ES2700576T3 - Celda de litio-azufre - Google Patents

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Abstract

Una celda de litio-azufre que comprende un ánodo que comprende metal litio o aleación de metal litio; un cátodo que comprende una mezcla de material electroactivo de azufre y material electroconductor sólido; y un electrolito líquido que comprende al menos una sal de litio, polisulfuros de litio y un solvente que comprende un dinitrilo, en donde los polisulfuros de litio se disuelven en el dinitrilo.

Description

DESCRIPCIÓN
Celda de litio-azufre
La presente invención se refiere a una celda de litio-azufre.
Antecedentes de la invención
Una celda típica de litio-azufre comprende un ánodo (electrodo negativo) formado de metal litio o una aleación metálica de litio, y un cátodo (electrodo positivo) formado de azufre elemental u otro material electroactivo de azufre. El azufre u otro material electroactivo que contiene azufre puede mezclarse con un material conductor eléctricamente, tal como carbono, para mejorar su conductividad eléctrica. Típicamente, el carbono y el azufre son pulverizados y posteriormente mezclados con un solvente y un aglutinante para formar una suspensión. La suspensión se aplica al colector de corriente y posteriormente se seca para eliminar el solvente. La estructura resultante se calandra para formar una estructura compuesta, la cual se corta en la forma deseada para formar un cátodo. Un separador se coloca sobre el cátodo y un ánodo de litio se coloca en el separador. El electrolito se introduce en la celda para humectar el cátodo y el separador. El electrolito incluye típicamente una sal de electrolito disuelta en un solvente.
Las celdas de litio-azufre son celdas secundarias, y pueden recargarse mediante la aplicación de una corriente externa a la celda. Las celdas recargables de este tipo tienen una gama amplia de aplicaciones potenciales. Consideraciones importantes cuando se desarrollan celdas secundarias de litio-azufre incluyen la energía gravimétrica, el ciclo de vida y la facilidad de ensamblaje de la celda.
Cuando se descarga una celda de litio-azufre, el azufre en el cátodo se reduce en dos etapas. En la primera etapa, el material electroactivo de azufre (por ejemplo, azufre elemental) se reduce a especies de polisulfuro, Sn2- (n > 2). Estas especies son solubles generalmente en el electrolito. En la segunda etapa de la descarga, las especies de polisulfuro se reducen a sulfuro de litio, U2S, el cual es insoluble. Cuando la celda se carga, el mecanismo de dos etapas se produce al revés, donde el sulfuro de litio se oxida hasta polisulfuro de litio, y posteriormente hasta litio y azufre.
Así como también debe ser un solvente adecuado para la sal de electrolito, un solvente para su uso en celdas de litioazufre no debe reaccionar con el ánodo de metal de litio y actuar como un buen solvente para las especies de polisulfuro formadas tras la descarga. Como tales, los requerimientos de solvente de las celdas de litio-azufre son más complejos significativamente que los de una celda de iones de litio debido a la multidimensionalidad introducida al menos en parte por las especies intermedias formadas durante la carga y descarga de una celda de litio-azufre. Muchos solventes, tales como los carbonatos, que se emplean típicamente en las celdas de iones de litio, no son adecuados para su uso en las celdas de litio-azufre porque reaccionan con los polisulfuros formados tras la descarga, particularmente a cargas altas de azufre. Por lo tanto, el rendimiento de un solvente de electrolito en una celda de litio-azufre no puede predecirse a partir de su rendimiento como solvente de electrolito en una celda de ion litio. Una batería de litio-azufre conocida de la técnica anterior se describe en el documento GB 2430542 A.
Descripción detallada
Antes de que se describan ejemplos particulares de la presente invención, debe entenderse que la presente descripción no se limita a la celda, el método o el material particular descrito en la presente descripción. Además, debe entenderse que la terminología usada en la presente descripción se usa para describir ejemplos particulares solamente, y no pretende ser limitante, dado que el alcance de la protección se definirá mediante las reivindicaciones y los equivalentes de esta.
Al describir y reivindicar la celda y el método de la presente invención, se usará la terminología siguiente: las formas singulares "un", "una" y "la" incluyen formas plurales a menos que el contexto lo indique claramente de cualquier otra manera. De esta manera, por ejemplo, la referencia a "un ánodo" incluye la referencia a uno o más de dichos elementos.
La presente invención se define mediante la materia de la reivindicación 1 anexa. Las modalidades preferidas se definen mediante las reivindicaciones dependientes. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona una celda de litio-azufre que comprende:
un ánodo que comprende metal litio o aleación de metal litio;
un cátodo que comprende una mezcla de material electroactivo de azufre y material electroconductor sólido; y un electrolito líquido que comprende al menos una sal de litio, polisulfuros de litio y un solvente que comprende un dinitrilo, en donde los polisulfuros de litio se disuelven en el dinitrilo.
En modalidades de la presente invención, se ha encontrado que, mediante el uso de un dinitrilo como un solvente de electrolito, puede aumentarse la energía gravimétrica de la celda de litio-azufre. Además, se ha encontrado que los electrolitos formados mediante el uso de dinitrilos como solventes también pueden tener características de viscosidad favorables. En consecuencia, dichos electrolitos pueden aplicarse al cátodo de una manera conveniente y eficiente, lo que facilita un ensamblaje de celda eficiente y conveniente. En modalidades de la presente invención, se ha encontrado, además, que el ciclo de vida de una celda de litio-azufre también puede mejorarse mediante el uso de un dinitrilo como solvente en la celda de litio-azufre.
En modalidades de la presente invención, se ha encontrado, además, que el rendimiento a temperatura baja de la celda de litio-azufre puede mejorarse mediante el uso de un dinitrilo como solvente. Por ejemplo, en determinadas modalidades, el electrolito puede permanecer en forma líquida a temperaturas más abajo de 0 grados C, por ejemplo, más abajo de -10 grados C (por ejemplo, hasta -30 grados C).
El dinitrilo puede tener la fórmula (I):
Figure imgf000003_0001
en donde:
n es un entero de 2 a 10, y
en cada enlace -CR1R2-, R1 y R2 se seleccionan cada uno independientemente de H, -OH, amina, amida, éter y un grupo alquilo de C1 a C6.
Para evitar dudas, cada enlace -CR1R2- puede ser igual o diferente. En una modalidad, uno de los enlaces -CR1R2- es diferente del resto de los enlaces -CR1R2- en el dinitrilo. El enlace -CR1R2- que es diferente de los enlaces restantes -CR1R2- puede presentarse adyacente a un grupo CN.
Donde R1 y/o R2 es una amina, la amina puede tener la fórmula -NRaRb, donde cada de Ra y Rb es independientemente H o un grupo hidrocarbilo. Los grupos hidrocarbilo adecuados incluyen grupos alquilo, por ejemplo, alquilo de C1 a C4 (por ejemplo, metilo, etilo, propilo o butilo). Por ejemplo, -NRaRb puede ser -NH2 o -N(CH3)2. La amina puede ser un grupo amina primaria, secundaria o terciaria.
Donde R1 y/o R2 es una amida, la amida puede ser -NRaC(O)Rb, donde cada uno de Ra y Rb es independientemente H o un grupo hidrocarbilo. Los grupos hidrocarbilo adecuados incluyen grupos alquilo, por ejemplo, alquilo de C1 a C4 (por ejemplo, metilo, etilo, propilo o butilo). Por ejemplo, -NRaC(O)Rb puede ser -NHC(O)CH3.
Donde R1 y/o R2 es un grupo éter, el éter puede tener la fórmula -ORc, donde Rc es un grupo hidrocarbilo. Los grupos hidrocarbilo adecuados incluyen grupos alquilo, por ejemplo, alquilo de C1 a C4 (por ejemplo, metilo, etilo, propilo o butilo). Por ejemplo, el grupo -ORc puede ser -OCH3.
Donde R1 y/o R2 es un grupo alquilo, el grupo alquilo puede ser un grupo alquilo de C1 a C6, por ejemplo, metilo, etilo, propilo, i-propilo, n-butilo, i-butilo y t-butilo, pentilo o hexilo.
En una modalidad, el dinitrilo de fórmula (I) incluye al menos 2, por ejemplo, 2 a 4 enlaces -CR1R2- que son de la fórmula -CH2-. Opcionalmente, el dinitrilo de fórmula (I) puede incluir, además, uno o dos enlaces -CR1R2- de la fórmula -CHR2. El enlace -CHR2- puede estar adyacente a un grupo -CN.
En una modalidad, el dinitrilo tiene la fórmula (II):
Figure imgf000003_0002
en donde:
p es 0 o 1,
q es un entero de 1 a 9,
r es 0 o 1, y
R3 , R4 , R5 y R6 se seleccionan cada uno independientemente de H y un grupo alquilo de C1 a C6 (por ejemplo, metilo, etilo, propilo, i-propilo, n-butilo, i-butilo y t-butilo, pentilo o hexilo, preferentemente, metilo).
Preferentemente, al menos uno de R3 y R4 es H, y al menos uno de R5 y R6 es H. Preferentemente, al menos uno de R3 , R4 , R5 y R6 es un grupo alquilo de C1 a C6. En una modalidad, R3 es H; R5 es H; y al menos uno de R4 y R6 es un grupo alquilo de C1 a C6. Por ejemplo, en una modalidad, R3 es H; R5 es H; R4 es H y R6 es un grupo alquilo de C1 a C6.
En una modalidad, p es 0 y r es 1. En una modalidad, q es 2. Por ejemplo, p puede ser 0, r puede ser 1 y q puede ser 2.
Ejemplos de dinitrilos adecuados incluyen 2-metilglutaronitrilo, succinonitrilo y adiponitrilo.
Como se describió anteriormente, el electrolito comprende además una sal de litio. Las sales de litio adecuadas incluyen al menos una de hexafluorofosfato de litio (LiPFa), hexafluoroarsenato de litio (LiAsFa), perclorato de litio (LiClO4), trifluorometanosulfonimida de litio (LiN(CFaSÜ2)2)), borofluoruro de litio (UBF4), trifluorometanosulfonato de litio (CF3SO3U),
y bis(oxalato)borato de litio (LiB(C2O4)2). Preferentemente, la sal de litio es trifluorometanosulfonimida de litio (LiN(CF3SO2)2).
La concentración de sal de litio en el electrolito es preferentemente de 0,1 a 5 M, con mayor preferencia de 0,2 a 3 M, por ejemplo, de 0,4 a 2 M (por ejemplo, de 0,5 a 1 M).
Como se discutió anteriormente, la celda de litio-azufre de la presente invención incluye un ánodo, un cátodo, un electrolito y, opcionalmente, un separador poroso. Este último puede colocarse entre el ánodo y el cátodo. El ánodo puede formarse de metal litio o una aleación de metal litio. Preferentemente el ánodo es un electrodo de lámina de metal, tal como un electrodo de lámina de litio. La lámina de aluminio se forma de metal litio o una aleación de metal litio.
El cátodo de la celda incluye una mezcla de material electroactivo de azufre y material electroconductor. Esta mezcla forma una capa electroactiva, la cual puede colocarse en contacto con el colector de corriente.
El material electroactivo de azufre puede comprender azufre elemental, compuestos orgánicos a base de azufre, compuestos inorgánicos a base de azufre y polímeros que contienen azufre. Preferentemente se usa azufre elemental.
El material electroconductor sólido puede ser cualquier material conductor adecuado. Preferentemente, este material electroconductor sólido puede formarse de carbono. Los ejemplos incluyen negro de carbono, fibra de carbono, grafeno y nanotubos de carbono. Otros materiales adecuados incluyen metal (por ejemplo, escamas, limaduras y polvos) y polímeros conductores. Preferentemente se emplea negro de carbono.
La mezcla de material electroactivo de azufre y material electroconductor puede aplicarse al colector de corriente en forma de una suspensión en un solvente (por ejemplo, agua o un solvente orgánico). El solvente puede eliminarse posteriormente y la estructura resultante se calandra para formar una estructura compuesta, que puede cortarse en la forma deseada para formar un cátodo. Un separador puede colocarse sobre el cátodo y un ánodo de litio se coloca sobre el separador. El electrolito puede introducirse después en la celda ensamblada para humectar el cátodo y el separador.
Alternativamente, después de la formación del cátodo, el electrólito puede recubrirse sobre el cátodo. El separador puede colocarse después sobre el cátodo recubierto y el ánodo se coloca sobre el separador.
Como se mencionó anteriormente, los electrolitos formados mediante el uso de dinitrilos como solventes pueden tener, además, características de viscosidad favorables. En consecuencia, dichos electrolitos pueden aplicarse al cátodo de una manera conveniente y eficiente, lo que facilita un ensamblaje de celda eficiente y conveniente. En una modalidad preferida de la invención, el electrolito se incorpora en el ensamble de la celda mediante el recubrimiento del electrolito sobre el cátodo, la colocación del separador sobre el cátodo recubierto y la colocación del ánodo sobre el separador. El recubrimiento puede llevarse a cabo de cualquier manera adecuada, por ejemplo, mediante atomización, extrusión, llenado al vacío, vertimiento y/o extensión del electrolito sobre el material activo de azufre. Después que el electrolito se incorpora al ensamble de la celda, la celda puede sellarse, por ejemplo, en un envase. El envase puede ser hermético al agua y/o hermético al aire. Los envases adecuados incluyen las bolsas.
Cuando se emplea un separador, el separador puede comprender cualquier sustrato poroso adecuado que permita a los iones moverse entre los electrodos de la celda. El separador debe colocarse entre los electrodos para evitar el contacto directo entre los electrodos. La porosidad del sustrato debe ser de al menos 30 %, preferentemente al menos de 50 %, por ejemplo, por encima de 60 %. Preferentemente, la porosidad del separador es de 40-60 %, con mayor preferencia, 45-55 %, por ejemplo, 50 %. Los separadores adecuados incluyen una malla formada de un material polimérico. Los polímeros adecuados incluyen polipropileno, nailon y polietileno. Se prefiere particularmente polipropileno no tejido. Es posible emplear un separador multicapas.
Preferentemente, el separador se selecciona entre polipropileno y polietileno no tejido.
Preferentemente, la permeabilidad del separador es menor que 300 Gurley, con mayor preferencia menor que 250 Gurley, por ejemplo, 200 Gurley.
La celda de litio-azufre de la presente invención es una celda secundaria. Cuando se descarga la celda de litio-azufre, el azufre en el cátodo se reduce en dos etapas. En la primera etapa, el material electroactivo de azufre (por ejemplo, azufre elemental) se reduce a especies de polisulfuro, Sn2-(n > 2). Estas especies son solubles generalmente en el electrolito. En la segunda etapa de la descarga, las especies de polisulfuro se reducen a sulfuro de litio, U2S, el cual, típicamente, se deposita sobre la superficie del ánodo.
Cuando la celda se carga, el mecanismo de dos etapas se produce al revés, donde el sulfuro de litio se oxida hasta polisulfuro de litio, y posteriormente hasta litio y azufre. El electrolito de la celda, por lo tanto, puede incluir especies de polisulfuro disueltas en el dinitrilo.
Ejemplo 1
Todos los electrolitos se prepararon mediante la disolución de la sal de bis(trifluorometilsulfonil)imida de litio (LiTFSI) en los solventes que se enumeran en la tabla más abajo a una concentración de 0,5 M. Los electrolitos se agitaron después a 30 °C durante 1 hora o hasta que se disolvieron completamente.
Los electrolitos se incorporaron después a las celdas ensambladas en condiciones de sala seca (punto de rocío < -50 °C). El material del cátodo se compuso de azufre, negro de carbono y aglutinante de óxido de polietileno (PEO, por sus siglas en inglés) en una relación de 70:10:20 (p/p), respectivamente. El material del cátodo se fundió en una lámina de aluminio recubierta de carbono con una capacidad superficial típica de 1,9-2,0 mAh/cm2. Las celdas se ensamblaron al humedecer el cátodo con el electrolito (3,5 pl/mAh/cm2), que se apiló a su vez con un separador de polipropileno (Celgard 3501) y un ánodo de lámina de litio de 100 pm de espesor.
Los rendimientos de carga y descarga de las celdas se evaluaron en modo galvanostático mediante el uso de un ciclador multicanal Maccor con un intervalo de voltaje de 1,5-2,45 V a 30 °C. Las celdas se descargaron y se cargaron a densidades de corriente de 0,2 C y 0,1 C, respectivamente.
La tabla más abajo muestra la densidad de energía gravimétrica alcanzada con cada celda. Esto se comparó con una celda de referencia formada mediante el uso de sal de bis(trifluorometilsulfonil)imida de litio (LiTFSI) 0,5 M en sulfolano. Como puede verse a partir de la tabla, las celdas formadas mediante el uso de dinitrilos como solventes de electrolitos mostraron densidades de energía gravimétrica mejoradas significativamente en comparación con la celda de referencia y las celdas formadas mediante el uso de mononitrilos como solventes de electrolitos.
Figure imgf000006_0001
Figure imgf000006_0002
Figure imgf000006_0003
Figure imgf000006_0004
Ejemplo 2
Una celda de litio-azufre formada mediante el uso de LiTDI de litio (4,5-diciano-2-(trifluorometil)imidazolio) en 2-metilglutaronitrilo como un electrolito se sometió a ciclos a temperaturas que oscilaron de -10 a 30 grados C. Las curvas de carga-descarga a las diversas temperaturas se muestran en la Figura 1. Se formó una celda comparativa mediante el uso de sulfolano como un solvente de electrolito. Las curvas de carga-descarga comparativas se muestran en la Figura 2. Como puede verse a partir de las figuras, la celda formada mediante el uso de 2-MGN como un solvente de electrolito tiene un rendimiento superior a temperaturas bajas.

Claims (12)

Reivindicaciones
1. Una celda de litio-azufre que comprende
un ánodo que comprende metal litio o aleación de metal litio;
un cátodo que comprende una mezcla de material electroactivo de azufre y material electroconductor sólido; y un electrolito líquido que comprende al menos una sal de litio, polisulfuros de litio y un solvente que comprende un dinitrilo, en donde los polisulfuros de litio se disuelven en el dinitrilo.
2. Una celda como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde el dinitrilo tiene la fórmula (I):
Figure imgf000008_0001
en donde:
n es un entero de 2 a 10, y
en cada enlace -CR1R2-, R1 y R2 se seleccionan cada uno independientemente de H, -OH, amina, amida, éter y un grupo alquilo de C1 a C6.
3. Una celda como se reivindicó en la reivindicación 2, en donde el dinitrilo tiene la fórmula (II):
Figure imgf000008_0002
en donde:
p es 0 o 1,
q es un entero de 1 a 9,
r es 0 o 1, y
R3 , R4 , R5 y R6 se seleccionan cada uno independientemente de H y un grupo alquilo de C1 a C6.
4. Una celda como se reivindicó en la reivindicación 3, en donde al menos uno de R3 y R4 es H, y al menos uno de R5 y R6 es H.
5. Una celda como se reivindicó en la reivindicación 3 o 4, en donde al menos uno de R3 , R4 , R5 y R6 es un grupo alquilo de C1 a C6.
6. Una celda como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde p es 0 y r es 1.
7. Una celda como se reivindicó en la reivindicación 6, en donde q es 2.
8. Una celda como se reivindicó en la reivindicación 6 o 7, en donde al menos uno de R5 y R6 es H y el otro es un alquilo de C1 a C6.
9. Una celda como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, en donde el grupo alquilo de C1 a C6 es metilo.
10. Una celda como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde el dinitrilo se selecciona de al menos uno de 2-metilglutaronitrilo, succinonitrilo y adiponitrilo.
11. Una celda como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material electroactivo de azufre comprende azufre elemental.
12. Una celda como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material electroconductor sólido comprende carbono.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018163127A1 (fr) * 2017-03-10 2018-09-13 HYDRO-QUéBEC Composition d'électrolyte et son utilisation dans des batteries lithium-ion
CN110444812B (zh) * 2019-07-01 2021-03-12 合肥工业大学 一种电解液和包括其的锂硫电池

Family Cites Families (216)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3030720A (en) 1960-06-08 1962-04-24 Highland Supply Corp Portable collapsible artificial christmas trees
US3185590A (en) 1961-01-06 1965-05-25 North American Aviation Inc Lightweight secondary battery
US3578500A (en) 1968-07-08 1971-05-11 American Cyanamid Co Nonaqueous electro-chemical current producing cell having soluble cathode depolarizer
US3639174A (en) 1970-04-22 1972-02-01 Du Pont Voltaic cells with lithium-aluminum alloy anode and nonaqueous solvent electrolyte system
US3721113A (en) 1971-08-23 1973-03-20 Du Pont Rolling of lithium
US3907591A (en) 1971-12-30 1975-09-23 Varta Ag Positive sulphur electrode for galvanic cells and method of producing the same
US3951688A (en) 1972-04-17 1976-04-20 The Gates Rubber Company Method and apparatus for pasting battery plates
US3778310A (en) 1972-05-01 1973-12-11 Du Pont High energy density battery having unsaturated heterocyclic solvent containing electrolyte
GB1475491A (en) 1972-10-02 1977-06-01 Ca Minister Nat Defence Manganese dioxide-coated cathode
US3877983A (en) 1973-05-14 1975-04-15 Du Pont Thin film polymer-bonded cathode
US3907597A (en) 1974-09-27 1975-09-23 Union Carbide Corp Nonaqueous cell having an electrolyte containing sulfolane or an alkyl-substituted derivative thereof
US4048389A (en) 1976-02-18 1977-09-13 Union Carbide Corporation Cathode or cathode collector arcuate bodies for use in various cell systems
US4060674A (en) 1976-12-14 1977-11-29 Exxon Research And Engineering Company Alkali metal anode-containing cells having electrolytes of organometallic-alkali metal salts and organic solvents
US4104451A (en) 1977-09-26 1978-08-01 Exxon Research & Engineering Co. Alkali metal anode/chalcogenide cathode reversible batteries having alkali metal polyaryl metallic compound electrolytes
US4118550A (en) 1977-09-26 1978-10-03 Eic Corporation Aprotic solvent electrolytes and batteries using same
US4163829A (en) 1977-11-14 1979-08-07 Union Carbide Corporation Metallic reducing additives for solid cathodes for use in nonaqueous cells
FR2442512A1 (fr) 1978-11-22 1980-06-20 Anvar Nouveaux materiaux elastomeres a conduction ionique
US4218523A (en) 1979-02-28 1980-08-19 Union Carbide Corporation Nonaqueous electrochemical cell
US4252876A (en) 1979-07-02 1981-02-24 Eic Corporation Lithium battery
US4318430A (en) 1979-11-07 1982-03-09 General Electric Company Apparatus for making rechargeable electrodes for electrochemical cells
IL63207A (en) 1980-07-24 1985-09-29 Lonza Ag Process for the preparation of 2-(2-aminothiazole-4-yl)-2-(syn)-methoxyiminoacetic acid esters
IL61085A (en) 1980-09-19 1983-07-31 Univ Ramot Nonaqueous sulfur cell
JPS59194361A (ja) 1983-03-18 1984-11-05 Toshiba Battery Co Ltd 空気電池
US4499161A (en) 1983-04-25 1985-02-12 Eic Laboratories, Inc. Electrochemical cell using dimethoxymethane and/or trimethoxymethane as solvent for electrolyte
US4503378A (en) 1983-05-02 1985-03-05 General Motors Corporation Charging system for nickel-zinc batteries
US4550064A (en) 1983-12-08 1985-10-29 California Institute Of Technology High cycle life secondary lithium battery
FR2576712B1 (fr) 1985-01-30 1988-07-08 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique a electrolyte non aqueux
DE3687804T2 (de) 1985-07-05 1993-09-23 Hitachi Ltd Sekundaerbatterie.
US4725927A (en) 1986-04-08 1988-02-16 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
JPH0752647B2 (ja) 1986-09-26 1995-06-05 松下電器産業株式会社 電池用電極とその製造方法
GB8630857D0 (en) 1986-12-24 1987-02-04 Sylva Ind Ltd Electrical contact tab
JPH01107467A (ja) 1987-10-20 1989-04-25 Hitachi Maxell Ltd リチウム二次電池
JPH01124969A (ja) 1987-11-10 1989-05-17 Hitachi Maxell Ltd リチウム二次電池
US5079109A (en) 1989-05-16 1992-01-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3220797B2 (ja) 1990-02-28 2001-10-22 日立マクセル株式会社 二次電池の充電方法
US5219684A (en) 1990-05-16 1993-06-15 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Province Of British Columbia Electrochemical cells containing a safety electrolyte solvent
US5368958A (en) 1992-08-20 1994-11-29 Advanced Energy Technologies Incorporated Lithium anode with conductive for and anode tab for rechargeable lithium battery
US5587253A (en) 1993-03-05 1996-12-24 Bell Communications Research, Inc. Low resistance rechargeable lithium-ion battery
JP3092394B2 (ja) 1993-05-28 2000-09-25 新神戸電機株式会社 二次電池の充電方法及び装置
US5460905A (en) 1993-06-16 1995-10-24 Moltech Corporation High capacity cathodes for secondary cells
US5961672A (en) 1994-02-16 1999-10-05 Moltech Corporation Stabilized anode for lithium-polymer batteries
US5648187A (en) 1994-02-16 1997-07-15 Moltech Corporation Stabilized anode for lithium-polymer batteries
JPH0869812A (ja) 1994-08-30 1996-03-12 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉形鉛蓄電池およびその製造法
JPH08138650A (ja) 1994-11-01 1996-05-31 Dainippon Ink & Chem Inc 非水電解液二次電池用炭素質電極板および二次電池
JP3385115B2 (ja) 1994-11-02 2003-03-10 松下電器産業株式会社 ゲル電解質およびリチウム二次電池
US6020089A (en) 1994-11-07 2000-02-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Electrode plate for battery
US5523179A (en) 1994-11-23 1996-06-04 Polyplus Battery Company Rechargeable positive electrode
US6030720A (en) 1994-11-23 2000-02-29 Polyplus Battery Co., Inc. Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
US6376123B1 (en) 1994-11-23 2002-04-23 Polyplus Battery Company Rechargeable positive electrodes
US6358643B1 (en) 1994-11-23 2002-03-19 Polyplus Battery Company Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
US5582623A (en) 1994-11-23 1996-12-10 Polyplus Battery Company, Inc. Methods of fabricating rechargeable positive electrodes
US5686201A (en) 1994-11-23 1997-11-11 Polyplus Battery Company, Inc. Rechargeable positive electrodes
US5814420A (en) 1994-11-23 1998-09-29 Polyplus Battery Company, Inc. Rechargeable positive electrodes
EP0764489B1 (en) 1995-04-03 2002-02-13 Mitsubishi Materials Corporation Porous metallic body with large specific surface area, process for producing the same, porous metallic platy material, and electrode of alkaline secondary battery
JPH08298229A (ja) 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Chem Corp 電気二重層コンデンサ用電解液
JPH08298230A (ja) 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Chem Corp 電気二重層コンデンサ用電解液
US5744262A (en) 1995-06-07 1998-04-28 Industrial Technology Research Institute Stable high-voltage electrolyte for lithium secondary battery
JPH11506799A (ja) 1995-06-07 1999-06-15 モルテック コーポレイション 電気活性な高蓄容量ポリアセチレン−コ−ポリイオウ物質およびそれを含む電解セル
US5529860A (en) 1995-06-07 1996-06-25 Moltech Corporation Electroactive high storage capacity polyacetylene-co-polysulfur materials and electrolytic cells containing same
JPH0927328A (ja) 1995-07-10 1997-01-28 Asahi Denka Kogyo Kk 非水電池
JPH09147913A (ja) 1995-11-22 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
US5797428A (en) 1996-01-11 1998-08-25 Vemco Corporation Pop-alert device
US5919587A (en) 1996-05-22 1999-07-06 Moltech Corporation Composite cathodes, electrochemical cells comprising novel composite cathodes, and processes for fabricating same
DE69709740T2 (de) 1996-06-14 2002-08-22 Moltech Corp., Tucson Zusammensetzung verwendbar in elektrolyten für sekundär batteriezellen
JP3225867B2 (ja) 1996-12-18 2001-11-05 三菱電機株式会社 リチウムイオン二次電池及びその製造方法
JPH10284076A (ja) 1997-04-01 1998-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池及びその電極の製造方法
US20020168574A1 (en) 1997-06-27 2002-11-14 Soon-Ho Ahn Lithium ion secondary battery and manufacturing method of the same
JPH1167261A (ja) 1997-08-20 1999-03-09 Japan Storage Battery Co Ltd 二次電池用電極体の製造方法及び二次電池
US6090504A (en) 1997-09-24 2000-07-18 Korea Kumho Petrochemical Co., Ltd. High capacity composite electrode and secondary cell therefrom
WO1999019932A1 (en) 1997-10-15 1999-04-22 Moltech Corporation Non-aqueous electrolyte solvents for secondary cells
US6162562A (en) 1997-10-28 2000-12-19 Pioneer Electronic Corporation Secondary cell comprising a positive electrode containing polyaniline and 4 diazo compound
US6201100B1 (en) 1997-12-19 2001-03-13 Moltech Corporation Electroactive, energy-storing, highly crosslinked, polysulfide-containing organic polymers and methods for making same
US6210831B1 (en) 1997-12-19 2001-04-03 Moltech Corporation Cathodes comprising electroactive sulfur materials and secondary batteries using same
EP0924783B1 (en) 1997-12-22 2003-04-09 Japan Storage Battery Company Limited Process for producing a porous pasted electrode
US6056185A (en) 1998-03-18 2000-05-02 Ga-Tek Inc. Method of connecting batteries to electronic circuits
JPH11273729A (ja) 1998-03-19 1999-10-08 Yazaki Corp リチウム塩及びスルフィド系二次電池
US6350545B2 (en) 1998-08-25 2002-02-26 3M Innovative Properties Company Sulfonylimide compounds
JP4016506B2 (ja) 1998-10-16 2007-12-05 ソニー株式会社 固体電解質電池
US6302928B1 (en) 1998-12-17 2001-10-16 Moltech Corporation Electrochemical cells with high volumetric density of electroactive sulfur-containing materials in cathode active layers
JP3573992B2 (ja) 1999-02-15 2004-10-06 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
EP1161774A2 (en) 1999-02-19 2001-12-12 Amtek Research International LLC Electrically conductive, freestanding microporous polymer sheet
KR100322449B1 (ko) 1999-06-07 2002-02-07 김순택 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 사용한 리튬 이차 전지
US6413284B1 (en) 1999-11-01 2002-07-02 Polyplus Battery Company Encapsulated lithium alloy electrodes having barrier layers
WO2001036206A1 (en) 1999-11-12 2001-05-25 Fargo Electronics, Inc. Thermal printhead compensation
US6733924B1 (en) 1999-11-23 2004-05-11 Moltech Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US6797428B1 (en) 1999-11-23 2004-09-28 Moltech Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
JP4797219B2 (ja) 1999-12-09 2011-10-19 パナソニック株式会社 電池のリード線接続装置
US6329789B1 (en) 1999-12-21 2001-12-11 Moltech Corporation Methods of charging lithium-sulfur batteries
KR100497147B1 (ko) 2000-02-08 2005-06-29 주식회사 엘지화학 다중 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조방법
JP4644899B2 (ja) 2000-02-23 2011-03-09 ソニー株式会社 電極及び電池、並びにそれらの製造方法
EP1202374A4 (en) 2000-03-28 2009-05-27 Ngk Insulators Ltd LITHIUM ACCUMULATOR
US6344293B1 (en) 2000-04-18 2002-02-05 Moltech Corporation Lithium electrochemical cells with enhanced cycle life
CN1182617C (zh) 2000-05-08 2004-12-29 森陶硝子株式会社 电解质、包含电解质的离子导体和包括这种离子导体的电化学装置
US6958198B2 (en) 2000-07-17 2005-10-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrochemical apparatus
KR100326466B1 (ko) 2000-07-25 2002-02-28 김순택 리튬 설퍼 전지용 전해액
KR100326467B1 (ko) 2000-07-25 2002-02-28 김순택 리튬 설퍼 전지용 전해액
JP2002075446A (ja) 2000-08-02 2002-03-15 Samsung Sdi Co Ltd リチウム−硫黄電池
US6544691B1 (en) 2000-10-11 2003-04-08 Sandia Corporation Batteries using molten salt electrolyte
JP4080335B2 (ja) 2000-12-21 2008-04-23 シオン・パワー・コーポレーション 電気化学電池のためのリチウム負極
US6632573B1 (en) 2001-02-20 2003-10-14 Polyplus Battery Company Electrolytes with strong oxidizing additives for lithium/sulfur batteries
CN1296195C (zh) 2001-02-21 2007-01-24 新日本理化株式会社 连续双轴拉伸聚丙烯多孔膜及其制备方法
JP3680744B2 (ja) 2001-02-23 2005-08-10 三菱マテリアル株式会社 リチウムイオンポリマー二次電池
US6740446B2 (en) 2001-02-28 2004-05-25 Ovonic Battery Company, Inc. Electrochemical cell with zigzag electrodes
KR100417088B1 (ko) 2001-05-22 2004-02-05 주식회사 엘지화학 안전성을 향상시키는 비수전해액 첨가제 및 이를 포함하는비수전해액 리튬이온 2차 전지
WO2002095861A1 (en) 2001-05-22 2002-11-28 Lg Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte additive for improving safety and lithium ion secondary battery comprising the same
KR100385357B1 (ko) 2001-06-01 2003-05-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지
KR100523536B1 (ko) 2001-06-29 2005-10-25 후지 주고교 가부시키가이샤 유기 전해질 커패시터
KR101178643B1 (ko) 2001-07-27 2012-09-07 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 배터리 구조, 자기 조직화 구조 및 관련 방법
AU2002211434B2 (en) 2001-10-03 2006-01-05 Trojan Battery Company System and method for battery charging
US7241535B2 (en) 2001-10-15 2007-07-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries comprising the same
JP3866191B2 (ja) 2001-12-11 2007-01-10 日立マクセル株式会社 非水電解液およびそれを用いた非水電解液電池
US6641027B2 (en) 2001-12-18 2003-11-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of connecting electric leads to battery tabs
KR100466924B1 (ko) 2001-12-28 2005-01-24 한국과학기술원 액적화학증착법을 이용한 초박막형 리튬이온 2차전지의제조방법
US6893762B2 (en) 2002-01-16 2005-05-17 Alberta Research Council, Inc. Metal-supported tubular micro-fuel cell
KR100440939B1 (ko) 2002-02-16 2004-07-21 삼성에스디아이 주식회사 고분자 전해질 및 이를 채용한 리튬 전지
US7713658B2 (en) 2002-04-02 2010-05-11 Nippon Shokubai Co., Ltd. Material for electrolytic solutions and use thereof
CA2384215A1 (en) 2002-04-30 2003-10-30 Richard Laliberte Electrochemical bundle and method for making same
DE10219423A1 (de) 2002-05-02 2003-11-20 Varta Microbattery Gmbh Verfahren zur Herstellung eines galvanischen Elements
KR100454030B1 (ko) 2002-08-07 2004-10-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는리튬-황 전지
DE10238943B4 (de) 2002-08-24 2013-01-03 Evonik Degussa Gmbh Separator-Elektroden-Einheit für Lithium-Ionen-Batterien, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung in Lithium-Batterien sowie eine Batterie, aufweisend die Separator-Elektroden-Einheit
KR100467456B1 (ko) 2002-09-10 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬-황 전지
KR100467453B1 (ko) 2002-09-12 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR100449765B1 (ko) 2002-10-12 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬전지용 리튬메탈 애노드
KR100467436B1 (ko) 2002-10-18 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는리튬-황 전지
KR100477969B1 (ko) 2002-10-25 2005-03-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
KR100485093B1 (ko) 2002-10-28 2005-04-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬-황 전지
KR100472513B1 (ko) 2002-11-16 2005-03-11 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지용 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 설퍼전지
KR100477751B1 (ko) 2002-11-16 2005-03-21 삼성에스디아이 주식회사 비수계 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
KR100875112B1 (ko) 2002-11-16 2008-12-22 삼성에스디아이 주식회사 비수계 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
JP2004179160A (ja) 2002-11-26 2004-06-24 Samsung Sdi Co Ltd リチウム−硫黄電池用正極
US7108942B1 (en) 2003-03-27 2006-09-19 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Efficient electrode assembly design for cells with alkali metal anodes
US7488547B1 (en) 2003-04-22 2009-02-10 Benedetto Anthony Iacovelli Fuel cell, components and systems
JP4055642B2 (ja) 2003-05-01 2008-03-05 日産自動車株式会社 高速充放電用電極および電池
US7245107B2 (en) 2003-05-09 2007-07-17 Enerdel, Inc. System and method for battery charge control based on a cycle life parameter
JP4494731B2 (ja) 2003-06-13 2010-06-30 三菱重工業株式会社 二次電池、二次電池の製造方法
KR100573109B1 (ko) 2003-06-17 2006-04-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
JP2005071641A (ja) 2003-08-27 2005-03-17 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池およびその製造方法
KR100502357B1 (ko) 2003-08-29 2005-07-20 삼성에스디아이 주식회사 고분자 필름을 구비한 양극 및 이를 채용한 리튬-설퍼 전지
US7335440B2 (en) 2003-09-12 2008-02-26 Medtronic, Inc. Lithium-limited anode subassembly with solid anode current collector and spacer
JP2005108523A (ja) 2003-09-29 2005-04-21 Hitachi Maxell Ltd 薄膜電極とその製造方法およびその薄膜電極を用いたリチウム二次電池
JP2005108724A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2005166536A (ja) 2003-12-04 2005-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
US7019494B2 (en) 2004-01-06 2006-03-28 Moltech Corporation Methods of charging lithium sulfur cells
US7646171B2 (en) 2004-01-06 2010-01-12 Sion Power Corporation Methods of charging lithium sulfur cells
US8828610B2 (en) 2004-01-06 2014-09-09 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US7354680B2 (en) 2004-01-06 2008-04-08 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
JP4399779B2 (ja) 2004-02-25 2010-01-20 株式会社豊田中央研究所 電解質粒子、正極、負極及びリチウム二次電池
US8334079B2 (en) 2004-04-30 2012-12-18 NanoCell Systems, Inc. Metastable ceramic fuel cell and method of making the same
US20060024579A1 (en) 2004-07-27 2006-02-02 Vladimir Kolosnitsyn Battery electrode structure and method for manufacture thereof
KR100669330B1 (ko) * 2004-08-03 2007-01-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지 및 리튬 이차 전지 팩
US7635541B2 (en) 2004-10-29 2009-12-22 Medtronic, Inc. Method for charging lithium-ion battery
JP4594039B2 (ja) 2004-11-09 2010-12-08 本城金属株式会社 積層フィルム被覆リチウム箔
US20060105233A1 (en) 2004-11-18 2006-05-18 Hiroyuki Morita Battery
JP5466364B2 (ja) 2004-12-02 2014-04-09 オクシス・エナジー・リミテッド リチウム・硫黄電池用電解質及びこれを使用するリチウム・硫黄電池
JP5651284B2 (ja) 2005-01-18 2015-01-07 オクシス・エナジー・リミテッド リチウム−硫黄電池
KR100813240B1 (ko) 2005-02-18 2008-03-13 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
RU2402842C2 (ru) 2005-03-22 2010-10-27 Оксис Энерджи Лимитед Химический источник электроэнергии и способ его изготовления
EP1865520B1 (en) 2005-03-31 2013-06-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Lithium ion capacitor
US7688075B2 (en) 2005-04-20 2010-03-30 Sion Power Corporation Lithium sulfur rechargeable battery fuel gauge systems and methods
KR100803191B1 (ko) 2005-06-24 2008-02-14 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
WO2007034243A1 (en) 2005-09-26 2007-03-29 Oxis Energy Limited Lithium-sulphur battery with high specific energy
GB2430542B (en) * 2005-09-26 2008-03-26 Oxis Energy Ltd Lithium-sulphur battery with high specific energy
JP4842633B2 (ja) 2005-12-22 2011-12-21 富士重工業株式会社 電池又はキャパシタ用リチウム金属箔の製造方法
KR100907623B1 (ko) 2006-05-15 2009-07-15 주식회사 엘지화학 신규한 적층 구조의 이차전지용 전극조립체
GB2438890B (en) 2006-06-05 2011-01-12 Oxis Energy Ltd Lithium secondary battery for operation over a wide range of temperatures
JP4898308B2 (ja) 2006-06-07 2012-03-14 パナソニック株式会社 充電回路、充電システム、及び充電方法
KR100888284B1 (ko) 2006-07-24 2009-03-10 주식회사 엘지화학 탭-리드 결합부의 전극간 저항차를 최소화한 전극조립체 및이를 포함하고 있는 전기화학 셀
GB0615870D0 (en) 2006-08-10 2006-09-20 Oxis Energy Ltd An electrolyte for batteries with a metal lithium electrode
JP5114036B2 (ja) 2006-09-08 2013-01-09 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 積層型電池の製造方法
WO2008050151A1 (en) 2006-10-25 2008-05-02 Oxis Energy Limited A lithium-sulphur battery with a high specific energy and a method of operating same
JP4337875B2 (ja) 2006-12-29 2009-09-30 ソニー株式会社 正極合剤、ならびに非水電解質二次電池およびその製造方法
KR101342509B1 (ko) 2007-02-26 2013-12-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
US8734986B2 (en) 2007-07-11 2014-05-27 Nissan Motor Co., Ltd. Laminate type battery
JP5111991B2 (ja) 2007-09-28 2013-01-09 株式会社東芝 電池
KR101386165B1 (ko) 2007-10-26 2014-04-17 삼성에스디아이 주식회사 실란계 화합물을 채용한 유기전해액 및 리튬 전지
JP2009187674A (ja) 2008-02-01 2009-08-20 Fdk Corp 積層状態にあるシート状電極とタブとを超音波により溶接する方法
JP4561859B2 (ja) 2008-04-01 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 二次電池システム
GB0808059D0 (en) 2008-05-02 2008-06-11 Oxis Energy Ltd Rechargeable battery with negative lithium electrode
FR2933814B1 (fr) 2008-07-11 2011-03-25 Commissariat Energie Atomique Electrolytes liquides ioniques comprenant un surfactant et dispositifs electrochimiques tels que des accumulateurs les comprenant
US8330420B2 (en) 2009-04-10 2012-12-11 The Regents Of The University Of Michigan Dynamically reconfigurable framework for a large-scale battery system
JP2010251197A (ja) 2009-04-17 2010-11-04 Sharp Corp リチウムイオン電池
JP5412937B2 (ja) 2009-04-27 2014-02-12 ソニー株式会社 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池
JP5362436B2 (ja) 2009-05-08 2013-12-11 パナソニック株式会社 リチウム電池
IN2012DN02063A (es) 2009-08-28 2015-08-21 Sion Power Corp
EP2474037A2 (en) 2009-09-03 2012-07-11 Molecular Nanosystems Inc. Methods and systems for making electrodes having at least one functional gradient therein and devices resulting therefrom
KR20110024707A (ko) 2009-09-03 2011-03-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지의 충전 방법
US9093702B2 (en) * 2009-09-03 2015-07-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolytic solution for lithium battery, lithium battery employing the same and method for operating the lithium battery
JP5619412B2 (ja) * 2009-09-04 2014-11-05 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池の製造方法
JP5487895B2 (ja) 2009-11-17 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 集電体及びその製造方法
JP5481178B2 (ja) 2009-12-08 2014-04-23 日立ビークルエナジー株式会社 組電池および単電池
US20120315553A1 (en) 2010-02-22 2012-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Non-aqueous liquid electrolyte secondary battery and non-aqueous liquid electrolyte for non-aqueous liquid electrolyte secondary battery
JP2011192574A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 Panasonic Corp リチウム一次電池
JP4995297B2 (ja) 2010-03-26 2012-08-08 三菱重工業株式会社 電池、及びこの電池の製造に用いられる超音波溶接システム
EP2629388A4 (en) 2010-10-15 2014-08-06 Sanyo Electric Co ENERGY MANAGEMENT SYSTEM
CN102725936A (zh) 2010-11-25 2012-10-10 松下电器产业株式会社 充电控制电路、电池驱动设备、充电装置以及充电方法
KR101614068B1 (ko) * 2011-01-04 2016-04-21 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 구비한 리튬 이차전지
EP3758124A1 (en) * 2011-02-10 2020-12-30 Mitsubishi Chemical Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery
US9005808B2 (en) * 2011-03-01 2015-04-14 Uchicago Argonne, Llc Electrode materials for rechargeable batteries
JPWO2012133274A1 (ja) 2011-03-30 2014-07-28 三洋電機株式会社 蓄電システム及び移動体
DE102011052156A1 (de) * 2011-07-26 2013-01-31 Jacobs University Bremen Ggmbh Lithium-2-methoxy-1,1,2,2-tetrafluor-ethansulfonat und dessen Verwendung als Leitsalz in Lithium-basierten Energiespeichern
JP2013042598A (ja) 2011-08-16 2013-02-28 Sanyo Electric Co Ltd 充放電制御装置
TWI431835B (zh) * 2011-09-08 2014-03-21 Askey Technology Jiang Su Ltd 電池充放電管理系統及方法
DE102011054119A1 (de) * 2011-09-30 2013-04-04 Westfälische Wilhelms Universität Münster Elektrochemische Zelle
DE102011055028A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-08 Jacobs University Bremen Ggmbh Elektrolyt-Zusatz für Lithium-basierte Energiespeicher
US8828574B2 (en) * 2011-11-15 2014-09-09 Polyplus Battery Company Electrolyte compositions for aqueous electrolyte lithium sulfur batteries
CN103247822B (zh) 2012-02-14 2016-06-08 中国科学院物理研究所 锂硫二次电池体系
CN103427125B (zh) 2012-05-15 2016-04-13 清华大学 硫基聚合物锂离子电池的循环方法
WO2013176068A1 (ja) 2012-05-22 2013-11-28 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用負極、リチウム二次電池、及びリチウム二次電池用負極の製造方法
FR2991104B1 (fr) 2012-05-23 2014-11-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif pour la desulfatation d'une batterie
KR101537768B1 (ko) * 2012-05-31 2015-07-17 주식회사 엘지화학 비수 전해액 및 이를 이용한 리튬 이차전지
CN103531839A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 中国科学院物理研究所 一种防止产生锂枝晶的可充金属锂二次电池
US9023518B2 (en) 2012-09-14 2015-05-05 Eaglepicher Technologies, Llc Lithium—sulfur battery with performance enhanced additives
US9012091B2 (en) * 2013-01-29 2015-04-21 Uchicago Argonne, Llc Electroactive materials for rechargeable batteries
US9590248B2 (en) * 2013-03-12 2017-03-07 Uchicago Argonne, Llc Porous graphene nanocages for battery applications
US9882243B2 (en) 2013-09-26 2018-01-30 Eaglepicher Technologies, Llc Lithium-sulfur battery and methods of reducing insoluble solid lithium-polysulfide depositions
US9864012B2 (en) 2014-02-20 2018-01-09 NOHMs Technologies, Inc. Charge control and termination of lithium sulfur cells and fuel gauging systems and methods

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