JP2010525551A - 黒鉛化不可能な炭素電極を持つ電気化学単電池及びエネルギー貯蔵装置 - Google Patents

黒鉛化不可能な炭素電極を持つ電気化学単電池及びエネルギー貯蔵装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2010525551A
JP2010525551A JP2010507817A JP2010507817A JP2010525551A JP 2010525551 A JP2010525551 A JP 2010525551A JP 2010507817 A JP2010507817 A JP 2010507817A JP 2010507817 A JP2010507817 A JP 2010507817A JP 2010525551 A JP2010525551 A JP 2010525551A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
energy storage
storage device
anode
electrochemical cell
carbon
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.)
Pending
Application number
JP2010507817A
Other languages
English (en)
Inventor
ペーテル ビルケ，
ミヒアエル ケレル，
一博 高橋
英男 矢部
聖子 阿部
和典 小澤
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.)
Enax Inc
Original Assignee
Enax Inc
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 Enax Inc filed Critical Enax Inc
Publication of JP2010525551A publication Critical patent/JP2010525551A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

本発明は、隔離体により隔離される陰極（Ｋ）及び陽極（Ａ）を持つ電気化学単電池（２）に関し、陰極（Ｋ）が少なくともリチウム遷移金属酸化物に基く活物質を含み、陽極（Ａ）が少なくとも０．７Ｖの全行程を持つ開路電圧曲線及び鞍点なしの急勾配の電圧放電曲線を持っているような材料を陽極（Ａ）が含んでいる。
【選択図】図２

Description

優先権主張
本願は、２００７年４月２４日に出願されたドイツ連邦共和国特許出願第１０２００７０１９６２５．５号及び２００７年５月１０日に出願された第１０２００７０２２４３５．６号の優先権を主張するものであり、これらの出願の内容はこの出願に加入されている。
本発明は、電気化学単電池及び複数のこのような電気化学単電池を含むエネルギー貯蔵装置及びこれを使用する電気自動車又はハイブリッド電気自動車に関する。エネルギー貯蔵装置（いわゆる電池パック）は複数の平らな電気化学単電池（電池単電池とも称される）を含み、各単電池は例えば外部端子を介して電気化学単電池を互いに電気的に接続する１対の電極を含んでいる。
応用例えば電気自動車、ハイブリッド自動車、電気工具等のために高い入−出力電力源のような要求を満たすために、新しいエネルギー貯蔵装置例えば鉛蓄電池、ニッケル金属ハイブリッド電池、ニッケル−カドミウム電池及び電気二重層コンデンサ等が開発されている。
これらの新しいエネルギー貯蔵装置は、駆動電動機及び車載電気システムに電力を供給する。エネルギー貯蔵装置の充−放電過程を制御するため、充−放電過程、制動エネルギーから電気エネルギーへの変換（回生制動）等を管理する制御器が統合されているので、エネルギー貯蔵装置は自動車の作動中に充電することができる。
エネルギー貯蔵装置又は各電気化学単電池は、４００Ａの電流で、極端な条件例えば高い温度に対して５００Ａまでの電流で、１００Ｖ〜４５０Ｖの最大電圧範囲のような良い特性を示さねばならない。連続的な電流は８０Ａ〜１００Ａ又は応用に応じてもっと大きい範囲にある。
このように極端な条件のために、エネルギー貯蔵装置の電気化学単電池の接続部は極端に応力を受ける。
従って本発明の目的は、例えば電気自動車又はハイブリッド電気自動車において、極端な充−放電条件下で、例えば１５年まで高い作動安全性及び高い信頼性を持つ電気化学単電池及びエネルギー貯蔵装置を提供することである。
この目的を達するため、電気化学単電池が、再充電可能な電池特に再充電可能なリチウムイオン電池又は陰極及び陽極のための電極材料の新規な組合わせを備えている。
本発明の重要な局面によれば、電気化学単電池が、隔離体により隔離される陰極及び陽極を持ち、陰極が少なくともリチウム遷移金属酸化物に基く二相活物質を含み、陽極が少なくとも０．７Ｖ特に１．３Ｖ以上例えば１．５Ｖの全行程を持つ開路電圧曲線及び鞍点なしの急勾配の電圧放電曲線を持っているような材料を陽極が含んでいる。この材料は、少なくとも黒鉛より高い格子不規則性を持つ黒鉛化不可能な炭素材料である。その代りに、この材料は、二酸化タングステン又は他の適当な接合金属酸化物又は金属リチウムである。
陰極は、なるべく少なくとも活物質、特にリチウム遷移金属酸化物例えばリチウムマンガンスピネル（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、燐酸鉄リチウム（ＬｅＦｅＰＯ４）、燐酸コバルトリチウム（ＬｉＣｏＰＯ４）、又は燐酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４）、又はＬｉ（Ｃｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３）Ｏ２又はＬｉ（Ｎｉ１．５Ｍｎ０．５）Ｏ２，ＬｉＣｏＯ２，Ｌｉ（Ｎｉ０．８Ｃｏ０．２）Ｏ２（部分的にＡｌを付与される）のような他の適当な燐酸塩に基く二相活物質を含んでいる。
陰極材料としてのリチウム遷移金属酸化物と、陽極材料としての黒鉛より高い格子不規則性を持つ黒鉛化不可能な炭素材料とのこのような材料組合わせは、高い単電池安全性と高い費用効率を持つ高い信頼性を可能にする。更に単電池は、単電池質量又は単電池体積の増大なしに高い充−放電能力に基く高寿命の期待を持っている。この電極材料組合わせに基くこのような電気化学単電池は、簡単かつ効率的かつ非常に速やかに製造可能である。単電池特に電極活物質を持つ膜表面は、単電池の高いエネルギー密度のために効果的に最適化される。
陰極材料としてのリチウム遷移金属酸化物の使用は、リチウムとの可逆的な反応を可能にする。これは、リチウムが添加される時格子構造が実質的に変化しないような内位添加形反応を必要とする。更に挿入及び除去の際リチウムとの非常に速い反応が行われるので、高い電力密度が得られる。更にリチウム遷移金属酸化物は普通の低価格の材料である。
陽極用の黒鉛化不可能な炭素材料が非晶質炭素を含む硬質炭素又は軟質炭素であるのがよい。このような陽極用の硬質炭素又は軟質炭素と陰極用リチウム遷移金属酸化物の電極材料組合わせは、電圧／充電状態曲線（Ｖ／ＳｏＣ）特に急な増大を持つ電圧放電曲線を示すので、単電池回復の場合陽極におけるリチウムめっきの危険が回避される。同時に電圧／充電状態曲線の急な増大は、充電状態に応じたエネルギー密度及び利用可能な電池容量が強く減少されないような急な増大を示してはならない。
可能な実施形態では、硬質又は軟質炭素が、例えば熱分解により分解された炭素繊維例えば綿布である。可能なやり方では、硬質炭素が、リチウム化合物を炭素先駆物質と混合して、陽極の電極導電材料として使用される硬質炭素／リチウム化合物混合物を形成することによって、調整される。硬質炭素先駆物質又は軟質炭素先駆物質が、次の成分即ち石油に基くピッチ、フェノール、セルロース、綿布、フェノール樹脂の少なくとも１つ又はその組合わせを含んでいてもよい。このような材料は過放電及び過充電により非常に安定であり、即ち組織を変えないか退化させない。更にこの材料は普通の低価格の材料である。軟質炭素は通常熱硬化性樹脂から成り。軟質炭素は通常熱可塑性樹脂又はピッチから成っている。
本発明の別の実施形態では、電解質隔離体がポリマ又はポリマ複合体を含んでいる。
本発明の重要な局面によれば、エネルギー貯蔵装置が、複数の平らな電気化学単電池を含み、各単電池が隔離体によって隔離される陰極及び陽極を含み、陰極が、少なくともリチウム遷移金属酸化物を含む金属酸化物に基く二相活物質を含み、陽極が少なくとも０．７Ｖの全行程を持つ開路電圧曲線及び鞍点なしの急勾配の電圧放電曲線を持っているような材料を陽極が含んでいる。陽極材料が、少なくとも黒鉛より高い格子不規則性を持つ黒鉛化不可能な炭素材料であるのがよい。
応用に応じて、エネルギー貯蔵装置の電気化学単電池が直列、並列又は直並列接続されている。
本発明は、電気自動車、ハイブリッド電気自動車特に並列ハイブリッド電気自動車、直列ハイブリッド電気自動車又は直並列ハイブリッド電気自動車において使用可能である。更に本発明は、風力エネルギーまたは他の発生されるエネルギーを貯蔵するためにも使用可能である。更にエネルギー貯蔵装置は、一次又は二次エネルギー貯蔵装置として、別個に又は他のエネルギー貯蔵装置と組合わせて、車両電力供給システムにおいても使用可能である。
本発明が、図面に示す以下の実施例を特に参照して更に説明される。しかしこれらの実施例が革新的な教示の多くの有利な使用の例にすぎないことを理解すべきである。
各単電池の外部端子対を介して互いに接続される複数の電気化学単電池を持つエネルギー貯蔵装置を示す。 電気化学単電池を示す。
本発明は、電気化学単電池及び複数のこれらの単電池を含むエネルギー貯蔵装置に関する。本発明は、種々の応用のために、例えばハイブリッド電気自動車において使用可能であり、ハイブリッド電気自動車は駆動電動機及び内燃機関を持ち、駆動電動機はエネルギー貯蔵装置から供給される電力により駆動される。その代りに、エネルギー貯蔵装置は、エネルギー貯蔵装置から供給される電力により駆動される駆動電動機を持つ電気自動車においても使用可能である。更にエネルギー供給装置は、風又は太陽のエネルギーを貯蔵するために使用可能であり、そのため装置は風又は太陽エネルギープラントに統合されている。
図１は、複数の平らな電気化学単電池２（電池単電池又は単一単電池又は角柱単電池とも称される）を持つエネルギー貯蔵装置１（電池パックとも称される）を示す。
各電気化学単電池２は１対の電極Ａ及びＫを持ち、１つの電極Ｋが陰極又は正の電極であり、他の電極Ａが陽極又は負の電極である。
各電気化学単電池２は、例えば電極Ａ及びＫとして複数の内部電極膜（図示せず）を含む単電池であり、異なる電極膜が図示しない隔離膜により隔離されている。この隔離膜は例えば非水電解質でゆすぐ。電極用膜の代わりに隔離板も使用可能である。
電気化学単電池２を互いに電気接続するため、各単電池２の電極Ａ及びＫが外部端子３．Ａ及び３．Ｋに接続されている。応用に応じて、電気化学単電池２は、外部端子３．Ａ及び３．Ｋを介して直列、並列又は直並列に接続可能である。
図１による実施例は、直列接続される電気化学単電池２を示している。
更に各単電池２はケーシング４により包囲されている。ケーシング４は、１つの単電池２を隣接する単電池に対して絶縁する膜ケーシング又は板ケーシングとして設けることができる。
単電池２は、ケーシング４を介して少なくとも電気的に互いに絶縁されているのがよい。更に単電池２は、使用される材料に応じて互いに熱的に絶縁可能である。その代りに単電池２は、ケーシング表面を介して電気的に接続可能である。他の実施例では、材料例えば樹脂が電気絶縁のため単電池２の間に満たされる。
エネルギー貯蔵装置１全体を、図示しないケーシング例えば板ケーシング又は膜ケーシング（ソフトパックとも称される）により包囲することもできる。
エネルギー貯蔵装置１の電気化学単電池２の１つが、図２に詳細に示されている。
電気化学単電池２はリチウムイオン電気化学単電池である。
本発明の可能な実施例において、各電気化学単電池２は、隔離体Ｅにより隔離される陽極Ａ及び陰極Ｋを含んでいる。電気化学単電池２を他の単電池と電気接続するため、電極Ａ，Ｋが導体５．Ａ，５．Ｋと電気接続されている。これらの“内部”導体５．Ａ，５．Ｋは外部端子３．Ａ，３．Ｋと接続されている。
陰極Ｋ又は正極は、少なくとも活物質、特にリチウム遷移金属酸化物例えばリチウムマンガンスピネル（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、燐酸鉄リチウム（ＬｅＦｅＰＯ４）、燐酸コバルトリチウム（ＬｉＣｏＰＯ４）、又は燐酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４）、又はＬｉ（Ｃｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３）Ｏ２又はＬｉ（Ｎｉ１．５Ｍｎ０．５）Ｏ２，ＬｉＣｏＯ２，Ｌｉ（Ｎｉ０．８Ｃｏ０．２）Ｏ２（部分的にＡｌを付与される）のような他の適当な燐酸塩に基く二相活物質を含んでいる。陽極又は負極は、陽極Ａが少なくとも０．７Ｖの全行程を持つ開路電圧曲線及び鞍点なしの急勾配の電圧放電曲線を持っているような材料を含んでいる。陽極材料は、少なくとも黒鉛より高い格子不規則性を持つ黒鉛化不可能な炭素材料であってもよい。
黒鉛化不可能な炭素材料が非晶質炭素を含む硬質炭素又は軟質炭素であるのがよい。硬質又は軟質炭素が、例えば熱分解により分解された炭素繊維例えば綿布であるのがよい。
陰極材料としてのリチウム遷移金属酸化物と、陽極材料としての硬質又は軟質炭素とのこのような電極材料組合わせは、少なくとも高エネルギー貯蔵のための台地部なしの最適化された開路電圧曲線、長寿命及び最低価格を得るための最適な組合わせである。更にこのような組合わせの結果として、電池状態の決定が改善される。
１ エネルギー貯蔵装置
２ 電気化学単電池
３．Ａ 陰極の外部端子
３．Ｋ 陽極の外部端子
４ ケーシング
５．Ａ 内部陰極導体
５．Ｂ 内部陽極導体
Ａ 陽極
Ｋ 陰極

Claims (17)

  1. 隔離体により隔離される陰極（Ｋ）及び陽極（Ａ）を持つ電気化学単電池（２）において、陰極（Ｋ）が少なくともリチウム遷移金属酸化物に基く活物質を含み、陽極（Ａ）が少なくとも０．７Ｖの全行程を持つ開路電圧曲線及び鞍点なしの急勾配の電圧放電曲線を持っているような材料を陽極（Ａ）が含んでいる、電気化学単電池。
  2. 陽極（Ａ）が、黒鉛より高い格子不規則性を持つ黒鉛化不可能な炭素材料を含んでいる、請求項１に記載の電気化学単電池。
  3. 黒鉛化不可能な炭素材料が非晶質炭素を含む硬質炭素又は軟質炭素である、請求項１に記載の電気化学単電池。
  4. 硬質炭素が、例えば熱分解により分解された炭素繊維例えば綿布である、請求項３に記載の電気化学単電池。
  5. 硬質炭素が、リチウム化合物を炭素先駆物質と混合して、陽極（Ａ）の電極導電材料として使用される硬質炭素／リチウム化合物混合物を形成することによって、調整される、請求項３に記載の電気化学単電池。
  6. 炭素先駆物質例えば硬質炭素先駆物質又は軟質炭素先駆物質が、次の成分即ち石油に基くピッチ、フェノール、セルロース、綿布、フェノール樹脂の少なくとも１つ又はその組合わせを含んでいる、請求項４に記載の電気化学単電池。
  7. 陰極（Ｋ）が少なくとも燐酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）、燐酸コバルトリチウム（ＬｉＣｏＰＯ４）、燐酸マンガンリチウム又は他の適当な燐酸塩を含んでいる、請求項１に記載の電気化学単電池。
  8. 隔離体がポリマ又はポリマ複合体を含んでいる請求項１に記載の電気化学単電池。
  9. 複数の平らな電気化学単電池（２）を持つエネルギー貯蔵装置（１）であって、各単電池が隔離体によって隔離される陰極（Ｋ）及び陽極（Ａ）を含み、陰極（Ｋ）が、リチウム遷移金属酸化物基く二相活物質を含み、陽極（Ａ）が少なくとも０．７Ｖの全行程を持つ開路電圧曲線及び鞍点なしの急勾配の電圧放電曲線を持っているような材料を陽極（Ａ）が含んでいる、エネルギー貯蔵装置。
  10. 陽極（Ａ）が、少なくとも黒鉛より高い格子不規則性を持つ黒鉛化不可能な炭素材料を含んでいる、請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置。
  11. 各単電池（２）が、電気化学単電池（２）を互いに電気的に接続する１対の電極（Ａ，Ｋ）を持っている、請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置。
  12. 電気化学単電池（２）が直列接続されている、請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置。
  13. 電気化学単電池（２）が並列接続されている、請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置。
  14. 電気化学単電池（２）が直並列接続されている、請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置。
  15. 請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置（１）から供給される電力により駆動される駆動電動機を持つ電気自動車。
  16. 駆動電動機及び内燃機関を持つハイブリッド電気自動車であって、駆動電動機が請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置（１）から供給される電力により駆動される、ハイブリッド電気自動車。
  17. 自動車電力供給システムにおいて、一次又は二次エネルギー供給装置として別々に、又は互いに組合わされるエネルギー供給装置として、請求項９に記載のエネルギー貯蔵装置の使用。
JP2010507817A 2007-04-24 2008-04-23 黒鉛化不可能な炭素電極を持つ電気化学単電池及びエネルギー貯蔵装置 Pending JP2010525551A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007019625 2007-04-24
DE102007022435 2007-05-10
PCT/EP2008/003270 WO2008128769A1 (en) 2007-04-24 2008-04-23 Electrochemical cell with a non-graphitizable carbon electrode and energy storage assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010525551A true JP2010525551A (ja) 2010-07-22

Family

ID=39638923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010507817A Pending JP2010525551A (ja) 2007-04-24 2008-04-23 黒鉛化不可能な炭素電極を持つ電気化学単電池及びエネルギー貯蔵装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100230191A1 (ja)
EP (1) EP2143164A1 (ja)
JP (1) JP2010525551A (ja)
KR (1) KR20100017316A (ja)
CN (1) CN101682081A (ja)
WO (1) WO2008128769A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104630A1 (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 株式会社パワージャパンプリュス 非水電解液二次電池用正極活物質及び非水電解液二次電池並びにこれらの製造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009005124A1 (de) 2009-01-19 2010-07-29 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiespeichervorrichtung
DE102009006117A1 (de) 2009-01-26 2010-07-29 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiespeicherzelle
DE102009049043A1 (de) 2009-10-12 2011-04-14 Li-Tec Battery Gmbh Zellblock mit seitlicher Abstützung der Zellen
DE102009052480A1 (de) 2009-11-09 2011-05-12 Li-Tec Battery Gmbh Elektroenergiezelle und Elektroenergieeinheit
DE102010005017A1 (de) 2010-01-19 2011-07-21 Li-Tec Battery GmbH, 01917 Elektroenergieeinheit und Distanzstück
DE102010006390A1 (de) 2010-02-01 2011-08-04 Li-Tec Battery GmbH, 01917 Gestapelte Elektroenergieeinheit
US20120109503A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Li-ION BATTERY FOR VEHICLES WITH ENGINE START-STOP OPERATIONS
US10603867B1 (en) * 2011-05-24 2020-03-31 Enevate Corporation Carbon fibers and methods of producing the same
CN102664270B (zh) * 2012-04-12 2014-10-29 南昌大学 锂离子纸电池
CN106229480A (zh) * 2016-08-19 2016-12-14 宁波中车新能源科技有限公司 一种电池电容的电极材料

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000200624A (ja) * 1999-01-06 2000-07-18 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 非水電解液二次電池
JP2005268230A (ja) * 1994-07-29 2005-09-29 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2007035354A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウムイオン二次電池

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7579112B2 (en) * 2001-07-27 2009-08-25 A123 Systems, Inc. Battery structures, self-organizing structures and related methods
US20030152835A1 (en) * 2002-02-08 2003-08-14 Sankar Dasgupta Carbon fibre containing negative electrode for lithium battery
US20060088767A1 (en) * 2004-09-01 2006-04-27 Wen Li Battery with molten salt electrolyte and high voltage positive active material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268230A (ja) * 1994-07-29 2005-09-29 Sony Corp 非水電解液二次電池
JP2000200624A (ja) * 1999-01-06 2000-07-18 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 非水電解液二次電池
JP2007035354A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウムイオン二次電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017104630A1 (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 株式会社パワージャパンプリュス 非水電解液二次電池用正極活物質及び非水電解液二次電池並びにこれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2143164A1 (en) 2010-01-13
WO2008128769A1 (en) 2008-10-30
KR20100017316A (ko) 2010-02-16
CN101682081A (zh) 2010-03-24
US20100230191A1 (en) 2010-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kurzweil et al. Overview of batteries for future automobiles
CN107204468B (zh) 二次电池、电池包及车辆
JP2010525551A (ja) 黒鉛化不可能な炭素電極を持つ電気化学単電池及びエネルギー貯蔵装置
JP6873767B2 (ja) 二次電池、電池パック及び車両
JP2020024951A (ja) 二次電池、電池パック及び車両
US20190088984A1 (en) Positive electrode, secondary battery, battery pack, and vehicle
KR101804707B1 (ko) 전지 모듈, 전지 팩 및 차량
US11430994B2 (en) Protective coatings for lithium metal electrodes
JPH11238528A (ja) リチウム二次電池
KR20180106810A (ko) 복합 전해질, 이차 전지, 전지 팩 및 차량
US10873080B2 (en) Secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply
JP2019160734A (ja) 組電池、電池パック、車両、及び、定置用電源
CN103718351A (zh) 高容量正极活性材料和包含其的锂二次电池
US20160111727A1 (en) Metal-Ion Battery with Offset Potential Material
CN110635169B (zh) 电池组、车辆以及电池组的制造方法
KR102248868B1 (ko) 일체형 버스 바를 포함하는 전지팩
Wong et al. Vehicle energy storage: batteries
JP2000090895A (ja) 電気自動車用リチウム二次電池
JP2013197052A (ja) リチウムイオン蓄電デバイス
US20140212767A1 (en) Solid battery and method for manufacturing the same
CN111183539B (zh) 二次电池、电池包、车辆和固定电源
US20220255133A1 (en) Nonaqueous electrolyte, secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply
JP2013143353A (ja) リチウムイオン二次電池
US20210408524A1 (en) Cathode active material for lithium ion batteries for electric vehicles
US20230290922A1 (en) Battery cell including a solid-state electrolyte

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100422

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20100602

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130212

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20130228

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130730