的限制。在所述范围包括一个或两个限制范围的情况下，也包括排除那些包括的限制中的一者或两者的范围。如果列表中提供了多个值，则类似地具体公开了涵盖或基于任何这些值的任何范围。
如本文和所附权利要求中所使用，单数形式“一”，“一个”，和“该”包括复数引用除非上下文明确地另有规定。因此，例如，提及“材料”包括多个此类材料，并且提及“单元”包括提及本领域技术人员已知的一个或多个单元及其等同物等等。
另外，词语“包括”，“包含”和“含有”，当用于本说明书和以下权利要求书中时，旨在指定所述特征，整数，部件或操作的存在，但它们不排除存在或添加一个或多个其他特征，整数，部件，操作，行为或分组。

Claims (34)

1.一种蓄电池，包括：
阴极；
阳极；以及
分隔件，所述分隔件使所述阴极与所述阳极电绝缘，其中所述分隔件包括定位在第一阴离子交换膜和第二阴离子交换膜之间的阳离子交换膜，并且其中所述分隔件具有至少约10mS/cm的氢氧根离子电导率，以及氢氧根离子与至少一种类型的金属离子的至少约100:1的扩散比率。
2.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述分隔件具有在约10mS/cm至约150mS/cm范围内的氢氧根离子电导率。
3.根据权利要求1所述的蓄电池，其中氢氧根离子与所述至少一种类型的金属离子的所述扩散比率在约100:1至约10,000:1的范围内。
4.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述至少一种类型的金属离子包括锌离子。
5.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述至少一种类型的金属离子包括锰离子。
6.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述蓄电池在50个充电/放电循环之后具有小于约10％的容量减小。
7.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述蓄电池在100个充电/放电循环之后具有小于约10％的容量减小。
8.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述阴极包括阴极材料，所述阴极材料包括二氧化锰。
9.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述阳极包括阳极材料，所述阳极材料包括锌。
10.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述蓄电池还包含pH为约14至约15的电解质。
11.根据权利要求10所述的蓄电池，其中所述电解质包括含水氢氧化钾。
12.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述阴离子交换膜包括乙烯基芳族聚合物。
13.根据权利要求12所述的蓄电池，其中所述乙烯基芳族聚合物包括乙烯基苯聚合物。
14.根据权利要求13所述的蓄电池，其中所述乙烯基苯聚合物包括聚乙烯基苄基氯。
15.根据权利要求14所述的蓄电池，其中所述聚乙烯基苄基氯用含氮官能团官能化。
16.根据权利要求15所述的蓄电池，其中所述含氮官能团包括胺基团或杂环氮基团中的至少一者。
17.根据权利要求16所述的蓄电池，其中所述胺基团包括三甲胺。
18.根据权利要求16所述的蓄电池，其中所述杂环氮基团包括N-甲基哌啶基团或四甲基咪唑基团。
19.根据权利要求12所述的蓄电池，其中所述聚合物材料还包括交联剂。
20.根据权利要求19所述的蓄电池，其中所述交联剂包括二乙烯基苯、四甲基胍、或4-叔丁基邻苯二酚中的至少一者。
21.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述第一阴离子交换膜和所述第二阴离子交换膜由相同的材料制成。
22.根据权利要求1所述的蓄电池，其中所述第一阴离子交换膜和所述第二阴离子交换膜由不同的材料制成。
23.一种制造蓄电池的方法，所述方法包括：
在阴极电极和阳极电极之间形成分隔件，其中所述分隔件使所述阴极电极与所述阳极电极电绝缘，并且其中所述分隔件包括定位在第一阴离子交换膜和第二阴离子交换膜之间的阳离子交换膜，并且其中所述分隔件具有至少约10mS/cm的氢氧根离子电导率，以及氢氧根离子与至少一种类型的金属离子的至少约100:1的扩散比率；以及
使所述阴极电极与阴极集电器接触，并且使所述阳极电极与阳极集电器接触，其中所述阴极集电器接触和所述阳极集电器通过间隔件材料彼此电绝缘。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述分隔件具有在约10mS/cm至约150mS/cm范围内的氢氧根离子电导率。
25.根据权利要求23所述的方法，其中氢氧根离子与所述至少一种类型的金属离子的所述扩散比率在约100:1至约10,000:1的范围内。
26.根据权利要求23所述的方法，其中所述至少一种类型的金属离子包括锌离子。
27.根据权利要求23所述的方法，其中所述至少一种类型的金属离子包括锰离子。
28.根据权利要求23所述的方法，其中所述蓄电池在50个充电/放电循环之后具有小于约10％的容量减小。
29.根据权利要求23所述的方法，其中所述蓄电池在100个充电/放电循环之后具有小于约10％的容量减小。
30.根据权利要求23所述的方法，其中所述阴极电极包括阴极材料，所述阴极材料包括二氧化锰，并且所述阳极材料包括锌。
31.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一阴离子交换膜包括：
用一种或多种官能团官能化的聚乙烯苄基聚合物，所述一种或多种官能团包括三甲基胺基团、N-甲基哌嗪基团或四甲基咪唑基团；以及
交联剂，所述交联剂包括二乙烯基苯、四甲基胍、或4-叔丁基邻苯二酚中的至少一者。
32.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一阴离子交换膜和所述第二阴离子交换膜由相同的材料制成。
33.根据权利要求23所述的方法，其中所述第一阴离子交换膜和所述第二阴离子交换膜由不同的材料制成。
34.根据权利要求23所述的方法，其中所述方法还包括使所述分隔件与电解质接触，其中所述电解质具有约14至约15的pH。
CN202011204662.2A 2017-05-19 2020-11-02 具有多层膜的可再充电蓄电池 Pending CN112803120A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762508487P 2017-05-19 2017-05-19
US16/683,091 US20200083505A1 (en) 2017-05-19 2019-11-13 Rechargeable battery with multi-layer membrane
US16/683,091 2019-11-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112803120A true CN112803120A (zh) 2021-05-14

Family

ID=63638291

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011204662.2A Pending CN112803120A (zh) 2017-05-19 2020-11-02 具有多层膜的可再充电蓄电池
CN202011211648.5A Active CN112886135B (zh) 2017-05-19 2020-11-03 具有阴离子导电聚合物的可再充电蓄电池

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011211648.5A Active CN112886135B (zh) 2017-05-19 2020-11-03 具有阴离子导电聚合物的可再充电蓄电池

Country Status (3)

Country Link
US (4) US11888112B2 (zh)
CN (2) CN112803120A (zh)
WO (3) WO2018213601A2 (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6636607B2 (ja) 2015-07-07 2020-01-29 アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． 双極型バッテリ設計
CN117638425A (zh) 2016-09-22 2024-03-01 苹果公司 用于叠堆电池设计的集电器
CN110546790A (zh) 2017-04-21 2019-12-06 苹果公司 具有电解质扩散材料的电池单元
US11888112B2 (en) 2017-05-19 2024-01-30 Apple Inc. Rechargeable battery with anion conducting polymer
US11018343B1 (en) 2017-06-01 2021-05-25 Apple Inc. Current collector surface treatment
US10923728B1 (en) 2017-06-16 2021-02-16 Apple Inc. Current collector structures for rechargeable battery
DE112018003768T5 (de) 2017-07-24 2020-06-04 Apple Inc. Wiederaufladbare batterie mit wasserstofffänger
US10916741B1 (en) 2017-08-08 2021-02-09 Apple Inc. Metallized current collector devices and materials
US11189834B1 (en) 2017-08-09 2021-11-30 Apple Inc. Multiple electrolyte battery cells
US11862801B1 (en) 2017-09-14 2024-01-02 Apple Inc. Metallized current collector for stacked battery
US11335977B1 (en) 2017-09-21 2022-05-17 Apple Inc. Inter-cell connection materials
US11043703B1 (en) 2017-09-28 2021-06-22 Apple Inc. Stacked battery components and configurations
JP7004969B2 (ja) * 2017-11-10 2022-01-21 国立研究開発法人産業技術総合研究所 リチウムイオン二次電池用電極
US11296351B1 (en) 2018-01-12 2022-04-05 Apple Inc. Rechargeable battery with pseudo-reference electrode
US10916796B1 (en) 2018-02-02 2021-02-09 Apple Inc. Selective charging matrix for rechargeable batteries
US11367877B1 (en) 2018-09-19 2022-06-21 Apple Inc. Aqueous battery current collectors
CN113169375B (zh) * 2018-11-30 2024-04-26 Tdk株式会社 全固体电池
US11189855B1 (en) 2020-04-22 2021-11-30 Apple Inc. Redox mediators as electrolyte additives for alkaline battery cells
TW202213845A (zh) * 2020-04-28 2022-04-01 美商澤拉斯能源有限公司 可充電電池單元及其製造方法
US11923494B2 (en) 2020-09-08 2024-03-05 Apple Inc. Battery configurations having through-pack fasteners
US11677120B2 (en) 2020-09-08 2023-06-13 Apple Inc. Battery configurations having through-pack fasteners
US11600891B1 (en) 2020-09-08 2023-03-07 Apple Inc. Battery configurations having balanced current collectors
US11588155B1 (en) 2020-09-08 2023-02-21 Apple Inc. Battery configurations for cell balancing
US12113190B2 (en) * 2020-11-23 2024-10-08 Nano And Advanced Materials Institute Limited Thermal responsive electrode structure for lithium-ion batteries
CN113178662A (zh) * 2021-04-28 2021-07-27 合达信科技集团有限公司 一种用于电动物流车的安全锂动力电池及制作工艺
KR20240007937A (ko) * 2021-05-13 2024-01-17 가와사키 모터스 가부시키가이샤 프로톤 및 수산화물 이온 전도성 폴리머 베이스의 세퍼레이터를 구비하는 바이폴라 전지

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343452A (ja) * 2001-05-14 2002-11-29 Hitachi Maxell Ltd 空気電池
JP2003096219A (ja) * 2001-05-24 2003-04-03 Asahi Glass Co Ltd 陰イオン交換膜
US20120189896A1 (en) * 2009-03-27 2012-07-26 Zpower, Llc Electrode separator
JP2018083957A (ja) * 2016-11-21 2018-05-31 株式会社アストム 逆電気透析を利用して水素を発生させる方法及び装置
US20180316063A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-01 Dioxide Materials, Inc. Battery Separator Membrane And Battery Employing Same
WO2018213601A2 (en) * 2017-05-19 2018-11-22 Cougeller Research Llc Rechargeable battery with anion conducting polymer
US20190036147A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Nanjing Tech University Hybrid aqueous rechargeable battery

Family Cites Families (148)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2729640C3 (de) 1977-06-30 1980-07-24 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Batterie aus einer Mehrzahl elektrochemischer Zellen
US4374186A (en) 1981-04-29 1983-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polymer packaged cell in a sack
US4567119A (en) 1984-03-12 1986-01-28 Hughes Aircraft Company Nickel-hydrogen bipolar battery
JPS6435864A (en) 1987-07-31 1989-02-06 Shin Kobe Electric Machinery Sealed alkaline storage battery
US5162169A (en) 1987-10-27 1992-11-10 Battery Technologies Inc. Catalytic recombination of hydrogen in alkaline cells
US5162172A (en) 1990-12-14 1992-11-10 Arch Development Corporation Bipolar battery
JPH0562683A (ja) 1991-09-04 1993-03-12 Hitachi Maxell Ltd アルカリ電池
JP3120494B2 (ja) 1991-10-23 2000-12-25 株式会社村田製作所 薄型電源装置
US5254415A (en) 1992-04-09 1993-10-19 Saft America Inc. Stacked cell array bipolar battery with thermal sprayed container and cell seal
JP3522303B2 (ja) 1993-05-27 2004-04-26 東芝電池株式会社 ボタン形アルカリ電池
JP3347439B2 (ja) 1993-12-13 2002-11-20 新神戸電機株式会社 高分子固体電解質リチウム二次電池及びその製造方法
US5837158A (en) 1996-09-23 1998-11-17 Sandia Corporation Polymer formulations for gettering hydrogen
US6004698A (en) 1997-08-21 1999-12-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Solid polymer electrolyte electrochemical storage cell containing a redox shuttle additive for overcharge protection
US6428922B2 (en) 1998-04-07 2002-08-06 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell incorporating an external hydrogen removing agent
US6143446A (en) 1998-10-21 2000-11-07 Duracell Inc. Battery cathode
JP2001316104A (ja) 2000-04-28 2001-11-13 Sony Corp 水素吸蔵用炭素質材料およびその製造方法、水素吸蔵炭素質材料およびその製造方法、水素吸蔵炭素質材料を用いた電池ならびに水素吸蔵炭素質材料を用いた燃料電池
JP2001325991A (ja) 2000-05-15 2001-11-22 Nisshinbo Ind Inc 電気部品及びその製造方法
US6333123B1 (en) 2000-06-28 2001-12-25 The Gillette Company Hydrogen recombination catalyst
WO2002023663A1 (fr) 2000-09-11 2002-03-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pile secondaire a base de zinc alcalin et son procede de preparation
EP1835557A3 (en) * 2000-12-29 2008-10-29 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Conductive polyamine-based electrolyte
US6849358B2 (en) 2001-04-06 2005-02-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Lithium ion battery
US7501208B2 (en) 2001-06-01 2009-03-10 Eveready Battery Company, Inc. Doped manganese dioxides
US6503658B1 (en) 2001-07-11 2003-01-07 Electro Energy, Inc. Bipolar electrochemical battery of stacked wafer cells
US20030027051A1 (en) 2001-07-23 2003-02-06 Kejha Joseph B. Manufacturing method and structure of electrodes for lithium based electrochemical devices
EP1435673B1 (en) * 2001-09-19 2011-07-27 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Threedimensional cell, its electrode structure, and method for manufacturing electrode material of threedimensional cell
US20030096170A1 (en) 2001-11-21 2003-05-22 Japan Storage Battery Co., Ltd. Storage battery
US6908711B2 (en) 2002-04-10 2005-06-21 Pacific Lithium New Zealand Limited Rechargeable high power electrochemical device
JPWO2004068625A1 (ja) 2003-01-31 2006-05-25 株式会社ユアサコーポレーション 密閉形アルカリ蓄電池と、その電極構造、充電方法及び密閉形アルカリ蓄電池用充電器
US7445869B2 (en) 2003-05-09 2008-11-04 Nilar International Ab Gasket, a bipolar battery and a method for manufacturing a bipolar battery with such a gasket
JP4238645B2 (ja) 2003-06-12 2009-03-18 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
US8153410B2 (en) 2003-07-07 2012-04-10 Fox Chase Cancer Center Alternate morpheein forms of allosteric proteins as a target for the development of bioactive molecules
JP2005044688A (ja) 2003-07-24 2005-02-17 Honda Motor Co Ltd 燃料電池スタック
JP4661059B2 (ja) 2004-02-23 2011-03-30 パナソニック株式会社 アルカリ蓄電池とその製造方法
JP4616584B2 (ja) 2004-06-24 2011-01-19 三井金属鉱業株式会社 非水電解液二次電池用負極
US20090233175A1 (en) 2005-03-31 2009-09-17 Kelley Kurtis C Current Carrier for an Energy Storage Device
JP4857710B2 (ja) 2005-06-01 2012-01-18 日産自動車株式会社 組電池およびこれを搭載した車両
JP5585622B2 (ja) 2005-09-05 2014-09-10 日産自動車株式会社 バイポーラ電池の製造方法
US8044763B2 (en) 2005-12-27 2011-10-25 Polytronics Technology Corp. Surface-mounted over-current protection device
JP5114950B2 (ja) 2006-02-13 2013-01-09 日産自動車株式会社 電池モジュール、組電池及びそれらの電池を搭載した車両
JP5092387B2 (ja) 2006-03-09 2012-12-05 日産自動車株式会社 電池
JP5061698B2 (ja) 2006-07-19 2012-10-31 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
CN101202355A (zh) 2006-12-15 2008-06-18 夏振明 电动汽车用长寿命高容量双极型极板铅酸电池
US7976976B2 (en) 2007-02-07 2011-07-12 Rosecreek Technologies Inc. Composite current collector
JP4871225B2 (ja) 2007-07-02 2012-02-08 ニッポン高度紙工業株式会社 高イオン伝導性固体電解質及びその製造方法並びに該固体電解質を使用した電気化学システム
CN104103851B (zh) 2007-09-14 2018-10-09 A123系统有限责任公司 具有用于健康状态监视的参考电极的锂可再充电电池
KR20100098498A (ko) 2007-09-28 2010-09-07 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 무기／유기 다공성 필름을 갖는 배터리
EP2212949B1 (en) 2007-10-26 2016-12-07 Sion Power Corporation Primer for battery electrode
EP2056378B1 (en) 2007-11-01 2018-12-12 Nissan Motor Co., Ltd. Bipolar secondary battery, battery asembly formed by connecting said batteries and vehicle mounting same
JP4941245B2 (ja) 2007-11-19 2012-05-30 三菱電機株式会社 電力貯蔵デバイスセルおよび電力貯蔵デバイスモジュール
GB0801199D0 (en) 2008-01-23 2008-02-27 Acal Energy Ltd Fuel cells
JP2009224097A (ja) 2008-03-14 2009-10-01 Panasonic Corp 非水電解質二次電池
US8475954B2 (en) 2008-04-14 2013-07-02 A123 Systems, LLC Flexible voltage nested battery module design
JP5540588B2 (ja) 2008-10-20 2014-07-02 日産自動車株式会社 双極型二次電池、組電池およびそれらの電池を搭載した車両
JP5284053B2 (ja) 2008-11-17 2013-09-11 株式会社東芝 二次電池パック
KR101091228B1 (ko) 2008-12-30 2011-12-07 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층을 구비한 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
WO2010085474A1 (en) 2009-01-21 2010-07-29 Advanced Battery Concepts, LLC Bipolar battery assembly
US8852785B2 (en) 2009-03-05 2014-10-07 Nissan Motor Co., Ltd. Bipolar secondary battery and method for producing the same
JP5410822B2 (ja) 2009-04-22 2014-02-05 日産自動車株式会社 双極型電池用集電体
FR2945292B1 (fr) * 2009-05-06 2011-05-27 Electricite De France Reseau interpenetre de polymeres echangeur d'anions, son procede de fabrication et son utilisation
US8426052B2 (en) 2009-05-08 2013-04-23 Robert Bosch Gmbh Li-ion battery with porous anode support
JP5810479B2 (ja) 2009-05-26 2015-11-11 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池用の電極構造、リチウムイオン二次電池およびリチウムイオン二次電池用の電極の製造方法
CN102005566A (zh) 2009-08-29 2011-04-06 夏振明 一种双面作功的双极板及其高能电池
US8974954B2 (en) 2009-09-01 2015-03-10 Nissan Motor Co., Ltd. Battery
JP2011071011A (ja) 2009-09-28 2011-04-07 Kawasaki Heavy Ind Ltd 積層型電池モジュールおよびこれを用いた電池システム
JP5055394B2 (ja) 2010-02-15 2012-10-24 三菱重工業株式会社 二次電池および二次電池製造装置
KR20120042752A (ko) 2010-04-28 2012-05-03 파나소닉 주식회사 이차전지
FR2961637B1 (fr) 2010-06-16 2012-07-27 Commissariat Energie Atomique Collecteur de courant avec moyens d'etancheite integres, batterie bipolaire comprenant un tel collecteur
EP2509134B1 (en) 2010-11-30 2015-09-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery module and battery pack
US9786947B2 (en) 2011-02-07 2017-10-10 Sila Nanotechnologies Inc. Stabilization of Li-ion battery anodes
JP5982131B2 (ja) 2011-02-28 2016-08-31 日東電工株式会社 電池用粘着テープ、及び該粘着テープを使用した電池
KR101577881B1 (ko) 2011-05-27 2015-12-15 도요타 지도샤（주） 바이폴라 전고체 전지
CN103222098B (zh) 2011-06-30 2016-08-03 株式会社Lg化学 二次电池用电极组件和包含所述电极组件的锂二次电池
CN103814470B (zh) 2011-07-21 2016-11-09 新加坡国立大学 氧化还原液流电池组系统
JP6190101B2 (ja) * 2011-08-23 2017-08-30 株式会社日本触媒 ゲル電解質又は負極合剤、及び、該ゲル電解質又は負極合剤を使用した電池
US20130065106A1 (en) 2011-09-09 2013-03-14 Thomas Faust Bipolar Battery and Plate
US10141598B2 (en) 2011-10-24 2018-11-27 Advanced Battery Concepts, LLC Reinforced bipolar battery assembly
JP2013114746A (ja) 2011-11-24 2013-06-10 Toyota Motor Corp 蓄電装置、車両
KR101361298B1 (ko) 2011-12-13 2014-02-11 현대자동차주식회사 연료전지용 다공성 분리판
JP5888012B2 (ja) 2012-03-08 2016-03-16 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池およびその製造方法
US8713807B2 (en) 2012-03-16 2014-05-06 Truglo, Inc. Sighting device with selectable pin lighting
US9083040B2 (en) 2012-04-06 2015-07-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery pack
FR2993099B1 (fr) 2012-07-03 2014-08-01 Commissariat Energie Atomique Collecteur de courant avec moyens d'etancheite integres, batterie bipolaire comprenant un tel collecteur
KR20150048707A (ko) 2012-08-30 2015-05-07 가부시키가이샤 가네카 전지용 집전체 및 이를 사용한 전지
US9236620B2 (en) 2012-11-05 2016-01-12 Battelle Memorial Institute Composite separators and redox flow batteries based on porous separators
JP6314832B2 (ja) 2012-11-26 2018-04-25 日本ゼオン株式会社 電極／セパレータ積層体の製造方法およびリチウムイオン二次電池
US8920969B2 (en) 2012-12-05 2014-12-30 The Gillette Company Alkaline electrochemical cells with separator and electrolyte combination
TWI550655B (zh) 2012-12-24 2016-09-21 財團法人工業技術研究院 鋰離子電池及其電極結構
JP6240176B2 (ja) 2013-05-07 2017-11-29 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池、及びケーブル型二次電池
KR101582376B1 (ko) 2013-06-07 2016-01-04 주식회사 제낙스 전극, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 전지
US11128005B2 (en) 2013-07-30 2021-09-21 Cps Technology Holdings Llc Lithium ion battery with lead acid form factor
WO2015103295A1 (en) 2013-12-30 2015-07-09 Moomaw Daniel Sealed bipolar battery assembly
US9406932B2 (en) 2014-01-15 2016-08-02 Ford Global Technologies, Llc Composition for reducing moisture in a battery electrolyte
US9917284B2 (en) 2014-02-07 2018-03-13 Virideon, Inc System and method for a non-hazmat shippable portable power device
US9812883B2 (en) 2014-02-18 2017-11-07 Massachusetts Institute Of Technology Materials for use with aqueous redox flow batteries and related methods and systems
CN103855360B (zh) 2014-02-27 2016-08-17 宁德新能源科技有限公司 锂离子电池及其负极极片及制备方法
US9548509B2 (en) 2014-03-25 2017-01-17 Sandia Corporation Polyoxometalate active charge-transfer material for mediated redox flow battery
US10084218B2 (en) 2014-05-09 2018-09-25 Lg Chem, Ltd. Battery pack and method of assembling the battery pack
US10141566B2 (en) 2014-08-15 2018-11-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Lithium secondary battery including a coated cathode material and solid electrolyte, and method of preparing the same
US10312524B2 (en) 2014-08-25 2019-06-04 Nissan Motor Co., Ltd. Electrical connection structure
US10020534B2 (en) 2014-09-26 2018-07-10 Johnson Controls Technology Company Free floating battery cell assembly techniques for lithium ion battery module
EP3002802B1 (en) 2014-10-03 2018-05-30 Volvo Car Corporation Energy storage module and system
KR102303827B1 (ko) 2014-10-06 2021-09-17 삼성전자주식회사 다수의 전극조립체를 구비하는 복합전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR102455613B1 (ko) 2014-10-13 2022-10-17 리서치 파운데이션 오브 더 시티 유니버시티 오브 뉴욕 이차 알칼리 전지용 혼합 물질 캐소드
US10186739B2 (en) 2014-10-23 2019-01-22 Ampd Energy Limited Battery assembly
US20160197352A1 (en) 2015-01-07 2016-07-07 Ford Global Technologies, Llc. Physiochemical Pretreatment for Battery Current Collector
US10239978B2 (en) 2015-01-16 2019-03-26 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Redox active colloidal particles for flow batteries
AU2016206976B2 (en) 2015-01-16 2019-12-19 Energizer Brands, Llc Alkaline cell with improved reliability and discharge performance
US20160248113A1 (en) 2015-02-20 2016-08-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Semi-Interpenetrating Network Method for Dimensionally Stabilizing Highly Charged Polyelectrolyte Membranes
ES2796700T3 (es) 2015-04-01 2020-11-30 Fundacion Centro De Investig Cooperativa De Energias Alternativas Cic Energigune Fundazioa Compuestos de electrolitos orgánicos para baterías de flujo redox
KR102317504B1 (ko) 2015-05-06 2021-10-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
WO2016191551A1 (en) 2015-05-26 2016-12-01 Massachusetts Institute Of Technology A lithium-bromine rechargeable electrochemical system and applications thereof
JP6636607B2 (ja) 2015-07-07 2020-01-29 アップル インコーポレイテッドＡｐｐｌｅ Ｉｎｃ． 双極型バッテリ設計
EP3323169A4 (en) 2015-07-15 2019-02-20 Gridtential Energy, Inc. BIPOLAR BATTERY LIGHTING AND WARMER TIP ARRANGEMENTS
US10910674B2 (en) 2015-10-21 2021-02-02 Research Foundation Of The City University Of New New York Additive for increasing lifespan of rechargeable zinc-anode batteries
US10381645B2 (en) 2015-12-14 2019-08-13 Bettergy Corp. Low cost rechargeable battery and the method for making the same
EP3196955B1 (en) 2016-01-20 2019-11-13 Robert Bosch GmbH Battery module
US9780381B2 (en) 2016-01-21 2017-10-03 Bosch Battery Systems, Llc Current collectors
WO2017151647A1 (en) 2016-02-29 2017-09-08 Alliance For Sustainable Energy, Llc Materials for flow battery energy storage and methods of using
US10741846B2 (en) * 2016-05-09 2020-08-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Negative electrode for lithium metal battery and lithium metal battery comprising the same
CN117638425A (zh) 2016-09-22 2024-03-01 苹果公司 用于叠堆电池设计的集电器
JP6944773B2 (ja) 2016-09-26 2021-10-06 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用負極
CN107895808A (zh) 2016-10-04 2018-04-10 松下知识产权经营株式会社 液流电池
CN108232267A (zh) 2016-12-15 2018-06-29 松下知识产权经营株式会社 液流电池
JP7039808B2 (ja) 2017-04-10 2022-03-23 インプリント エネルギー、インコーポレイテッド プリント電気化学セル用の保護フィルムおよび電気化学セルをパッケージングする方法
CN110546790A (zh) 2017-04-21 2019-12-06 苹果公司 具有电解质扩散材料的电池单元
US11018343B1 (en) 2017-06-01 2021-05-25 Apple Inc. Current collector surface treatment
US10923728B1 (en) 2017-06-16 2021-02-16 Apple Inc. Current collector structures for rechargeable battery
US10741812B2 (en) * 2017-06-19 2020-08-11 GM Global Technology Operations LLC Acid-scavenging functional separators for power performance of lithium ion electrochemical cells
DE112018003768T5 (de) 2017-07-24 2020-06-04 Apple Inc. Wiederaufladbare batterie mit wasserstofffänger
WO2019028160A1 (en) 2017-08-01 2019-02-07 Research Foundation Of The City University Of New York CYCLING PROTOCOL FOR ALKALINE BATTERIES
US10916741B1 (en) 2017-08-08 2021-02-09 Apple Inc. Metallized current collector devices and materials
US11189834B1 (en) 2017-08-09 2021-11-30 Apple Inc. Multiple electrolyte battery cells
JP7054892B2 (ja) 2017-09-19 2022-04-15 エリーパワー株式会社 組電池及び組電池の製造方法
US11335977B1 (en) 2017-09-21 2022-05-17 Apple Inc. Inter-cell connection materials
US11043703B1 (en) 2017-09-28 2021-06-22 Apple Inc. Stacked battery components and configurations
US20190237748A1 (en) 2017-11-22 2019-08-01 Maxwell Technologies, Inc. Compositions and methods for energy storage devices having improved performance
US11296351B1 (en) 2018-01-12 2022-04-05 Apple Inc. Rechargeable battery with pseudo-reference electrode
US10916796B1 (en) 2018-02-02 2021-02-09 Apple Inc. Selective charging matrix for rechargeable batteries
JP6933590B2 (ja) 2018-02-22 2021-09-08 日産自動車株式会社 負極活物質のプレドープ方法、負極の製造方法、及び蓄電デバイスの製造方法
CN108550860B (zh) 2018-03-28 2019-08-06 天能电池集团有限公司 一种双极性极板板栅
WO2019245461A1 (en) 2018-06-22 2019-12-26 National University Of Singapore An aqueous redox flow battery
US11367877B1 (en) 2018-09-19 2022-06-21 Apple Inc. Aqueous battery current collectors
US20210028457A1 (en) 2019-07-26 2021-01-28 Form Energy Inc., Low cost metal electrodes
FR3100929B1 (fr) 2019-09-13 2021-09-24 Capacite Batterie electrique de vehicule
US11189855B1 (en) 2020-04-22 2021-11-30 Apple Inc. Redox mediators as electrolyte additives for alkaline battery cells
US11588155B1 (en) 2020-09-08 2023-02-21 Apple Inc. Battery configurations for cell balancing
US11600891B1 (en) 2020-09-08 2023-03-07 Apple Inc. Battery configurations having balanced current collectors
US11677120B2 (en) 2020-09-08 2023-06-13 Apple Inc. Battery configurations having through-pack fasteners

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002343452A (ja) * 2001-05-14 2002-11-29 Hitachi Maxell Ltd 空気電池
JP2003096219A (ja) * 2001-05-24 2003-04-03 Asahi Glass Co Ltd 陰イオン交換膜
US20120189896A1 (en) * 2009-03-27 2012-07-26 Zpower, Llc Electrode separator
JP2018083957A (ja) * 2016-11-21 2018-05-31 株式会社アストム 逆電気透析を利用して水素を発生させる方法及び装置
US20180316063A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-01 Dioxide Materials, Inc. Battery Separator Membrane And Battery Employing Same
WO2018213601A2 (en) * 2017-05-19 2018-11-22 Cougeller Research Llc Rechargeable battery with anion conducting polymer
US20190036147A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Nanjing Tech University Hybrid aqueous rechargeable battery

Also Published As

Publication number Publication date
US20200083507A1 (en) 2020-03-12
WO2018213601A2 (en) 2018-11-22
US11888112B2 (en) 2024-01-30
US20240113333A1 (en) 2024-04-04
CN112886135A (zh) 2021-06-01
US20200083505A1 (en) 2020-03-12
CN112886135B (zh) 2023-05-23
US11228074B2 (en) 2022-01-18
WO2018213601A3 (en) 2018-12-27
US20200194833A1 (en) 2020-06-18
WO2021097165A1 (en) 2021-05-20
WO2021097164A1 (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112886135B (zh) 具有阴离子导电聚合物的可再充电蓄电池
US20230231213A1 (en) Long life sealed alkaline secondary batteries
Zamarayeva et al. Fabrication of a High‐Performance Flexible Silver–Zinc Wire Battery
EP3509138B1 (en) Lithium secondary battery negative electrode including protection layer made of conductive fabric, and lithium secondary battery including same
Kim et al. A hydrocarbon/Nafion bilayer membrane with a mechanical nano-fastener for vanadium redox flow batteries
US11652230B1 (en) Rechargeable battery with pseudo-reference electrode
TWI223903B (en) Layered electrochemical cell and manufacturing method therefor
KR20110128855A (ko) 전기화학 에너지 저장기를 위한 출력 최적화 및 에너지 밀도 최적화 평면 전극
WO2015074065A1 (en) Electrochemical separators with inserted conductive layers
WO2011057135A2 (en) Solid-state sodium-based secondary cell having a sodium ion conductive ceramic separator
CN106471644B (zh) 具有力配合地夹紧的颗粒的分离器
EP3664196A1 (en) Battery cells comprising elastic compressible functional layers and manufacturing process
US20240055701A1 (en) Space Configurable Battery Structures For Electrode Assemblies Incorporating Ion Exchange Materials
WO2015089208A1 (en) Cell design for an alkaline battery with channels in electrodes to remove gas
JP2022554113A (ja) 電極組立体およびその製造方法
US20190280275A1 (en) Electrode Assembly for a Battery Cell and Battery Cell
WO2022239204A1 (en) Bipolar battery with proton and hydroxide ion conducting polymer based separator
EP4391109A1 (en) Battery cell
US20240283089A1 (en) Proton conducting rechargeable batteries and processes
Kim et al. Performance Comparision of Sulfonated Polyimide/PTFE-Reinforced Membranes for ZnBr Flow Batteries
WO2024158360A1 (en) A separator
WO2015089200A1 (en) Cell design for an alkaline battery to remove gas
JP2011210949A (ja) 発電素子

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210514

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication