DE3439327A1 - Herstellung einer elektrochemischen zelle - Google Patents

Herstellung einer elektrochemischen zelle

Info

Publication number
DE3439327A1
DE3439327A1 DE19843439327 DE3439327A DE3439327A1 DE 3439327 A1 DE3439327 A1 DE 3439327A1 DE 19843439327 DE19843439327 DE 19843439327 DE 3439327 A DE3439327 A DE 3439327A DE 3439327 A1 DE3439327 A1 DE 3439327A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cathode
anode
electrolyte
cell
composite
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.)
Withdrawn
Application number
DE19843439327
Other languages
English (en)
Inventor
Alan Hinton Waldrist Oxon Hooper
John Malcolm Newbury Berkshire North
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UK Atomic Energy Authority
Original Assignee
UK Atomic Energy Authority
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by UK Atomic Energy Authority filed Critical UK Atomic Energy Authority
Publication of DE3439327A1 publication Critical patent/DE3439327A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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

Landscapes

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

Description

BERG STAPF -SCHWABE SANDMAIR .PATENTANWÄLTE . * ·'.;.:.
STUNTZ3TRA33E 16 · CCÜO MÜNCHEN* CO 3439327
.3-
Anwaltsakte 33 799 V 26. Oktober 1984
UNITED KINGDOM ATOMIC ENERGY AUTHORITY
11 Charles II Street London SW1Y 4OP, England
Herstellung einer elektrochemischen Zelle
Priorität: Land: ENGLAND
Aktenzeichen: 8329116
Anmeldetag: 1. NOVEMBER 19Θ3
» (089! 98 82 72 - 74 Telex 5 24 560 BERG d Bankkonten: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 700 202 70)
Telegramme (cabie-i Telekopierer (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swift Code. HYPO OE MW
BERGSUPFPATENT München KaIIe Inlotec 6350 Gr Il-Uli Postscheck München 65343-806 (BLZ 700100BQ)
Herstellung einer elektrochemischen Zelle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Feststoffzelle durch Zusammenbau unter elektrischem Kontakt von einer Anode mit Lithium als ihrem aktiven Material, einem polymeren Elektrolyten und einer Kathode in der Form eines Verbundstoffes eines Einlagerungselektrodenmaterials oder eines ähnlich aktiven Materials in Kombination mit einem polymeren Material.
Eine elektrochemische Feststoffzelle, die eine Li- oder auf Li basierende Anode, einen Lithiumionen leitenden polymeren Elektrolyten und eine auf einem Einlagerungselektrodenmaterial basierende Kathode umfaßt, ist bekannt, vgl. z.B. Europäische Patentanmeldung Nr. 0 013 (entsprechend der US-PS 4 303 748). Um hochaktive Kathoden-Gebrauchsanwendungen bei realistischen Stromdichten zu erzielen, kann die Kathode als eine Verbundstoff-Struktur konstruiert sein, die das Einlagerungselektrodenmaterial (aktiven Katholyten), den polymeren Elektrolyten und gegebenenfalls ein die Elektronen leitendes Medium, wie Graphit, enthält. Beispiele für bevorzugte Verhältnisse sind: 20 % bis 70 % polymerer Elektrolyt, 30 % bis 80 % aktiver Katholyt und gegebenenfalls 1 bis 20% eines elektronenleitenden Mediums,wobei alle Prozentangaben sich auf das Volumen beziehen.
Es wurde bislang angenommen, daß es erforderlich ist, einen äußeren Druck (z.B. 1 bis 3 kg/cm2) während der zyklischen Arbeit anzuwenden, um die individuellen ZeI!komponenten in innigem Kontakt zu halten und dadurch eine gute Wirkung derartiger Zellen zu gewährleisten. Das Vorsehen von Einrichtungen zur Auferlegung eines derartigen Druckes übte jedoch Beschränkungen hinsichtlich der Gestaltung einer derartigen Zelle aus. Ein Weg zur Verbesserung dieses Problems ist nun gewiesen worden; dieser besteht darin, die ZeI!komponenten
einer Wärme-Vorbehandlung unter Druck auszusetzen.
So schafft die Erfindung nach einem Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Feststoffzelle durch Zusammenbau unter elektrischem Kontakt von einer Anode mit Lithium als ihrem aktiven Material, einem polymeren Elektrolyten und einer Kathode in Form eines Verbundstoffes eines Einlagerungselektrodenmaterials oder eines ähnlich aktiven Materials in Kombination mit einem polymeren Material, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Anode, der Elektrolyt und die Kathode zusammen in innigem Kontakt unter Druck vor oder während der Zusammenstellung der Zelle erhitzt werden.
Es wurde gefunden, daß eine Zelle, die erfindungsgemäß hergestellt wurde, und unter geringem oder keinem äußeren Druck zyklisch arbeitete, eine Wirksamkeit besaß, die einer derartigen Zelle vergleichbar ist, welche unter einem wesentlichen äußeren Druck zyklisch arbeitet. Die Erfindung ermöglicht somit die Verwendung von einfacheren, flexibleren und leichteren Gehäusen bei der Herstellung derartiger Zellen. Es können auch vollständige vorgeformte Zellen, die einen Stromsammler, Kathode, Elektrolyt und Anode enthalten, für den anschließenden Zusammenbau in eine Serien/Parallel-Schaltung, wenn dieses erforderlich ist, hergestellt werden. Beispielsweise können ZeI!komponenten in Folienform zwischen ein Paar von heißen Walzen eingegeben werden, um eine vorgeformte Zelle oder Zellen zu ergeben. Gewiinschtenfalls kann ein äußeres polymeres Einbettungsmittel eingefügt werden, um eine vollständige "Band"-Batterie (ribbon battery) zu ergeben.
Ein Beispiel für die Temperatur, auf welche die Anode, die Kathode und der Elektrolyt zusammen erfindungsgemäß erhitzt werden, ist eine Temperatur in dem Bereich von 900C bis 1400C. Der Druck kann beispielsweise in der Größenordnung von einigen kg/cm2, beispielsweise bis zu 5 kg/cm2, liegen.
Der Elektrolyt kann ein Komplex eines makromolekularen Materials, wie Polyethylenoxid, sein, welches nachfolgend als PEO bezeichnet wird, oder von Polypropylenoxid, welches nachfolgend als PPO bezeichnet wirdfmit einem Lithiumsalz, dessen Anion beispielsweise J", Br", ClO4", SCN" oder F3CSO3" sein kann. Die Verbundstoff-Kathode kann als ein Einlagerungselektrodenmaterial ein bekanntes Material enthalten, wie beispielsweise V5O13, V2O5 oder TiS2 und als ein polymeres Material ein Material wie PEO oder PPO. Wenn es erforderlich ist, kann die Verbundstoff-Kathode auch ein die Elektronen leitendes Medium enthalten, wie Graphit oder andere Formen von Kohlenstoff.
Der Zusammenbau der Zellen kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise durch Schichtung, Rollen oder Falten zu einer gewünschten Konfiguration und Einlagerung in ein entsprechendes Zellgehäuse.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird anschließend unter Bezugnahme auf das nachfolgende Beispiel erläutert.
Beispiel 1
3 Filme mit einem Durchmesser von jeweils 1 cm, bestehend aus einer Lithiummetall-Folie in einer Dicke von etwa 300 Mm (Anode), (PEO)9LiF3CSO3 in einer Dicke von etwa 50 um (Elektrolyt) und 50 % PEO, 45 % VrO13 und 5 % Acetylen-Ruß in einer Dicke von etwa 50 pm (Verbundstoff-Kathode, alle Prozentangaben beziehen sich auf das Volumen) wurden gestapelt und auf etwa 1350C unter einer Federbelastung von etwa 1,5 kg/cm2 erhitzt und wurden bei dieser Temperatur und diesem Druck für eine Stunde gehalten. Die Belastung wurde sodann auf ein Minimum verringert, welches auf etwa 100 g/cm2 geschätzt wurde.
• τ *
Es wurde gefunden, daß die erhaltene elektrochemische Zelle keinen Unterschied in der Wirkungsweise bei Tests der zyklischen Arbeit
im Verhältnis zu einer Zelle zeigte, die aus den gleichen Komponenten hergestellt war und unter einem von außen auferlegten Druck von 1 bis 3 kg/cm2 während des zyklischen Arbeitens gehalten wurde, wobei die Vergleichszelle nicht der oben erwähnten Wärmebehandlung unterworfen worden war.

Claims (6)

Anwaltsakte 33 799 Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Feststoffzelle durch Zusammenbau unter elektrischem Kontakt von einer Anode mit Lithium als ihrem aktiven Material, einem polymeren Elektrolyten und einer Kathode in Form eines Verbundstoffes eines Einlagerungselektrodenmaterials oder eines ähnlich aktiven Materials in Kombination mit einem polymeren Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode, der Elektrolyt und die Kathode zusammen in innigem Kontakt unter Druck vor oder während der Zusammenstellung der Zelle erhitzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung die Temperatur in den Bereich von 900C bis 1400C erhöht.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck bis zu 5 kg/cm2 beträgt.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode, der Elektrolyt und die Kathode jeweils in Folienform vorliegen und zwischen heiße Walzen eingebracht werden, um dadurch die zusammengesetzte Zelle herzustellen.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein Komplex von Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid mit einem Lithiumsalz ist.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen Verbundstoff aus einem Einlagerungselektrodenmaterial in Kombination mit Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid enthält.
DE19843439327 1983-11-01 1984-10-26 Herstellung einer elektrochemischen zelle Withdrawn DE3439327A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB838329116A GB8329116D0 (en) 1983-11-01 1983-11-01 Electrochemical cell manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3439327A1 true DE3439327A1 (de) 1985-05-09

Family

ID=10551035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843439327 Withdrawn DE3439327A1 (de) 1983-11-01 1984-10-26 Herstellung einer elektrochemischen zelle

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPS60112261A (de)
DE (1) DE3439327A1 (de)
DK (1) DK518584A (de)
FR (1) FR2554278A1 (de)
GB (2) GB8329116D0 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2587510B1 (fr) * 1985-09-17 1991-01-11 Canon Kk Element de support d'image, cartouche de traitement contenant un tel element et appareil de formation d'images
JPS63152874A (ja) * 1986-12-17 1988-06-25 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解質電池の製造法
US5019469A (en) * 1987-06-18 1991-05-28 Societe Nationale Elf Aquitaine Process for production of an electrochemical sub-assembly comprising an electrode and an electrolyte, and the sub-assembly obtained in this way
FR2616969B1 (fr) * 1987-06-18 1989-09-08 Elf Aquitaine Procede de fabrication d'un ensemble electrochimique comprenant une electrode et un electrolyte et ensemble ainsi realise
US4902589A (en) * 1988-06-08 1990-02-20 Moli Energy Limited Electrochemical cells, electrodes and methods of manufacture
US4935317A (en) * 1989-06-21 1990-06-19 Mhb Joint Venture Method for producing solid state electrochemical laminar cell utilizing cathode rolling step
DE69805994T2 (de) 1997-03-19 2003-03-20 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha, Osaka Nichtwässrige dünne batterie
DE10320601A1 (de) * 2003-05-08 2004-11-25 Liedtke, Rainer K., Dr. Flexible Energieträger-Systeme für mobile elektrische Geräte

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2762858A (en) * 1954-11-18 1956-09-11 Reuben E Wood Punched-cell wax electrolyte batteries
US3314820A (en) * 1963-02-04 1967-04-18 Electric Storage Battery Co Compact element for electric storage battery cells and a method for preparing it
FR2442514A1 (fr) * 1978-11-22 1980-06-20 Anvar Composition composite de materiau d'electrode et d'un materiau elastomere a conduction ionique et electrodes formees a partir de cette composition

Also Published As

Publication number Publication date
DK518584A (da) 1985-05-02
GB2149197B (en) 1986-10-01
GB8329116D0 (en) 1983-12-07
GB8426369D0 (en) 1984-11-21
DK518584D0 (da) 1984-10-31
FR2554278A1 (fr) 1985-05-03
GB2149197A (en) 1985-06-05
JPS60112261A (ja) 1985-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69900347T2 (de) Zusammengesetzte polymerelektrolytstruktur für eine wiederaufladbare lithiumbatterie
DE3783848T2 (de) Nichtwaesserige batterie mit besonderem separator.
DE2535473C3 (de) Galvanische Zelle mit einem nichtwäBrigen Elektrolyten mit einer sehr aktiven negativen Metallelektrode und einer festen positiven Elektrode
DE69602247T2 (de) Zweibatteriensystem mit mittlerer und hoher Entladerate, und Herstellungsverfahren
DE69113937T2 (de) Batterie und verfahren zu deren herstellung.
EP1359637B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines galvanischen Elements
DE69910480T2 (de) Sekundärbatterie Stromquelle
DE69719644T2 (de) Ternäres Lösungsmittel enthaltender nichtwässriger organischer Elektrolyt für Alkalimetall enthaltende elektrochemische Zellen
DE102018111005B4 (de) Verfahren zur künstlichen SEI-Transplantation
DE2930294A1 (de) Wiederaufladbare chalcogenidzelle
DE2841895A1 (de) Elektrochemische zelle und dafuer verwendbarer elektrolyt
DE4406617A1 (de) Wasserfreie sichere Sekundärzelle
DE2628752A1 (de) Elektrochemisches element
DE68908570T2 (de) Verbesserte nichtwässrige Aktivmetalzelle.
DE3036807C2 (de) Elektrochemisches Element mit hoher Energiedichte
DE112017001969T5 (de) Verfahren zum ausbilden einer sekundärbatterie
DE3635257A1 (de) Galvanisches element
DE2455124A1 (de) Elektrolyt fuer ein galvanisches element und galvanisches element mit einem derartigen elektrolyten
DE102014202180A1 (de) Elektrolytzusammensetzungen für Lithium-Schwefel-Batterien
DE69219308T2 (de) Lithium-sekundärbatterie
DE102013222784A1 (de) Elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE3439327A1 (de) Herstellung einer elektrochemischen zelle
DE69804356T2 (de) Elektrochemische zelle mit einem flüssigen, organischen, einen leitfähigkeitszusatz enthaltenden elektrolyten
DE102010051964A1 (de) Lithium-Luftbatterie mit sauerstoffübertragendem Elektrolyt
US4631810A (en) Solid state cell manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM.

8139 Disposal/non-payment of the annual fee