ES2711113T3 - Celda de litio-azufre laminada - Google Patents

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ES2711113T3 ES14755703T ES14755703T ES2711113T3 ES 2711113 T3 ES2711113 T3 ES 2711113T3 ES 14755703 T ES14755703 T ES 14755703T ES 14755703 T ES14755703 T ES 14755703T ES 2711113 T3 ES2711113 T3 ES 2711113T3
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Ove Lindstrom
Mariya Ivanova
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Abstract

Una celda electroquímica de azufre y litio que comprende un laminado que comprende: un ánodo de litio que comprende una capa de lámina de metal de litio o lámina de aleación de metal de litio; un cátodo que comprende un material de azufre activo; un separador poroso dispuesto entre el ánodo de litio y el cátodo; y un electrolito; en donde: el laminado se pliega en una configuración en zigzag; y el cátodo está desplazado con respecto al ánodo de litio en el laminado, de manera que el cátodo es accesible desde un lado del laminado y el ánodo de litio es accesible desde un lado opuesto del laminado.

Description

DESCRIPCION
Celda de litio-azufre laminada
Antecedentes
La presente invencion se refiere a una celda de litio-azufre que comprende un laminado que se pliega en una configuracion en zigzag.
Una celda de litio-azufre tipica comprende un anodo (electrodo negativo) formado a partir de metal de litio o una aleacion de metal de litio y un catodo (electrodo positivo) formado a partir de azufre elemental u otro material de azufre electroactivo. El azufre u otro material electroactivo que contiene azufre se puede mezclar con un material electricamente conductor, como el carbono, para mejorar su conductividad electrica. Tfpicamente, el carbono y el azufre se muelen y luego se mezclan con un solvente y aglutinante para formar una suspension. La suspension se aplica a un colector de corriente y luego se seca para eliminar el disolvente. La estructura resultante esta programada para formar una lamina compuesta de material catodico depositado en un colector de corriente, que se corta en la forma deseada para formar un catodo. Se aplica electrolito al catodo. Luego se coloca un separador sobre el catodo y se coloca un anodo de litio sobre el separador.
Hasta la fecha, las celdas de litio-azufre se han producido mediante un proceso por lotes que comprende varios pasos que requieren mucho tiempo. Por ejemplo, las laminas compuestas de material catodico y las laminas de metal de litio o aleacion de metal de litio deben cortarse en una forma deseada antes del ensamblaje de la celda. En particular, las laminas deben cortarse de tal manera que proporcionen porciones sobresalientes o pestanas a las que se puedan soldar los cables de contacto. Esto puede aumentar la complejidad del proceso general. Ademas, en los metodos conocidos de ensamblaje de celdas, las hojas individuales, precortadas de catodo, separador y anodo se colocan una sobre otra en un proceso por lotes. Tales procesos pueden ser diffciles de automatizar. El documento WO 02/095849 A2 divulga una celda electroqmmica de litio y un proceso para su produccion.
Los presentes inventores han disenado una celda de litio-azufre que se puede ensamblar de manera eficiente y efectiva. Los presentes inventores tambien han desarrollado un proceso eficiente y eficaz para fabricar una celda de litio-azufre.
Descripcion
Antes de que se describan ejemplos particulares de la presente invencion, debe entenderse que la presente divulgacion no esta limitada a la celda, el metodo o el material particular descrito en este documento. Tambien debe entenderse que la terminologfa utilizada en este documento se utiliza para describir ejemplos particulares solamente y no pretende ser limitativa, ya que el alcance de la proteccion se definira por las reivindicaciones y sus equivalentes.
Al describir y reivindicar la celda y el metodo de la presente invencion, se utilizara la siguiente terminologfa: las formas singulares “uno”, “una” y “el” incluyen formas plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Asf, por ejemplo, la referencia a “un anodo” incluye la referencia a uno o mas de tales elementos.
De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, se proporciona una celda electroqmmica de litio-azufre que comprende un laminado que comprende:
un anodo de litio que comprende una capa de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de metal de litio;
un catodo que comprende un material de azufre activo;
un separador poroso entre el anodo de litio y el catodo; y
electrolito;
en donde:
el laminado se pliega en una configuracion en zigzag; y
el catodo esta desplazado con respecto al anodo de litio en el laminado, de manera que el catodo es accesible desde un lado del laminado y el anodo de litio es accesible desde un lado opuesto del laminado.
De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invencion, se proporciona un metodo para fabricar una celda de litio-azufre, comprendiendo dicho metodo:
formar un laminado de i) un anodo de litio que comprende una capa de metal de litio o una lamina de aleacion de metal de litio, ii) un separador poroso; iii) electrolito y iv) un catodo que comprende un material de azufre activo, por lo que el separador esta dispuesto entre el anodo de litio y el catodo y el catodo esta desplazado con respecto al anodo de litio en el laminado, de modo que el catodo es accesible desde un lado del laminado y el anodo de litio es accesibles desde un lado opuesto del laminado; y
plegar el laminado en una configuracion en zigzag.
La celda de la presente invencion se puede ensamblar proporcionando el catodo, el separador y el anodo como hojas o bandas de material que se pueden laminar juntas para formar un laminado. Ventajosamente, por lo tanto, el laminado puede formarse como una banda de material de flujo (por ejemplo, flujo continuo). Al desplazar el catodo con respecto al anodo en el laminado, se puede acceder al catodo desde un lado del laminado y se puede acceder al anodo desde el otro. Ventajosamente, por lo tanto, se puede acceder al catodo y al anodo desde el laminado sin que sea necesario cortar el anodo o el catodo de ninguna manera particular antes de la laminacion. En una realizacion, el catodo, el separador y el anodo se alimentan de rollos respectivos de material en banda. Por ejemplo, los rollos del catodo y el material del anodo pueden desplazarse uno respecto al otro para asegurar que estos componentes esten desplazados en el laminado resultante. Por consiguiente, el catodo y el anodo pueden desplazarse entre sf en una direccion perpendicular al eje longitudinal del laminado. El desplazamiento del catodo y el anodo en una direccion perpendicular al eje longitudinal del laminado puede facilitar la fabricacion continua del laminado, ya que los rollos de material de catodo y anodo pueden desplazarse convenientemente en una direccion perpendicular al flujo del material de catodo y anodo (ver mas abajo). Una ventaja de la celda de la presente invencion es que puede fabricarse en un proceso continuo. Una ventaja adicional es que la celda se presta a la fabricacion utilizando un proceso que puede automatizarse convenientemente.
En una realizacion, el catodo que comprende un material de azufre activo se proporciona como una banda de material, preferiblemente como un flujo continuo de material de banda. El electrolito se puede aplicar al catodo, por ejemplo, poniendo en contacto el electrolito con el material de azufre activo. Esta etapa de contacto puede llevarse a cabo de cualquier manera adecuada, por ejemplo, pulverizando, extruyendo, vertiendo y/o extendiendo el electrolito sobre el material de azufre activo. El electrolito puede, en ciertas realizaciones, aplicarse (por ejemplo, mediante pulverizacion) a una banda movil del catodo, por ejemplo, como una pulverizacion continua o intermitente.
Antes o despues (preferiblemente despues) de que el electrolito se aplique al catodo, se puede aplicar un separador poroso al catodo, por ejemplo, como un flujo (por ejemplo, flujo continuo) de material en banda. Una vez que se aplica electrolito al catodo, es deseable que empape en los poros del separador. En consecuencia, el electrolito puede humedecer el catodo y el separador. El anodo de litio se puede laminar sobre el separador como un flujo continuo de material en banda para formar el laminado. Preferiblemente, el laminado se forma como un flujo (por ejemplo, flujo continuo) de material en banda, por lo que la banda del material del anodo de litio y la banda del material del catodo estan desplazadas entre sf en una direccion perpendicular a la direccion del flujo. En una realizacion preferida, por lo tanto, el catodo esta desplazado con respecto al anodo en una direccion perpendicular al eje longitudinal del laminado. El laminado puede plegarse a lo largo de su longitud (es decir, a lo largo del eje longitudinal del laminado) en una configuracion en zigzag antes o despues de cortar el material laminado a una longitud predeterminada. Al desplazar el anodo con respecto al catodo en una direccion perpendicular al eje longitudinal del laminado, el catodo puede ser accesible desde un lado del laminado, mientras que el anodo puede ser accesible desde el lado opuesto del laminado. Preferiblemente, el laminado se pliega antes del corte.
Preferiblemente, el laminado comprende ademas un anodo de litio adicional y un separador poroso adicional que contiene electrolito. El catodo esta dispuesto preferiblemente entre los anodos de litio y un separador poroso esta dispuesto entre el catodo y cada anodo de litio. En una realizacion preferida, los anodos de litio estan dispuestos, de manera que ambos anodos de litio son accesibles desde el lado opuesto del laminado. Por ejemplo, los anodos de litio pueden estar alineados entre sf. Los anodos pueden contactarse entre sf en el lado relevante del laminado. Esto puede permitir que se use un solo cable de contacto para suministrar y extraer la corriente de los anodos en la celda. El cable de contacto puede soldarse en el(los) anodo(s).
Cuando el laminado comprende dos anodos de litio y dos separadores porosos, se puede aplicar un anodo de litio y un separador poroso a cada lado del catodo. En una realizacion, el catodo comprende una capa que comprende una mezcla de material de azufre activo y un material electroconductor depositado en cada lado de un colector de corriente. El electrolito puede, ventajosamente, aplicarse a la capa a ambos lados del colector de corriente. Antes o despues de la aplicacion del electrolito, se puede aplicar un separador poroso a ambos lados del colector de corriente. Posteriormente, se puede aplicar un anodo de litio a cada separador para formar el laminado. Como se menciono anteriormente, el catodo, los separadores y los anodos se pueden proporcionar como bandas continuas de material. Ventajosamente, por lo tanto, el laminado puede formarse como una banda continua.
Como se discutio anteriormente, el anodo de litio comprende una capa de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de metal de litio. La capa de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de metal de litio puede tener un espesor de 20 a 120 pm, preferiblemente de 30 a 50 pm. La capa de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de metal de litio puede colocarse inicialmente en contacto con un sustrato de soporte. En otras palabras, el anodo puede proporcionarse inicialmente como un precursor de anodo que comprende una capa de lamina metalica de litio o lamina de aleacion soportada sobre un sustrato. Los sustratos adecuados incluyen aquellos formados de un material polimerico, tal como polipropileno. El sustrato puede servir para soportar la capa de lamina durante la fabricacion de la celda y, en particular, durante la etapa de laminacion. Preferiblemente, la lamina se coloca simplemente en contacto con el sustrato sin union. En una realizacion, se proporcionan un rollo de material de sustrato y un rollo de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de metal de litio. Se puede dispensar material desde cada uno de estos rollos para producir el precursor de anodo como un flujo de material en banda. Esta banda se puede introducir en el proceso de laminacion, por ejemplo, de manera continua. De manera deseable, el sustrato se retira del laminado, por ejemplo, antes de la etapa de plegado. Esto se puede lograr simplemente recolectando el material del sustrato en un rollo una vez que se produce el laminado de la celda.
En una realizacion preferida, el anodo de litio comprende una capa discontinua de lamina metalica de litio o lamina de aleacion de litio. Por ejemplo, la capa de lamina metalica de litio o lamina de aleacion de litio puede estar ausente a intervalos, preferiblemente intervalos regulares a lo largo de la longitud del anodo. En un ejemplo, el anodo de litio comprende una serie de regiones o tiras de ancho sustancialmente uniforme a lo largo de la longitud del anodo en el que la capa de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de litio. Estas regiones “vadas” pueden estar separadas ventajosamente por una cantidad sustancialmente uniforme. Preferiblemente, las regiones vadas coinciden con los puntos a lo largo de los cuales se corta el laminado para su uso. Ventajosamente, los huecos reducen o eliminan el riesgo de cortocircuito en la celda ensamblada, ya que se reduce o elimina el riesgo de que el anodo se presione en contacto con el catodo durante el corte.
Las regiones vadas del anodo de litio pueden prepararse utilizando cualquier metodo adecuado. Por ejemplo, cuando el anodo de litio comprende inicialmente una capa de lamina de metal de litio o una lamina de aleacion de litio colocada sobre un sustrato, las secciones de la capa se pueden eliminar cortando o raspando. En una realizacion, las secciones de la capa se eliminan pasando el anodo de litio entre un par de rodillos, uno de los cuales esta provisto de cortadores configurados para cortar o raspar secciones de la capa de metal de litio o aleacion de litio del sustrato de anodo no conductor. Esto permite que las secciones se retiren del anodo de litio, ya que se alimenta una banda continua de material de anodo de litio entre los rodillos. Por consiguiente, las regiones vadas pueden formarse a medida que el material se alimenta al proceso de laminacion en un proceso continuo. Una vez que se forma el laminado, el sustrato se puede quitar, por ejemplo, mediante pelado.
Una vez que se forma el laminado, los cables de contacto se pueden unir al anodo y catodo accesibles del laminado. El laminado puede entonces sellarse en un recipiente hermetico al aire y a la humedad.
Como se describio anteriormente, el catodo comprende un material de azufre electroactivo. Preferiblemente, el material de azufre electroactivo se mezcla con un material electroconductor. Esta mezcla forma una capa electroactiva, que puede ponerse en contacto con un colector de corriente.
La mezcla de material de azufre electroactivo y material electroconductor se puede aplicar al colector de corriente en forma de una suspension en un disolvente (por ejemplo, agua o un disolvente organico). El disolvente se puede eliminar y la estructura resultante se puede calandrar para formar una estructura compuesta. En una realizacion preferida, el material de azufre electroactivo y, opcionalmente, el material electroconductor no cubren toda el area del colector de corriente. Por ejemplo, los bordes del colector de corriente pueden permanecer expuestos, de modo que el colector de corriente del catodo sea accesible desde un lado del laminado. Ventajosamente, esto permite que los cables de contacto se suelden o se unan al catodo de una manera conveniente.
El material de azufre electroactivo puede comprender azufre elemental, compuestos organicos a base de azufre, compuestos inorganicos a base de azufre y polfmeros que contienen azufre. Preferiblemente, se usa azufre elemental.
El material electroconductor solido puede ser cualquier material conductor adecuado. Preferiblemente, este material electroconductor solido puede estar formado de carbono. Los ejemplos incluyen negro de humo, fibra de carbono y nanotubos de carbono. Otros materiales adecuados incluyen metal (por ejemplo, escamas, limaduras y polvos) y polfmeros conductores. Preferiblemente, se emplea negro de carbono.
La relacion en peso de material de azufre electroactivo (por ejemplo, azufre elemental) a material electroconductor (por ejemplo, carbono) puede ser de 1 a 30:1; preferiblemente 2 a 8:1, mas preferiblemente 5 a 7:1.
La mezcla de material de azufre electroactivo y material electroconductor puede ser una mezcla de partfculas. La mezcla puede tener un tamano de partfcula promedio de 50 nm a 20 micras, preferiblemente de 100 nm a 5 micras.
La mezcla de material de azufre electroactivo y material electroconductor (es decir, la capa electroactiva) puede incluir opcionalmente un aglutinante. Los aglutinantes adecuados pueden formarse a partir de al menos uno de, por ejemplo, oxido de polietileno, politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, caucho de etileno-propileno-dieno, metacrilato (por ejemplo, metacrilato curable por UV) y esteres divimlicos (por ejemplo, esteres divimlicos curables por calor).
Los colectores de corriente adecuados incluyen sustratos metalicos, tales como lamina, lamina o malla formada por un metal o aleacion metalica. En una realizacion preferida, el colector de corriente es una lamina de aluminio.
El separador puede ser cualquier sustrato poroso adecuado que permita que los iones se muevan entre los electrodos de la celda. La porosidad del sustrato debe ser al menos del 30%, preferiblemente al menos del 50%, por ejemplo, por encima del 60%. Los separadores adecuados incluyen una malla formada de un material polimerico. Los poUmeros adecuados incluyen polipropileno, nailon y polietileno. El polipropileno no tejido es particularmente preferido. Es posible emplear un separador de multiples capas.
El separador debe colocarse entre los electrodos para evitar el contacto directo entre los electrodos. Los lados del separador no necesitan estar alineados con el anodo o el catodo. Por ejemplo, el separador puede estar desplazado con respecto al catodo y/o anodo. En una realizacion en la que la celda comprende primero y segundo anodos a cada lado de un catodo, un separador puede colocarse entre el catodo y cada anodo, de manera tal que, en la region del laminado desde donde se accede a los anodos, los separadores se extiendan mas alla del catodo a una posicion intermedia entre el catodo y los anodos. Esto permite que los anodos se presionen juntos a lo largo del lado relevante del laminado sin que los anodos y el catodo entren en contacto directo. Ventajosamente, esto puede reducir o eliminar el riesgo de que se produzca un circuito de la celda.
Como se discutio anteriormente, la celda comprende un electrolito. El electrolito esta presente o dispuesto entre los electrodos, lo que permite que la carga se transfiera entre el anodo y el catodo. Preferiblemente, el electrolito moja los poros del catodo, asf como los poros del separador. Preferiblemente, el electrolito comprende al menos una sal de litio y al menos un disolvente organico. Las sales de litio adecuadas incluyen al menos uno de hexafluorofosfato de litio (LiPFa), hexafluoroarsenato de litio (LiAsFa), perclorato de litio (LiCIO4), trifluorometanosulfonimida de litio (LiN(CF3SO2)2, borofluoruro de litio y trifluorometanosulfonato de litio (CF3SO3LO. Preferiblemente, la sal de litio es trifluorometanosulfonato de litio.
Los disolventes organicos adecuados son tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, dimetilcarbonato, dietilcarbonato, etilmetilcarbonato, metilpropilcarbonato, metilpropilpropionato, etilpropilpropionato, acetato de metilo, dimetoxietano, 1,3-dioxolano, diglima (2-metoxietil eter), tetraglima, carbonato de etileno, carbonato de propileno, H-butirolactona, dioxolano, hexametilfosfoamida, piridina, dimetilsulfoxido, fosfato de tributilo, fosfato de trimetilo, N,N,N,N-tetraetil sulfamida y sulfona y sus mezclas. Preferiblemente, el disolvente organico es una sulfona o una mezcla de sulfonas. Ejemplos de sulfonas son dimetilsulfona y sulfolano. El sulfolano se puede emplear como unico disolvente o en combinacion, por ejemplo, con otras sulfonas.
El disolvente organico utilizado en el electrolito debe ser capaz de disolver las especies de polisulfuro, por ejemplo, de la formula donde Sn2-, donde n = 2 a 12, que se forman cuando el material de azufre electroactivo se reduce durante la descarga de la celda.
La concentracion de sal de litio en el electrolito es preferiblemente de 0.1 a 5M, mas preferiblemente de 0.5 a 3M, por ejemplo, 1M. La sal de litio esta presente preferiblemente en una concentracion que es al menos 70%, preferiblemente al menos 80%, mas preferiblemente al menos 90%, por ejemplo, 95 a 99% de saturacion.
A continuacion, se describiran realizaciones de la presente invencion, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 es una vista esquematica en seccion transversal de un laminado que se puede usar en una celda segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 2 es una vista en planta esquematica de un laminado plegado que puede usarse en una celda de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
La figura 3 es una vista lateral esquematica de un laminado plegado que se puede usar en una celda de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
La Figura 4 es una vista esquematica de un aparato que puede usarse para producir un laminado para uso en una celda de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
Las figuras 5a y 5b son vistas esquematicas de rodillos que pueden usarse para cortar un catodo para su uso en una celda de acuerdo con una realizacion de la presente invencion; y
las figuras 6a y 6b son vistas esquematicas de un dispositivo de plegado que puede usarse para plegar un laminado para su uso en una celda segun una realizacion de la presente invencion.
En primer lugar, se hace referencia a la Figura 1, que representa una vista en seccion transversal de un laminado para uso en una celda de acuerdo con una realizacion de la invencion. El laminado 10 comprende un catodo 12, separadores 14 y anodos de litio 16. El catodo 12 comprende una capa electroactiva (no mostrada) que comprende un material de azufre activo y un material electroconductor. Los anodos 16 de litio estan formados por una lamina de metal de litio o una lamina de aleacion de litio, opcionalmente soportada por un sustrato no conductor (no mostrado). Como se puede ver en la Figura, el catodo 12 y los anodos 16 estan desplazados en una direccion perpendicular al eje longitudinal del laminado (cuyo eje longitudinal puede verse como saliendo o entrando en la pagina), de modo que el catodo 12 es accesible desde un lado del laminado 10, mientras que los anodos son accesibles desde el lado opuesto del laminado 10. Los anodos 16 en esta realizacion estan alineados. Los separadores 14 estan colocados o dimensionados en relacion con los anodos 16 y el catodo 12, de manera que, en la region del laminado 10 desde la cual se puede acceder a los anodos 16 de litio, los separadores 14 se extienden mas alla del catodo 12 hasta una posicion intermedia entre el catodo 12 y los anodos 16. Por consiguiente, los anodos 16 de litio pueden presionarse juntos a lo largo de ese lado del laminado 10 sin que los anodos 16 y el catodo 12 entren en contacto directo. Esto tiene la ventaja de reducir o eliminar el riesgo de cortocircuito de la celda.
Ahora se hace referencia a las Figuras 2 y 3, que representan un laminado 10 para uso en una celda de acuerdo con una realizacion de la invencion en una configuracion plegada. Como se ve mejor esquematicamente en la Figura 3, el laminado se pliega a lo largo de su longitud o eje longitudinal en una configuracion en zigzag. Como se puede ver en la Figura 2, los anodos 16 son accesibles desde un lado del laminado 10, mientras que el catodo 12 es accesible desde el otro lado del laminado 10. Las lenguetas 18 de contacto pueden aplicarse a los anodos 16 y al catodo 12 para facilitar la conexion a los cables de contacto, por ejemplo, mediante soldadura.
La Figura 4 es una vista esquematica de un aparato que puede usarse para producir un laminado para uso en una celda de acuerdo con una realizacion de la presente invencion. El aparato comprende un rollo 112 de la banda 114 de catodo, rollos 116 de la banda 118 de separador y rollos 120 y banda 122 del anodo. El aparato 100 tambien comprende rodillos de grna para guiar las bandas a traves del aparato, asf como un par de rodillos 124 de corte para preparar la banda 122 de anodo para la laminacion (vease mas adelante). El aparato 100 tambien esta provisto de unidades 126 de pulverizacion para aplicar electrolito a ambos lados de la banda 114 de catodo, asf como un dispositivo 128 de plegado, que pliega el laminado producido en una configuracion en zigzag.
La banda 114 del catodo comprende una capa electroactiva de un material de azufre activo (por ejemplo, azufre) y un material electroconductor (por ejemplo, carbono). La capa se deposita en ambos lados de un colector de corriente de, por ejemplo, papel de aluminio. Ventajosamente, los bordes de la banda 114 quedan sin cubrir por la capa electroactiva, de manera que el colector de corriente permanece accesible desde el laminado resultante.
En funcionamiento, la banda 114 de catodo se alimenta continuamente desde el rodillo 112. El electrolito se pulveriza en ambos lados de la banda 114 movil utilizando las unidades 126 de pulverizacion. La banda 118 de separacion se alimenta continuamente desde los rodillos 116 y se lamina sobre la banda 114 de catodo. Despues de eso, la banda 122 de anodo se alimenta continuamente desde los rodillos 120 y se lamina sobre la banda 118 separadora. El laminado resultante se alimenta continuamente como una banda al dispositivo 128 de plegado, que pliega el laminado en una configuracion en zigzag. Las figuras 6a y 6b son vistas ampliadas del dispositivo 128 de plegado. El laminado plegado se puede cortar a la longitud deseada (no mostrado).
La banda 122 de anodo comprende inicialmente una capa 132 de metal de litio o una lamina de aleacion de litio soportada sobre el sustrato 134 de, por ejemplo, polipropileno (vease la Figura 5a). Antes de laminar la banda 122 de anodo sobre la banda 118 de separacion, se corta para eliminar secciones de la capa de metal de litio o aleacion de litio a intervalos regulares a lo largo de la longitud de la banda 122. Como se puede ver en las Figuras 5a y 5b, esto se puede lograr utilizando los rodillos 124a y 124b de corte. El rodillo 124b esta provisto de cuchillas 130, que estan separadas en el rodillo 124b. A medida que la banda 122 de anodo se alimenta a traves de los rodillos 124, los cortadores 130 retiran una porcion de la capa 132 de metal de litio o de aleacion de litio del sustrato 134 para proporcionar una region o tira vacfa donde la banda de anodo carece de lamina de metal de litio o de lamina de aleacion de litio. Al garantizar que la banda 122 de anodo se alimenta a una velocidad constante a traves de los rodillos 124a y 124b de corte, es posible garantizar que las regiones vacfas tengan un tamano sustancialmente uniforme y esten espaciadas de manera sustancialmente uniforme entre sf. Estos vacfos marcan los puntos en los que se debe cortar el laminado. Ventajosamente, los vacfos reducen o eliminan el riesgo de cortocircuito en la celda ensamblada, ya que se reduce o elimina el riesgo de que el anodo se presione en contacto con el catodo durante el corte.
Una vez que se forma el laminado, el sustrato 134 se retira del laminado. Los cables de contacto se pueden unir al laminado, por ejemplo, mediante soldadura. El laminado puede entonces sellarse en un recipiente hermetico al aire y a la humedad (no mostrada).

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una celda electroqmmica de azufre y litio que comprende un laminado que comprende:
un anodo de litio que comprende una capa de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de metal de litio; un catodo que comprende un material de azufre activo;
un separador poroso dispuesto entre el anodo de litio y el catodo; y
un electrolito;
en donde:
el laminado se pliega en una configuracion en zigzag; y
el catodo esta desplazado con respecto al anodo de litio en el laminado, de manera que el catodo es accesible desde un lado del laminado y el anodo de litio es accesible desde un lado opuesto del laminado.
2. Una celda segun la reivindicacion 1, en la que el catodo esta desplazado con respecto al anodo de litio en una direccion perpendicular al eje longitudinal del laminado.
3. Una celda segun la reivindicacion 1 o 2, en la que la capa de lamina de metal de litio o lamina de aleacion de litio esta ausente en los extremos del laminado plegado.
4. Una celda segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el catodo comprende una capa que comprende una mezcla de material de azufre activo y material electroconductor depositado en un colector de corriente.
5. Una celda segun la reivindicacion 4, en la que el colector de corriente esta formado por una lamina metalica.
6. Una celda segun una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas un anodo de litio adicional y un separador poroso adicional, en el que
el catodo esta dispuesto entre los anodos de litio y un separador poroso esta dispuesto entre el catodo y cada anodo de litio, y los anodos de litio se disponen de tal manera que ambos anodos de litio sean accesibles desde el lado opuesto o el extremo del laminado plegado.
7. Un metodo para fabricar una celda de litio-azufre, comprendiendo dicho metodo:
formar un laminado de i) un anodo de litio que comprende una capa de metal de litio o lamina de aleacion de metal de litio, ii) un separador poroso; iii) electrolito; y iv) un catodo que comprende un material de azufre activo, por lo que el separador esta dispuesto entre el anodo de litio y el catodo y el catodo se desplaza con respecto al anodo de litio en el laminado, de modo que el catodo es accesible desde un lado del laminado y el anodo de litio es accesible desde un lado opuesto del laminado; y
plegando el laminado en una configuracion en zigzag.
8. Un metodo segun la reivindicacion 7, en el que el laminado comprende ademas un anodo de litio adicional y un separador poroso adicional que contiene electrolito, en el que
el catodo esta dispuesto entre los anodos de litio y un separador poroso esta dispuesto entre el catodo y cada anodo de litio, y los anodos de litio se disponen de tal manera que ambos anodos de litio sean accesibles desde el lado opuesto del laminado.
9. Un metodo segun la reivindicacion 7 u 8, que comprende:
proporcionar el catodo que comprende un material de azufre activo como un flujo de material en banda; aplicar electrolito al catodo;
laminar el separador poroso sobre el catodo como un flujo de material en banda; y
laminar el anodo de litio en el separador como un flujo de material en banda para formar el laminado como un flujo de material en banda, por lo que la banda del material de anodo de litio y la banda de material de catodo se desplazan entre sf en una direccion perpendicular a la direccion del flujo;
en donde el electrolito se aplica al catodo antes o despues de que el separador poroso se lamine sobre el catodo.
10. Un metodo segun la reivindicacion 9, que comprende ademas plegar la banda de material laminado en una configuracion en zigzag y cortar el material laminado a una longitud predeterminada.
11. Un metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, en el que el material en banda del anodo comprende una capa discontinua de lamina metalica de litio o lamina de aleacion de litio, y en el que el laminado se corta a lo largo de las discontinuidades de la capa.
12. Un metodo segun la reivindicacion 11, en el que el anodo de litio se proporciona inicialmente como un precursor de anodo que comprende una capa de lamina de metal de litio o una lamina de aleacion de litio soportada sobre un sustrato y en el que, el precursor se proporciona como una banda de material y, a intervalos regulares a lo largo del material de banda, las secciones de la capa de lamina metalica de litio o la lamina de aleacion de litio se eliminan del sustrato.
13. Un metodo segun la reivindicacion 12, en el que las secciones se eliminan antes de laminar el anodo de litio sobre el separador.
14. Un metodo segun la reivindicacion 12 o 13, en el que las secciones se eliminan pasando el precursor entre un par de rodillos, uno de los cuales esta provisto de cortadores configurados para cortar o raspar secciones de la capa de metal de litio o aleacion de litio del sustrato.
15. Un metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, que comprende ademas eliminar el sustrato del precursor de anodo del laminado.
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