JP2012524980A - 直列および並列に電気結合された単極性および双極性セルを有するエネルギー貯蔵デバイス - Google Patents
直列および並列に電気結合された単極性および双極性セルを有するエネルギー貯蔵デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012524980A JP2012524980A JP2012507423A JP2012507423A JP2012524980A JP 2012524980 A JP2012524980 A JP 2012524980A JP 2012507423 A JP2012507423 A JP 2012507423A JP 2012507423 A JP2012507423 A JP 2012507423A JP 2012524980 A JP2012524980 A JP 2012524980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stack
- sub
- storage device
- electrode
- energy storage
- 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
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 83
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 22
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 13
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical group [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 48
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 10
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 7
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 4
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 4
- CPRMKOQKXYSDML-UHFFFAOYSA-M rubidium hydroxide Chemical compound [OH-].[Rb+] CPRMKOQKXYSDML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910000652 nickel hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005813 NiMH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011218 binary composite Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- KIZFHUJKFSNWKO-UHFFFAOYSA-M calcium monohydroxide Chemical compound [Ca]O KIZFHUJKFSNWKO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- AIBQNUOBCRIENU-UHFFFAOYSA-N nickel;dihydrate Chemical compound O.O.[Ni] AIBQNUOBCRIENU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011208 reinforced composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
- H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
-
- 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
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
- H01M10/0418—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes with bipolar electrodes
-
- 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
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/18—Lead-acid accumulators with bipolar electrodes
-
- 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
- H01M10/34—Gastight accumulators
- H01M10/345—Gastight metal hydride accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M10/4264—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing with capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M16/00—Structural combinations of different types of electrochemical generators
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
積層エネルギー貯蔵デバイス(ESD)は、積層に配列される少なくとも2つのセル区画を有する。各セル区画は、第1の活物質電極を有する第1の電極ユニットと、第2の活物質電極を有する第2の電極ユニットと、活物質電極間の電解質層とを有してもよい。ESDは、少なくとも2つのサブ積層を含み、それぞれのサブ積層の要素は、サブ積層の他の要素と直列に電気結合される。サブ積層は、単一の積層として載置されてもよく、サブ積層は、他のサブ積層と並列、直列、または両方に電気結合され、特定の電圧および電流容量を有するESTを作製してもよい。積層全体は、単一対の端部キャップによって包含されてもよい。
Description
(関連出願の相互参照)
本願は、米国仮特許出願第61/172,448号(2009年4月24日出願)および米国仮特許出願第61/224/725号(2009年7月10日出願)の利益を主張し、これらの出願は、その全体が本明細書に参照によって援用される。
本願は、米国仮特許出願第61/172,448号(2009年4月24日出願)および米国仮特許出願第61/224/725号(2009年7月10日出願)の利益を主張し、これらの出願は、その全体が本明細書に参照によって援用される。
(発明の分野)
本発明は、概して、エネルギー貯蔵デバイス(ESD)に関し、より具体的には、本発明は、直列、並列、または両方に電気結合されたセルを有する積層されたESDに関する。
本発明は、概して、エネルギー貯蔵デバイス(ESD)に関し、より具体的には、本発明は、直列、並列、または両方に電気結合されたセルを有する積層されたESDに関する。
ESDのための設計基準は、一般的には、電力、エネルギー、および耐用年数を含み、また、質量および/または体積の制限を含み得る。これらの設計因子は、多くの場合、相互に依存する。例えば、ESDの電力を増加させることは(例えば、電圧および/または電流容量を増加させることによって)、デバイスの質量および/または体積を増加させ得る。
双極性ESDの電圧(ひいては、ワット時)を増加させる技法は、より高い積層内に付加的な双極性セルを一体的に追加することである。しかしながら、積層の電流容量は、単一セルの容量と実質的に同一であり得る。双極性ESDの電流容量を増加させるために、いくつかのESDが、一般的に並列に配線される。これらのESDの各々は、一般的に、循環の際のガス圧および電極拡張の抑制のために、その独自の対の端部キャップを有するが、これは、システム全体の重量を増大させることになる。しかしながら、端部キャップは、一般的には、積層のエネルギーまたは電力を増大させない。この付加的重量は、活物質がそれぞれのセル積層の重量の増加とともに増大させられないので、概して、「寄生」重量と呼ばれる。
上述の技法は、不必要に、寄生重量、ある場合には、システムの体積の実質的増加によって、電力および/または電流容量の増加を制限する。
故に、直列および並列に電気結合されるセルを有する、性能が改良されたESDを提供することが望ましいであろう。
上述に照らして、直列および並列に電気結合されるセルを有する、積層されたESDのための装置および方法が提供される。
並列および直列構成の任意の組み合わせが、特定の電圧ならびに電流容量を生成するために組み立てられてもよい。例えば、少なくとも2つのサブ積層が、総積層の電圧を増加させるために、直列に配線されてもよい。いくつかの実施形態では、一対の端部キャップのみ使用され得るため、双極性セルの本構成の寄生重量は、一般的配列(すなわち、それぞれ、その独自のそれぞれの対の端部キャップを有し、並列に電気結合される、2つ以上のESD)より比較的に少なくなり得る。
ある実施形態によると、複数の電極ユニットの積層を有する、ESDが提供される。積層は、複数の双極性電極ユニットの第1のサブ積層と、第1の積層と同一線上の複数の双極性電極ユニットの第2のサブ積層と、第1のサブ積層と第2のサブ積層との間に配置される単極性電極ユニットとを含んでもよい。第1の端部キャップは、電極ユニットの積層の第1の端部であってもよく、第2の端部キャップは、電極ユニットの積層の第2の端部であってもよい。
ある実施形態によると、積層軸に沿って、複数の電極ユニットの積層を有する、ESDが提供される。積層は、その両側に第1および第2の表面を有する単極性電極ユニットと、第1の表面の反対の積層軸に沿って提供される第1の双極性電極ユニットと、第2の表面の反対の積層軸に沿って提供される第2の双極性電極ユニットとを含んでもよい。第1および第2の双極性電極ユニットは、単極性電極ユニットを介して、並列に電気結合されてもよい。
本発明の上述の利点および他の利点は、添付の図面と併用して以下の詳細な説明を考察することによってより明白となるであろう(図面において、同一の参照文字は、同一の部分を指す)。
図1は、本発明のある実施形態による、双極性電極ユニット(BPU)の例示的構造の概略断面図を示す。
図2は、本発明のある実施形態による、図1のBPUの積層の例示構造の概略断面図を示す。
図3は、本発明のある実施形態による、図2のBPUの積層を有する、例示的双極性ESDの概略回路図を示す。
図4は、本発明のある実施形態による、BPUの積層の例示的構造の概略断面図を示す。
図5は、本発明のある実施形態による、図4の例示的双極性ESDの概略回路図を示す。
図6は、本発明のある実施形態による、例示的な積層された双極性ESDの斜視図を示す。
図7は、本発明のある実施形態による、図6の例示的な積層された双極性ESDの部分的断面図を示す。
図8は、本発明のある実施形態による、図6の例示的な積層された双極性ESDの分解図を示す。
図9は、本発明のある実施形態による、図6の例示的な積層された双極性ESDの分解図を示す。
積層されたエネルギー貯蔵デバイス(ESD)のための装置および方法が提供され、図1−図9を参照して以下に説明される。本発明は、電気エネルギーまたは電流を貯蔵および/または提供し得る、例えば、バッテリ、キャパシタ、あるいは任意の他の好適な電気化学エネルギーもしくは電力貯蔵デバイス等のESDに関する。本発明は、直列および並列に電気結合される、積層された双極性ESDに関連して、本明細書に説明されるが、論じられる概念は、平行板、柱状、折畳み、巻回、および/または双極性の構成、任意の他の好適な構成、あるいは任意のそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意のセル間電極構成に適用可能であることを理解されたい。
積層形式における封止セルを伴うESDは、一連の積層された双極性電極ユニット(BPU)を含んでもよい。これらのBPUはそれぞれ、集電体の両側上に塗膜される正極活物質電極層と、負極活物質電極層とが提供される。任意の2つのBPUは、相互の上部に積層され、電解質層が、それらの2つのBPUの集電体を電気的に絶縁するために、BPUのうちの一方の正極活物質電極層とBPUのうちの他方の負極活物質電極層との間に提供される。任意の2つの隣接するBPUの集電体は、活物質電極層およびそれらの間の電解質とともに、封止された単一のセルまたはセル区画である。それぞれ、第1のBPUの一部分および第2のBPUの一部分を有する、そのようなセルの積層を含む、ESDは、本明細書において「積層された双極性」ESDと称されるものとする。
ESDは、直列、並列、または両方に電気結合され得る、いくつかのセルを含んでもよい。双極性ESDは、単に独立セルを直列に一体に接続する、それらのESD上に形成される相互接続通電構成要素を排除してもよい。双極性ESDの接続物質の削減(それによって、寄生重量を減少させる)は、抵抗を低下させ、電力を増加させ、例えば、ESDを比較的に小型かつ軽量にし得る。
図1は、本発明のある実施形態による、例示的「平板」双極性電極ユニットまたはBPU102を示す。積層されたセルESD内で使用するための平板構造については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Oggらによる米国特許出願第11/417,489号および米国特許出願第12/069,793号に詳述されている。BPU102は、不透過伝導性基板または集電体106の第1の側面上に設けられ得る正極活物質電極層104と、不透過伝導性基板106の他方の側面上に提供され得る負極活物質電極層108とを含み得る。
双極性電極は、任意の好適な形状または幾何学形状を有し得ることを理解されたい。例えば、本発明のいくつかの実施形態では、「平板」BPUは、代替として、または付加的に、「皿形状」電極であってもよい。皿形状電極は、双極性ESDの動作の際に発生し得る圧力を低減させ得る。皿形状圧平衡電極については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Westらによる米国特許出願第12/258,854号に詳述されている。
図2に示されるように、例えば、複数のBPU202は、一方のBPU202の正極電極層204が、電解質層210を介して、隣接するBPU202の負極電極層208に対向し得るように、2つの隣接するBPU202間に提供され得る電解質層210によって、積層220として、実質的に垂直に積層されてもよい。各電解質層210は、その中に電解質を保持し得る隔離板(図示せず)を含んでもよい。隔離板は、正極電極層204およびそれに隣接する負極電極層208を電気的に分離する一方、電極ユニット間のイオン移行を可能にし得る。
図2におけるBPU202の積層された状態を引き続き参照すると、例えば、第1のBPU202の正極電極層204および基板206と、第1のBPU202に隣接する第2のBPU202の負極電極層208および基板206と、第1と第2のBPU202との間の電解質層210とに含まれる構成要素は、本明細書において、単一の「セル」または「セル区画」222と称されるものとする。各セル区画222の各不透過性基板206は、適用可能な隣接するセル区画222によって共有されてもよい。
図3は、本発明のある実施形態による、図2の積層220の概略回路図を示す。双極性ESDは、所望の電圧を提供するために、図3に示すように、積層および直列接続される1つ以上のBPU202を含んでもよい。
図4は、本発明のある実施形態による、BPUの積層の構造の概略断面図を示す。図4に示されるように、例えば、独立セル積層またはサブ積層421aおよび421bは、サブ積層間に位置する「サブ端子」単極性電極ユニット(例えば、サブ端子MPU401参照)を有することによって、並列に電気結合されるように構成されてもよい。正極または負極のサブ端子単極性電極ユニット(MPU)は、双極性ESD内の独立セル積層間またはサブ積層間に提供されてもよい。サブ端子MPUは、基板または集電体の両側に提供される同一極性(すなわち、正極または負極)を有する活物質電極層を有してもよい。任意の好適な活物質が、サブ端子MPUと併用されてもよく、いくつかの実施形態では、サブ端子MPUの両側の活物質電極層は、実質的に同一活物質であってもよく、または同一極性を有する異なる活物質であってもよい。
例えば、図4は、双極性ESD450の積層420内のサブ端子MPU401を示す。サブ端子MPU401は、不透過伝導性基板または集電体409の第1の側に提供され得る負極活物質電極層405aと、不透過伝導性基板409の他方の側に提供され得る負極活物質電極層405bとを含んでもよい。サブ端子MPU401は、サブ積層421aのセル区画(例えば、セル区画422a−422c参照)をサブ積層421bのセル区画(例えば、セル区画422d−422f参照)と並列に電気結合するように構成されてもよい。例えば、サブ端子MPU401は、タブまたはフランジ407が提供されてもよい。いくつかの実施形態では、フランジ407は、例えば、フランジ407が取着されるそれぞれの基板に対応する双極性電極ユニットまたは単極性ユニットへの電気接続を提供してもよい。図4に示されるように、例えば、フランジ407は、サブ端子MPU401の基板409に取着される。しかしながら、タブまたはフランジは、例えば、BPU、サブ端子MPU、および端子MPU(例えば、図6−9のフランジ607参照)を含む、本発明の任意の好適な電極ユニットの基板が提供されてもよいことを理解されたい。
サブ端子MPU401は、サブ積層間の電気隔離板、機械的隔離板、または両方として作用してもよい。いくつかの実施形態では、サブ端子MPU401は、双極性電極ユニットと異なる幾何学形状を有してもよい(例えば、BPU402a−d参照)。例えば、サブ端子MPU401の基板409は、BPU402aの基板406aより比較的に厚いかまたは比較的に薄くてもよい。例えば、基板409の両側に同一極性を有する電極(例えば、電極層405aおよび405b)は、基板406aの反対極性を有する両側の電極(例えば、電極層408aおよび404a)と異なって拡張および/または収縮し得るため、基板409は、基板406aに対して可変の厚さを有してもよい。例えば、MPU401が、基板409の両側に正極電極層を有する場合、一方または両方の正極電極層は、基板409を圧縮し得る。さらに、いくつかの実施形態では、ESDのサブ積層は、異なるベースユニットおよび/または異なる化学物質を有してもよい(例えば、サブ積層421aは、ニッケル水素ESD化学物質を有してもよく、サブ積層421bは、キャパシタを利用してもよい)。そのような実施形態では、例えば、サブ積層は、相互に異なって拡張および/または収縮し得、それによって、MPU401に正味の力を付与する。したがって、いくつかの実施形態では、基板409は、基板406a−dより比較的に厚く、よりロバストに設計されてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、サブ端子MPU401の基板409は、BPUの基板と実質的に同一であってもよいことを理解されたい(例えば、BPU402a−dの基板406a−d参照)。
サブ端子MPU401は、隣接するセル区画の活物質間に任意の好適な電極間間隔を有してもよく、任意の好適なガスケット構成を有してもよい。電極間間隔は、種々のESD用途に依存してもよい。例えば、比較的に低損失/高エネルギーセルの場合、負荷の増加に耐えるために、比較的に大量の活物質を包填し、および/または比較的に厚い電極マトリクス物質を有することが好ましいであろう。比較的に高い電力用途の場合、電極間間隔を縮小するために、より少ない物質を包填し、および/または比較的に強い力で密閉することが好ましいであろう。
ESD設計のための多くの基準が存在し得る。これらの基準は、一般的には、電力、エネルギー、および耐用年数を規定し、質量および/または体積の制限を有し得る。これらの基準は、1つのESD型のみによって満たされなくてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、設計要件を達成するためのエネルギー貯蔵型を組み合わせるESDが、好ましいであろう。本発明の双極性ESDは、設計要件を達成するための複数のESD型に対応するように構成されてもよい。例えば、上述のように、1つのサブ積層は、ニッケル水素ESD化学物質を有してもよく、別のサブ積層は、キャパシタを利用してもよい。
双極性ESD450は、1つ以上の基礎的ベースユニットを含んでもよい。例えば、好適な電気化学的ESD化学物質は、金属水素化物、リチウム、または任意の他の好適な化学物質、あるいはそれらの組み合わせを含んでもよく、ベースユニットは、静電キャパシタを含んでもよい。多ユニットESDは、直列または並列電力分布、あるいは両方のために構成されてもよく、デバイスは、複数の型を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ESD内の独立サブ積層は、異なる化学物質を有してもよい。例えば、サブ積層421aは、金属水素化物元素を含んでもよくサブ積層421bは、リチウムイオン元素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、同一サブ積層内のセルは、セル毎または同一セル内でも、異なる化学物質を有してもよい。
上述のように、いくつかの実施形態では、ESDは、その中に積層されたキャパシタを有する、1つ以上のサブ積層を含んでもよい。キャパシタは、電気化学二重層を含んでもよい。二重層構成要素は、電極物質の表面上のイオンおよび電子の蓄積を指し得る(例えば、接触表面積依存性であってもよい)。その効果は、イオンおよび電子が両方とも、電極物質の表面に結合され得るので、電気化学的であるよりも比較的により静電的であり得る。これは、例えば、静電キャパシタに類似し得る。キャパシタの正および負極電極層は、ESDが組み立てられるとき、「自然」電気化学電位が存在しないか、または実質的に存在し得ないように、実質的に同一組成を有してもよい。電位は、例えば、片側に電子と、同一表面上に蓄積する実質的に同等の正極イオン電荷とを有することによって、ESDが帯電されるときに生じ得る。類似事象は、負極電極上でも生じ得、例えば、負イオンが、負極電極の電子空乏表面上の電子の空乏化(例えば、「正孔」)によって生じ、電極表面上に蓄積し得る。本発明の双極性ユニットと併せて上述のように、キャパシタのいずれかの側は、正極または負極であってもよいことを理解されたい。
キャパシタが、ESDと並列に電気結合されると、アセンブリ全体は、比較的に高い作用電圧を有し得る。例えば、金属水素化物ESDは、水性であってもよく、1.5ボルトの動作範囲を有してもよい。電気化学二重層を有するキャパシタは、任意の好適な電解質から形成されてもよく、動作範囲は、例えば、1.25ボルト以下乃至20ボルト以上であってもよい。また、キャパシタは、比較的に低内部抵抗を有してもよく、比較的に高電流引き込みを有するESDに対応してもよい。例えば、高速パルスの場合、キャパシタは、ESDの前に電流引き込みのほとんどを取り込んでもよく、これは、ESDを緩衝化し、ESDのサイクル寿命を増加させ得る。
他のキャパシタは、イオンおよび電子の二重層を有していなくてもよい。むしろ、導体の表面(例えば、金属箔上)の電子の蓄積および空乏化によって生じる、静電結合を介してのみ動作してもよい。帯電すると、電子は、誘電隔離板を通して伝播し得ないが、静電結合を保持するために近接することを要求し得る。正極および負極端子が結合され、回路を橋架すると、電子は、配線を横断して逆流し、実質的にゼロ電圧に再平衡化してもよい。これらのキャパシタは、電気化学二重層を有するキャパシタより比較的に低い容量を有してもよい。
サブ積層内に積層されるキャパシタセルの数は、ESDの電圧制限に依存してもよい。いくつかの実施形態では、キャパシタサブ積層の電圧は、ESDの電圧以上であってもよい。さらに、いくつかの実施形態では、例えば、キャパシタのセルあたりの電圧制限は、電解質溶媒絶縁破壊電圧に依存してもよい。例示的電圧制限は、液体系溶媒デバイスの場合、1.2ボルト(例えば、水性)乃至20ボルト(例えば、有機およびシロキサン)の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、本発明のESDは、例えば、金属水素化物化学物質を有する別のサブ積層内で使用されるものと実質的に同一溶媒を有する、サブ積層内にキャパシタを組み込んでもよく、セルは、1.5ボルトの制限を有するように構成されてもよい。
図4を継続して参照すると、2つの独立した3つのセル積層(すなわち、サブ積層421aおよび421b)が存在し、したがって、サブ端子MPU401は、サブ積層421aと421bとの間の積層420内の中心に位置する。しかしながら、サブ端子MPU401は、積層420内の任意の好適な場所に提供されてもよいことを理解されたい。例えば、独立セル積層(例えば、サブ積層421a参照)は、サブ端子MPU401が、独立サブ積層(例えば、サブ積層421aおよび421b)間にある積層内の任意の好適な場所に位置され得るように、任意の好適な数のセルを有してもよい(例えば、特定の積層またはサブ積層の電圧を上昇させるため)。また、ESD450は、任意の好適な数の独立セル積層またはサブ積層とともに、その間に提供される適切な数のサブ端子MPUを有してもよいことを理解されたい。いくつかの実施形態では、例えば、複数のサブ積層が、ESDの電圧および/または電流容量を増加させるために組み込まれてもよい。
図4に示すように、例えば、正極または負極端子、あるいは端子単極性ユニット(MPU)が、本発明のある実施形態に従って、積層された双極性ESD450を構成するために、1つ以上のBPU402a−dおよびサブ端子MPU401の積層420とともに提供されてもよい。図4に示される配列では、例えば、端子MPUの極性は、サブ端子MPU401と反対であってもよい。不透過伝導性基板416bの片側に提供される正極活物質電極層414bを含み得る、正極端子MPU412bは、正極端子MPU412bの正極電極層414bが、電解質層410fを介して、積層420のその第1の端部において、BPU(すなわち、BPU402d)の負極電極層(すなわち、層408d)と対向し得るように提供される、電解質層(すなわち、電解質層410f)とともに、積層420の第1の端部に配置されてもよい。不透過伝導性基板416aの片側に提供される正極活物質電極層414aを含み得る、正極端子MPU412aは、正極端子MPU412aの正極電極層414aが、電解質層410aを介して、積層420のその第2の端部において、BPU(すなわち、BPU402a)の負極電極層(すなわち、層408a)と対向し得るように提供される、電解質層(すなわち、電解質層410a)とともに、積層420の第2の端部に配置されてもよい。端子MPU12aおよび412bは、それぞれ、対応する正極電極導線413aおよび負極電極導線413bが提供されてもよい。
例えば、図4に示されるように、各端子MPUまたはサブ端子MPUの基板および電極層は、その隣接するBPUの基板および電極層と、それらの間の電解質層と、セル区画を形成してもよい(例えば、セル区画422a/422fおよびセル区画422c/422d参照)。積層420内に積層されるBPUの数は、1つ以上であってもよく、例えば、ESD450のための所望の電圧に対応するために、適切に判定されてもよい。サブ積層(例えば、サブ積層421aおよび421b)内に積層されるBPUの数は、1つ以上であってもよく、例えば、ESD450のための所望の電圧に対応するために、適切に判定されてもよい。各BPUは、ESD450のための所望の電圧が、各構成要素BPUによって提供される電位を効果的に追加することによって達成され得るように、任意の所望の電位を提供してもよい。各BPUが、同等電位を提供する必要はないことを理解されたい。
一好適な実施形態では、双極性ESD450は、BPU積層420およびそのそれぞれの正極端子MPU412aおよび412bが、低下圧力下、ESDケースまたは包体440内に少なくとも部分的にカプセル化(例えば、密封)され得るように構築されてもよい。端子MPU伝導性基板416aおよび416b(または、少なくともそれらのそれぞれの電極導線413aおよび413b)は、例えば、利用時の外部からの衝撃を緩和し、かつ環境劣化を防止するように、ESDケースまたは包体440から引き出されてもよい。
第1のセル区画の電解質(例えば、セル区画422aの電解質層410a参照)が、別のセル区画の電解質(例えば、セル区画422bの電解質層410b参照)と組み合わせられることを防止するために、ガスケットまたは封止材が、その特定のセル区画内の電解質を封止するために、隣接する電極ユニット間の電解質層とともに積層されてもよい。ガスケットまたは封止材は、例えば、それらの間の電解質を封止するために、特定のセルの隣接する電極ユニットが提供され得る、任意の好適な圧縮性あるいは非圧縮性の固体もしくは粘着性物質、または任意の他の好適な物質、あるいはそれらの組み合わせであってもよい。一好適な配列では、図4に示されるように、例えば、本発明の双極性ESDは、各セル区画422a−eの電解質層410a−fならびに活物質電極層404a−d/414a−bおよび408a−d/405a−bを中心として、障壁として配置され得る、ガスケットまたは封止材460a−fを含んでもよい。ガスケットまたは封止材は、連続的かつ密閉されてもよく、そのセルのガスケットと隣接する電極ユニットとの間の電解質(すなわち、BPUあるいはそのガスケットまたは封止材に隣接するBPUおよびサブ端子MPU/端子MPU)を封止してもよい。ガスケットまたは封止材は、例えば、そのセルの隣接する電極ユニット間に適切な空間を提供してもよい。いくつかの実施形態では、動的可撓性封止材またはガスケットが、提供されてもよい。本願では、ガスケットは、機械的に寸法を調節する一方、隣接する表面と実質的に密封された接触を維持してもよい。例えば、動的可撓性封止材またはガスケットは、好ましい方向または複数の好ましい方向に変形するように構成されてもよい。動的可撓性封止材またはガスケットについては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Westらの米国特許出願第12/694,638号に詳述されている。
第1のセル区画の電解質(例えば、セル区画422aの電解質層410a参照)が、別のセル区画の電解質(例えば、セル区画422bの電解質層410b参照)と組み合わせられることを防止するために、積層された双極性ESD450のセル区画を封止する際、セル区画は、セルが帯電および放電されることに伴って隣接するセル(例えば、セル422a/422b)の間に圧力差を産生してもよい。平衡弁は、このように発生する圧力差を実質的に減少させるために提供されてもよい。平衡弁は、気体の移動を可能にし、電解質の移動を実質的に防止する半透過性膜または破裂板として、機械的あるいは化学的に動作してもよい。ESDは、平衡弁の任意の組み合わせを有するBPU、サブ端子MPUおよび端子MPUを有してもよい。圧平衡弁については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Westらによる米国特許出願第12/258,854号に詳述されている。
図5は、本発明のある実施形態による、図4の双極性ESDの概略回路図を示す。例えば、各それぞれの独立セル積層またはサブ積層内のセル区画は、サブ積層の他のセルと直列に電気結合されてもよい(例えば、図2および3の直列接続参照)。次いで、2つのサブ積層は、サブ端子MPU(例えば、図4のサブ端子MPU401参照)を介して、相互に並列に電気結合されてもよい。本配列は、例えば、複数のセルが、積層内に直列および/または並列に電気結合されることを可能にし得る一方、一対の端部キャップ(例えば、図6−8の端部キャップ618および634参照)のみを使用する。これは、例えば、複数の端部キャップを使用して、直列および並列に電気結合されるESDと比較して、ESDの寄生重量を低減させ得る。
図5に示されるように、例えば、サブ積層は、サブ端子MPU401に取着され得る、1つ以上のワイヤを介して、並列に電気結合されてもよい。ワイヤは、サブ端子MPU401の基板の1つ以上のフランジ(例えば、図4のフランジ407および図6−9のフランジ607参照)に取着されてもよい。ワイヤの利用は、並列接続を成すための多くの好適なアプローチのうちの1つにすぎないことを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、サブ端子MPUは、伝導性の外側容器(例えば、図4のESD包体440参照)に直接接合されてもよく、ワイヤが必要とされなくてもよい。本実施形態では、例えば、ESDの各端部は、正極支柱または電極導線(例えば、導線413aおよび413b参照)および負極電気接続を提供するために、伝導性の外側容器と接触する負極ケース(図示せず)の両方を有してもよい。サブ端子MPU401を介して、並列にサブ積層を電気結合するための任意の他の好適なアプローチ、または任意のそれらの組み合わせが、使用されてもよく。例えば、いくつかの実施形態では、ワイヤおよび伝導性の外側容器に直接接合されるサブ端子MPUの両方が、使用されてもよい。
図6および7は、本発明のある実施形態による、それぞれ、積層された双極性ESDの斜視図および部分的断面図を示す。積層された双極性ESD650は、圧縮ボルト623と、整列リング624aおよび624bと、機械バネ626aおよび326bと、積層620(基板フランジ607を含む)と、積層620の両端に提供される剛性端部キャップ634および618とを含んでもよい。整列リングは、積層された双極性ESD650の両端に提供されてもよい。例えば、整列リング624aおよび整列リング624bは、ESD350の両端に提供されてもよい。機械バネは、整列リング624a/624bと剛性端部キャップ634/618との間に提供されてもよい。例えば、機械バネ626aは、整列リング624aと剛性端部キャップ634との間に提供されてもよく、機械バネ626bは、整列リング624bと剛性端部キャップ618との間に提供されてもよい。機械バネ626aおよび326bは、ESD650の動作および循環の際に発生される力に応答して、偏向するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、バネ626aおよび626bの偏向は、印加される負荷に直接比例してもよい。
剛性端部キャップ634および618は、双極性ESD650の電極および/または基板の形状に実質的に適合するように成形されてもよい(例えば、図4のBPU402a−d参照)。例えば、端部キャップ634および618は、ESD350の電極および/または基板の「平板」、「皿形状」、または任意の他の形状、あるいはそれらの組み合わせに適合してもよい。
いくつかの実施形態では、基板フランジ607は、双極性ESD650を中心として提供され、積層620から半径方向外向きに突出してもよい。フランジ607は、例えば、フランジ607が取着される、それぞれの不透過伝導性基板に対応する双極性電極ユニットまたは単極性ユニットに電気接続を提供してもよい(例えば、図4のサブ端子MPU401のフランジ407参照)。図6のフランジ607は、「舌圧子」として成形されるが、積層620から半径方向外向きに延在するように構成される、任意の他の好適な形状および任意の他の好適なサイズであってもよい。例えば、フランジ607の断面積は、実質的に、四角形、三角形、円形または楕円形、六角形、あるいは任意の他の所望の形状、もしくはそれらの組み合わせであってもよく、特定のコネクタもしくは複数のコネクタと電気結合するように構成されてもよい。
図8および9は、本発明のある実施形態による、図6の積層された双極性ESDの分解図を示す。図8に示されるように、例えば、積層620は、サブ積層621aおよび621bを含んでもよい。サブ積層621aは、5つのBPU602aの積層を含んでもよい。同様に、サブ積層621bは、5つのBPU602bの積層を含んでもよい。しかしながら、例えば、ESD650のための所望の電圧および/または電流容量に対応するために、任意の好適な数のセル区画および/または双極性ユニットが、サブ積層621aおよび621b内に提供されてもよいことを理解されたい。サブ端子MPU601は、サブ積層621aと621bとの間に提供され、それによって、サブ積層621aのBPUの直列電気接続をサブ積層621bのBPUの直列電気接続から分離してもよい。サブ端子MPU601は、例えば、各それぞれの基板に取着される複数のフランジ607(例えば、図9のフランジ607参照)を介して、サブ積層621aのBPUをサブ積層621bのBPUと並列に結合するように構成されてもよい。図5と併せて上述のように、フランジ(例えば、フランジ607)の利用は、ESDのサブ積層間に並列接続を成すための多くの好適なアプローチのうちの1つにすぎないことを理解されたい。
図9(図8の領域690として表される)を参照すると、サブ端子MPU601は、基板または集電体の両側に提供される同一極性(すなわち、正極または負極)を有する活物質電極層を有してもよい。図9に示されるように、例えば、サブ端子MPU601は、不透過伝導性基板または集電体609の第1の側に提供され得る正極活物質電極層603を含んでもよい。第2の正極活物質電極層は、不透過伝導性基板609の他方の側に提供されてもよい(図示せず)。
BPU602aは、不透過伝導性基板または集電体606の第1の側に提供され得る正極活物質電極層604と、不透過伝導性基板606の他方の側に提供され得る負極活物質電極層608(図示せず)とを含んでもよい。BPU602bは、不透過伝導性基板または集電体606の第1の側に提供され得る負極活物質電極層608と、不透過伝導性基板606の他方の側に提供され得る正極活物質電極層604(図示せず)とを含んでもよい。さらに、基板606は、そこから半径方向外向きに延在する、基板フランジ607を含んでもよい。
ESD650のサブ積層を分離することによって、サブ端子MPU601は、事実上、特定のサブ積層のための端部キャップとして作用してもよい。図6−8に示されるように、例えば、ESD650は、並列に電気結合される少なくとも2つのサブ積層を有し、一対の端部キャップ618および634のみを有する単一積層620として配列される。
図9を継続して参照すると、硬質停止部材662が、各それぞれの電極ユニット(例えば、BPU602aおよび602bとサブ端子MPU601)間に提供されてもよい。硬質停止部材662は、各それぞれのセル区画の内容物を実質的に包囲してもよい。さらに、各硬質停止部材662は、その上に、基板(例えば、基板606および609)が、固定して配置され得る棚を有してもよい。
複数の圧縮ボルト(例えば、図6の圧縮ボルト623参照)または任意の他の好適な剛性締結具のための一式のボルト穴664が、硬質停止部材662の外側辺縁に沿って提供されてもよい。ボルト穴664は、例えば、組み立ての際、電極ユニットの積層全体(例えば、BPU402a−d、サブ端子MPU401、および端子MPU412aおよび412b参照)と整列してもよく、動作の際、安定性を提供してもよい。ボルト穴664は、特定の圧縮ボルトまたは任意の他の好適な剛性締結具を収容するように寸法設定されてもよい。ボルト穴664は、円形として示されるが、また、実質的に四角形、三角形、楕円形、六角形、または任意の他の所望の形状、あるいはそれらの組み合わせであってもよい。
また、硬質停止部材662は、基板フランジ607と整列し得る、複数の基板棚674を含んでもよい。基板棚674は、フランジを、硬質停止部材662を通して、積層620から半径方向外向きに突出させ、例えば、フランジを導線に電気結合させることが可能であってもよい。硬質停止部材662は、5つの基板棚674を有するように示されるが、任意の好適な数の棚674が提供されてもよく、その数は、ESD内で使用される特定の電極ユニットに依存してもよい。さらに、硬質停止部材662は、ESDの電極間間隔を実質的に設定してもよい。ESDの電極間間隔を調節するための種々の技法については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Westらによる米国特許出願第12/694,638号に詳述されている。
本発明の電極ユニットを形成するために使用される基板(例えば、基板406a−d、409、416a、および416b)は、例えば、非穿孔性金属箔、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、ニッケルおよびアルミニウムを含むクラッド物質、銅およびアルミニウムを含むクラッド物質、ニッケルめっき鋼、ニッケルめっき銅、ニッケルめっきアルミニウム、金、銀、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の好適な伝導性かつ不透過性あるいは実質的に不透過性の物質から形成されてもよい。各基板は、ある実施形態において、相互に接着する2つ以上の金属箔シートから作製されてもよい。各BPUの基板は、一般的には、0.025乃至5ミリメートルの厚さであってもよい一方、各MPUの基板は、0.025乃至10ミリメートルの厚さであって、例えば、ESDに対する端子またはサブ端子として作用してもよい。金属化発泡体は、例えば、セル区画の活物質間の抵抗が、電極を通して伝導性マトリクスを拡張することによって低減されるように、例えば、平坦金属膜または箔において、任意の適切な基板物質と組み合わせられてもよい。
いくつかの実施形態では、サブ端子MPU401の基板409は、例えば、種々のプラスチック、フェノール、セラミック、二元複合材として機能するエポキシ樹脂、ガラスセラミック、多次元織布繊維複合材、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、任意の好適な非伝導性かつ不透過性または実質的に不透過性物質から形成されてもよい。
これらの基板上に提供され、本発明の電極ユニットを形成する、正極電極層(例えば、正極電極層404a−d、414a、および414b)は、例えば、水酸化ニッケル(Ni(OH)2)、亜鉛(Zn)、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の好適な活物質から形成されてもよい。正極活物質は、焼結されて含浸されるか、水性バインダで塗膜されて押圧されるか、有機バインダで塗膜されて押圧されるか、または伝導性マトリクス内に、他の支援化学物質とともに、正極活物質を含有する任意の他の好適な方法によって含有されてもよい。電極ユニットの正極電極層は、例えば、膨張を低減するためにそのマトリクス内に注入される、金属水素化物(MH)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない粒子を有してもよい。これにより、例えば、サイクル寿命が増加し、再結合が改善され、セル区画内の圧力が低減し得る。また、MH等のこれらの粒子は、電極内の導電性を改善し、再結合を支援するために、Ni(OH)2等の活物質ペーストの接合に存在してもよい。
これらの基板上に提供され、本発明の電極ユニットを形成する、負極電極層(例えば、負極電極層408a−d、405a、および405b)は、例えば、MH、Cd、Mn、Ag、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の好適な活物質から形成されてもよい。負極活物質は、例えば、焼結されるか、水性バインダで塗膜されて押圧されるか、有機バインダで塗膜されて押圧されるか、または伝導性マトリクス内に他の支援化学物質とともに、負極活物質を含有する任意の他の適切な方法によって含有されてもよい。負極電極側は、例えば、構造を安定化させ、酸化を低減させ、サイクル寿命を延長させるように、負極電極物質マトリクス内に注入されるNi、Zn、Al、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない化学物質を有してもよい。
有機カルボキシメチルセルロース(CMC)バインダ、クレイトンゴム、PTFE(テフロン(登録商標))、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない種々の好適なバインダは、例えば、層をそれらの基板に保持するように、活物質層と混合されてもよい。また、200ppiの金属発泡体等の超静止バインダが、本発明の積層されたESD構造と併用されてもよい。
本発明のESDの各電解質層の隔離板は、その2つの隣接する電極ユニットを電気的に絶縁する一方、それらの電極ユニット間のイオン移動を可能にする任意の好適な物質から形成されてもよい。隔離板は、充填を改善し、サイクル寿命を増加させるために電解質容器として役割を果たすようにセルロース超吸収材を含有し、この場合、隔離板は、例えば、ポリ吸収おむつ用物質から作製されてもよい。それによって、隔離板は、電荷がESDに印加されると、以前に吸収された電解質を放出し得る。ある実施形態では、隔離板は、電極間間隔(IES)が、通常よりも大きい間隔から開始し、その寿命にわたって、ESDの容量(または、Cレート)を維持し、ならびにESDの寿命を延長するために、継続的に低減されるように、通常のセルよりも密度が小さく、厚くてもよい。
隔離板は、短絡を低減し、再結合を改善するために、電極ユニット上の活性物質の表面に接合される物質よりも比較的に薄くてもよい。本隔離板物質は、例えば、噴霧、塗膜、押圧される、またはそれらの組み合わせであってもよい。隔離板は、ある実施形態では、そこに取着される再結合剤を有し得る。本剤は、隔離板の構造内に注入される(例えば、これは、本剤を隔離板繊維に結合するために、ポリビニルアルコール(PVAまたはPVOH)を使用して、湿式プロセスにおいて、本剤を物理的に捕捉することによって行なわれる、または本剤は、電気蒸着によって、その中に入れられ得る)、あるいは、例えば、蒸着によって表面上に層状化されてもよい。隔離板は、例えば、Pb、Ag、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、再結合を効果的に支援する任意の好適な物質または剤から作製されてもよい。セルの基板が相互に向かって移動する場合、隔離板は抵抗を呈し得るが、隔離板は、偏向しない程十分堅い基板を利用し得る本発明のある実施形態では、提供されなくてもよい。
本発明のESDの各電解質層の電解質は、溶解または融解時にイオン化して、導電性媒体を産生し得る、任意の好適な化学化合物から形成されてもよい。電解質は、例えば、NiMHを含むが、これに限定されない任意の好適な化学物質の標準的な電解質であってもよい。電解質は、例えば、水酸化リチウム(LiOH)、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カルシウム(CaOH)、水酸化カリウム(KOH)、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、付加的化学物質を含有してもよい。また、電解質は、例えば、Ag(OH)2を含むが、これに限定されない、再結合を改善するための添加剤を含有してもよい。また、電解質は、例えば、低温性能を改善するために、水酸化ルビジウム(RbOH)を含有してもよい。本発明のいくつかの実施形態では、電解質は、隔離板内で凍結され、次いで、ESDが完全に組み立てられた後、解凍されてもよい。これによって、ガスケットが、それに隣接する電極ユニットとの実質的に流体密封を形成する前に、特に、粘着性電解質のESDの電極ユニット積層への挿入が可能になり得る。
本発明のESDの封止材およびガスケット(例えば、ガスケット460a−f)は、ガスケットとそれに隣接する電極ユニットとにより画定される空間内に電解質を効果的に封止し得る、任意の好適な物質または物質の組み合わせから形成されてもよい。ある実施形態では、ガスケットは、例えば、ナイロン、ポリプロピレン、セルガード、ゴム、PVOH、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の好適な非伝導性物質から作製され得る固体封止障壁またはループ、あるいは固体封止ループを形成可能な複数のループ部分から形成されてもよい。固体封止障壁から形成されるガスケットは、それらの間に封止を作成するために、隣接電極の一部分に接触し得る。
代替として、または付加的に、ガスケットは、例えば、エポキシ樹脂、ブレアタール、電解質(例えば、KOH)不透過性膠、圧縮性接着剤(例えば、シリコン、アクリル、および/または繊維強化プラスチック(FRP)から形成され、電解質に対して不透過性であり得る、Henkel Corporationより入手可能である、Loctite(登録商標)銘柄の接着剤等の2つの部分から成るポリマー)、任意の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の好適な粘着性物質またはペーストから形成されてもよい。粘着性物質から形成されるガスケットは、隣接する電極の一部分に接触して、それらの間に封止を生成し得る。いくつかの実施形態では、ガスケットは、粘着性物質が、固体封止ループと隣接する電極ユニットとの間の封止を改善するように、固体封止ループと粘着性物質との組み合わせによって形成されてもよい。代替として、または付加的に、電極ユニット自体は、固体封止ループ、付加的粘着性物質で処理された固体封止ループ、隣接する電極ユニット、または付加的粘着性物質で処理された隣接する電極ユニットが、例えば、そこに封止される前に、粘着性物質で処理されてもよい。
さらに、ある実施形態では、隣接する電極ユニット間のガスケットまたは封止材は、ある種類の流体(すなわち、ある液体または気体)が、そこを通って漏出可能となり得る(例えば、そのガスケットにより画定されるセル区画内の内圧が、一定の閾値を超えて増加する場合)、1つ以上の脆弱点が提供されてもよい。ある量の流体が漏出するか、または内圧が低下すると、脆弱点は、再び封止されてもよい。ブレイ(brai)等のある種類の好適な粘着性物質またはペーストにより少なくとも部分的に形成されるガスケットは、ある流体がそこを通って通過可能であるように構成または調製され、そこを通る他のある流体の通過を防止するように構成および調製されてもよい。そのようなガスケットは、任意の電解質が、2つのセル区間の間で共有され、ESDの電圧およびエネルギーを急速にゼロにまで減退(すなわち、放電)させ得ることを防止してもよい。
上述のように、積層形成における封止されたセルにより設計されるESD(例えば、双極性ESD450)を利用する1つの利点は、ESDの放電率の増加であり得る。本放電率の増加によって、そうでなければ、柱状ESD設計または巻回ESD設計では実現不可能であり得る、ある低腐食性電解質の使用が可能になり得る(例えば、研磨、伝導性強化、および/または電解質の化学反応性の高い成分または複数の成分を除去または低減することによって)。低腐食性電解質を使用する積層ESD設計によって提供され得るこの余地によって、より腐食性の電解質によって腐食され得るガスケットによる封止を形成する際に、あるエポキシ樹脂(例えば、J−B Weldエポキシ樹脂)の利用が可能になる。
本発明のESDの硬質停止部材(例えば、図9の硬質停止部材662参照)は、種々のポリマー(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン)、セラミック(例えば、アルミナ、シリカ)、任意の他の好適な機械的耐性および/または化学的に不活性物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の好適な物質から形成されてもよい。硬質停止部材物質または複数の物質は、例えば、使用され得る種々のESD化学物質に耐性があるように選択されてもよい。
本発明の機械バネ(例えば、図6−8の機械バネ626aおよび626b参照)は、印加される負荷に応答して、偏向または変形し得る任意の好適なバネであってもよい。例えば、機械バネは、特定の負荷または特定の負荷閾値に応答して偏向するように設計されてもよい。開放コイル状螺旋バネ、可変ピッチバネ、およびねじりバネ等の圧縮バネ、または平坦バネ、あるいは任意の他の好適なバネ、もしくはそれらの組み合わせを含む、任意の好適な種類のバネが使用されてもよい。バネ自体は、高炭素鋼、合金鋼鉄、ステンレス鋼、銅合金、任意の他の好適な非可撓性または可撓性物質、あるいはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の好適な物質であってもよい。
本発明の端部キャップ(例えば、図6−8の端部キャップ618および636参照)は、種々の金属(例えば、鋼鉄、アルミニウム、および銅合金)、ポリマー、セラミック、任意の他の好適な伝導性または非伝導性物質、あるいはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、伝導性または非伝導性であり得る、任意の好適な物質または物質の組み合わせから形成されてもよい。
本発明のESDのケースまたは包体(例えば、図4の包体440)は、それらの伝導性基板(例えば、基板416aおよび416b)またはそれらの関連導線(例えば、導線413aおよび413b)を曝露するために、端子電極ユニット(例えば、端子MPU412aおよび412b)に封止し得る任意の適切な非伝導性物質から形成されてもよい。また、包体は、それらのそれぞれのセル区画内の電解質を絶縁するために、ガスケットとそれに隣接する電極ユニットとの間の封止を生成、支持、および/または維持するために形成されてもよい。包体は、封止が、セル区画内の内圧の増加に伴って、ESDの拡張に抵抗し得るように、これらの封止に必要な支持を生成および/または維持してもよい。包体は、例えば、ナイロン、任意の他のポリマーまたは弾性物質(強化複合物質、ニトリルゴム、あるいはポリスルホンを含む)、もしくは収縮包着物質、またはエナメル塗膜鋼あるいは任意の他の金属等の任意の剛性物質、もしくは任意の絶縁物質、任意の他の好適な物質、またはそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない任意の好適な物質から作製されてもよい。ある実施形態では、包体は、例えば、積層セルの封止上に連続的な圧力を維持し得る張力クリップの外骨格によって形成されてもよい。非伝導性障壁は、ESDの短絡を防止するために、積層と包体との間に提供されてもよい。
引き続き図4を参照すると、例えば、本発明の双極性ESD450は、端子MPU412aおよび412bと、それらの間にサブ端子MPU401を有する1つ以上のBPU402a−dのサブ積層により形成される複数のセル区画(例えば、セル区画422a−f)とを含んでもよい。本発明のある実施形態によると、基板(例えば、基板406a−d、409、416a、および416b)、電極層(例えば、正極層404a−d、414a、および414b、ならびに負極層408a−d、405a、および405b)、電解質層(例えば、層410a−f)、およびガスケット(例えば、ガスケット460a−f)のそれぞれの厚さおよび物質は、セル区画毎だけでなく、特定のセル区画内でも相互に異なってもよい。積層レベルだけでなく、個々のセルレベルにおける幾何学形状および化学的性質の本変動によって、種々の利点および性能特徴を備えるESDが生成され得る。
加えて、基板、電極層、電解質層、およびガスケットの物質および幾何学形状は、セル区画毎の積層の高さに沿って変動してもよい。さらに図4を参照すると、例えば、ESD450の電解質層410a−fのそれぞれに使用される電解質は、そのそれぞれのセル区画422a−fのセル区画の積層またはサブ積層の中心に対する近接性に基づいて変動してもよい。例えば、サブ積層421aを参照すると、最内セル区画422b(すなわち、3つの区画のうちの中央セル区画)は、第1の電解質から形成される電解質層(すなわち、電解質層410b)を含んでもよい一方、最外セル区画422aおよび422c(すなわち、サブ積層421a内の最外セル区画)は、それぞれ、第2の電解質から形成される電解質層(すなわち、それぞれ、電解質層410aおよび410b)を含んでもよい。内側サブ積層においてより高い伝導性の電解質を使用することによって、発生する熱が少なくなるように抵抗が小さくてもよい。これは、外部冷却方法の代わりに、設計によってESDに熱制御を提供し得る。
別の実施例として、また、ESD450のセル区画のそれぞれにおいて電極層として使用される活物質は、そのそれぞれのセル区画422a−fのセル区画の積層またはサブ積層の中心に対する近接性に基づいて変動してもよい。例えば、サブ積層421aを参照すると、最内セル区画422bは、第1の温度および/または速度性能を有する第1の種類の活物質から形成される、電極層(すなわち、層404aおよび408b)を含んでもよい一方、最外セル区画422aおよび422cは、第2の温度および/または速度性能を有する第2の種類の活物質から形成される、電極層(すなわち、層414a/408aおよび層404b/405a)を含んでもよい。実施例として、ESD積層は、熱をより良好に吸収し得るニッケルカドミウムの電極とともに、最も内側のセル区画を構築することによって熱的に管理されてもよい一方、最外セル区画は、例えば、冷却器である必要があり得るニッケル金属水素化物の電極が提供されてもよい。代替として、ESDの化学的性質または幾何学形状は、非対称であってもよく、積層の一方の端部におけるセル区画は、第1の活物質および第1の高さから作製されてもよい一方、積層の他方の端部におけるセル区画は、第2の活物質および第2の高さを有してもよい。
さらに、また、ESD450のセル区画のそれぞれの幾何学形状も、セル区画の積層に沿って変動してもよい。特定のセル区画内の活物質間の距離の変動に加え、あるセル区画422a−fは、それらの区画の活物質の間に第1の距離を有してもよい一方、他のセル区画は、それらの区画の活物質の間に第2の距離を有してもよい。いずれにしても、活物質電極層間の距離が小さいセル区画またはその部分は、例えば、電力が高くてもよい一方、活物質電極層間の距離が大きいセル区画またはその部分は、例えば、樹枝状結晶成長のためのより多くの空間、より長いサイクル寿命、および/またはより多くの電解質蓄積を有してもよい。活物質電極間の距離が大きいこれらの部分は、例えば、活物質電極層間の距離が小さい部分が最初に充電されることを確実にするようにESDの充電受容を調節してもよい。
ある実施形態では、ESD450の電極層の幾何学的形状(例えば、図4の正極層404a−d、414a、および414b、ならびに負極層408a−d、405a、および405b)は、基板(例えば、基板406a−d、409、416a、および416b)の半径方向長さに沿って変動してもよい。図4に関して、電極層は、均一の厚さであって、電極形状を中心として対称である。ある実施形態では、電極層は、不均一であってもよい。例えば、正極活物質電極層および負極活物質電極層の厚さは、伝導性基板の表面上の半径方向位置に伴って変動してもよい。非均一電極層については、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Westらの米国特許出願第12/258,854号に詳述されている。
積層されたESDの上述および例示された実施形態はそれぞれ、電解質をその中に封止するために、第1および第2の電極ユニットのそれぞれに封止されるガスケットを含むセル区画を示すが、セル区画の各電極ユニットは、それ自体のガスケットに封止され、次いで、2つの隣接する電極のガスケットは、封止されたセル区画を生成するために、相互に封止されてもよいことに留意されたい。
ある実施形態では、ガスケットは、ともに融合されて封止を生成し得るように、電極ユニットまたは別のガスケットに射出成形されてもよい。ある実施形態では、ガスケットは、ともに封止を形成するように、電極ユニットまたは別のガスケットに超音波で溶接されてもよい。他の実施形態では、ガスケットは、電極ユニットまたは別のガスケットに熱的に融合されるか、または熱流により融合されてもよく、それによって、ガスケットまたは電極ユニットは、加熱されて他のガスケットまたは電極ユニットに溶解されてもよい。さらに、ある実施形態では、封止を生成するためにガスケットおよび/または電極ユニットの表面に溝状の部分を生成する代わりに、または生成することに加えて、ガスケットおよび/または電極ユニットが、穿孔を有するか、またはその1つ以上の部分を通る1つ以上の孔を有してもよい。代替として、孔または通路または穿孔は、電極ユニットの一部分(例えば、基板)がガスケットにおよびガスケットを通って成形し得るように、ガスケットの一部分を通って提供されてもよい。さらに他の実施形態では、孔は、ガスケットおよび電極ユニットのそれぞれが、例えば、ガスケットおよび電極ユニットの他方におよび他方を通って成形され得るように、ガスケットおよび電極ユニットの両方を通して作製されてもよい。
積層されたESDの上述および例示した実施形態のそれぞれは、実質的に円形の断面を有する基板を円筒状のESDに積層することによって形成されるESDを示すが、広範な形状のうちのいずれかを利用して、本発明の積層されたESDの基板を形成してもよいことに留意されたい。例えば、本発明の積層されたESDは、四角形、三角形、六角形、または任意の他の所望の形状、あるいはそれらの組み合わせである、断面積を伴う、基板を有する電極ユニットを積層することによって、形成されてもよい。
上述は、本発明の原理の例示にすぎず、種々の修正が、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、当業者によって成され得ることを理解されたい。また、「水平」および「垂直」、「上部」および「底部」および「側面」、「長さ」および「幅」および「高さ」および「厚さ」、「内側」および「外側」、「内部」および「外部」、ならびにその同等物等の種々の方向および配向に関する用語が、便宜のためだけに本明細書において使用され、決定的または絶対的な方向または配向に関する制限がこれらの単語の使用によって意図されないこととも理解されたい。例えば、本発明の機器ならびにその個々の成分は、任意の所望の配向を有してもよい。再配向される場合、異なる方向または配向に関する用語が、その説明において使用されることを必要とされ得るが、本発明の範囲および精神内にあるように、その基本的な性質を変更しない。当業者は、本発明が、限定目的ではなく例示目的で提示される上述の実施形態以外によって実践されてもよく、本発明が以下の請求項によってのみ限定されることを理解するであろう。
Claims (24)
- エネルギー貯蔵デバイスであって、該デバイスは、
複数の電極ユニットの積層であって、該積層は、
複数の双極性電極ユニットの第1のサブ積層と、
第1の積層と同一線上にある、複数の双極性電極ユニットの第2のサブ積層と、
該第1のサブ積層と該第2のサブ積層との間に配置される単極性電極ユニットと
を備える積層と、
該電極ユニットの積層の第1の端部にある第1の端部キャップと、
該電極ユニットの積層の第2の端部にある第2の端部キャップと
を備える、デバイス。 - 前記単極性電極ユニットは、前記第1のサブ積層を前記第2のサブ積層と並列に電気結合するように構成される、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記単極性電極ユニットの極性は、前記第1および第2の端部キャップの極性と反対である、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第1のサブ積層の電極ユニットと前記第2のサブ積層の電極ユニットとは、別個の化学物質を有する、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第1のサブ積層の電極ユニットは、リチウムイオンであり、前記第2のサブ積層の電極ユニットは、鉛酸である、請求項4に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第1のサブ積層の双極性電極ユニットは、直列に電気結合される、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第2のサブ積層の双極性電極ユニットは、直列に電気結合される、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第1のサブ積層と前記第2のサブ積層とは、直列に電気結合される、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 各双極性電極ユニットは、
伝導性基板と、
該伝導性基板の第1の表面上の正極活物質電極層と、
該伝導性基板の第2の表面上の負極活物質電極層と
を備える、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。 - 前記単極性電極ユニットは、
不透過性基板と、
非伝導性基板の第1の表面上の第1の活物質電極層と、
該非伝導性基板の第2の表面上の第2の活物質電極層と
を備え、該第1の層と該第2の層とは、同一極性を有する、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。 - 前記不透過性基板は、伝導性である、請求項10に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記不透過性基板は、非伝導性である、請求項10に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 電解質層が、隣接する電極ユニットの各対の間に提供される、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第1および第2のサブ積層は、同一の数の双極性電極ユニットを有する、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記単極性ユニットは、前記第1と第2のサブ積層との間の積層内の中央に載置される、請求項14に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第1および第2のサブ積層は、同一の数の双極性電極ユニットを有していない、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 複数の双極性電極ユニットの第3のサブ積層であって、前記第2のサブ積層と前記第2の端部キャップとの間に載置される第3のサブ積層と、
該第2のサブ積層と該第2の端部キャップとの間に配置される第2の単極性ユニットと
をさらに備え、該第2の単極性電極ユニットは、前記第1のサブ積層と、該第2のサブ積層と、該第3のサブ積層とを相互に並列に電気結合するように構成される、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。 - 複数のキャパシタの第3のサブ積層であって、前記第2のサブ積層と前記第2の端部キャップとの間に載置される第3のサブ積層と、
該第2のサブ積層と該第2の端部キャップとの間に配置される第2の単極性ユニットと
をさらに備え、該第2の単極性ユニットは、前記第1のサブ積層と、該第2のサブ積層と、該第3のサブ積層とを相互に並列に電気結合するように構成される、請求項1に記載のエネルギー貯蔵デバイス。 - 前記キャパシタは、二重層電極構成を有する、請求項18に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記第3のサブ積層の電圧は、前記エネルギー貯蔵デバイスの電圧以上である、請求項18に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- エネルギー貯蔵デバイスであって、該デバイスは、
積層軸に沿う複数の電極ユニットの積層を備え、該積層は、
自身の両側に第1および第2の表面を有する単極性電極ユニットと、
該積層軸に沿って該第1の表面の反対側に提供される第1の双極性電極ユニットと、
該積層軸に沿って該第2の表面の反対側に提供される第2の双極性電極ユニットと
を備え、該第1と第2の双極性電極ユニットとは、該単極性電極ユニットを介して並列に電気結合される、デバイス。 - 前記積層の両端に提供される単一対の端部キャップをさらに備える、請求項21に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 前記単極性電極ユニットは、正極または負極の極性を有する、請求項21に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
- 電解質層が、隣接する電極ユニットの各対の間に提供される、請求項21に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17244809P | 2009-04-24 | 2009-04-24 | |
US61/172,448 | 2009-04-24 | ||
US22472509P | 2009-07-10 | 2009-07-10 | |
US61/224,725 | 2009-07-10 | ||
PCT/US2010/032216 WO2010124195A1 (en) | 2009-04-24 | 2010-04-23 | Energy storage devices having mono-polar and bi-polar cells electrically coupled in series and in parallel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012524980A true JP2012524980A (ja) | 2012-10-18 |
Family
ID=42316501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012507423A Pending JP2012524980A (ja) | 2009-04-24 | 2010-04-23 | 直列および並列に電気結合された単極性および双極性セルを有するエネルギー貯蔵デバイス |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100304191A1 (ja) |
EP (1) | EP2422398A1 (ja) |
JP (1) | JP2012524980A (ja) |
KR (1) | KR20120016252A (ja) |
CN (1) | CN102460814A (ja) |
CA (1) | CA2759388A1 (ja) |
WO (1) | WO2010124195A1 (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014083925A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス |
WO2014083919A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス |
KR101456090B1 (ko) * | 2013-05-07 | 2014-11-03 | 한국전기연구원 | 전력 저장 시스템의 교육용 시험 방법 및 그 장치 |
WO2018055858A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 |
JP2019079614A (ja) * | 2017-10-20 | 2019-05-23 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール、及び、蓄電モジュールの製造方法 |
JP2019102165A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール |
JP2019121447A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
JP2019121450A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
JP2019121449A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
JP2019121448A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
WO2022244993A1 (ko) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | 주식회사 제이시스메디칼 | 커패시터의 직병렬 적층 구조를 갖는 고전압 출력 장치 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013517756A (ja) * | 2010-01-15 | 2013-05-16 | ジー4 シナジェティクス, インコーポレイテッド | 充電の状態を測定する方法およびシステム |
US9269982B2 (en) * | 2011-01-13 | 2016-02-23 | Imergy Power Systems, Inc. | Flow cell stack |
WO2012149467A1 (en) * | 2011-04-29 | 2012-11-01 | G4 Synergetics, Inc. | Stacking and sealing configurations for energy storage devices |
CN107078360A (zh) * | 2014-08-22 | 2017-08-18 | 佩颂股份有限公司 | 在能量系统中进行串级动态重新配置的方法和装置 |
US10797284B2 (en) | 2017-02-14 | 2020-10-06 | Volkswagen Ag | Electric vehicle battery cell with polymer frame for battery cell components |
US11870028B2 (en) | 2017-02-14 | 2024-01-09 | Volkswagen Ag | Electric vehicle battery cell with internal series connection stacking |
US11362371B2 (en) | 2017-02-14 | 2022-06-14 | Volkswagen Ag | Method for manufacturing electric vehicle battery cells with polymer frame support |
US11362338B2 (en) | 2017-02-14 | 2022-06-14 | Volkswagen Ag | Electric vehicle battery cell with solid state electrolyte |
CN110190202A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-30 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | 车用蓄电池和车辆 |
US11404714B2 (en) * | 2019-07-26 | 2022-08-02 | GM Global Technology Operations LLC | Capacitor assisted bipolar battery |
US20210218048A1 (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-15 | GM Global Technology Operations LLC | Electrode overlaying configuration for batteries comprising bipolar components |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4539268A (en) * | 1981-07-02 | 1985-09-03 | California Institute Of Technology | Sealed bipolar multi-cell battery |
JP2000195495A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | シ―ト電池 |
JP2002216846A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | シート状電池 |
JP2004080984A (ja) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Luxon Energy Devices Corp | 電池内蔵用負荷平準化 |
JP2004178914A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電極およびその電極を用いたバイポーラ二次電池 |
JP2007122977A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Nissan Motor Co Ltd | 電池モジュール、および組電池 |
JP2007213990A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Nissan Motor Co Ltd | 電池モジュール、組電池及びそれらの電池を搭載した車両 |
WO2008070914A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Improved energy storage device |
JP2010524200A (ja) * | 2007-04-12 | 2010-07-15 | リンクロス株式会社 | バイポーラ・スーパーキャパシタとその製造方法 |
Family Cites Families (91)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL295064A (ja) * | 1962-09-24 | |||
US3664877A (en) * | 1970-05-28 | 1972-05-23 | Frank Donald Shaw | Battery of cells and means of assembly |
GB1344069A (en) * | 1970-11-24 | 1974-01-16 | British Railways Board | Electric cells and batteries |
US3841914A (en) * | 1972-05-19 | 1974-10-15 | Mallory & Co Inc P R | Solid state battery structure |
US4258109A (en) * | 1977-04-25 | 1981-03-24 | Duracell International Inc. | Solid state cells |
US4159367A (en) * | 1978-06-29 | 1979-06-26 | Yardney Electric Corporation | Hydrogen electrochemical cell and rechargeable metal-hydrogen battery |
US4152492A (en) * | 1978-07-31 | 1979-05-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Water cooled bipolar battery apparatus |
US4267243A (en) * | 1978-11-06 | 1981-05-12 | Park Robert H | Bipolar storage battery of extended surface electrode type |
US4331745A (en) * | 1980-04-28 | 1982-05-25 | Catanzarite Vincent Owen | Electrochemical cell structure |
US4352867A (en) * | 1980-04-28 | 1982-10-05 | Altus Corporation | Electrochemical cell structure |
US4385101A (en) * | 1980-04-28 | 1983-05-24 | Catanzarite Vincent Owen | Electrochemical cell structure |
US4269907A (en) * | 1980-05-05 | 1981-05-26 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Electrochemical cell |
US4542082A (en) * | 1982-02-08 | 1985-09-17 | California Institute Of Technology | Bipolar battery plate |
US4567119A (en) * | 1984-03-12 | 1986-01-28 | Hughes Aircraft Company | Nickel-hydrogen bipolar battery |
US4614025A (en) * | 1984-12-26 | 1986-09-30 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Method for making a lightweight bipolar metal-gas battery |
US4565749A (en) * | 1984-12-26 | 1986-01-21 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Lightweight bipolar metal-gas battery |
US4927717A (en) * | 1987-06-01 | 1990-05-22 | Eltech Systems Corporation | Bipolar metal/air battery |
US4828939A (en) * | 1987-06-01 | 1989-05-09 | Eltech Systems Corporation | Bipolar metal/air battery |
US4964878A (en) * | 1988-06-01 | 1990-10-23 | Electrosource, Inc. | Lead-acid rechargeable storage battery |
US4909955A (en) * | 1988-11-04 | 1990-03-20 | Electrosource, Inc. | Lead-oxide paste mix for battery grids and method of preparation |
US4894299A (en) * | 1988-12-02 | 1990-01-16 | Eagle-Picher Industries, Inc. | Cell having a dome-shaped solid ceramic electrolyte |
US5141828A (en) * | 1990-05-14 | 1992-08-25 | Brigham Young University | Electrochemical system using bipolar electrode |
US5185218A (en) * | 1990-12-31 | 1993-02-09 | Luz Electric Fuel Israel Ltd | Electrodes for metal/air batteries and fuel cells and metal/air batteries incorporating the same |
US5190833A (en) * | 1990-12-31 | 1993-03-02 | Luz Electric Fuel Israel Ltd. | Electrodes for metal/air batteries and fuel cells and bipolar metal/air batteries incorporating the same |
US5145752A (en) * | 1990-12-31 | 1992-09-08 | Luz Electric Fuel Israel Limited | Electrodes for metal/air batteries and bipolar metal/air batteries incorporating the same |
FR2689319A1 (fr) * | 1992-03-26 | 1993-10-01 | Sorapec | Electrode bipolaire pour batterie d'accumulateurs. |
US5464453A (en) * | 1992-09-18 | 1995-11-07 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Method to fabricate a reliable electrical storage device and the device thereof |
US5867363A (en) * | 1992-09-18 | 1999-02-02 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Energy storage device |
US5711988A (en) * | 1992-09-18 | 1998-01-27 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Energy storage device and its methods of manufacture |
US5409787A (en) * | 1993-02-17 | 1995-04-25 | Electrosource, Inc. | Battery plate compression cage assembly |
US5393617A (en) * | 1993-10-08 | 1995-02-28 | Electro Energy, Inc. | Bipolar electrochmeical battery of stacked wafer cells |
US5389464A (en) * | 1993-10-18 | 1995-02-14 | Westinghouse Electric Corporation | Bipolar cell stack electrolyte containment for molten salt batteries |
US5411818A (en) * | 1993-10-18 | 1995-05-02 | Westinghouse Electric Corporation | Perimeter seal on bipolar walls for use in high temperature molten electrolyte batteries |
US5916709A (en) * | 1993-12-03 | 1999-06-29 | Bipolar Power Corporation | Bipolar lead-acid battery |
US5595839A (en) * | 1994-10-13 | 1997-01-21 | Yardney Technical Products, Inc. | Bipolar lithium-ion rechargeable battery |
US5561380A (en) * | 1995-05-08 | 1996-10-01 | Chrysler Corporation | Fault detection system for electric automobile traction system having floating ground |
US5567544A (en) * | 1995-05-26 | 1996-10-22 | Boundless Corp. | Battery |
US5849430A (en) * | 1995-05-31 | 1998-12-15 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Structure of an electrode of a secondary battery |
US5656388A (en) * | 1995-06-07 | 1997-08-12 | California Institute Of Technology | Metal hydrides as electrode/catalyst materials for oxygen evolution/reduction in electrochemical devices |
US5667909A (en) * | 1995-06-23 | 1997-09-16 | Power Conversion, Inc. | Electrodes configured for high energy density galvanic cells |
US5766789A (en) * | 1995-09-29 | 1998-06-16 | Energetics Systems Corporation | Electrical energy devices |
US5652073A (en) * | 1996-04-03 | 1997-07-29 | Space Systems/Loral, Inc. | Bipolar cell design for a gas depolarized battery |
US5682592A (en) * | 1996-07-16 | 1997-10-28 | Korea Institute Of Science And Technology | Fabrication method for paste-type metal hydride electrode |
US5982143A (en) * | 1996-08-27 | 1999-11-09 | The University Of Toledo | Battery equalization circuit with ramp converter and selective outputs |
US5666041A (en) * | 1996-08-27 | 1997-09-09 | The University Of Toledo | Battery equalization circuit with ramp converter |
US5980977A (en) * | 1996-12-09 | 1999-11-09 | Pinnacle Research Institute, Inc. | Method of producing high surface area metal oxynitrides as substrates in electrical energy storage |
US6565836B2 (en) * | 1997-01-31 | 2003-05-20 | Ovonic Battery Company, Inc. | Very low emission hybrid electric vehicle incorporating an integrated propulsion system including a hydrogen powered internal combustion engine and a high power Ni-MH battery pack |
US6330925B1 (en) * | 1997-01-31 | 2001-12-18 | Ovonic Battery Company, Inc. | Hybrid electric vehicle incorporating an integrated propulsion system |
US5882817A (en) * | 1997-03-03 | 1999-03-16 | Space Systems/Loral, Inc. | Battery cell design for a bipolar rechargeable battery |
US5821009A (en) * | 1997-03-03 | 1998-10-13 | Space Systems/Loral, Inc. | Fault tolerant bipolar gas electrode design for a rechargeable battery |
US5752987A (en) * | 1997-08-01 | 1998-05-19 | Space Systems/Loral, Inc. | Method for producing improved electrolyte-retention bipolar cells and batteries |
US6063525A (en) * | 1997-11-20 | 2000-05-16 | Bipolar Technologies Corp. | Source of electrical power for an electric vehicle and other purposes, and related methods |
BR9907034A (pt) * | 1998-01-19 | 2000-10-17 | Johnson Controls Tech Co | Sistema de bateria, suporte de bateria, e, bateria. |
US6190795B1 (en) * | 1998-02-09 | 2001-02-20 | Johnson Controls Technology Company | Snap-in battery mounting base |
US6074774A (en) * | 1998-06-03 | 2000-06-13 | Electrosource, Inc. | Sealed recharge battery plenum stabilized with state changeable substance |
US6969567B1 (en) * | 1998-08-23 | 2005-11-29 | Texaco Ovonic Battery Systems, Llc | Multi-cell battery |
US20050112471A1 (en) * | 1999-02-26 | 2005-05-26 | Muguo Chen | Nickel zinc electrochemical cell incorporating dendrite blocking ionically conductive separator |
DE19929950B4 (de) * | 1999-06-29 | 2004-02-26 | Deutsche Automobilgesellschaft Mbh | Batterie in bipolarer Stapelbauweise |
RU2214653C2 (ru) * | 1999-07-01 | 2003-10-20 | Сквиррел Холдингз Лтд. | Разделенный мембранами биполярный многокамерный электрохимический реактор |
AU5247100A (en) * | 1999-07-13 | 2001-01-30 | Nok Corporation | Gasket for fuel cell and method of forming it |
US6413668B1 (en) * | 2000-01-10 | 2002-07-02 | Delphi Technologies, Inc. | Lithium ion battery and container |
US6503432B1 (en) * | 2000-03-02 | 2003-01-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for forming multilayer articles by melt extrusion |
US7829221B2 (en) * | 2000-11-10 | 2010-11-09 | Powergenix Systems, Inc. | Cobalt containing positive electrode formulation for a nickel-zinc cell |
US6740446B2 (en) * | 2001-02-28 | 2004-05-25 | Ovonic Battery Company, Inc. | Electrochemical cell with zigzag electrodes |
US6503658B1 (en) * | 2001-07-11 | 2003-01-07 | Electro Energy, Inc. | Bipolar electrochemical battery of stacked wafer cells |
US7195840B2 (en) * | 2001-07-13 | 2007-03-27 | Kaun Thomas D | Cell structure for electrochemical devices and method of making same |
SE520793C2 (sv) * | 2001-07-16 | 2003-08-26 | Nilar Europ Ab | En metod för tillverkning av en biplåtsammansättning, en biplåtsammansättning och ett bipolärt batteri |
US6824914B2 (en) * | 2001-08-20 | 2004-11-30 | Energetics, Inc. | Amine-based fuel cell/battery with high specific energy density |
SE520007C8 (sv) * | 2001-09-19 | 2006-05-16 | Nilar Europ Ab | Ett bipolärt batteri, en metod för tillverkning av ett bipolärt batteri och bilplåtsammansättning |
CA2463529A1 (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-17 | Christopher D. Willson | Nickel hydrogen battery |
JP3815774B2 (ja) * | 2001-10-12 | 2006-08-30 | 松下電器産業株式会社 | 電解質を含む電気化学素子 |
FR2832859B1 (fr) * | 2001-11-28 | 2004-01-09 | Commissariat Energie Atomique | Generateur electrochimique au lithium comprenant au moins une electrode bipolaire avec substrats conducteurs en aluminium ou alliage d'aluminium |
JP2003197474A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-11 | Nec Tokin Corp | エネルギーデバイスおよびその製造方法 |
US6908711B2 (en) * | 2002-04-10 | 2005-06-21 | Pacific Lithium New Zealand Limited | Rechargeable high power electrochemical device |
US20050147876A1 (en) * | 2002-04-17 | 2005-07-07 | Yoichi Izumi | Alkaline storage battery |
SE525541C2 (sv) * | 2002-11-29 | 2005-03-08 | Nilar Int Ab | Ett bipolärt batteri och en metod för att tillverka ett biopolärt batteri. |
US20040157101A1 (en) * | 2003-02-11 | 2004-08-12 | Smedley Stuart I. | Fuel cell electrode assembly |
JP4155054B2 (ja) * | 2003-02-18 | 2008-09-24 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
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 |
US20040229107A1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-11-18 | Smedley Stuart I. | Combined fuel cell and battery |
JP4238645B2 (ja) * | 2003-06-12 | 2009-03-18 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
JP4407211B2 (ja) * | 2003-09-02 | 2010-02-03 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
US7244527B2 (en) * | 2003-10-16 | 2007-07-17 | Electro Energy, Inc. | Multi-cell battery charge control |
US8124268B2 (en) * | 2003-11-14 | 2012-02-28 | Nilar International Ab | Gasket and a bipolar battery |
JP4497904B2 (ja) * | 2003-12-04 | 2010-07-07 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池及びその製造方法 |
KR100614391B1 (ko) * | 2004-09-24 | 2006-08-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | 젤리롤 형 전극 조립체를 가지는 이차전지 |
SE528555C2 (sv) * | 2005-04-01 | 2006-12-12 | Nilar Int Ab | Ett hölje för ett slutet batteri |
JP2008541353A (ja) * | 2005-05-03 | 2008-11-20 | ランディー オッグ, | バイポーラ電気化学二次電池 |
WO2007093626A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Nilar International Ab | A bipolar battery including a pressure sensor |
US20080090146A1 (en) * | 2006-10-12 | 2008-04-17 | David Batson | Bipolar Battery Electrode Structure and Sealed Bipolar Battery Assembly |
JP5714820B2 (ja) * | 2007-02-12 | 2015-05-07 | ランディー オッグ, | 電気化学バッテリの積層構成 |
-
2010
- 2010-04-23 WO PCT/US2010/032216 patent/WO2010124195A1/en active Application Filing
- 2010-04-23 JP JP2012507423A patent/JP2012524980A/ja active Pending
- 2010-04-23 US US12/766,225 patent/US20100304191A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-23 CA CA2759388A patent/CA2759388A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-23 CN CN2010800252939A patent/CN102460814A/zh active Pending
- 2010-04-23 EP EP10722865A patent/EP2422398A1/en not_active Withdrawn
- 2010-04-23 KR KR1020117027853A patent/KR20120016252A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4539268A (en) * | 1981-07-02 | 1985-09-03 | California Institute Of Technology | Sealed bipolar multi-cell battery |
JP2000195495A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | シ―ト電池 |
JP2002216846A (ja) * | 2001-01-18 | 2002-08-02 | Nissan Motor Co Ltd | シート状電池 |
JP2004080984A (ja) * | 2002-08-19 | 2004-03-11 | Luxon Energy Devices Corp | 電池内蔵用負荷平準化 |
JP2004178914A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電極およびその電極を用いたバイポーラ二次電池 |
JP2007122977A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Nissan Motor Co Ltd | 電池モジュール、および組電池 |
JP2007213990A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Nissan Motor Co Ltd | 電池モジュール、組電池及びそれらの電池を搭載した車両 |
WO2008070914A1 (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Improved energy storage device |
JP2010524200A (ja) * | 2007-04-12 | 2010-07-15 | リンクロス株式会社 | バイポーラ・スーパーキャパシタとその製造方法 |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014083919A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス |
JP5958554B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2016-08-02 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス |
JP5958555B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2016-08-02 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス |
US9558893B2 (en) | 2012-11-29 | 2017-01-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power storage device |
US9748046B2 (en) | 2012-11-29 | 2017-08-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power storage device |
WO2014083925A1 (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-05 | 株式会社村田製作所 | 蓄電デバイス |
KR101456090B1 (ko) * | 2013-05-07 | 2014-11-03 | 한국전기연구원 | 전력 저장 시스템의 교육용 시험 방법 및 그 장치 |
JPWO2018055858A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2019-06-24 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 |
WO2018055858A1 (ja) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法 |
US11276903B2 (en) | 2016-09-21 | 2022-03-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Kidoshokki | Electricity storage device and method for manufacturing electricity storage device |
JP2019079614A (ja) * | 2017-10-20 | 2019-05-23 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール、及び、蓄電モジュールの製造方法 |
JP2019102165A (ja) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール |
JP7056102B2 (ja) | 2017-11-29 | 2022-04-19 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュールの製造方法及び蓄電モジュール |
JP2019121447A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
JP2019121450A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
JP2019121449A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
JP2019121448A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電モジュール及びその製造方法 |
WO2022244993A1 (ko) * | 2021-05-21 | 2022-11-24 | 주식회사 제이시스메디칼 | 커패시터의 직병렬 적층 구조를 갖는 고전압 출력 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120016252A (ko) | 2012-02-23 |
CA2759388A1 (en) | 2010-10-28 |
WO2010124195A1 (en) | 2010-10-28 |
EP2422398A1 (en) | 2012-02-29 |
CN102460814A (zh) | 2012-05-16 |
US20100304191A1 (en) | 2010-12-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2012524980A (ja) | 直列および並列に電気結合された単極性および双極性セルを有するエネルギー貯蔵デバイス | |
JP5736476B2 (ja) | 電気化学電池のための皿形状の圧力均一化電極 | |
JP2016001627A (ja) | エネルギー貯蔵デバイスのための可変体積格納 | |
US7794877B2 (en) | Bi-polar rechargeable electrochemical battery | |
KR20140028032A (ko) | 에너지 저장 디바이스용 적층 및 밀봉 구조 | |
KR20120038075A (ko) | 파우치형 슈퍼커패시터 고정장치 | |
US20140272478A1 (en) | Methods and systems for mitigating pressure differentials in an energy storage device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130328 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140407 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140909 |