FI122503B

FI122503B - Ett tryckt tunnbatteri och förfarande för framställning av ett tryckt tunnbatteri

Info

Publication number: FI122503B
Application number: FI20085838A
Authority: FI
Inventors: Zhang Xiachang; Li Shoujun
Original assignee: Enfucell Oy
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2012-02-29
Also published as: FI20085838A; FI20085838A0

Abstract

Uppfinningen avser att tryckt batteri, som innefattar katod och anodelektroder med anslutningar för koppling till en yttre krets, separator däremellan, och elektrolyt. I batteriet har ett anodmaterial applicerats på den ena sidan av separatorn och ett katodmaterial på den andra sidan. Uppfinningen är i huvudsak kännetecknat av att anodmaterialet är torrt och hydrofobiskt och innefattar ett substrat, ett bindemedel, ett ledande material och ett anodaktivt material. Förfarandet enligt uppfinningen för tillverkning av ett tryckt batteri enligt uppfinningen är i huvudsak kännetecknat av framställning av att anodmaterial där man börjar med ett substrat, ett anodaktivt material, ett ledande material, lösningsmedel, och ett bindemedel. Nämnda lösningsmedel, nämnda bindemedel, nämnda anodaktiva material och nämnda ledande material blandas ihop för att bilda en anodtrycksvärta. Nämnda a nodtrycksvärta appliceras på nämnda substrat och torkas sedan på nämnda substrat. Lösningsmedlet avdunstar som en följd av torkningen och nämnda anodtrycksvärta bildar en film på nämnda substrat. Det framställda anodmaterialet appliceras på separator. Förfarandet fortsätter med att en elektrolytlösning trycks på separatorn som har anodmaterial på sig och ett katodmaterial appliceras mellan ett kollektormaterial och separator. Sedan kombineras applikationen av anoden, elektrolyten, katoden och kollektormaterialen från föregående steg. Ett omslagsmaterial appliceras på batterilagren som framställdes i de föregående stegen.

Claims

1. Ett tryckt tunnbatteri, som innefattar katod- och anodelektroder (3, 7) med ter-minaler för koppling till en yttre krets, separator (4, 6) däremellan, elektrolyt 5 (5), varvid det pä ena sidan av separatorn i batteriet har applicerats ett anod- elektrodmaterial (3) och pä motsatta sidan av separatorn ett katodelektrodma-terial (7), kännetecknat därav, att terminalerna är pä samma sida av batteriet, anodmaterialet, som är tryckt pä separatorn och fungerar som ett kombinerat 10 anod- och kollektorskikt är torrt och hydrofobt, och anodmaterialet med separator innefattar ett papperseparatorsubstrat, ett bindemedel, ett anodaktivt material, och 15 ett ledande material, som är integrerat med det anodaktiva materialet, och av att det ledande materialet, det anodaktiva materialet och bindemedlet är valda att bilda en film pä substratet vid torkning efter blandning med nämnda material, nämnda bindemedel och lösningsmedel. 20

2. Tryckt tunnbatteri enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att det anodaktiva materialet innehäller metallpulver.

^ 3. Tryckt tunnbatteri enligt patentkrav 2, kännetecknat därav, att nämnda ^ 25 metallpulver innehäller metall som är valt frän följande lista: zink, nickel, mag- ^ nesium, koppar, jäm och aluminium. 0 CE

4. Tryckt tunnbatteri enligt patentkrav 1,kännetecknat därav, att det le-ra dande materialet är valt frän följande lista: koi, kolsvart, nanotuber av koi, koira 30 film, grafitfilm och silver, o (M 31

5. Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -4, kännetecknat där-av, att bindemedlet är ett termoplastiskt harts eller ett epoxiharts och lös-ningsmedlet är ett organiskt lösningsmedel, som innehäller organiskt acetat eller alkohol. 5

6. Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -5, kännetecknat där-av, att det torra anodmaterialet med en tjocklek pä 20 mieron har en ytresi-stans som är under 80Ω.

7. Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -6, kännetecknat där- av, att det torra anodmaterialet med en tjocklek pä 20 mieron har en ytresi-stans som är under 25Ω.

8. Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -7, kännetecknat där-15 av, att det torra anodmaterialet med en tjocklek pä 20 mieron har en ytresi- stans som är under 15Ω.

9. Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -8, kännetecknat där-av, att batteriet innefattar ytterligare ett skikt av ledande kolsvärta tryckt pä det 20 torra anodskiktet för att förbättra konduktiviteten.

10. Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -9, kännetecknat där-av, att i batteriet är anodmaterialet (3) pä en separator och katodmaterialet (7) ^ pä en annan separator och däremellan finns en elektrolyt (5). ™ 25 CM

^ 11.Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -10, kännetecknat ° därav, att katodelektroden är ett skikt av katodaktivtmaterial pä ledande kOl- CE pulver. 00 00 00 LO g 30

12.Tryckt tunnbatteri enligt nägot av patentkraven 1 -11, kännetecknat o därav, att det katodaktiva materialet är mangandioxid (MnC>2). 32

13. Förfarande för framställning av ett tryckt tunnbatteri, som innefattar elektroder, som ärförsedda med terminaler för koppling tili en yttre krets, kännetecknat av a) framställning av ett anodmaterial genom att ästadkomma ett substrat, ett anod-5 aktivt material ett ledande material, ett lösningsmedel och ett bindemedel, b) blandning av nämnda lösningsmedel, nämnda bindemedel, nämnda anodaktiva material och nämnda ledande material för att bilda nämnda anodtrycksvärta, c) applicering av nämnda anodtrycksvärta pä nämnda substrat, torkning av nämnda anodtrycksvärta pä nämnda substrat, och nämnda lösningsmedel avio dunstar som en reaktion pä nämnda torkning och bildar en film pä nämnda substrat, d) applicering av det preparerade anodmaterialet av steg c) pä separator, e) tryckning av en elektrolytlösning pä separatorn med anodmaterialet därpä, f) applicering av ett katodmaterial mellan ett kollektormaterial och separatorn, 15 g) applikationen av anoden, elektrolyten, katoden och kollektormaterialet i de fö-regäende stegen efterföljs av kombinering, h) applicering av ett omslagsmaterial pä batteriskikten som framställts i de före-gäende stegen. 20

14. Förfarande enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k n a t av, att förfarandet inne fattar förblandning av det ledande materialet, lösningsmedlet och bindemedlet för att bilda ledande trycksvärta.

^ 15. Förfarande enligt patentkrav 14, k ä n n e t e c k n a t av, att det ledande O , 25 bläcket är kolsvärta eller silversvärta. CM

° 16. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av ett tryckt tunnbatteri, k ä n £ n e t e c k n a t av, att filmen är hydrofob. 00 00 00 g 30

17. Förfarande enligt nägot av patentkraven 13 - 16 för framställning av ett tryckt ° tunnbatteri, kännetecknat av, att filmen är en torr film av anodtrycksvärta. 33

18. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av ett tryckt tunnbatteri, k ä n n e t e c k n a t av, att det aktiva anodmaterialet innehäller metallpulver.

19. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av ett tryckt tunnbatteri, k ä n 5 n e t e c k n a t av, att förfarandet innefattar att det ledande materialet, det anod- aktiva materialet, lösningsmedlet och bindemedlet väljs för att bilda en torr film av anodtrycksvärta för det anodaktiva materialet vid torkning.

20. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av ett tryckt tunnbatteri, k ä n 10 n e t e c k n a t av, att vid applicering av nämnda anodaktiva material pä nämnda substrat är mängden anodaktivtmaterial i den applicerade trycksvärtan 4-20 mg/cm2.

21 .Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av ett tryckt tunnbatteri, k ä n 15 n e t e c k n a t av, att vid applicering av nämnda anodaktiva material pä nämnda substrat är mängden anodaktivtmaterial i den applicerade trycksvärtan 8-12 mg/cm2.

22. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av ett tryckt tunnbatteri, k ä n 20 n e t e c k n a t av, att vid applicering av nämnda anodaktiva material pä nämnda substrat är mängden anodaktivtmaterial i den applicerade trycksvärtan kring 10 mg/cm2 av nämnda substrat.

^ 23. Förfarande enligt nägot av patentkraven 13-22 för framställning av ett tryckt ^ 25 tunnbatteri, k ä n n e t e c k n a t av, att nämnda anodaktiva material är zink. CM N

24. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av en anod för användning i * ett tryckt tunnbatteri, k ä n n e t e c k n a t av, att man väljer ett sädant ledande co material att blandas med det anodaktiva materialet att kombinationen bildar en 00 g 30 hydrofob yta för anoden vid torkning. o CM 34

25. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av ett tryckt tunnbatteri, k ä n n e t e c k n a t av, att nämnda torkning utförs vid 110 °C - 140 °C under en tid pä 2 - 20 minuter. 5

26. Förfarande enligt patentkrav 13 för framställning av en anod för användning i ett tryckt tunnbatteri, k ä n n e t e c k n a t av, att nämnda torkning utförs vid ca 340 °C under en tid pä ca 10 minuter.

27. Förfarande enligt nägot av patentkraven 13 - 26, k ä n n e t e c k n a t av, att 10 man gör häl i omsalgsmaterialet för bäda terminalerna pä samma sida om batterietför koppling tili en yttre krets.

28. Förfarande enligt nägot av patentkraven 13 - 27, k ä n n e t e c k n a t av, att anodmaterialet framställs och trycks pä separator enligt stegen a) - d) och 15 torkas i förväg och lagras innan man fortsätter med steg e).

29. Förfarande enligt nägot av patentkraven 13 - 28, k ä n n e t e c k n a t av, att den framställda produkten samlas upp pä en vals. δ CM CM o X cc CL 00 00 oo LO oo o o C\l