DE102017211504A1 - Electrochemical energy storage, manufacturing process, energy storage module and vehicle - Google Patents
Electrochemical energy storage, manufacturing process, energy storage module and vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017211504A1 DE102017211504A1 DE102017211504.1A DE102017211504A DE102017211504A1 DE 102017211504 A1 DE102017211504 A1 DE 102017211504A1 DE 102017211504 A DE102017211504 A DE 102017211504A DE 102017211504 A1 DE102017211504 A1 DE 102017211504A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- separator
- negative electrode
- positive electrode
- electrochemical energy
- microfibers
- 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
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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
-
- 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
- H01M50/431—Inorganic material
- H01M50/434—Ceramics
- H01M50/437—Glass
-
- 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
- H01M50/409—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
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/423—Polyamide 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
- H01M50/409—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
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/429—Natural polymers
- H01M50/4295—Natural cotton, cellulose or wood
-
- 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
- H01M50/44—Fibrous material
-
- 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
- H01M50/461—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes with adhesive layers between electrodes and separators
-
- 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
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- 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
Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher, ein entsprechendes Herstellungsverfahren und ein Fahrzeug mit einem solchen Energiespeicher. Der elektrochemische Energiespeicher weist eine negative Elektrode und eine positive Elektrode auf, die derart angeordnet sind, dass ein Zwischenraum zwischen der negativen Elektrode und der positiven Elektrode gebildet wird. Ferner weist der Energiespeicher einen Elektrolyt und einen Separator, der in einem Zwischenraum zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist, auf. Zudem weist der elektrochemische Energiespeicher mindestens eine Haftschicht auf, welche mit dem Separator und der positiven Elektrode und/oder dem Separator und der negativen Elektrode, insbesondere flächig, in Kontakt steht und ein Gecko-inspiriertes synthetisches Haftmittel zur Verbindung des Separators mit der positiven Elektrode und/oder des Separators mit der negativen Elektrode aufweist. The invention relates to an electrochemical energy store, a corresponding manufacturing method and a vehicle having such an energy store. The electrochemical energy storage device has a negative electrode and a positive electrode arranged such that a gap is formed between the negative electrode and the positive electrode. Further, the energy storage device has an electrolyte and a separator disposed in a space between the positive electrode and the negative electrode. In addition, the electrochemical energy store has at least one adhesive layer which is in contact with the separator and the positive electrode and / or the separator and the negative electrode, in particular flat, and a gecko-inspired synthetic adhesive for connecting the separator to the positive electrode and / or the separator having the negative electrode.
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Zelle, ein entsprechendes Herstellungsverfahren für einen solchen elektrochemischen Energiespeicher, ein Energiespeichermodul mit mindestens zwei solcher elektrochemischen Energiespeicher und ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem solchen elektrochemischen Energiespeicher.The invention relates to an electrochemical energy store, in particular a lithium-ion cell, a corresponding manufacturing method for such an electrochemical energy store, an energy storage module with at least two such electrochemical energy storage and a vehicle, in particular a motor vehicle, with such an electrochemical energy store.
Die Speicherung von elektrischer Energie spielt insbesondere im Rahmen der sog. Elektromobilität eine große Rolle. Im Herstellungsprozess von elektrochemischen Energiespeichern, die in Fahrzeugen verbaut werden, werden wenigstens zwei Elektroden und wenigstens ein Separator durch Wickeln oder Stapeln zusammengebracht (vgl. Kap. 9; Handbuch-Lithium-Ionen; Springer, 2013, Editor: R. Korthauer). Um Positionstoleranzen in der Positionierung der Elektrodenschichten und der Separatorschicht relativ zueinander einzuhalten und Faltenwurf bzw. Lufteinschlüsse zwischen diesen Schichten zu vermeiden, werden zusätzliche Klebe-, Kaschier- oder Laminationsschichten zwischen diesen Schichten vorgesehen, so dass die Elektroden und der Separator relativ zueinander dauerhaft fixiert werden. Solch eine Fixierung ist beispielsweise aus dem Dokument
Die verwendeten Klebe- oder Kaschierschichten basieren im Allgemeinen auf Bindersystemen, welche Acrylate, Cellulose, Gummi, Naturkautschuk, Polyvinylidenfluorid-Hexafluoropropylen (PVdF-HFP) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) enthalten, wodurch Elektroden und Separatoren fest und dauerhaft miteinander verbunden werden können. Optional können die Elektroden oder Separatoren mit keramischen Partikeln beschichtet sein (z. Bsp. mit Aluminium-Oxid).The adhesive or laminating layers used are generally based on binder systems which contain acrylates, cellulose, rubber, natural rubber, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP) or polyvinylidene fluoride (PVDF), whereby electrodes and separators can be firmly and permanently joined together. Optionally, the electrodes or separators may be coated with ceramic particles (eg with aluminum oxide).
Aus dem Dokument
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Verbindung, insbesondere eine Haftung, zwischen mindestens einer Elektrode und einem Separator eines elektrochemischen Energiespeichers zu verbessern. Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, eine Haftschicht zwischen der mindestens einen Elektrode und dem Separator anzugeben, welche die elektrochemischen Vorgänge in dem elektrochemischen Energiespeicher nicht oder zumindest nicht Wesentlich beeinträchtigt.It is an object of the invention to improve a connection, in particular an adhesion, between at least one electrode and a separator of an electrochemical energy store. It is a particular object of the invention to provide an adhesive layer between the at least one electrode and the separator, which does not affect the electrochemical processes in the electrochemical energy storage or at least not materially.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Zelle, ein entsprechendes Herstellungsverfahren für einen solchen elektrochemischen Energiespeicher sowie ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem solchen elektrochemischen Energiespeicher gemäß den unabhängigen Ansprüchen.This object is achieved by an electrochemical energy store, in particular a lithium-ion cell, a corresponding manufacturing method for such an electrochemical energy store and a vehicle, in particular motor vehicle, with such an electrochemical energy store according to the independent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Zelle, welcher eine negative Elektrode und eine positive Elektrode, die derart angeordnet ist, dass ein Zwischenraum zwischen der negativen Elektrode und der positiven Elektrode gebildet wird, aufweist. Zudem weist der elektrochemische Energiespeicher einen Elektrolyt und einen Separator, welcher in dem Zwischenraum zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist, auf. Zudem weist der elektrochemische Energiespeicher mindestens eine Haftschicht auf, welche mit dem Separator und der positiven Elektrode und/oder dem Separator und der negativen Elektrode , insbesondere flächig, in Kontakt steht und ein Gecko-inspiriertes synthetisches Haftmittel (Gecko-Inspired Synthetic Adhesive, GSA) zur Förderung der Haftung zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder zwischen dem Separator und der negativen Elektrode aufweist.A first aspect of the invention relates to an electrochemical energy storage, in particular a lithium-ion cell, which has a negative electrode and a positive electrode, which is arranged such that a gap between the negative electrode and the positive electrode is formed. In addition, the electrochemical energy store has an electrolyte and a separator which is arranged in the intermediate space between the positive electrode and the negative electrode. In addition, the electrochemical energy store has at least one adhesive layer, which is in contact with the separator and the positive electrode and / or the separator and the negative electrode, in particular flat, and a Gecko-inspired Synthetic Adhesive (GSA). for promoting the adhesion between the separator and the positive electrode and / or between the separator and the negative electrode.
Das Funktionsprinzip einer Lithium-Ionen-Zelle beruht darauf, dass Lithium-Ionen zwischen den Elektroden hin und herwandern (Interkalation/Deinterkalation). Der dabei eingesetzte Elektrolyt eingesetzt besteht in der Regel aus eine Flüssigkeit, in dem ein Lithium-Leitsalz (z. B. Lithium-hexa-fluoro-phosphat, LiPF6) gelöst ist.The functional principle of a lithium-ion cell is based on the fact that lithium ions move back and forth between the electrodes (intercalation / deintercalation). The electrolyte used in this case generally consists of a liquid in which a lithium conducting salt (eg lithium hexa-fluorophosphate, LiPF 6 ) is dissolved.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere eine Lithium-Ionen-Zelle, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, aufweisend die folgenden Schritte: Aufbringen eines Gecko-inspirierten synthetischen Haftmittels (Gecko-Inspired Synthetic Adhesive, GSA) auf einen Separator, eine positive Elektrode und/oder eine negative Elektrode, so dass eine Haftschicht gebildet wird; Anordnen des Separators zwischen der positive Elektrode und der negative Elektrode, wobei die Haftschicht zusätzlich mit der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode und/oder dem Separator in Kontakt kommt; Aufbringen einer vorgegebenen Scherkraft mit einer Komponente parallel zu einer durch die Haftschicht definierten Ebene auf einen Stapel, welcher wenigstens den Separator und die positive Elektrode oder den Separator und die negative Elektrode aufweist, so dass durch das Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel eine Verbindung zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder zwischen dem Separator und der negativen Elektrode hergestellt, insbesondere aktiviert, wird; und Füllen des Zwischenraums mit einem Elektrolyt.A second aspect of the invention relates to a method for producing an electrochemical energy store, in particular a lithium-ion cell, according to the first aspect of the invention, comprising the following steps: application of a Gecko-Inspired Synthetic Adhesive (GSA) a separator, a positive electrode, and / or a negative electrode to form an adhesive layer; Disposing the separator between the positive electrode and the negative electrode, wherein the adhesive layer additionally comes into contact with the positive electrode and / or the negative electrode and / or the separator; Applying a predetermined shear force with a component parallel to a plane defined by the adhesion layer on a stack, which at least the separator and the positive electrode or the separator and the negative Electrode, so that made by the gecko-inspired synthetic adhesive, a connection between the separator and the positive electrode and / or between the separator and the negative electrode, in particular, is activated; and filling the gap with an electrolyte.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Energiespeichermodul, welches mindestens zwei elektrochemische Energiespeicher, insbesondere Lithium-Ionen-Zellen, gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist.A third aspect of the invention relates to an energy storage module which has at least two electrochemical energy stores, in particular lithium-ion cells, according to the first aspect of the invention.
Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem elektrochemischen Energiespeicher gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.A fourth aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with an electrochemical energy store according to the first aspect of the invention.
Die im Folgenden in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung beschriebenen Merkmale und Vorteile gelten, wo technisch sinnvoll, auch für den zweiten und dritten Aspekt der Erfindung und dessen vorteilhafte Ausgestaltung sowie umgekehrt.The features and advantages described below in relation to the first aspect of the invention and its advantageous embodiment apply, where technically reasonable, also for the second and third aspects of the invention and its advantageous embodiment and vice versa.
Unter einem Gecko-inspirierten synthetischen Haftmittel (Gecko-Inspired Synthetic Adhesive) im Sinne der Erfindung ist eine, bevorzugt lösungsmittelfreie, Beschichtung oder ein, bevorzugt lösungsmittelfreier, Film zu verstehen, die bzw. der geeignet ist, durch eine Adhäsionskraft an einer Grenzflächenschicht bzw. Oberfläche einer Komponente des Energiespeichers, insbesondere einer Elektrode oder eines Separators, zu haften. Dabei wird die Adhäsionskraft vorzugsweise physikalisch, insbesondere ohne das Eingehen von chemischen Verbindungen, zwischen dem Gecko-inspirierten synthetischen Haftmittel und der Komponente des Energiespeichers vermittelt. Die Adhäsionskraft kann vorzugsweise aus molekularen Wechselwirkungen, insbesondere Van-der-Waals-Kräften, in der Grenzflächenschicht zwischen dem Gecko-inspirierten synthetischen Haftmittel und der Komponente des Energiespeichers bzw. an der Oberfläche der Komponente des Energiespeichers gebildet werdenA gecko-inspired synthetic adhesive (Gecko-Inspired Synthetic Adhesive) in the sense of the invention is understood to mean a coating which is preferably solvent-free or a film which is preferably solvent-free and which is suitable by an adhesion force to an interface layer or Surface of a component of the energy storage device, in particular an electrode or a separator to adhere. Preferably, the adhesion force is mediated physically, in particular without chemical compounds, between the gecko-inspired synthetic adhesive and the energy storage component. The adhesion force may preferably be formed from molecular interactions, in particular van der Waals forces, in the interface layer between the gecko-inspired synthetic adhesive and the energy storage component or at the surface of the energy storage component
Unter einer durch eine Haftschicht definierten Ebene bzw. unter einer Ebene, welche durch eine Haftschicht definiert wird, ist im Sinne der Erfindung eine Ebene zu verstehen, welche von der Haftschicht gebildet wird oder welche durch die Haftschicht verläuft. Insbesondere kann die durch die Haftschicht definierte Ebene von einer Oberfläche der Haftschicht, welche mit einer Komponente des Energiespeichers, insbesondere einer Elektrode oder eines Separators, in Kontakt kommt oder ist, gebildet werden. Vorzugsweise erstreckt sich die durch die Haftschicht definierte Ebene dabei im Wesentlichen parallel zu einer Oberfläche der Komponente oder der parallel angeordneten Komponenten des Energiespeichers.In the context of the invention, a plane defined by an adhesion layer or below a plane which is defined by an adhesion layer is a plane which is formed by the adhesion layer or which extends through the adhesion layer. In particular, the plane defined by the adhesion layer may be formed by a surface of the adhesion layer which comes into contact with a component of the energy store, in particular an electrode or a separator. In this case, the plane defined by the adhesion layer preferably extends substantially parallel to a surface of the component or of the components of the energy accumulator arranged in parallel.
Die Erfindung basiert insbesondere auf dem Ansatz, den aus der Natur bekannten sog. „Gecko-Effekt“, mit welchem die Haftung eines Gecko-Fußes auf verschiedenen, insbesondere glatten und/oder feuchten bzw. verschmutzten, Oberflächen bezeichnet wird, zur Verbindung, insbesondere Stabilisierung der Position bzw. Fixierung, mindestens einer Elektrode eines elektrochemischen Energiespeichers mit bzw. relativ zu einem Separator des Energiespeichers zu nutzen. Eine Haftschicht, welche ein Gecko-inspiriertes synthetisches Haftmittel aufweist, ist dabei vorzugsweise zwischen dem Separator und einer positiven Elektrode und/oder zwischen dem Separator und einer negativen Elektrode angeordnet. In bevorzugter Weise kontaktiert die Haftschicht sowohl den Separator als auch die positive Elektrode und/oder die negative Elektrode flächig, so dass eine homogene Haftung zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode vermittelt bzw. gefördert wird. Der durch ein synthetisches Haftmittel vermittelte Gecko-Effekt wird beispielsweise beschrieben in
Die Haftschicht kann dabei zwischen einer ersten Kontaktfläche des Separators und einer Kontaktfläche der negativen Elektrode, welche der ersten Kontaktfläche des Separators vorzugsweise gegenüberliegt, angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die oder eine weitere Haftschicht zwischen einer zweiten Kontaktfläche des Separators und einer Kontaktfläche der positiven Elektrode, welche der zweiten Kontaktfläche des Separators vorzugsweise gegenüberliegt, angeordnet sein. Vorzugsweise werden die Kontaktflächen von Oberflächen der negativen Elektrode, des Separators und der positiven Elektrode gebildet, welche im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind und/oder einander gegenüber liegen. Dadurch kann die wenigstens eine Haftschicht bzw. das in ihr enthaltene Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel die jeweiligen Kontaktflächen homogen und flächig kontaktieren, insbesondere verbinden.The adhesive layer may be arranged between a first contact surface of the separator and a contact surface of the negative electrode, which preferably faces the first contact surface of the separator. Alternatively or additionally, the or a further adhesive layer between a second contact surface of the separator and a contact surface of the positive electrode, which is preferably opposite to the second contact surface of the separator, may be arranged. Preferably, the contact surfaces are formed by surfaces of the negative electrode, the separator and the positive electrode, which are aligned substantially parallel to each other and / or face each other. As a result, the at least one adhesive layer or the gecko-inspired synthetic adhesive contained in it can contact the respective contact surfaces homogeneously and flatly, in particular connect them.
Es ist dadurch möglich, einen Stapel oder Wickel von positiver Elektrode, Separator und negativer Elektrode zu erzeugen, in dem keine Falten oder Lufteinschlüsse auftreten, so dass lokale Überpotenziale, welche eine Metallisierung der Elektroden mit im Energiespeicher transferierten Ionen zur Folge haben, vermieden oder zumindest signifikant reduziert werden können.It is thus possible to produce a stack or winding of positive electrode, separator and negative electrode, in which no wrinkles or air pockets occur, so that local overpotentials, which result in a metallization of the electrodes with ions transferred in the energy store, avoided or at least significantly reduced.
Vorzugsweise ist die Haftschicht, insbesondere das Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel, durchlässig für einen Elektrolyten, durch den Ionen zwischen den Elektroden transferiert werden. Insbesondere verhindert oder reduziert die Haftschicht eine Beeinträchtigung bzw. Behinderung der Bewegung der Ionen zwischen der positiven und negativen Elektrode.Preferably, the adhesive layer, particularly the gecko-inspired synthetic adhesive, is permeable to an electrolyte by which ions are transferred between the electrodes. In particular, the adhesive layer prevents or reduces the interference of the movement of ions between the positive and negative electrodes.
Vorzugsweise ist die Haftschicht lösungsmittelfrei bzw. kann lösungsmittelfrei auf den Separator, die positive und/oder die negative Elektrode aufgebracht werden, so dass die Haftschicht gegenüber den Komponenten des Energiespeichers, insbesondere gegenüber dem Elektrolyten und/oder den transferierten Ionen, (elektro)chemisch inert ist.The adhesive layer is preferably solvent-free or can be applied to the separator, the positive and / or negative electrode without solvent, so that the adhesive layer is chemically inert to the components of the energy store, in particular to the electrolyte and / or the transferred ions is.
Darüber hinaus kann die Haftschicht einfach auf den Separator und/oder die Elektroden aufgebracht werden, ohne dass aufwändige Prozessschritte, welche das Aufbringen von hohen Drücken und/oder Temperaturen zur Aktivierung der Haftung umfassen, notwendig sind. Ebenfalls kann beim Aufbringen der Haftschicht auf den Separator und/oder die Elektroden auf sicherheitsbedenkliche Lösungsmittel wie N-Methyl-
Es ist vorteilhaft, Klebe- oder Kaschierschichten durch Haftschichten mit, insbesondere vollständig, physikalischer Haftung zu ersetzen, da konventionelle Klebe- oder Kaschierschichten i.d.R. dicker als das Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel sind und damit die spez. Energie und/oder die Energiedichte des elektrochemischen Energiespeichers verringern.It is advantageous to replace adhesive or laminating layers with adhesive layers having, in particular complete, physical adhesion, since conventional adhesive or laminating layers are used i.d.R. thicker than the gecko-inspired synthetic adhesive and thus the spec. Reduce energy and / or the energy density of the electrochemical energy storage.
Insgesamt ermöglicht die Erfindung einen verbesserten elektrochemischen Energiespeicher, der insbesondere einfach und sicher montiert werden kann und/oder einen zuverlässigen Betrieb ermöglicht. Insbesondere ermöglicht die dauerhafte, durch das Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel vermittelte Haftung einen verringerten Zell-Innen-Widerstand, eine erhöhte Strombelastbarkeit und eine höhere Lebensdauer.Overall, the invention enables an improved electrochemical energy storage, which in particular can be easily and safely mounted and / or enables reliable operation. In particular, the durable adhesion imparted by the gecko-inspired synthetic adhesive allows for reduced cell internal resistance, increased current carrying capacity, and longer life.
Diese Erfindung ist nicht auf den Einsatz im Automobilbereich beschränkt; vielmehr kann eine erfindungsgemäßer elektrochemischer Energiespeicher oder ein Energiespeichermodul mit wenigstens zwei solcher elektrochemischen Energiespeicher auch in Applikationen wie Smartphone, elektrische Lesegeräte, Powertools oder stationäre Applikationen eingesetzt werden.This invention is not limited to automotive use; Rather, an inventive electrochemical energy storage or energy storage module can be used with at least two such electrochemical energy storage in applications such as smartphones, electric readers, power tools or stationary applications.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel dazu eingerichtet, eine Scherbelastung und/oder eine Zugbelastung von mindestens 0.2 N/cm2, vorzugsweise von mindestens 1 N/cm2, insbesondere von mindestens 5 N/cm2 zu tragen. In anderen Worten ist das Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel dazu eingerichtet, eine Haftung zwischen dem Separator und der positiven und/oder negativen Elektrode auch bei einer Scherbelastung und/oder einer Zugbelastung des Separators oder der positiven und/oder negativen Elektrode von mindestens 0.2 N/cm2, vorzugsweise von mindestens 1 N/cm2, insbesondere von mindestens 5 N/cm2 zu fördern bzw. zu vermitteln. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Haftung.In a preferred embodiment, the gecko-inspired synthetic adhesive is adapted to bear a shear stress and / or a tensile load of at least 0.2 N / cm 2 , preferably at least 1 N / cm 2 , in particular at least 5 N / cm 2 . In other words, the gecko-inspired synthetic adhesive is adapted to increase adhesion between the separator and the positive and / or negative electrode even at a shear load and / or a tensile load of the separator or the positive and / or negative electrode of at least 0.2 N / cm 2 , preferably of at least 1 N / cm 2 , in particular of at least 5 N / cm 2 to promote or convey. This allows a particularly reliable adhesion.
Unter einer Scherbelastung ist insbesondere eine parallel zu einer durch die Haftschicht definierten Ebene, insbesondere parallel zu einer oder mehreren Kontaktflächen der negativen Elektrode, positiven Elektrode und/oder des Separators, verlaufende, am Separator, der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode angreifende Kraft zu verstehen, welche eine Scherspannung zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder zwischen dem Separator und der negativen Elektrode bewirkt.In particular, a shear stress is a force parallel to a plane defined by the adhesion layer, in particular parallel to one or more contact surfaces of the negative electrode, positive electrode and / or separator, acting on the separator, the positive electrode and / or the negative electrode which causes a shear stress between the separator and the positive electrode and / or between the separator and the negative electrode.
Unter einer Zugbelastung ist insbesondere eine senkrecht zu der durch die Haftschicht definierten Ebene, insbesondere zu der einen oder den mehreren Kontaktflächen der negativen Elektrode, positiven Elektrode und/oder des Separators, verlaufende, am Separator oder der positiven und/oder negativen Elektrode angreifende Kraft zu verstehen, welche eine Zugspannung zwischen Separator und positiver und/oder negativer Elektrode bewirkt.Under a tensile load is in particular a perpendicular to the plane defined by the adhesive layer, in particular to the one or more contact surfaces of the negative electrode, positive electrode and / or the separator, extending force acting on the separator or the positive and / or negative electrode force understand, which causes a tensile stress between separator and positive and / or negative electrode.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird das Gecko-inspirierte synthetische Haftmittel durch mindestens ein strukturiertes Mikrofaserfeld gebildet. Vorzugsweise tritt dabei zumindest ein Ende von Mikrofasern des Mikrofaserfelds in Kontakt mit dem Separator, der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode.In another preferred embodiment, the gecko-inspired synthetic adhesive is formed by at least one patterned microfiber field. Preferably, at least one end of microfibers of the microfiber field comes into contact with the separator, the positive electrode or the negative electrode.
Durch die, insbesondere auf dem Gecko-Effekt basierende Haftung von Mikrofasern, insbesondere von Enden der Mikrofasern, des Mikrofaserfelds an dem Separator oder der positiven und/oder negativen Elektrode kann die, insbesondere auf dem Gecko-Effekt basierende, Haftung zwischen dem Separator und der positiven und/oder negativen Elektrode zuverlässig erzeugt werden.By, in particular based on the gecko effect adhesion of microfibers, in particular of the ends of the microfibers, the microfiber field on the separator or the positive and / or negative electrode, the, in particular based on the gecko effect, adhesion between the separator and the positive and / or negative electrode can be generated reliably.
Unter einem strukturierten Mikrofaserfeld im Sinne der Erfindung ist ein Bereich zu verstehen, in welchem Mikrofasern, bevorzugt auch Nanofasern, in einer im Wesentlichen strukturierten Weise angeordnet sind. Die Struktur der Mikrofasern kann sich dabei auf die Ausrichtung der Mikrofasern relativ zueinander, die Länge der Mikrofasern relativ zueinander und/oder die räumliche Anordnung der Mikrofasern, etwa in Form eines Musters, beziehen. A structured microfiber field in the sense of the invention means a region in which microfibers, preferably also nanofibers, are arranged in a substantially structured manner. The structure of the microfibers may relate to the orientation of the microfibers relative to one another, the length of the microfibers relative to one another and / or the spatial arrangement of the microfibers, for example in the form of a pattern.
Vorzugsweise ist das strukturierte Mikrofaserfeld als gerichtetes Mikrofaserfeld ausgebildet, in welchem die Mikrofasern im Wesentlichen die gleiche Länge aufweisen und/oder im Wesentlichen entlang einer Vorzugsrichtung ausgerichtet sind. Dadurch wird die Kontaktierung des Separators oder der positiven und/oder negativen Elektrode durch eine Vielzahl von Mikrofasern, insbesondere Enden von Mikrofasern, des Mikrofaserfelds und somit eine starke Haftung des Separators an der positiven und/oder negativen Elektrode ermöglicht.The structured microfiber field is preferably designed as a directional microfiber field, in which the microfibers have substantially the same length and / or are aligned substantially along a preferred direction. Thereby, the contacting of the separator or the positive and / or negative electrode is made possible by a plurality of microfibers, in particular ends of microfibers, of the microfiber field and thus a strong adhesion of the separator to the positive and / or negative electrode.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind die Mikrofasern des mindestens einen strukturierten Mikrofaserfelds auf einem Substrat angeordnet. Vorzugsweise ist dabei jeweils ein Ende der Mikrofasern mit dem Substrat, insbesondere stoffschlüssig, verbunden. Zudem kann das Substrat das mindestens eine strukturierte Mikrofaserfeld mit dem Separator, der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode, insbesondere stoffschlüssig, verbinden. In diesem Fall kann das Substrat als Haftvermittler zwischen dem Mikrofaserfeld und dem Separator, der positiven und/oder der negativen Elektrode dienen. Dadurch können die Mikrofasern des Mikrofaserfelds zuverlässig und dauerhaft mit dem Substrat bzw. dem mit dem Substrat verbundenen Separator, der mit dem Substrat verbundenen positiven Elektrode und/oder der mit dem Substrat verbundenen negativen Elektrode, insbesondere stoffschlüssig, verbunden werden.In a further preferred embodiment, the microfibers of the at least one structured microfiber field are arranged on a substrate. Preferably, in each case one end of the microfibers is connected to the substrate, in particular materially bonded. In addition, the substrate may connect the at least one structured microfiber field with the separator, the positive electrode and / or the negative electrode, in particular materially bonded. In this case, the substrate may serve as a bonding agent between the microfiber field and the separator, the positive and / or the negative electrode. As a result, the microfibers of the microfiber field can be reliably and permanently connected to the substrate or to the separator connected to the substrate, to the positive electrode connected to the substrate and / or to the negative electrode connected to the substrate, in particular in a materially bonded manner.
Vorzugsweise sind das Substrat und die Mikrofasern des Mikrofaserfelds aus dem gleichen Material, insbesondere einem Kunststoff, etwa einem Polymer, gefertigt. Insbesondere können das Substrat und die Mikrofasern einstückig gefertigt sein.Preferably, the substrate and the microfibers of the microfiber field are made of the same material, in particular a plastic, such as a polymer. In particular, the substrate and the microfibers can be made in one piece.
Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat vom Separator, von der positiven Elektrode und/oder von der negativen Elektrode gebildet werden.Alternatively or additionally, the substrate may be formed by the separator, by the positive electrode and / or by the negative electrode.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind die Mikrofasern des mindestens einen strukturierten Mikrofaserfelds im Wesentlichen senkrecht zum Substrat angeordnet bzw. ausgerichtet. „Im Wesentlichen senkrecht zum Substrat“ ist in diesem Sinne als Ausrichtung der Mikrofasern gegenüber einer Flächennormalen der durch die Haftschicht definierten Ebene, insbesondere einer Flächennormalen der einen oder mehreren Kontaktflächen der negativen Elektrode, der positiven Elektrode und/oder des Separators, zu verstehen, bei der die Mikrofasern vorzugsweise nur wenig, insbesondere weniger als 10°, bevorzugt weniger als 5°, insbesondere weniger als 2°, gegenüber der Flächennormalen verkippt sind. Dadurch können besonders zuverlässig Poren zwischen den bzw. durch die Mikrofasern gebildet werden, welche von dem Elektrolyt bzw. den mittels des Elektrolyten transferierten Ionen durchdrungen werden können.In a further preferred embodiment, the microfibers of the at least one structured microfiber field are arranged or aligned substantially perpendicular to the substrate. "Substantially perpendicular to the substrate" in this sense is to be understood as alignment of the microfibers with respect to a surface normal of the plane defined by the adhesion layer, in particular a surface normal of the one or more contact surfaces of the negative electrode, the positive electrode and / or the separator the microfibers are preferably only slightly, in particular less than 10 °, preferably less than 5 °, in particular less than 2 °, tilted relative to the surface normal. As a result, pores can be formed particularly reliably between or through the microfibers, which can be penetrated by the electrolyte or the ions transferred by means of the electrolyte.
Alternativ sind die Mikrofasern im Wesentlichen mit einem vorgegebenen Winkel, vorzugsweise
In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind die Mikrofasern des mindestens einen strukturierten Mikrofaserfelds im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Dadurch ist es möglich, dass im Wesentlichen alle der Mikrofasern den Separator einerseits und die positiven Elektrode und/oder die negativen Elektrode andererseits kontaktieren. Somit kann die Anzahl der den Separator und die positive Elektrode und/oder die negative Elektrode kontaktierenden Mikrofasern erhöht werden und es wird eine besonders zuverlässige Haftung zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode ermöglicht.In a further preferred embodiment, the microfibers of the at least one structured microfiber field are arranged substantially parallel to one another. As a result, it is possible for essentially all of the microfibers to contact the separator on the one hand and the positive electrode and / or the negative electrode on the other hand. Thus, the number of microfibers contacting the separator and the positive electrode and / or the negative electrode can be increased and a particularly reliable adhesion between the separator and the positive electrode and / or the negative electrode is made possible.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weisen die Mikrofasern des mindestens einen strukturierten Mikrofaserfelds eine Länge zwischen 5 und 50 µm, vorzugsweise zwischen 10 und 40 µm, insbesondere zwischen 15 und 25 µm, auf. Vorzugsweise wird dadurch ein entsprechender Abstand zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode gebildet, in dessen Bereich sich für Ionen des ionisierbaren Materials der negativen Elektrode durchlässige Poren zwischen den Mikrofasern bilden. Die Länge der Mikrofasern ermöglicht dabei eine zuverlässige Haftung der Enden der Mikrofasern am Separator, der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode, insbesondere durch Anordnung der Enden der Mikrofasern parallel zur jeweiligen Oberfläche, ohne dass der Separator und die positive Elektrode und/oder die negative Elektrode in der Weise dicht nebeneinander angeordnet sind, dass die Mobilität der Ionen des ionisierbaren Materials beeinträchtigt wird.In a further preferred embodiment, the microfibers of the at least one structured microfiber field have a length between 5 and 50 μm, preferably between 10 and 40 μm, in particular between 15 and 25 μm. Preferably, a corresponding distance is thereby formed between the separator and the positive electrode and / or the negative electrode, in the region of which permeable pores form between the microfibers for ions of the ionizable material of the negative electrode. The length of the microfibers thereby enables a reliable adhesion of the ends of the microfibers to the separator, the positive electrode and / or the negative electrode, in particular by arranging the ends of the microfibers parallel to the respective surface, without the separator and the positive electrode and / or the negative electrode are arranged close to each other in such a way that the mobility of the ions of the ionizable material is impaired.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weisen die Mikrofasern des mindestens einen strukturierten Mikrofaserfelds einen Durchmesser zwischen 50 und 5000 nm, vorzugsweise zwischen 200 und 2500 nm, insbesondere zwischen 400 und 800 nm, auf. Dadurch sind die Mikrofasern einerseits dünn genug, um eine auf dem Gecko-Effekt, insbesondere auf physikalischen Adhäsionskräften, basierende Haftung zu fördern bzw. zu vermitteln, andererseits dick genug, um auftretenden Normal- und Scherkräfte, welche zur Trennung von Separator und positiver Elektrode und/oder negativer Elektrode führen würden, zu widerstehen.In a further preferred embodiment, the microfibers of the at least one structured microfiber field have a diameter between 50 and 5000 nm, preferably between 200 and 2500 nm, in particular between 400 and 800 nm. As a result, the microfibers on the one hand are thin enough to promote adhesion based on the gecko effect, in particular on physical adhesion forces, on the other hand thick enough to normal and shear forces occurring for separation of separator and positive electrode and / or negative electrode would resist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist das mindestens eine strukturierte Mikrofaserfeld 106 oder mehr, vorzugsweise 500 · 106 oder mehr, insbesondere
Vorzugsweise weist das mindestens eine strukturierte Mikrofaserfeld eine Mikrofaserflächendichte auf, mit der es eine Scherbelastung und/oder eine Zugbelastung von mindestens 0.2 N/cm2, vorzugsweise von mindestens 1 N/cm2, insbesondere von mindestens 5 N/cm2 tragen kann.The at least one structured microfiber field preferably has a microfiber surface density with which it can bear a shearing load and / or a tensile load of at least 0.2 N / cm 2 , preferably of at least 1 N / cm 2 , in particular of at least 5 N / cm 2 .
In einer weiteren bevorzugten Ausführung haften die Mikrofasern des mindestens einen strukturierten Mikrofaserfelds an dem Separator, der positive Elektrode und/oder der negative Elektrode durch Van-der-Waals-Kräfte. In anderen Worten wird die Haftung zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode durch Van-der-Waals-Kräfte gefördert, insbesondere bewirkt bzw. vermittelt. Dadurch kann die Haftung zuverlässig und sicher erzeugt werden, insbesondere ohne dass komplexe Verfahrensschritte und/oder gesundheitsgefährdende Chemikalien verwendet werden müssen.In another preferred embodiment, the microfibers of the at least one patterned microfiber array adhere to the separator, the positive electrode and / or the negative electrode by van der Waals forces. In other words, the adhesion between the separator and the positive electrode and / or the negative electrode is promoted, in particular effected, by van der Waals forces. As a result, the adhesion can be generated reliably and safely, in particular without complex process steps and / or chemicals hazardous to health having to be used.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist das mindestens eine strukturierte Mikrofaserfeld aus einem Polymer, insbesondere Polyester (PET), gefertigt. Vorzugsweise bildet das mindestens eine strukturierte Mikrofaserfeld mit Mikrofasern aus Polyester Poren, welche einen Transfer von Lithium-Ionen zwischen der positiven und negativen Elektrode ermöglichen. Da Polyester chemisch und elektrochemisch äußerst inert ist, eignet sich ein strukturiertes Mikrofaserfeld aus Polypropylen besonders zum Einsatz in einem elektrochemischen Energiespeicher mit einer hohen Lebensdauer. Zudem haben Mikrofasern aus Polyester besonders gute Hafteigenschaften, die eine Haftung zwischen dem Separator und der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode ohne eine temperatur- und/oder druckbasierende Aktivierung fördern können. Alternativ können die Mikrofasern aus Polyimid, Polyamid, Polyaramid, Cellulose, Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen, Polyethylen, Glas oder Mischungen daraus gefertigt sein.In a further preferred embodiment, the at least one structured microfiber field is made of a polymer, in particular polyester (PET). Preferably, the at least one patterned microfiber array with polyester microfibers forms pores that allow for transfer of lithium ions between the positive and negative electrodes. Since polyester is chemically and electrochemically extremely inert, a structured microfiber field made of polypropylene is particularly suitable for use in an electrochemical energy store with a long service life. In addition, polyester microfibers have particularly good adhesion properties, which can promote adhesion between the separator and the positive electrode and / or the negative electrode without temperature and / or pressure-based activation. Alternatively, the microfibers may be made of polyimide, polyamide, polyaramide, cellulose, polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, polyethylene, glass, or mixtures thereof.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung sind der Separator und die positive Elektrode und/oder die negative Elektrode in einer Ebene parallel zu einer durch die Haftschicht definierten Ebene gegeneinander verspannt. Dadurch wird eine besonders starke Haftwirkung der Haftschicht ermöglicht. Vorzugsweise wird dabei jeweils ein Teil der Mikrofasern des strukturierten Mikrofaserfelds, insbesondere die Enden der Mikrofasern, im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Separators, der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode angeordnet, wodurch eine Auflagefläche der Mikrofasern auf dem Separator, der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode hergestellt wird, erhöht wird. Unter der Auflagefläche im Sinne der Erfindung ist diejenige Fläche zu verstehen, in der eine Mikrofaser oder zumindest ein Teil einer Mikrofaser den Separator, der positiven Elektrode und/oder der negativen Elektrode kontaktiert.In a further preferred embodiment, the separator and the positive electrode and / or the negative electrode are braced against each other in a plane parallel to a plane defined by the adhesion layer. This allows a particularly strong adhesion of the adhesive layer. Preferably, in each case a part of the microfibers of the structured microfiber field, in particular the ends of the microfibers, arranged substantially parallel to the surface of the separator, the positive electrode and / or the negative electrode, whereby a support surface of the microfibers on the separator, the positive electrode and or the negative electrode is made, is increased. For the purposes of the invention, the support surface is to be understood as the surface in which a microfiber or at least a part of a microfiber contacts the separator, the positive electrode and / or the negative electrode.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren, in denen durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet werden. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:
-
1 eine bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines elektrochemischen Energiespeichers; -
2 eine erstes bevorzugte Ausführungsvariante einer Haftschicht; -
3 eine zweite bevorzugte Ausführungsvariante einer Haftschicht; und -
4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Herstellungsverfahrens.
-
1 a preferred embodiment of an electrochemical energy storage device; -
2 a first preferred embodiment of an adhesive layer; -
3 a second preferred embodiment of an adhesive layer; and -
4 a preferred embodiment of a manufacturing process.
Die negative Elektrode
Bei Zuführen von Energie kehrt sich die chemische Reaktion an der positiven Elektrode
Die negative Elektrode
Die Haftschichten
Das Substrat
Dabei treten vorzugsweise die Enden
Die einzelnen Mikrofasern
In
Der Separator
Dabei sind die negative Elektrode
Dem Fachmann ist klar, dass dieses Ausführungsbeispiel auch auf die Verbindung zwischen Separator
In
In einem ersten Herstellungsschritt
In einem zweiten Herstellungsschritt
In einem dritten Herstellungsschritt
In einem vierten Herstellungsschritt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- elektrochemischer Energiespeicherelectrochemical energy storage
- 22
- negative Elektrodenegative electrode
- 2a2a
- Kontaktfläche der negativen ElektrodeContact surface of the negative electrode
- 33
- positive Elektrodepositive electrode
- 3a3a
- Kontaktfläche der positiven ElektrodeContact surface of the positive electrode
- 44
- Separatorseparator
- 4a, 4b4a, 4b
- erste, zweite Kontaktfläche des Separatorsfirst, second contact surface of the separator
- 55
- Haftschichtadhesive layer
- 66
- strukturiertes Mikrofaserfeldstructured microfiber field
- 6a6a
- Mikrofasermicrofiber
- 6a'6a '
- Ender der MikrofaserEnder the microfiber
- 77
- Substratsubstratum
- 88th
- Elektrolytelectrolyte
- 100100
- Herstellungsverfahrenproduction method
- S1 - S4S1 - S4
- Herstellungsschrittemanufacturing steps
- LL
- Länge der MikrofasernLength of the microfibers
- dd
- Durchmesser der MikrofasernDiameter of the microfibers
- αα
- Winkel der MikrofasernAngle of the microfibers
- FF
- Scherkraftshear
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1261048 B1 [0002]EP 1261048 B1 [0002]
- US 2015/0207167 A1 [0004]US 2015/0207167 A1 [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- J. Lee et al, „Sliding induced adhesion of stiff polymer microfiber arrays. I Macroscale behaviour“, J. R. Soc. Interface 2008 5 835-844 [0015]J. Lee et al., "Sliding induced adhesion of stiff polymer microfiber arrays. I Macroscale Behavior ", J. R. Soc. Interface 2008 5 835-844 [0015]
- B. Schubert at al, „Sliding induced adhesion of stiff polymer microfiber arrays. II Microscale behaviour“, J. R. Soc. Interface 2008 5 845-853 [0015]Schubert et al., "Sliding induced adhesion of stiff polymer microfiber arrays. II Microscale behavior ", J. R. Soc. Interface 2008 5 845-853 [0015]
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017211504.1A DE102017211504A1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Electrochemical energy storage, manufacturing process, energy storage module and vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017211504.1A DE102017211504A1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Electrochemical energy storage, manufacturing process, energy storage module and vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017211504A1 true DE102017211504A1 (en) | 2019-01-10 |
Family
ID=64666306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017211504.1A Pending DE102017211504A1 (en) | 2017-07-06 | 2017-07-06 | Electrochemical energy storage, manufacturing process, energy storage module and vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017211504A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1372208A2 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-17 | Kabushiki Kaisha Ohara | Lithium ion secondary cell with a solid electrolyte and a fiber layer |
EP1261048B1 (en) | 2001-05-25 | 2011-12-21 | VARTA Microbattery GmbH | Electrode/Separator Laminate for galvanic cells and and process for its manufacture |
US20150207167A1 (en) | 2012-09-24 | 2015-07-23 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Thin battery and production method thereof |
-
2017
- 2017-07-06 DE DE102017211504.1A patent/DE102017211504A1/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1261048B1 (en) | 2001-05-25 | 2011-12-21 | VARTA Microbattery GmbH | Electrode/Separator Laminate for galvanic cells and and process for its manufacture |
EP1372208A2 (en) * | 2002-05-30 | 2003-12-17 | Kabushiki Kaisha Ohara | Lithium ion secondary cell with a solid electrolyte and a fiber layer |
US20150207167A1 (en) | 2012-09-24 | 2015-07-23 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Thin battery and production method thereof |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
B. Schubert at al, „Sliding induced adhesion of stiff polymer microfiber arrays. II Microscale behaviour", J. R. Soc. Interface 2008 5 845-853 |
J. Lee et al, „Sliding induced adhesion of stiff polymer microfiber arrays. I Macroscale behaviour", J. R. Soc. Interface 2008 5 835-844 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1852926A1 (en) | Separator for housing in batteries and battery | |
DE112011100279T5 (en) | Battery cell module for a modular battery with a nested separating element | |
DE102012224377A1 (en) | Method for producing a galvanic element and galvanic element | |
DE102009013345A1 (en) | Electrode stack for a galvanic cell | |
DE102012214964A1 (en) | Electrical conductive battery cell for lithium ion battery of e.g. electrical motor car, has electrical isolating insulation layer adhering at outer side of battery cell housing and comprising matrix directly adhering to cell housing | |
WO2015107194A1 (en) | Method and device for producing a cell composite composed of energy-storage cells | |
DE112016004465T5 (en) | Energy storage device | |
DE102011080977A1 (en) | Cell connector, battery cell module, battery, method for producing a cell connector and motor vehicle | |
DE102015202338A1 (en) | Design for solid cells | |
DE102009008859A1 (en) | Rechargeable button cell i.e. lithium ion button cell, has positive and negative electrodes that are connected with each other by laminar separator and orthogonally aligned to even base area and even cover area | |
WO2016120060A1 (en) | Design for solid-state cells | |
WO2013139517A1 (en) | Connecting device for connecting electric components of an electric energy store, electric energy store, and method for connecting electric components of an electric energy store | |
DE102015008275A1 (en) | Cell block and electrochemical energy storage | |
DE102017208395A1 (en) | Method for arranging a contact element, contact element and battery stack | |
DE102017211504A1 (en) | Electrochemical energy storage, manufacturing process, energy storage module and vehicle | |
WO2013017208A1 (en) | Battery having a plurality of battery cells, and method for the production thereof | |
WO2018036668A1 (en) | Separator/current collector unit for galvanic cells | |
EP2652817A1 (en) | Method and system for producing leaf-like or plate-like objects | |
WO2008058757A1 (en) | Electrode arrangement for a battery or secondary battery | |
DE102011109237A1 (en) | Battery cell for forming cell stack used as traction battery mounted in electrically driven vehicle, has two groups of output tabs that are welded at different regions of positive and negative collectors respectively | |
WO2015022226A1 (en) | Thermal fixing of stacked or folded electrochemical energy storage means | |
WO2019063438A1 (en) | Cell connector for an electrochemical device | |
DE102010030034B4 (en) | Actuator with nanotubes | |
WO2012084100A1 (en) | Battery having a stack of a plurality of prismatic individual battery cells | |
DE102017216101A1 (en) | Method for producing an electrode arrangement, electrode arrangement and battery cell comprising at least one electrode arrangement |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0002160000 Ipc: H01M0050409000 |