DE19540845A1 - Wiederaufladbare nicht-wäßrige Lithiumbatterie mit schichtartig angeordneten elektrochemischen Zellen - Google Patents

Wiederaufladbare nicht-wäßrige Lithiumbatterie mit schichtartig angeordneten elektrochemischen Zellen

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Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft wiederaufladbare elektrochemische Batterien, insbesondere wiederaufladbare nicht-wäßrige, Lithiumion enthaltende Batterien.
Hintergrund der Erfindung
Wiederaufladbare Lithiumbatterien sind das Ergebnis neuester Fort­ schritte auf dem Gebiet elektrochemischer Zellen. Die vorteilhaften Eigenschaften solcher elektrochemischer Zellen beruhen auf einem leichten Gewicht, einer langen Arbeitsleistung, einer relativ hohen Energiedichte und einer hohen spezifischen Energie.
Eine dieser Gruppe herkömmlichen, nicht-wäßrigen Lithiumbatterien hat eine positive Elektrode, die als aktiven Katodenbestandteil eine Metalloxidverbindung aufweist, die leicht mit Lithiumionen reagiert und zwar auf die Weise, daß beim Entladen Elektronen verbraucht werden und im Aufladeschritt Lithiumionen und Elektronen freigesetzt werden. Die negative Elektrode dieses Typs einer herkömmlichen, nicht-wäßrigen Lithiumbatterie enthält in irgendeiner Form elemen­ tares Lithium, das häufig in irgendeiner Art von Kohlenstoff einge­ lagert ist. Das Lithium wird beim Entladen durch Abgabe eines Elek­ trons ionisiert, während die unter Bildung von LixC₆ in Kohlenstoff eingelagerten Lithiumionen, wobei 0<x<1 ist, im Ladungsschritt Elektronen verbrauchen. Das Elektrolyt ist üblicherweise eine orga­ nische Verbindung, die ein Lithiumsalz enthält, das leicht unter Erhalt mobiler Lithiumionen dissoziiert. Das herkömmliche Elektrolyt einer nicht-wäßrigen Lithiumbatterie ist nur für Lithiumionen und nicht für Elektronen leitend.
Es läßt sich unterstellen, daß, je größer der Flächenkontakt zwi­ schen der jeweiligen Elektrode und dem entsprechenden Elektrolytteil ist, desto höher ist die Stromdichte, die die Batterie in der Lage ist, zu erzeugen. Es gibt bekannte Verfahren zur Vergrößerung der Kontaktflächen des entsprechenden Elektrolytpaars in einer Lithium­ batterie. Das an Fujimoto et al. am 4. Oktober 1994 erteilte U.S.- Patent 53 52 548 beschreibt eine Lithiumion enthaltende elektroche­ mische Zelle, in der die Lithium-Kobaltoxid enthaltende positive Elektrode auf einer Aluminiumfolie und die negative Elektrode, die eine Graphit-Polytetrafluoro-Ethylen- oder Graphit-Polyvinyliden Fluoridmischung enthält, wird auf einer dünnen Kupferplatte getra­ gen. Zwischen den Elektroden ist ein poröser Polypropylenfilm an­ geordnet, der mit einem ein organisches Lithiumsalz enthaltenden organischen Lösemittel imprägniert ist. Die lagenförmige Elektroden- Elektrolyt-Elektrodenstruktur wird zu einer Spule gerollt und in einem zylinderförmigen Batteriecontainer mit elektrischen Leitungen verpackt. Es ist darauf hinzuweisen, daß beide, die negative und die positive Elektrodenmischung ein Bindemittel benötigen, um die spe­ zielle Elektrodenschicht strukturstabil, kohärent und leitfähig zu erhalten. Der kleinere Radius sowie die eng gebogenen Flächen des Bereichs in der Nähe der Hauptachse der Rolle können eine beträcht­ liche mechanische Spannung auf die Elektrodenschichten ausüben, welches zu einer Verringerung der Leistungsfähigkeit solcher konzen­ trisch gewickelten, elektrochemischen Zellen führt.
Die in dem U.S.-Patent 48 30 940, für Keister et al. am 16. Mai 1989 erteilt, beschriebene, nicht-wäßrige Lithiumbatterie weist eine durchgehende, gefaltete, elementares Lithiummetall enthaltende, stofflich steife Anode (negative Elektrode) auf und ein Bindemittel enthaltende Silber-Vanadiumoxidkugeln, die als Katode dienen (posi­ tive Elektrode), die zwischen den Falten verschlossen in einer Trennverkleidung angeordnet sind. Die Anode gemäß der U.S. 48 30 940 ist aus einem steifgefalteten metallischen Sieb, wobei es mit einer Lithiumfolie auf jeder seiner Seiten beschichtet ist, aufge­ baut und in einen Polypropylen- oder Polyethylenseparator einge­ schlossen. Die steifgefaltete Anodenstruktur mit Katodenkugeln zwischen den Faltungen ist in ein organisches, flüssiges, ein Li­ thiumsalz enthaltendes Elektrolyt getaucht. Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß beide, das negativ (Anode) und das positiv (Katode) wirksame Material in Trennschichten eingeschlossen sind und mit dem Elektrolyt nicht in direktem Kontakt stehen.
Die Patentschrift U.S. 53 00 373, erteilt für Dr. Shackle am 5. April 1994, beschreibt fächerartig-gefaltete, geschichtete, elek­ trochemische Lithiumzellen. Die Batterie vom Shackle ist aus einem verlängerten Laminat aus einer Polelektrode, die durchgehend mit einem festen Polymerelektrolytlaminat Kontakt hat, hergestellt. Beide, die Elektrode und das Elektrolytlaminat mit durchgehendem Kontakt, sind fächerartig-gefaltet und Segmente der zweiten Polelek­ trode sind sandwichartig zwischen den Falten angeordnet. Die in der Patentschrift U.S. 53 00 373 gezeigten verschiedenartigen Ausfüh­ rungsformen unterscheiden sich nur in der Art und Weise, wie der erzeugte Strom von den zweiten Polelektroden gesammelt wird, alle Ausführungsformen zeigen jedoch gefaltete Doppelschichten der ersten Polelektrode und des Elektrolyts, wobei das Paar ähnliche Breiten aufweist. Die erste Polelektrode ist als eine durchgehende Schicht auf einem leitenden Netz aufgetragen, also kann man davon ausgehen, daß es ein Bindemittel und eine definierte Dicke aufweist. Das feste Elektrolytlaminat weist auch eine definierte Dicke auf. Eines von den häufigst erkannten Problemen bei solchen fächerartig gestalteten doppeltgeschichteten Strukturen ist, daß der auf die innere gefalte­ te Schicht ausgeübte Druck an den stark gebogenen Ecken zu einer sogenannten "hantelförmigen" Verzerrung der Form führt, dadurch verursacht, daß sich die äußere Schicht über das "Hantel"-Ende er­ streckt. Derartige Verzerrungen führen zu Rissen, Brüchen, Zerbröc­ kelungen und ähnlichen Erscheinungen von mechanischen Beanspruchun­ gen, wobei alle von diesen mechanischen Beanspruchungen geeignet sind, die Leistungswirksamkeit und Lebensdauer der schichtförmig aufgebauten Batterie zu verringern. Lithiumbatterien, die aus übli­ chen, geschichteten, elektrochemischen Zellen aufgebaut sind, weisen somit gewöhnlich labile Bereiche an den stark gebogenen Krümmungen der Faltungen auf. Darüberhinaus haben einige der zweiten Elektro­ densegmente, der in dem für Shackle erteilten Patent U.S. 53 00 373 beschriebenen Ausführungsformen, nur Kantenkontakt mit dem Stromkol­ lektor, hieraus folgt, daß eine geringfügige Bewegung während des Verpackens oder der Verwendung der schichtförmigen Zellen bei eini­ gen der beiden Polelektrodensegmente zu einer Funktionsstörung führen kann. Eine weitere Schwierigkeit, die auftreten kann, ver­ ursacht durch die durchgehende erste Polelektrode, die das selbe Ausmaß wie das feste Polymerelektrolyt aufweist, beruht darauf, daß die zweite Polelektrode oder ihr Stromkollektor in direkten Kontakt mit der ersten Polelektrode kommt, wodurch die gefalteten Zellen kurzgeschlossen werden.
Es besteht daher ein Bedarf für eine verbesserte, wiederaufladbare, nicht-wäßrige Lithiumbatterie, hergestellt aus geschichteten, gefalteten, elektrochemischen Zellen, die die obenerwähnten Probleme überwindet.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wurde nun eine verbesserte Lithiumbatterie gemäß Anspruch 1 geschaffen, zusammengesetzt aus einer Vielzahl von, in einem Batte­ riegehäuse angeordneter, Lithium enthaltender, geschichteter elek­ trochemischer Zellen, wobei die geschichteten elektrochemischen Zellen ein durchgehendes, flexibles, mobiles Lithiumion enthaltendes Polymer-Elektrolytlaminat, diskrete erste und zweite Polelektroden, gehalten von den jeweiligen, durchgehenden, flexiblen ersten und zweiten Polelektrodenträgerlaminaten in Verbindung mit den ersten und zweiten Polelektroden-Stromkollektoren, aufweisen. Die zusammen­ gesetzten Laminate, die die geschichteten elektrochemischen Zellen bilden, sind zusammengesetzt aus einem ersten elektrischen stromlei­ tenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlaminat mit ersten und zweiten Flächen und einer Vielzahl diskreter erster Polelektrodenplatten, verbunden mit einer von den Hauptseiten von jeder ersten Polelektrode, in durch die Plattenbreiten vorbestimmtem Abstandsintervall, mit der ersten Fläche des Elektrodenträgerlami­ nats. Die nicht verbundene, entgegengerichtete Hauptseite von jeder der diskreten ersten Polelektrodenplatten steht in Kontakt mit der erste Fläche von einem durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Polymer-Laminatelektrolyt, ebenfalls von dem gefalteten Laminaten umfaßt.
Jede erste Polelektrodenplatte weist gegenüberstehende Hauptseiten, eine Plattenlänge und eine erste Plattenbreite auf. Das Lithiumion enthaltende Polymer-Laminatelektrolyt ist für Elektronen nicht­ leitfähig. Das dritte in den gefalteten Laminaten enthaltene Laminat ist ein breites, elektrischen Strom leitendes, durchgehendes, flexi­ bles, faltbares Elektrodenträgerlaminat mit einer Vielzahl diskreter zweiter Polelektrodenplatten, verbunden über eine von seinen Haupt­ seiten mit seiner ersten Fläche und im wesentlichen in den gleichen durch die Plattenbreiten vorbestimmten Abstandsintervallen, die die ersten Polelektrodenplatten mit dem ersten elektrischen Strom lei­ tenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlaminat verbindet, wobei jede zweite Polelektrodenplatte gegenüberstehende Hauptseiten aufweist, eine Plattenlänge hat, die der Plattenlänge der ersten Polelektrodenplatte ähnlich ist, und eine zweite Platten­ breite. Die andere Hauptseite von jeder diskreten zweiten Polelek­ trodenplatte steht in Kontakt mit der zweiten Fläche mit durchgehen­ den, flexiblen, faltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Polymer- Elektrolytlaminat, so daß jede diskrete erste polelektrodenplatte mit einer entsprechend angeordneten diskreten zweiten Polelektroden­ platte übereinstimmt. Das erste, elektrischen Strom leitende, durch­ gehende, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminat weist diskrete erste Polelektrodenplatten auf, das zweite, elektrischen Strom leitende, durchgehende, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminat weist diskrete zweite polelektrodenplatten auf und das durchgehende, flexible, faltbare, mobiles Lithiumion enthaltende Polymer-Elek­ trolytlaminat ist zwischen den ersten und den zweiten elektrischen Strom leitenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektroden­ trägerlaminaten angeordnet, sie sind fächerartig-gefaltet, so daß sie schichtartig gefaltete parallele Bereiche und diskrete erste und zweite polelektrodenplatten zwischen den Falten, sowie flexible Ellbogenbereiche bilden, die frei von ersten und zweiten Polelek­ trodenplatten sind, wodurch eine Vielzahl von geschichteten, Lithium enthaltenden, elektrochemischen Zellen geschaffen werden. Ein erster Polelektrodenstromkollektor ist in Verbindung mit dem ersten elek­ trischen, stromleitenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elek­ trodenträgerlaminat angeordnet und ein zweiter Polelektrodenstrom­ kollektor ist in Verbindung mit dem zweiten, elektrischen Strom leitenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlami­ nat verbunden, und die geschichteten, fächerartig-gefalteten, Li­ thiumion enthaltenden elektrochemischen Zellen sind in einem Batte­ riegehäuse mit elektrischen Leitungen angeordnet.
In einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die Breite des durchgehenden, flexiblen, faltbaren, Lithiumion enthaltenden Polymer-Elektrolytlaminat vergrößert, um durchgehende, flexible, faltbare Kantenabschnitte zu schaffen, und die Kantenabschnitte des Laminats enthalten keine mobilen Lithiumionen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der zusammengesetzten, ungefalteten Laminate mit diskreten ersten und zweiten Polelektro­ den, die mit den entsprechenden Flächen verbunden sind.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung von einem geschichteten, fächerartig-gefalteten Bereich der Lithiumion enthaltenden elek­ trochemischen Zellen der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Lithium enthaltenden Polymer- Elektrolytlaminats mit Kantenabschnitten, die frei von Lithiumionen sind.
Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend beschrieben und anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie schon vorhergehend kurz beschrieben, ist die Stromdichte, die eine wiederaufladbare Lithiumionbatterie in der Lage ist zu erzeu­ gen, proportional zu dem Flächenkontakt zwischen der Fläche der positiven Elektrode und des Elektrolyts und der entsprechenden Fläche der negativen Elektrode und des Elektrolyts. Bei der vor­ liegenden, wiederaufladbaren, nicht-wäßrigen Lithiumionbatterie wird ein ausgedehntes, flexibles und mobiles Lithiumion enthaltendes festes Polymerelektrolyt, mit einer ausreichenden Länge und Breite, verwendet. Unter dem Begriff mobiles Lithiumion ist zu verstehen, daß das Lithium in dem Polymerelektrolyt als ein Lithiumsalz oder eine Lithiumverbindung vorliegt, die geeignet ist, zu dissoziieren, um Lithiumionen zur Verfügung zu stellen. Die Lithiumverbindung kann ein Lithium aufweisender, organischer Ligand des von dem Elektrolyt umfaßten Polymers sein. Das Lithiumsalz kann jedes Lithiumsalz sein, das in dem Polymer löslich ist und zur Freisetzung mobiler Lithiu­ mionen durch Dissoziation geeignet ist.
Eine andere Art von festem Polymer-Elektrolyt, die zur Schaffung geschichteter Lithiumion enthaltender Zellen verwendet werden kann, ist ein mikroporöses Polymer-Laminat, welches mit einer organischen, mobile Lithiumionen enthaltenden Flüssigkeit imprägniert worden ist. Üblicherweise wird ein Lithiumsalz in einer geeigneten Konzentration in der organischen Flüssigkeit gelöst, bevor das mikroporöse Poly­ mer-Laminat der organischen Flüssigkeit imprägniert wird.
Das feste Polymer-Elektrolytlaminat kann Polyethylenoxid, Polypropy­ lenoxid, Polyvinylidenfluorid oder irgendeine ähnliche übliche Substanz, in der das geeignete Lithiumsalz vor der Laminierung gelöst worden ist, enthalten. Das Lithiumsalz kann LiPF₆, LiBF₆, LiAsF₆, LiClO₄, Lithiumtriflat (LiCF₃SO₃) oder irgendeine ähnliche, in dem Polymer-lösliche Lithiumverbindung sein, die geeignet ist, durch Dissoziation Lithiumionen zur Verfügung zu stellen. Das mikroporöse Polymerlaminat kann aus Polyethylen, Polypropylen oder ähnlichen relativ inerten Substanzen hergestellt werden, die nachfolgend mit einer, Lithiumion enthaltenden, organischen Flüssigkeit imprägniert werden. Die organische Flüssigkeit ist üblicherweise Ethylencarbonat oder Propylencarbonat oder Mischungen davon, oder ein chemisches Äquivalent, das irgendeine der oben aufgeführten Lithiumverbindungen oder bekannte Derivate davon enthält. Die Breite und Länge des Laminats wird durch die Anordnung bestimmt. Die Dicke des Laminats ist üblicherweise weniger als 1 Millimeter und gewöhnlich zwischen 0,04 und 0,4 mm. Zur Klarstellung, das durchgehende, flexible, faltbare, Lithiumion enthaltende Polymer-Elektrolytlaminat bezieht sich auf irgendeines der nachfolgend aufgeführten: ein festes darin gelöstes Lithiumsalz enthaltendes Polymer-Laminat oder mit einem ein mobiles Lithiumion tragenden Liganten, ein mikroporöses Polymer- Laminat, das mit einer organischen Flüssigkeit imprägniert ist, die eine Lithiumverbindung enthält, die zum Erhalt von Lithiumionen durch Dissoziation geeignet ist und eine Laminatmischung aus einem organischen Isolationspolymer und einem, mobiles Lithiumion enthal­ tenden organischen Polymer. Falls erforderlich, kann separat ein organisches Polymer-Separatorlaminat neben einer Fläche des Polymer­ laminatelektrolyts angeordnet werden.
Üblicherweise ist die negative Elektrode aus elementarem Lithium, das von einer herkömmlichen Form Kohlenstoff mit geringer Partikel­ größe eingeschlossen ist. Es können Graphit, Petrolkoks, feine Holzkohle und ähnliche feinen, freien Kohlenstoff enthaltende Sub­ stanzen üblicherweise verwendet werden. Die kleinen Kohlepartikel, nachfolgend als Feinkohle bezeichnet, weisen eine Partikelgröße von weniger als 1 µm auf und können in der Regel mit einem organischen Bindemittel und gegebenenfalls mit einem Lithiumsalz vermischt werden, und die Mischung wird dann in dünne Quadrate oder rechteckige Plat­ ten ausreichender Größe gegossen oder geformt. Die Plattenbreite wird vorzugsweise an der Breite des oben erwähnten Polymer-Elek­ trolytlaminats um einen Wert, der nicht weniger als die Hälfte der Plattendicke beträgt, übertroffen. Außerdem können dünne Schichten aus elementarem Lithium oder Lithiumlegierungen als wirksames Ano­ denmaterial verwendet werden, die auf einem durchgehenden Kohlen­ stoffträgerstreifen befestigt worden sind.
Die positive Elektrode oder Katode enthält herkömmliche Übergangs­ metalloxide, die zum Einschluß von Lithiumionen in ihre Struktur geeignet sind. Oxide, die als wirksames Katodenmaterial geeignet sind, schließen Kobaltoxid, Vanadiumoxid, Manganoxid, Silbervanadat, Wolframoxid und dergleichen ein. Vorzugsweise ist etwas Lithium in die Struktur des als Katode verwendeten Übergangsmetalloxid einge­ schlossen, worauf häufig als lithiierte Übergangsmetalloxidverbin­ dung Bezug genommen wird. Das wirksame Katodenmaterial wird mit einem geeigneten organischen Bindemittel versetzt. Gegebenenfalls wird etwas feinerer Kohlenstoff zugesetzt, um die Leitfähigkeit der Mischung zu erhöhen. Die positive Elektrodenmischung wird nachfol­ gend in dünne Quadrate oder rechteckige Platten gegossen. Vorzugs­ weise weisen die positiven Elektrodenplatten die selbe Größe, Breite und Länge, wie die negative Elektrode auf.
Es ist nicht erforderlich, daß die negativen Elektrodenplatten und die positiven Elektrodenplatten die gleiche Dicke aufweisen, wobei die Dicke der Platten aber selten 2 mm übersteigt und durch die Anordnung vorgegeben ist. Gewöhnlich, aber nicht notwendigerweise, ist die, elementares Lithium enthaltende Elektrode dünner als die Elektrode, die eine lithiierte Übergangsmetalloxidverbindung ent­ hält. Vorzugsweise übertrifft die Breite des Lithiumion enthaltenden Polymerelektrolytlaminats die Plattenbreite mit nicht mehr als die Hälfte der Dicke von der dünneren der Elektrodenplatten.
Die erfindungsgemäße Lithiumionbatterie, zusammengesetzt aus ge­ schichteten elektrochemischen Zellen, weist elektrisch leitende, durchgehende, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminate auf, an denen die diskreten Elektrodenplatten befestigt sind. Das elektrisch leitfähige, durchgehende, faltbare, flexible Elektrodenträgerlaminat kann aus einem Polymerlaminat, welches enthält und darin laminiert trägt, feine Partikel einer leitfähigen Substanz, wie Feinkohlen­ stoff oder Graphit, Titaniumnitrid und Zirconiumnitrid. Durch elek­ trisch leitfähige Polymerlaminate sind in unserer parallelen Anmel­ dung Nr. 08/204 439, angemeldet am 2. März 1994, beschrieben. Andere geeignete, korrosionsresistente, elektrisch leitfähige, durchgehen­ de, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminate können jedoch außer­ dem verwendet werden. Die negativen Elektrodenplatten sind auf einer Fläche eines elektrisch leitfähigen, durchgehenden, flexiblen, faltbaren polymeren Laminat angebracht und mit einer geeigneten Substanz in Abstandsintervallen befestigt, z. B. mit dem Bindemittel, das in der Elektrodenmischung verwendet wird. Der Abstand der Elek­ trodenplatten wird durch die Größe der herzustellenden Lithiumbatte­ rie geregelt. Auf gleiche Weise werden die positiven Elektroden­ platten auf einer Fläche eines weiteren, gewöhnlich ähnlichen, elektrisch leitenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren polymeren Laminat aufgebracht und mit einer Klebstoffsubstanz, wie das Elek­ trodenplattenbindemittel, vorzugsweise in ähnlichen Abstandsinter­ vallen, befestigt. Die Breite der erfindungsgemäß verwendeten elek­ trisch leitfähigen, durchgehenden, flexiblen, faltbaren polymeren Laminate können gleich oder geringer als die Breite des Lithium enthaltenden festen Polymer-Elektrolytlaminat sein. Die Breite des elektrisch leitfähigen Polymer-Laminats, das zum Halten der Elek­ troden verwendet wird, ist jedoch gleich oder kann die Plattenbreite der befestigten Elektrodenplatten leicht übertreffen. Es ist zu erwähnen, daß die Elektrodenplatten mit den elektrischen Strom lei­ tenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlamina­ ten auf eine Weise verbunden sind, die es gestattet, elektrische Ladung, d. h. Elektronen, frei zwischen den Elektrodenplatten und den Elektrodenträgerlaminaten zu bewegen.
Die nicht verbundene Seite von jeder diskreten negativen Elektroden­ platte wird nachfolgend, wie oben beschrieben, mit einer Fläche von dem Lithium enthaltenden festen Polymer-Elektrolytlaminat in Kontakt gebracht, und die nicht verbundene Seite jeder diskreten positiven Elektrodenplatte wird mit der anderen Fläche des Lithium enthalten­ den festen Polymer-Elektrolytlaminats in Kontakt gebracht. Zur Verdeutlichung, unter Inkontaktbringen ist bei der vorliegenden Erfindung zu verstehen, daß die Elektrodenplatten ionisch leitend mit der entsprechenden Fläche des festen Polymer-Elektrolytlaminats in Verbindung stehen, so daß mobile Lithiumionen in die Lage ver­ setzt werden, von dem Elektrolytlaminat zu den Elektrodenplatten, und vice versa, sich zu bewegen. Geeignetermaßen, aber für die Funktionsfähigkeit der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt not­ wendig, kann eine Lithiumion enthaltende Klebstoffbeschichtung zwischen den Elektrodenplatten in Kontakt mit der entsprechenden Fläche des festen Polymer-Elektrolytlaminats verwendet werden. Vorzugsweise ist die Konzentration des Lithiumions in der Klebstoff­ beschichtung geringer als die Lithiumionkonzentration in dem festen Polymer-Elektrolytlaminat. Solche, Lithiumion enthaltenden Kleb­ stoffbeschichtungen sind in unserer parallelen Patentanmeldung, Nr. 08/332 796, am 2. November 1994 angemeldet, beschrieben.
Die zusammengesetzten Laminate sind schematisch in Fig. 1 darge­ stellt, wobei die Referenzzahl 1 die negativen Elektrodenplatten, die mit dem negativen Elektrodenträgerlaminat 2 verbunden sind, kennzeichnet, die Referenzzahl 4 kennzeichnet die positiven Elek­ trodenplatten, die mit dem positiven Elektrodenträgerlaminat 6 verbunden sind. Die entgegengerichteten, nicht verbundenen Seiten stehen in Kontakt mit der entsprechenden Fläche des Lithium enthal­ tenden festen Polymer-Elektrolytlaminats 8. Alternativ, wie oben beschrieben, kann das feste Polymer-Elektrolytlaminat durch ein mikroporöses Polymerlaminat ersetzt werden, das mit einer Lithiumion enthaltenden organischen Flüssigkeit imprägniert ist. Gegebenenfalls wird eine Lithiumion enthaltende Klebstoffbeschichtung 9 zwischen den Elektrodenplatten und der Fläche des Polymer-Elektrolytlaminats verwendet. Die Laminate sind so zusammengesetzt, daß ein Satz von Polelektroden der mit dem anderen Satz der entgegengesetzten Pol­ elektroden übereinstimmt, wodurch eine Serie von separaten elek­ trochemischen Zellen, gebildet aus einem Paar Elektrodenplatten entgegengesetzter Polarität und einem Elektrolytlaminat, das sand­ wichartig zwischen den Elektrodenplatten angeordnet ist, geschaffen wird. Geeigneterweise ist die Länge der Elektrodenplatten etwas geringer als die Länge des verwendeten Lithiumbatteriegehäuses. Der Abstand zwischen zwei angrenzenden befestigten Elektrodenplatten ist so gewählt, daß es möglich ist, die Laminate zusammen mit den dazwi­ schen angeordneten diskreten Elektrodenplatten zu falten, ohne daß sich Falten oder Ausbuchtungen in den Laminaten ausbilden.
Die zusammengesetzten Laminate, mit den in Abstandsintervallen dazwischen angeordneten diskreten positiven und negativen Elektro­ denplatten werden nachfolgend fächerartig-gefaltet, um mehrere geschichtete, auf Lithiumion basierende elektrochemische Zellen, in einer Weise wie in der Fig. 2 schematisch gezeigt, herzustellen. Die Bezugszahlen der Fig. 2 entsprechen denen der Fig. 1. Die wie ge­ zeigt, geschichteten elektrochemischen Zellen weisen parallele Abschnitte und flexible Ellbogenabschnitte auf, die letzteren sind durch die Referenzzahlen 10 und 12 gekennzeichnet, einer auf jeder Seite des Zellaggregats. Die flexiblen Ellbogenabschnitte sind frei von Elektrodenplatten. Der durch die geschichteten elektrochemischen Zellen erzeugte Strom wird herkömmlich mit verlängerten Metallfo­ lienstreifen 14 und 16, die zwischen den Parallelbereichen in einer üblichen Weise angeordnet sind, abgenommen; 14 kennzeichnet den ersten Polstromkollektor und 16 kennzeichnet den zweiten Polstrom­ kollektor. Die metallischen Stromkollektoren können außerdem zur Wiederaufladung der Lithiumbatterie verwendet werden. Außerdem können andere bekannte Verfahren zur elektrischen Verbindung der Stromkollektoren mit dem entsprechenden stromleitenden Elektroden­ trägerlaminat eingesetzt werden.
Die geschichteten elektrochemischen Zellen, aufgebaut aus gefalte­ ten, ausgedehnten Laminaten und dazwischen angeordneten diskreten positiven und negativen Elektrodenplatten werden in einem üblichen Container oder Gehäuse zur Herstellung einer Lithiumbatterie an­ geordnet. Die metallischen Stromkollektoren werden auf die gleiche Weise mit externen Leitungsdrähten verbunden, um bei der Entladung der Batterie den Strom abzugeben und um die Batterie, wenn erforder­ lich, auf zuladen. Die geschichteten, auf Lithiumion basierenden elektrochemischen Zellen, verpackt in einem Container, werden in bekannter Weise gegen atmosphärische Feuchtigkeit und Korrosion geschützt.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Breite des festen Polymer-Elektrolytlaminats durch einen Polymerstreifen, der an einer, vorzugsweise an beiden Kanten des Lithium enthaltenden Polymer-Elektrolytlaminat angebracht wird, verlängert. Der an dem Polymer-Elektrolytlaminat angebrachte Polymerstreifen enthält keine mobilen Lithiumionen, noch ist er elektrisch leitfähig, folglich ist er geeignet, als Separator, zwischen den Kanten der diskreten posi­ tiven und negativen Elektrodenplatten innerhalb der stapelförmig gefalteten Lithiumionbatterie der vorliegenden Erfindung zu fungie­ ren. Die Fig. 3 stellt einen schematischen Abschnitt des Polymer- Elektrolytlaminats 8 mit Polymerstreifen 18 dar, die an jeder seiner parallelen Kanten angebracht sind.
Wie oben beschrieben, kann das Lithium enthaltende feste Polymer- Elektrolytlaminat, verwendet als das zentrale Laminat der auf Li­ thium basierenden geschichteten elektrochemischen Zellen, durch ein mikroporöses Polymerlaminat ersetzt werden, das mit einer Lithiumion enthaltenden organischen Flüssigkeit imprägniert ist. Bei der zwei­ ten Ausführungsform der Erfindung sind die Grenzbereiche der Kanten des mikroporösen Polymer-Laminat entlang der Länge des mikroporösen Polymers nicht mit der Lithiumion enthaltenden organischen Flüssig­ keit imprägniert, folglich sind die Kantenbereiche frei von Lithiu­ mionen und geeignet, als Separatoren zwischen den Kanten der dis­ kreten positiven und negativen Elektrodenplatten, die in den Falten angeordnet sind, zu fungieren.
Die aus gefalteten Laminaten zusammengesetzten, schichtförmig ausge­ bildeten elektrochemischen Zellen werden anschließend in einem geeigneten Behälter oder Gehäuse verpackt, das mit üblichen elek­ trischen Verbindungsleitungsmitteln ausgestattet ist, um eine Li­ thiumionbatterie mit positiven und negativen Anschlüssen zur Ver­ fügung zu stellen. Die Leitungen sind so ausgestaltet, daß die Batterie geladen werden kann und beim Entladen Strom erzeugt wird.
Beispiel 1
Ein im Handel erhältliches Laminat auf co-polymerisiertem Polyviny­ lidenfluorid (PVDF) basierenden Laminat mit einer 1-Molaren Konzen­ tration LiPF₆ in dem Polymer vor der Laminierung und den üblichen Weichmachern, wurde zu einer geeigneten Länge geschnitten, um eine aus 33 Schichten aus 15,24×10,16 qcm (6×4 inch) Falten zusammen­ gesetzte Lithiumionbatterie zu erhalten. Die Breite des auf PVDF basierenden Polymerlaminats betrug 10 cm (4 inches) und die Dicke des Laminats betrug 0,06 mm = 60 µm (2,4 thou). Eine Mischung ent­ haltend 90 Gew.-% Petrolkoks, 5 Gew.-% LiPF₆ und 5 Gew.-% Polyvinyli­ denfluorid-Bindemittel wurden zu Platten mit Ausmaßen 95×140 mm² (3.8×5.6 inches) und einer Dicke von 450 µm (18 thou) extrudiert und die Platten wurden als Anodenplatten in der schichtförmigen Lithiumbatterie verwendet.
Feines Lithiumkobaltoxid (LixCoO₂, wobei 0<x<1 ist), mit einer durch­ schnittlichen Partikelgröße von ungefähr 5 µm wurde mit 5 Gew.-% Polyvinylidenfluorid gemischt und nachfolgend wurde die Plastikmi­ schung in 95×140 mm² (3.8×5.6 inch) rechteckige Platten mit einer 200 µm Dicke (8 thou) extrudiert. Die lithiiertes Kobaltoxid enthal­ tenden Platten wurden als Katodenplatten in der geschichteten elek­ trochemischen Zelle zur Herstellung der oben beschriebenen Lithium­ batterie verwendet.
Es wurden Polyethylen, enthaltend übliche Weichmacher, mit Feinkoh­ lenstoff einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,5 µm, um 45 Vol.-% Kohlenstoff zu erhalten, gemischt und aus der erhaltenen teigartigen Masse wurde ein Laminat mit einer Dicke von 20 µm (0.8 thou) hergestellt. Die Breite des Kohlenstoff enthaltenden Poly­ ethylenlaminats war 10 cm (4 inches). Das Kohlenstoff enthaltende Polyethylenlaminat wurde auf einer Länge geschnitten, die der Länge des oben beschriebenen, auf Polyvinylidenfluorid basierenden Elek­ trolytlaminats entsprach und die Anodenplatten wurden entlang einer Fläche des Laminats mit Ethylencarbonat in einem Abstand von 1 cm (0.4 inch) zwischen den Platten fixiert. Ein zweites Polyethylenla­ minat mit ähnlicher Länge wurde als das positive Elektrodenträgerla­ minat verwendet und die lithiiertes Kobaltoxid enthaltenden positi­ ven Elektrodenplatten wurden mit einer ihrer Seiten mit Ethylencar­ bonat auf ähnliche Weise fixiert, wobei die positiven Elektroden­ platten die gleichen Abstandsintervalle wie die negativen Elektro­ denplatten aufweisen. Die freien rechteckigen Flächen der positiven und negativen Elektrodenplatten werden nachfolgend mit einer Ethy­ lencarbonat-Propylencarbonat LiPF₆ enthaltenden Paste in einer 0,5 molaren Konzentration beschichtet. Die Laminate wurden, wie in Fig. 1 gezeigt, zusammengesetzt. Die beschichteten Seiten der Elektroden­ platten wurden mit geeigneten Flächen des Polyvinylidenlaminats in Kontakt gebracht, die so geformten elektrochemischen Abschnitte, hergestellt aus positiven und negativen Elektrodenplatten, wurden mit geeigneten Flächen eines durchgehenden Lithiumion enthaltenden, auf Polyvinylidenfluorid basierenden Laminat verbunden und die Elektrodenplatten werden von Kohlenstoff enthaltenden Polyethylenla­ minaten gestützt. Die zusammengesetzten Laminate werden, wie in Fig. 2 gezeigt, um 33 Faltungen zu erzeugen, in einem Zickzackmuster fächerförmig-gefaltet. Eine 20 µm dicke Kupferfolie wurde zwischen den Faltungen des negativen Elektrodenplattenträgerpolymerlaminats angeordnet und eine Aluminiumfolie ähnlicher Dicke wurde zwischen den Faltungen des positiven Elektrodenträgerpolymerlaminats in ähnlicher Weise wie in Fig. 2 schematisch gezeigt, angeordnet. Die gesamte Dicke der gefaltete Laminate enthaltenden Elektrodenplatten war ungefähr 2,54 cm (1 inch). Die geschichteten, gefalteten, zu­ sammengesetzten Laminate wurden verpackt und in bekannter Weise versiegelt, sowie in einem Schutzgehäuse mit geeigneten elektrischen Leitungen untergebracht.
Die, wie oben beschrieben, aus geschichteten, gefalteten, elektro­ chemischen Zellen hergestellte Lithiumbatterie wurde durch Anlegung von 4,2 Volt an ihre Pole bis eine stabile Batterieladung von 4,0 Volt erreicht war, geladen. Für die vollständig geladene Lithium­ batterie wurde gefunden, daß sie eine durchschnittliche elektrische Entladungsspannung von 3,2 Volt zur Verfügung stellt. Es wurden 103 Watt Stunden je kg gemessen, die die Lithiumbatterie als spezifische Energie erzeugt, und für die Energiedichte der erfindungsgemäß hergestellten Lithiumbatterie wurden 237 Watt Stunden je Liter gefunden.
Beispiel 2
Ein 2,54 cm (1 inch) breites mikroporöses, auf Polyethylen basie­ rendes Polymerlaminat, welches unter dem Namen "Cellgard" gehandelt wird, wurde mit einer organischen Flüssigkeit imprägniert, die Ethylencarbonat und Propylencarbonat im einem Verhältnis 1 : 1 und LiClO₄ in einer 1 Molaren Konzentration enthält. Eine Länge des im­ prägnierten, mikroporösen Laminats wurde so zugeschnitten, um 10 Faltungen herzustellen, wobei jede Faltung 2,41×2,41 cm² (0.95 by 0.95 inch) Elektrodenplatten.
Die auf Petroliumkoks basierende Anodenmischung wurde aus feinen Kokspartikeln, 5 Gew.-% Lithiumperchlorat und Polyvinylidenfluorid- Bindemittel hergestellt und in ähnlicher Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben, extrudiert, und die Katodenmischung enthielt, ähnlich wie in Beispiel 1, lithiiertes Kobaltoxid und die Elektrodenplatten der Lithiumbatterie des Beispiels 2 hatten die Ausmaße von 2,41× 2,41 cm² (0.95 by 0.95 inch square). Die Dicke des auf Pertoleumkoks­ basierenden negativen Elektrodenplatte betrugt 450 µm (18 thou) und das der auf lICoO₂-basierenden positiven Elektrodenplatte war 200 µm (8 thou), entsprechend dem Beispiel 1.
Die Elektrodenplatten wurden an 2,54 cm breiten (1 inch) 45 Vol.-% Kohlenstoff beladenen Polyethylenlaminaten in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, fixiert, wodurch ein Set negativer Elek­ trodenplatten, getragen auf einem leitenden, Kohlenstoff enthalten­ den Polymerlaminat und einem weiteren Set positiver Elektrodenplat­ ten, getragen auf einem weiteren leitenden Kohlenstoff enthaltenden Polymerlaminat geschaffen wurde. Das Lithiumion enthaltende mikropo­ röse Polymerlaminat und die Elektrodenplatten enthaltenden Laminate wurden, entsprechend wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, zusammenge­ setzt und gefaltet. Die Lithiumbatterie wurde aus 10 Faltungen hergestellt und die schichtartig angeordneten elektrochemischen Zellen wurden versiegelt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, ver­ packt.
Die Lithiumbatterie, bestehend aus 10 geschichteten 6,45 cm² (1 square inch) Zellen, wurde nachfolgend wie in Beispiel 1 geladen. Für die vollständig geladene Batterie wurde eine anfängliche Strom­ spannung von 3,8 Volt gefunden. Die durchschnittliche Entladungs­ spannung betrug 3,12 Volt. Die auf Lithiumion basierende schicht­ förmig angeordnete, gefaltete, elektrochemische Zelle liefert einen spezifischen Energiewert von 95 Watt Stunde/kg und eine Energiedich­ tewert von 200 Watt Stunde/Liter.
Im Vorhergehenden wurden die Prinzipien, bevorzugten Ausführungs­ formen und Funktionsweisen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die erläuterten besonderen Aus­ führungsformen eingeschränkt. Die oben beschriebenen Ausführungs­ formen sind daher eher als beispielhaft beschreibend denn als be­ schränkend zu betrachten, und es versteht sich, daß der Fachmann Variationen dieser Ausführungsformen herstellen kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung, der durch die nachfolgenden Ansprüche definiert ist, zu verlassen.

Claims (15)

1. Lithiumbatterie zusammengesetzt aus einer Vielzahl von, in einem Batteriegehäuse angeordneter, Lithium enthaltender, geschichteter elektrochemischer Zellen, worin die geschichteten elektrochemi­ schen Zellen ein durchgehendes, flexibles, gefaltetes, mobiles Lithiumion enthaltendes Polymerelektrolyt, erste und zweite Pol­ elektroden, und erste und zweite Polelektrodenstromkollektoren aufweisen, wobei die Verbesserung umfaßt, daß die beschichteten elektrochemischen Zellen aus Laminaten aufgebaut sind, bestehend aus:
  • i) einem ersten elektrischen, Strom leitenden, durchgehen­ den, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlaminat, mit ersten und zweiten Flächen, einer Vielzahl von diskreten ersten Polelektrodenplatten, wobei jede erste Polelek­ trodenplatte gegenüberstehende Hauptseiten, eine Plattenlänge und eine erste Plattenbreite aufweist, wobei eine der Hauptseiten von jeder dieser diskreten ersten Polelektrodenplatten, leitend mit der ersten Fläche des ersten, elektrischen Strom leitenden, durch­ gehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlaminats in durch die Plattenlänge vorbestimmten Abstands­ intervallen verbunden ist,
  • ii) einem durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Polymerelektrolytlaminat mit er­ sten und zweiten Flächen, einer Laminatbreite und einem Laminatkantenpaar, wobei das durchgehende, flexible, faltbare Polymerelektrolytlaminat für Lithiumionen leitend und für elektrischen Strom nichtleitend ist,
  • iii) einem zweiten elektrischen, Strom leitenden, durchgehen­ den, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlaminat mit ersten und zweiten Flächen, einer Vielzahl diskreter zweiter Polelektrodenplatten, wobei jede zweite Polelek­ trodenplatte gegenüberstehende Hauptseiten aufweist, eine Plattenlänge hat, die der Plattenlänge der ersten Polelektrodenplatten ähnlich ist, und eine zweite Plat­ tenbreite, wobei eine der Hauptseiten von jeder der diskreten zweiten Polelektrodenplatten leitend mit der ersten Fläche des zweiten elektrischen, Strom leitenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerla­ minat in vorbestimmten Abstandsintervallen verbunden ist;
und die anderen der gegenüberstehenden Hauptseiten der diskreten ersten Polelektrodenplatten Kontakt haben mit der ersten Fläche des durchgehenden, flexiblen, faltba­ ren, mobiles Lithiumion enthaltenden Polymerelektrolyt­ laminats in den vorbestimmten Abstandsintervallen, und die anderen von den gegenüberstehenden Hauptseiten der diskreten zweiten Polelektrodenplatten Kontakt haben mit der zweiten Fläche des durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Po­ lymerelektrodenlaminats in den vorbestimmten Abständen, wobei jede Hauptseite von den diskreten ersten Polelektrodenplatten Kontakt mit der ersten Fläche des polymeren Elektrolytlaminats hat, und entsprechend die jeweilige Hauptseite von einer der diskreten zweiten Polelektrodenplatten Kontakt mit der zweiten Fläche des polymeren Elektrolytlaminats hat;
wobei die zusammengesetzten Laminate sind fächerartig gefaltet sind, so daß sie geschichtete parallele Be­ reiche umfassen, die die diskreten ersten und zweiten Polelektrodenplatten umhüllen, und flexible Ellenbo­ genbereiche ohne diskrete erste und zweite Pol­ elektrodenplatten aufweisen, wodurch eine Vielzahl Li­ thium enthaltender, gefalteter und geschichteter elek­ trochemischer Zellen zur Verfügung gestellt wird; einem ersten Polelektrodenstromkollektor, der in elektrischem Kontakt mit dem ersten, elektrischen Strom leitenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlaminat steht;
einem zweiten Polelektrodenstromkollektor, der in elektrischen Kontakt mit dem zweiten, elektrischen Strom leitenden, durchgehenden, flexiblen, faltbaren Elektrodenträgerlaminat steht;
und einem Batteriegehäuse mit elektrischer Zuleitung, das die fächerartig gefalteten elektrochemischen Zell­ schichten enthält.
2. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen, die gemäß Anspruch 1 in einem Batteriegehäuse angeordnet sind, mit diskreten ersten Polelektrodenplatten, umfassend Kohlenstoff mit einer Partikelgröße von weniger als 1 µm, ein mobiles Lithiumion enthaltendes Salz, wobei der Kohlenstoff zur Einlagerung des mobilen Lithiumions geeignet ist, und ein organisches Bindemittel.
3. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl von Lithium enthaltenden, geschichteten, elektrochemischen Zellen, die gemäß Anspruch 1 in einem Batteriegehäuse angeordnet sind, wobei die diskreten zweiten Polelektro­ denplatten eine lithiierte Übergangsmetalloxidverbindung umfaßt und das Übergangsmetall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Mangan, Vanadium, Kobalt, Nickel, Wolfram und Silber-Vanadiumlegierungen, worin die Übergangsmetalloxidverbindung zur Einlagerung von Lithiumionen in ihre Struktur geeignet ist, und einem organischen Bindemittel.
4. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei die Breite des Laminats des durchgehenden, flexiblen, haltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Elektrolytpolymers die Größe der ersten und zweiten Plattenbreiten übertrifft.
5. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei die erste Plattenbreite der zweiten Plattenbreite gleicht und die Laminatbreite des durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Polymer-Laminatelektrolyt die der ersten Plattenbreite übertrifft.
6. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das durchgehende, flexible, faltbare, mobiles Lithiumion enthaltende Polymer-Elektrolytlaminat eine organische Polymerverbindung umfaßt, die ein Lithiumsalz in einer ersten Konzentration darin gelöst enthält und worin das Lithiumsalz zur Erzeugung mobiler Lithiumionen geeignet ist.
7. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 6, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das durchgehende, flexible, faltbare, mobiles Lithiumion enthaltende Polymer-Elektrolytlaminat einen Polymerlaminatstreifen aufweist, der an einer der Laminatkanten angebracht ist, wobei der polymere Lami­ natstreifen im wesentlichen aus der organischen Polymer­ verbindung besteht, die in dem Polymer-Elektrolytlaminat enthalten ist, und wobei der Polymer-Laminatstreifen die Laminatbreite vergrößert.
8. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender geschichteter elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das durchgehende, flexible, faltbare, mobiles Lithiumion enthaltende Polymer-Elektrolytlaminat ein durchgehendes, flexibles, faltbares mikroporöses Polymerlaminat, das mit mobiles Lithiumion enthaltender organischer Flüssigkeit imprägniert ist, umfaßt, und das Lithiumion in der organischen Flüssigkeit in einer zweiten Konzentration enthalten ist.
9. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 8, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das imprägnierte, durchgehende, flexible, faltbare, mikroporöse Polymerlaminat Kantenabschnitte aufweist, hergestellt aus nichtimprägniertem, durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mikroporösen Polymer-Laminat, wobei die Kantenabschnitte die mikroporöse Polymer-Laminatbreite vergrößern.
10. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 6, angeordnet in einem Batteriegehäuse, mit einer Lithiumion enthaltenden Klebstoffbeschichtungsschicht zwischen einer der Flächen des durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Polymer-Elektrolytlaminats und der anderen der gegenüberstehenden Hauptseiten zumindest einer der diskreten Elektrodenplatten, wobei die Lithiumionkonzentration in der Klebstoff­ beschichtungsschicht niedriger ist als die erste Konzen­ tration des gelösten Lithiumsalzes in dem durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mobiles Lithiumion enthaltenden Polymer-Elektrolytlaminat
11. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 8, angeordnet in einem Batteriegehäuse, mit einer Lithiumion enthaltenden Klebstoffbeschichtungsschicht zwischen einer der Flächen des durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mikroporösen Polymerlaminats, das mit einer mobiles Lithiumion enthaltenden organischen Flüssigkeit imprägniert ist, und der anderen der gegenüberstehenden Hauptseiten, zumindest zwischen einer von den diskreten Elektroden­ platten, wobei die Konzentration des Lithiumions in der Klebstoffbeschichtungsschicht niedriger ist als die zweite Konzentration an Lithiumionen, die in der organi­ schen Imprägnierflüssigkeit des durchgehenden, flexiblen, faltbaren, mikroporösen Polymerlaminats enthalten ist.
12. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das erste, elektrischen Strom leitende, durchgehende, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminat elektrisch leitende Partikel umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff bei einer Partikelgröße niedriger als 1 µm, Graphit, Titaniumnitrid und Zirconiumnitrid, eingebettet in ein durchgehendes, flexibles, faltbares Polymer-Laminat.
13. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das zweite, elektrischen Strom leitende, durchgehende, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminat elektrisch leitende Partikel umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff mit einer Partikelgröße niedriger als 1 µm, Graphit, Titaniumnitrid und Zirconiumnitrid, eingebettet in einem durchgehenden, flexiblen, faltbaren Polymerlaminat.
14. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das erste, elektrischen Strom leitende, durchgehende, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminat eine verlängernde Metallfolie umfaßt, wobei das Metall aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Legierungen aus Aluminium, Kupfer, Legierungen aus Kupfer ausgewählt ist, und die verlängernde Metallfolie an einer Fläche des durchgehenden, flexiblen, faltbaren Polymerlaminats haftend angebracht ist.
15. Lithiumbatterie, aufgebaut aus einer Vielzahl Lithium enthaltender, geschichteter, elektrochemischer Zellen gemäß Anspruch 1, angeordnet in einem Batteriegehäuse, wobei das zweite, elektrischen Strom leitende, durchgehende, flexible, faltbare Elektrodenträgerlaminat eine verlängernde Metallfolie umfaßt, und das Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Legierungen aus Aluminium, Kupfer und Legierungen aus Kupfer, und wobei die verlängernde Metallfolie an einer Fläche des durchgehenden, flexiblen, faltbaren Polymerlaminats haftend angebracht ist.
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