DE102014209784A1 - CATHODE STRUCTURE OF A LITHIUM AIR ACCUMULATOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
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Abstract
Ein Lithium-Luft-Akkumulator besitzt eine Kathode mit einer Struktur, die einen Kathodenanschluss und einen flachstückartigen Luft-Elektrodenkollektor, der eine Kohlenstofffaser enthält, aufweist, wobei in einem Zustand der Kontaktierung des Kathodenanschlusses mit dem Luft-Elektrodenkollektor der Luft-Elektrodenkollektor und der Kathodenanschluss mit einem thermoplastischen Harz wärme-verschweißt werden, und ein Umfangsrandbereich des Luft-Elektrodenkollektors mit dem wärmeaushärtbaren Harz imprägniert ist.A lithium-air battery has a cathode with a structure having a cathode terminal and a flat-like air electrode collector containing a carbon fiber, the air electrode collector and the cathode terminal being in a state of contacting the cathode terminal with the air electrode collector be heat-welded with a thermoplastic resin, and a peripheral edge portion of the air electrode collector is impregnated with the thermosetting resin.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur einer Kathode eines Lithium-Luft-Akkumulators mit einem Kathodenanschluss und einem flachstückartigen Luft-Elektrodenkollektor, der eine Kohlenstofffaser enthält, ferner ein Verfahren zum Fertigen der Kathode des Lithium-Luft-Akkumulators.The present invention relates to a structure of a cathode of a lithium-air secondary battery having a cathode terminal and a flat-plate type air electrode collector including a carbon fiber, and a method of fabricating the cathode of the lithium-air secondary battery.
Stand der TechnikState of the art
Ein Lithium-Luft-Akkumulator oder eine Lithium-Luft-Zelle verwendet Lithium-Metall als aktives Anodenmaterial und verwendet Sauerstoff in der Luft als aktives Luft-Elektroden-(Kathoden-)Material. In der Theorie besitzt der Lithium-Luft-Akkumulator eine hohe Energiedichte, und es wird erwartet, dass er in der Lage ist, eine Energiedichte bereitzustellen, die um Vielfaches höher ist als diejenige einer Lithium-Ionen-Batterie, wie es beispielsweise für die weite Verbreitung elektrischer Fahrzeuge oder batteriebetriebener Autos benötigt wird.A lithium-air battery or a lithium-air cell uses lithium metal as the active anode material and uses oxygen in the air as the active air-electrode (cathode) material. In theory, the lithium-air battery has a high energy density, and is expected to be capable of providing an energy density many times higher than that of a lithium-ion battery, such as for the broad Distribution of electric vehicles or battery-powered cars is needed.
Die Lithium-Luft-Akkumulatoren lassen sich grob unterteilen in Lithium-Luft-Akkumulatoren, die von einem wässrigen Elektrolyten Gebrauch machen, und Lithium-Luft-Akkumulatoren, die von einem nichtwässrigen Elektrolyten Gebrauch machen. Obschon sich in der Vergangenheit Forschung und Entwicklung hauptsächlich auf Lithium-Luft-Akkumulatoren mit nicht-wässrigem Elektrolyten und einfachem Akkumulatorenaufbau konzentriert haben, werden Lithium-Luft-Akkumulatoren mit wässrigem Elektrolyten aus folgenden Gründen erforscht. Der Lithium-Luft-Akkumulator mit wässrigem Elektrolyten hat Vorteile hinsichtlich theoretischer Energiedichte, die höher ist als diejenige des Lithium-Luft-Akkumulators mit nicht-wässrigem Elektrolyten, wobei die Elektrolyten billig und nicht-brennbar sind. Insbesondere wurde ein Lithium-Luft-Akkumulator mit einer laminierten Zellenstruktur als Akkumulatorzelle für die effektivere Ausnutzung des Vorteils hoher Energiedichte vorgeschlagen.The lithium-air batteries can be roughly divided into lithium-air batteries, which make use of an aqueous electrolyte, and lithium-air batteries, which make use of a nonaqueous electrolyte. Although research and development in the past has focused mainly on non-aqueous electrolyte lithium-air batteries and simple accumulator construction, aqueous-electrolyte lithium-air batteries are being researched for the following reasons. The aqueous electrolyte lithium-air secondary battery has advantages in theoretical energy density higher than that of the non-aqueous electrolyte lithium-air secondary battery, and the electrolytes are inexpensive and non-combustible. In particular, a lithium-air secondary battery having a laminated cell structure has been proposed as an accumulator cell for more effectively utilizing the high energy density advantage.
Der Lithium-Luft-Akkumulator mit einer laminierten Zellenstruktur unter Einsatz eines wässrigen Elektrolyten ist zum Beispiel in der Nicht-Patentschrift 1 (
Die Verbundanode
Der Elektrolyt
Der in Patentschrift 1 beschriebene Lithium-Luft-Akkumulator ist gebildet, indem in einem kastenähnlichen Behälter in der im folgenden genannten Reihenfolge untergebracht sind: eine Anode, eine Pufferschicht, eine wasserdichte Schicht (Glaskeramik), ein Elektrolyt, eine Luftelektrode (Kathode) und ein sauerstoffdurchlässiges Material. In der Patentschrift 1 ist nichts über die Struktur der Kathode gesagt.The lithium-air secondary battery described in
In der Kathode
Wie in
Aufgrund von Lithium-Hydroxiden und dergleichen, die durch eine Zellenreaktion entstehen, wird außerdem der wässrige Elektrolyt
Wie in
OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erläuterten Umstände gemacht, und es ist ihr Ziel, eine Struktur einer Kathode eines Lithium-Luft-Akkumulators anzugeben, bei der eine erhöhte Haftfähigkeit zwischen einem Luft-Elektrodenkollektor und einem Kathodenanschluss erreicht wird, um dadurch die elektrische Leitfähigkeit der Batterie zu steigern und gleichzeitig ein Lecken des Elektrolyten aus einem Umfangsrandbereich des Luft-Elektrodenkollektors zu vermeiden. Außerdem soll ein Fertigungsverfahren für eine derartige Kathode des Lithium-Luft-Akkumulators angegeben werden.The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its object is to provide a structure of a cathode of a lithium-air secondary battery, in which an increased adhesiveness between an air-electrode collector and a cathode terminal is achieved, thereby increase electrical conductivity of the battery and at the same time to avoid leakage of the electrolyte from a peripheral edge region of the air-electrode collector. In addition, a manufacturing method for such a cathode of the lithium-air battery is to be specified.
Das oben genannte Ziel sowie weitere Ziele lassen sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, dass gemäß einem Aspekt geschaffen wird: ein Kathodenanschluss; und ein flachstückähnlicher Luft-Elektrodenkollektor, der eine Kohlenstofffaser enthält, wobei in einen Zustand, in welchem der Kathodenanschluss in Berührung mit dem Luft-Elektrodenkollektur steht, der Luft-Elektrodenkollektor und der Kathodenanschluss mit einem thermoplastischen Harz wärmeverschweißt sind, und ein Umfangsrandbereich des Luft-Elektrodenkollektors mit einem wärmeaushärtenden Harz imprägniert ist.The above-mentioned aim and other objects can be achieved according to the invention by providing according to one aspect: a cathode connection; and a sheet-like air electrode collector including a carbon fiber, wherein, in a state where the cathode terminal is in contact with the air electrode assembly, the air electrode collector and the cathode terminal are heat-sealed with a thermoplastic resin, and a peripheral edge portion of the air Electrode collector is impregnated with a thermosetting resin.
Bei diesem Aspekt kann es bevorzugt sein, wenn der Kathodenanschluss aus einer Einzelsubstanz aus Aluminium oder Nickel oder einer Legierung daraus besteht.In this aspect, it may be preferable if the cathode terminal consists of a single substance of aluminum or nickel or an alloy thereof.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird geschaffen: ein Kathodenanschluss; und ein flachstückartiger Luft-Elektrodenkollektor, der eine Kohlenstofffaser enthält, wobei der Kathodenanschluss integral mit dem Luft-Elektrodenkollektor geformt ist und ein Umfangsrandbereich des Luft-Elektrodenkollektors mit einem thermoplastischen Harz imprägniert ist.According to another aspect of the invention, there is provided a cathode terminal; and a sheet-like air-electrode collector including a carbon fiber, wherein the cathode terminal is formed integrally with the air-electrode collector, and a peripheral edge portion of the air-electrode collector is impregnated with a thermoplastic resin.
Bei diesem Aspekt kann es bevorzugt sein, dass das thermoplastische Harz an zumindest eine Fläche des Kathodenanschlusses angeschweißt ist.In this aspect, it may be preferable that the thermoplastic resin is welded to at least one surface of the cathode terminal.
Gemäß weiteren Aspekten kann es auch bevorzugt sein, wenn der Umfangsrandbereich des Luft-Elektrodenkollektors mit einem thermoplastischen Harz imprägniert ist, das einen rahmenförmigen Harzfilm mit einer Öffnung bildet, und außerhalb des Luft-Elektrodenkollektors nach außen über die Öffnung freiliegend in dem Harzfilm ein poröses Harz mit wasserdichter Eigenschaft und Belüftungseigenschaft angeordnet ist.In other aspects, it may also be preferable that the peripheral edge portion of the air-electrode collector is impregnated with a thermoplastic resin forming a frame-shaped resin film having an opening and a porous resin outside the air-electrode collector exposed outside the opening in the resin film is arranged with waterproof property and ventilation property.
Das obige Ziel lässt sich auch dadurch erreichen, dass man gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Herstellen einer Kathode eines Lithium-Luft-Akkumulators schafft, welches folgende Schritte enthält: Erstellen eines Kathodenanschlusses und eines flachstückartigen Luft-Elektrodenkollektors, der eine Kohlenstofffaser enthält; Kontaktieren des Luft-Elektrodenkollektors mit dem Kathodenanschluss; Einfügen eines Umfangrandbereichs des Luft-Elektrodenkollektors und des Kathodenanschlusses zwischen eine Mehrzahl rahmenförmiger Harzfilme aus thermoplastischem Harz, wobei die rahmenförmigen Harzfilme eine Öffnung aufweisen; und Wärme-Verschweißen des Luft-Elektrodenkollektors und des Kathodenanschlusses mit den Harzfilmen, und Imprägnieren des Umfangsrandbereichs des Luft-Elektrodenkollektors mit dem thermoplastischen Harz.The above object can also be achieved by providing, in another aspect, a method of manufacturing a cathode of a lithium-air secondary battery including the steps of: preparing a cathode terminal and a sheet-like air electrode collector including a carbon fiber; Contacting the air-electrode collector with the cathode port; Inserting a peripheral edge portion of the air-electrode collector and the cathode terminal between a plurality of resin-molded frame films of thermoplastic resin, the frame-shaped resin films having an opening; and heat-welding the air-electrode collector and the cathode terminal to the resin films, and impregnating the peripheral edge portion of the air-electrode collector with the thermoplastic resin.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Fertigen einer Kathode eines Lithium-Luft-Akkumulators geschaffen, welches folgende Schritte enthält: Erstellen eines flachstückartigen Luft-Elektrodenkollektors, der eine Kohlenstofffaser enthält, und eines integral mit dem Luft-Elektrodenkollektor geformten Kathodenanschlusses; Einfügen eines Umfangsrandbereichs des Luft-Elektrodenkollektors zwischen mehrere rahmenförmige Harzfilme aus thermoplastischem Harz, wobei die rahmenförmigen Harzfilme eine Öffnung aufweisen; und Imprägnieren des Umfangsrandbereichs des Luft-Elektrodenkollektors mit dem thermoplastischen Harz.According to another aspect of the present invention, there is also provided a method of fabricating a cathode of a lithium-air secondary battery, comprising the steps of: preparing a sheet-like air-electrode collector including a carbon fiber and a cathode terminal integrally molded with the air-electrode collector ; Inserting a peripheral edge portion of the air-electrode collector between a plurality of thermoplastic resin frame-shaped resin films, the frame-shaped resin films having an opening; and impregnating the peripheral edge portion of the air-electrode collector with the thermoplastic resin.
Bei den obigen Verfahren kann es bevorzugt sein, dass weiterhin ein Schritt des Platzierens eines porösen Harzes mit wasserdichter Eigenschaft und Belüftungseigenschaft außerhalb des Luft-Elektrodenkollektors platziert wird, über die Öffnung in den Harzfilmen exponiert, gleichzeitig mit oder im Anschluss an das Wärme-Schweißen und/oder den Schritt des Imprägnierens.In the above methods, it may be preferable to further place a step of placing a porous resin having a waterproof property and a venting property outside the air-electrode collector, via the opening in FIG exposed to the resin films, simultaneously with or subsequent to the heat welding and / or the step of impregnation.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind bei den Strukturen und Merkmalen, wie sie oben angegeben wurden, der Luft-Elektrodenkollektor und der Kathodenanschluss integral durch Wärme-Verschweißung oder durch integriertes Formen gebildet. Dementsprechend wird das Haftvermögen zwischen dem Luft-Elektrodenkollektor und dem Kathodenanschluss verbessert, so dass die elektrische Leitfähigkeit des Akkumulators verbessert werden kann. Da außerdem der Umfangsrandbereich des Luft-Elektrodenkollektors mit einem thermoplastischen Harz imprägniert ist, bildet der Umfangsrandbereich des Luft-Elektrodenkollektors eine fluiddichte Struktur. Dies macht es möglich, ein Lecken des Elektrolyts aus dem Umfangsrandbereich zu unterbinden.According to the present invention, in the structures and features as mentioned above, the air electrode collector and the cathode terminal are integrally formed by heat welding or by integrated molding. Accordingly, the adhesiveness between the air-electrode collector and the cathode terminal is improved, so that the electrical conductivity of the secondary battery can be improved. In addition, since the peripheral edge portion of the air-electrode collector is impregnated with a thermoplastic resin, the peripheral edge portion of the air-electrode collector forms a fluid-tight structure. This makes it possible to suppress leakage of the electrolyte from the peripheral edge portion.
Die Besonderheit und weitere kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.The particularity and other characteristic features of the present invention will become more apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Im folgenden werden Ausführungsformen zum Implementieren der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Weiterhin sei angemerkt, dass Begriffe wie „oben”, „unten”, „rechts”, „links” und dergleichen die hier verwendete Richtung in Bezug auf den in den Zeichnungen dargestellten Zustand oder in Bezug auf einen zusammengebauten Zustand eines Lithium-Luft-Akkumulators angeben.Embodiments for implementing the present invention will be described below with reference to the drawings. Further, it should be noted that terms such as "top", "bottom", "right", "left" and the like as used herein with respect to the state shown in the drawings or in relation to an assembled state of a lithium-air battery specify.
[Erste Ausführungsform (Fig. 1 bis Fig. 3)]First Embodiment (FIGS. 1 to 3)
Die Verbundstruktur
Das Anodenelement
Die LTAP-Platte
Die Aluminiumlaminatfilme
In dem Aluminiumlaminatfilm
Wie in den
Bezugszeichen
Der Kathodenanschluss
Das Kohlenstofftuch besteht im wesentlichen aus einem Flachstück aus regelmäßig verwobenen Kohlenstofffasern. Das nicht-gewobene Kohlenstoff-Tuchmaterial ist ein Flachstück aus willkürlich miteinander verwobenen Kohlenstofffasern. Da Elektronen die Kohlenstofffasern durchdringen, besitzen die Kohlenstofffasern eine hohe elektrische Leitfähigkeit, und ihre Energiedichte ist höher als jene von Metallen. Daher sind die Kohlenstofffasern für den Luft-Elektrodenkollektor
Das thermoplastische Harz zur Verwendung bei der Wärmeverschweißung des Endbereichs
Die Aluminiumlaminatfilme
In der Laminatschicht
Hergestellt wird die Kathode
Kontaktierschritt: als erstes wird der Endbereich
Einfügungsschritt: als nächstes wird der Umfangsrandbereich
Wärmeschweiß- und Imprägnierschritt: anschließend werden der Luft-Elektrodenkollektor
Contacting step: first, the
Insertion step: next becomes the
Heat-welding and impregnating step: subsequently the air-
Wie in
Die Klebstoffschichten in dem Laminatfilm
Aus diesem Grund erzielt die Kathode
- (1) Da der Luft-
Elektrodenkollektor 22 und derEndbereich 21A des Kathodenanschlusses21 integriert durch den Wärmeschweißprozess gemäß2 ausgebildet werden, wird die Klebekraft zwischen dem Luft-Elektrodenkollektor 22 und dem Kathodenanschluss 21 verstärkt, was wiederum die elektrische Leitfähigkeit des Lithium-Luft-Akkumulators 10 verbessert. Da es nicht notwendig ist, das metallische Maschengebilde109 (8 ) an dem Luft-Elektrodenkollektor 22 vorzusehen, lässt sich daher eine Gewichtsreduzierung und auch eine Verringerung der Dicke des Lithium-Luft-Akkumulators 10 erreichen. - (2) Da der gesamte Umfangsrandbereich
22A des Luft-Elektrodenkollektors 22 mit dem thermoplastischen Harz imprägniert ist, welches dieLaminatfilme 26 und27 bildet, befindet sich die Imprägnierzone23 andem gesamten Umfangsrandbereich 22A des Luft-Elektrodenkollektors 22 , wie in3 gezeigt ist. Im Ergebnis kann derUmfangsrandbereich 22A des Luft-Elektrodenkollektors 22 eine fluiddichte Struktur darstellen, wodurch es möglich ist, ein Lecken des Elektrolyts13 aus dem Umfangsrandbereich 22A und dessen Nahbereich zu unterbinden. Folglich lässt sich dieKathode 11 als Superstruktur einer laminierten Lithium-Luft-Akkumulatorzelle ausbilden, und man kann mehrere Lithium-Luft-Akkumulatoren 10 unter Verwendung der Kathode11 schichten. - (3)
Der Endbereich 21A des Kathodenanschlusses21 ist mit thermoplastischem Harz beschichtet aufgrund der Wärmeverschweißung des Kathodenanschlusses21 und des Luft-Elektrodenkollektors 22 mit dem thermoplastischen Harz, wie in3 gezeigt ist. Im Ergebnis kann eine gegenseitige Berührung des Kathodenanschlusses21 und des Elektrolyts13 verhindert werden, wodurch es möglich ist, eine Korrosion des Kathodenanschlusses21 zu unterdrücken, die verursacht würde durchden Elektrolyt 13 , der aufgrund des durch die Zellenreaktion entstehenden Lithiumhydroxids stark alkalisch wird. Es ist also möglich, eine Zunahme des elektrischen Widerstands des Luft-Elektrodenkollektors zu unterbinden, die verursacht wird durch das Haften von Korrosionsprodukten an dem Luft-Elektrodenkollektor 22 . Diese Korrosionsprodukte werden hervorgerufen durch Korrosion von Aluminium oder Nickel, welches Bestandteil des Kathodenanschlusses21 ist. Dies wiederum macht es möglich, eine effektive Fläche zu verkleinern, die notwendig ist für eine Reaktion innerhalb des Lithium-Luft-Akkumulators 10 . Die Beeinträchtigung der Eigenschaften des Lithium-Luft-Akkumulators 10 , namentlich der Akkumulator-Kapazität und der Ausgangsleistung sowie Lebensdauer werden unterdrückt. - (4) Da die Korrosion des Kathodenanschlusses
21 durch den Elektrolyten 13 in der oben geschilderten Weise unterdrückt wird, ist es nicht notwendig, teures Platin als Werkstoff fürden Kathodenanschluss 21 einzusetzen. Da Aluminium oder Nickel stattdessen verwendet werden kann, lassen sich die Kosten des Kathodenanschlusses21 verringern. - (5) Wie in
2 zu sehen ist, ist der gesamte Umfangsrandbereich22A des Luft-Elektrodenkollektors 22 mit dem thermoplastischen Harz imprägniert, welches dieLaminatfilme 26 und27 zur Bildung der Imprägnierzone23 darstellt. Im Ergebnis wird derUmfangsrandbereich 22A des Luft-Elektrodenkollektors 22 verstärkt, seine Steifigkeit wird erhöht. Aus diesem Grund lässt sich die mit dem Luft-Elektrodenkollektor 22 ausgestattete Kathode 11 in einfacher Weise ausgerichtet mit anderen Elementen wie zum Beispiel der Verbundanode12 positionieren, so dass eine hinreichende Positioniergenauigkeit und Montagefreundlichkeit der Kathode11 erzielt werden kann. Im Ergebnis lässt sich die Fertigung des Lithium-Luft-Akkumulators 10 verbessern, während eine Verringerung der Ausbeute des Lithium-Luft-Akkumulators 10 vermieden werden kann. Hierdurch lässt sich das Schichten oder Laminieren mehrerer Lithium-Luft-Akkumulatoren 10 in einfacher Weise bewerkstelligen.
- (1) Since the air-
electrode collector 22 and theend area 21A of thecathode connection 21 integrated by the heat welding process according to2 are formed, the adhesive force between theair electrode collector 22 and thecathode terminal 21 amplified, which in turn increases the electrical conductivity of the lithium-air battery 10 improved. Since it is not necessary, the metallic mesh109 (8th ) on theair electrode collector 22 Provide, therefore, can be a weight reduction and also a reduction in the thickness of the lithium-air battery 10 to reach. - (2) Because the entire
peripheral edge area 22A of theair electrode collector 22 impregnated with the thermoplastic resin containing thelaminate films 26 and27 forms, is theimpregnation zone 23 at the entireperipheral edge area 22A of theair electrode collector 22 , as in3 is shown. As a result, theperipheral edge portion 22A of theair electrode collector 22 represent a fluid-tight structure, whereby it is possible to lick theelectrolyte 13 from theperipheral edge area 22A and to prevent its proximity. Consequently, the cathode can be11 form a superstructure of a laminated lithium-air battery cell, and you can use several lithium-air batteries 10 using thecathode 11 layers. - (3) The
end area 21A of thecathode connection 21 is coated with thermoplastic resin due to the heat bonding of thecathode terminal 21 and the air-electrode collector 22 with the thermoplastic resin, as in3 is shown. As a result, mutual contact of thecathode terminal 21 and theelectrolyte 13 be prevented, whereby it is possible, a corrosion of thecathode terminal 21 to suppress that would be caused by theelectrolyte 13 , which becomes highly alkaline due to the lithium hydroxide produced by the cell reaction. It is thus possible to suppress an increase in the electrical resistance of the air-electrode collector caused by the adhesion of corrosion products to the air-electrode collector 22 , These corrosion products are caused by corrosion of aluminum or nickel, which is part of thecathode connection 21 is. This, in turn, makes it possible to reduce an effective area necessary for a reaction within the lithium-airsecondary battery 10 , The impairment of the properties of the lithium-air battery 10 , namely the accumulator capacity and the output power and life are suppressed. - (4) Since the corrosion of the
cathode terminal 21 through theelectrolyte 13 is suppressed in the above-described manner, it is not necessary expensive platinum as a material for thecathode connection 21 use. Since aluminum or nickel can be used instead, the cost of the cathode connection can be eliminated21 reduce. - (5) As in
2 can be seen, is the entireperipheral edge area 22A of theair electrode collector 22 impregnated with the thermoplastic resin containing thelaminate films 26 and27 for the formation of theimpregnation zone 23 represents. As a result, the peripheral edge area becomes22A of theair electrode collector 22 reinforced, its rigidity is increased. Because of this, it can be used with the air-electrode collector 22 equippedcathode 11 easily aligned with other elements such as thecomposite anode 12 position so that sufficient positioning accuracy and ease of installation thecathode 11 can be achieved. The result is the manufacture of the lithium-air battery 10 improve while reducing the yield of the lithium-air battery 10 can be avoided. This allows the layers or lamination of several lithium-air batteries 10 accomplish in a simple manner.
[Zweite Ausführungsform (Fig. 4 und Fig. 5)]Second Embodiment (FIGS. 4 and 5)
In der zweiten Ausführungsform sind Komponenten oder Elemente identisch mit jenen der ersten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen, um die Beschreibung zu vereinfachen oder zu erübrigen.In the second embodiment, components or elements identical to those of the first embodiment are given the same reference numerals to simplify or eliminate the description.
Eine Kathode
Wie in
In der Kathode
Das thermoplastische Harzmaterial, welches die imprägnierte Zone
Der fensterrahmenförmige Bereich
Die Kathode
Vorbereitungsschritt: als erstes werden der flachstückartige Luft-Elektrodenkollektor
Einfügungsschritt: als nächstes wird der Umfangsrandbereich
Imprägnierschritt: anschließend wird der gesamte Umfangsrandbereich
Aus diesem Grund kann die Kathode
- (6) Da der Kathodenanschluss
31 integriert mit dem flachstückähnlichen Luft-Elektrodenkollektor 22 geformt wird, der eine Kohlenstofffaser in Form beispielsweise eines Kohlenstofftuchs enthält, ist es nicht notwendig, das Haftvermögenzwischen dem Kathodenanschluss 31 und dem Luft-Elektrodenkollektor 22 zu berücksichtigen, so dass sich die Leitfähigkeit des Lithium-Luft-Akkumulators 10 zusätzlich steigern lässt. - (7)
Der Kathodenanschluss 31 , der eine Kohlenstofffaser enthält, weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber hoher Alkalität des Elektrolyts13 auf, verursacht durch Lithiumhydroxid und dergleichen, entstehend bei einer Zellenreaktion. Als Ergebnis wird die Korrosion des Kathodenanschlusses31 zusätzlich verhindert. - (8) In
dem Kathodenanschluss 31 , die eine Kohlenstofffaser enthält, lässt sich eine ausreichende Festigkeit des Anschlusses31 erzielen, da das thermoplastische Harz auf die Rückseite des Anschlusses unter Bildung der Schmelzzone32 aufgeschmolzen ist.
- (6) Since the
cathode connection 31 integrated with the sheet-like air-electrode collector 22 With a carbon fiber in the form of, for example, a carbon cloth, it is not necessary to form the adhesion between thecathode terminal 31 and the air-electrode collector 22 to take into account, so that the conductivity of the lithium-air battery 10 additionally increase. - (7) The
cathode connection 31 containing a carbon fiber has a high corrosion resistance to high alkalinity of theelectrolyte 13 caused by lithium hydroxide and the like arising in a cell reaction. As a result, the corrosion of thecathode terminal 31 additionally prevented. - (8) In the
cathode port 31 , which contains a carbon fiber, can be sufficient strength of the terminal31 because the thermoplastic resin is on the back of the port to form themelt zone 32 is melted.
[Dritte Ausführungsform (Fig. 6 und Fig. 7)]Third Embodiment (FIGS. 6 and 7)
Eine Kathode
Das poröse Harz
Wenn im Fall der
Wenn andererseits das poröse Harz
Wenn im Fall der
Wenn das poröse Harz
Aus diesem Grund kann die Kathode
- (9) Da das poröse
Harz 51 , welches Wasserdichtigkeit und Belüftungseigenschaften aufweist, sich außerhalb des Luft-Elektrodenkollektors 22 befindet, der zur Außenseite hin überden Lufteinlass 28 exponiert ist, lässt sich eine Akkumulatorstruktur mit hoher Wasserabweisung realisieren. Dies macht es möglich, in zuverlässiger Weise zu verhindern, dass der Elektrolyt13 durch Verdampfung beeinträchtigt wird.
- (9) Since the
porous resin 51 , which has waterproofness and ventilation properties, outside the air-electrode collector 22 located to the outside via theair inlet 28 exposed, an accumulator structure can be realized with high water repellency. This makes it possible to reliably prevent theelectrolyte 13 is affected by evaporation.
Weiterhin sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung, wie sie oben anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert wurde, nicht darauf beschränkt ist, sondern dass zahlreiche Änderungen, Modifikationen oder Abwandlungen möglich sind, ohne von dem durch die Ansprüche definierten Schutzumfang abzuweichen.Furthermore, it should be noted that the present invention, as explained above with reference to various embodiments, is not limited thereto, but that numerous changes, modifications or variations are possible without departing from the scope defined by the claims.
Obschon die vorliegenden Ausführungsformen den wässrigen Elektrolyten
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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