JP2014503951A - Electrochemical cell - Google Patents

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Abstract

少なくとも1つの負極と、少なくとも1つの正極と、当該正極を当該負極から分離する少なくとも1つのセパレータと、少なくとも1つの電解質と、を備える電気化学的セル。負極は、少なくとも部分的に金属リチウムを備え、少なくとも部分的にコーティングされている。  An electrochemical cell comprising at least one negative electrode, at least one positive electrode, at least one separator separating the positive electrode from the negative electrode, and at least one electrolyte. The negative electrode is at least partially provided with metallic lithium and is at least partially coated.

Description

2010年12月15日付優先出願DE102010054610.0の全内容が、本件で、関連付けによって、この出願の構成要素となっている。   The entire contents of the priority application DE102010054610.0 dated 15 December 2010 are hereby incorporated by reference into the present application.

本願発明は、負極が少なくとも部分的に金属リチウムを備え、好適には保護膜でコーティングされている電気化学的セルに関する。セルは好適には、電気モータ、好適にはハイブリッド駆動装置を有するあるいは「プラグイン」駆動の車両を駆動するために使用され得る。   The present invention relates to an electrochemical cell in which the negative electrode comprises at least partly metallic lithium and is preferably coated with a protective film. The cell can preferably be used to drive an electric motor, preferably a hybrid drive or a “plug-in” drive vehicle.

電気化学的セル、特にリチウム二次バッテリーは、そのエネルギー密度の高さと容量の高さゆえに、たとえば携帯電話のようなモバイル情報装置、工具、あるいは電気駆動の自動車、ハイブリッド駆動装置を有する自動車でのエネルギー貯蔵器として使用される。電気化学的セルの使用分野がこのように非常に多様であるにもかかわらず、用いられるすべてのセルは、同様の高い要求を満たさなくてはならない。すなわち、できる限りわずかな重量で、数多くの充電と放電のサイクルにわたって安定したままの、できる限り高い電気容量とエネルギー密度とである。   Electrochemical cells, especially lithium secondary batteries, are used in mobile information devices such as mobile phones, tools, or vehicles with electric drives, hybrid drives due to their high energy density and high capacity. Used as energy store. Even though the field of use of electrochemical cells is so diverse, all cells used must meet the same high demands. That is, the highest possible capacitance and energy density that remains as stable over many charge and discharge cycles, with as little weight as possible.

リチウムイオンバッテリーにとっての特に高いエネルギー密度は、リチウム金属アノードの使用によって達成され得る。しかしながら、リチウム金属アノードの使用は、かなりの問題を伴う。特に重大な問題は、リチウム金属アノードがデンドライト(凝固した針状の結晶)を成長させやすく、これによってバッテリーのショートと、最悪の場合にはバッテリーの爆発に至りかねないことにある。   Particularly high energy densities for lithium ion batteries can be achieved through the use of a lithium metal anode. However, the use of a lithium metal anode is associated with considerable problems. A particularly serious problem is that the lithium metal anode tends to grow dendrites (solidified needle-like crystals), which can lead to battery shorts and, in the worst case, battery explosions.

特開2005−071999号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-071999 特開2004−134403号公報JP 2004-134403 A 欧州特許第1017476号明細書European Patent No. 1017476 独国特許出願公開第19501271号明細書German Patent Application Publication No. 19501271 欧州特許第1852926号明細書EP 1852926 欧州特許第1783852号明細書European Patent No. 1783852

D.リンデン(D. Linden)、T.B.レディ(T. B. Reddy)編、「バッテリー・ハンドブック(Handbook of Batteries)」、第3版、マグロウヒル出版社(McGraw-Hill)、35.7.1D. Linden, T. B. Edited by T. B. Reddy, “Handbook of Batteries”, 3rd edition, McGraw-Hill, 35.7.1

それゆえ本発明の課題は、リチウム金属アノードを備える、改良された特に安全な電気化学的セルを提供することにある。   The object of the present invention is therefore to provide an improved and particularly safe electrochemical cell comprising a lithium metal anode.

これは、本発明に従えば、独立請求項の教示によって達成される。本発明の好ましいさらなる形態は、従属請求項の対象である。   This is achieved according to the invention by the teachings of the independent claims. Preferred further embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

この課題を解決するために、以下に詳細に記述されるように、少なくとも1つの負極と、少なくとも1つの正極と、当該負極を当該正極から分離する少なくとも1つのセパレータと、少なくとも1つの電解質と、を備える電気化学的セルが意図されている。負極は、少なくとも部分的に金属リチウムを備え、少なくとも部分的にコーティングされている。   To solve this problem, as described in detail below, at least one negative electrode, at least one positive electrode, at least one separator separating the negative electrode from the positive electrode, and at least one electrolyte, An electrochemical cell comprising is intended. The negative electrode is at least partially provided with metallic lithium and is at least partially coated.

「負極」という用語は、電極が、消費物、たとえば電気モータとの接続時に、電子を放出するという意味である。そのため、この慣例に従えば、負極はアノードである。   The term “negative electrode” means that the electrode emits electrons when connected to a consumer, such as an electric motor. Therefore, according to this convention, the negative electrode is the anode.

「正極」という用語は、電極が、消費物たとえば電気モータとの接続時に、電子を受容するという意味である。そのため、この慣例に従えば、正極はカソードである。   The term “positive electrode” means that the electrode accepts electrons when connected to a consumer, such as an electric motor. Therefore, according to this convention, the positive electrode is the cathode.

好適には、少なくとも1つの電極は、電極支持体を備える。好適にはこの電極支持体は少なくとも部分的に、好適には銅あるいは銅を含有する合金を備えるホイルあるいは網構造あるいは織布として構成されている。さらなる一実施形態においては、電極支持体はアルミニウムを備える。さらなる一実施形態においては、負極の電極支持体は、好適には、金属リチウムと合金を形成しない金属を備える電極支持体を備える。好適には、電極支持体の表面全体の30%まで、好適には50%まで、好適には70%まで、好適には100%までが、リチウムイオンのインターカレーションとデインターカレーションとに適した、少なくとも1つの電気化学的活性材料を備える。   Suitably, the at least one electrode comprises an electrode support. Preferably, the electrode support is at least partly configured as a foil or network structure or woven fabric, preferably comprising copper or an alloy containing copper. In a further embodiment, the electrode support comprises aluminum. In a further embodiment, the negative electrode support preferably comprises an electrode support comprising a metal that does not form an alloy with lithium metal. Preferably, up to 30%, preferably up to 50%, preferably up to 70%, preferably up to 100% of the entire surface of the electrode support is used for lithium ion intercalation and deintercalation. A suitable at least one electrochemically active material is provided.

好適には、電気化学的活性材料は、少なくとも部分的に、電極支持体の表面と材料接続的に結合されている。   Preferably, the electrochemically active material is at least partially coupled in material connection with the surface of the electrode support.

一実施形態においては、少なくとも1つの電極、好適には正極は、電気化学的活性材料と電極支持体との間の付着を改善するのに適切なバインダーを備える。好適には、そのようなバインダーは、ポリマー、好適にはフッ素化ポリマー、好適にはカイナー(登録商標)あるいはダイニオン(登録商標)の商品名で販売されるポリフッ化ビニリデンを備える。   In one embodiment, the at least one electrode, preferably the positive electrode, comprises a suitable binder to improve adhesion between the electrochemically active material and the electrode support. Preferably, such a binder comprises a polymer, preferably a fluorinated polymer, preferably polyvinylidene fluoride sold under the trade name Kainer® or Dinion®.

一実施形態においては、電極支持体は、好適には少なくとも部分的にプラスチックを備えるホイルあるいは網構造あるいは織布として構成されていてよい。   In one embodiment, the electrode support may be configured as a foil or mesh structure or woven fabric, preferably at least partially comprising plastic.

「金属リチウム」という用語は、酸化状態がほぼ「0」で、すなわち元素リチウムとして存在するリチウムと理解され得る。その際、あり得ないことではないのは、金属リチウムが、なお付加的に、少なくとも部分的に、別の酸化状態にあることである。さらに、元素リチウムのほかに、好適には電極の導電性あるいは安全性あるいは長寿命を向上させるために使われる、さらなる物質が含まれていてよい。それで好適には元素リチウムは、充電プロセスあるいは放電プロセスの間の体積変化を妨害するために、ポリマーマトリックスあるいは炭素マトリックスあるいはシリコンワイヤ好適にはシリコンナノワイヤから成るマトリックスに埋め込まれている。   The term “metallic lithium” can be understood as lithium in which the oxidation state is approximately “0”, ie present as elemental lithium. In that case, it is not impossible that the metallic lithium is additionally, at least partly, in another oxidation state. In addition to elemental lithium, further materials may be included that are preferably used to improve the conductivity or safety or long life of the electrode. Thus, preferably the elemental lithium is embedded in a matrix consisting of a polymer matrix or carbon matrix or silicon wire, preferably silicon nanowires, in order to prevent volume changes during the charging or discharging process.

リチウム金属合金好適にはリチウム・錫合金たとえばLi22Sn、あるいはリチウム・アルミニウム合金たとえばLiAlの使用が、特に好ましい。 The use of lithium metal alloys, preferably lithium-tin alloys such as Li 22 Sn 5 , or lithium-aluminum alloys such as LiAl is particularly preferred.

「電気化学的セル」とは、エネルギーを電気的に貯蔵するための各種の装置と理解され得る。それによってこの用語は、特に、一次タイプあるいは二次タイプの電気化学的セルを定義しているが、たとえばコンデンサーのような別の形態のエネルギー貯蔵器も定義している。好適には電気化学的セルとは、リチウムイオンバッテリー/セルと理解され得る。   An “electrochemical cell” can be understood as various devices for storing energy electrically. The term thereby specifically defines primary or secondary type electrochemical cells, but also defines other forms of energy storage, such as capacitors. Suitably an electrochemical cell may be understood as a lithium ion battery / cell.

少なくとも部分的に金属リチウムを備える(特に保護膜として構成されて)負極の、本発明に係るコーティングは、状況によってはリチウム金属アノード(負極)から形成されかねないリチウムデンドライト(リチウムウィスカとも呼ばれる)の形成を減少させ、好適には最小限に抑え、好適には防ぐ機能を有する。好適には、コーティングは少なくとも部分的に、好適には完全に、肉眼レベル(ミリメートル領域でのデンドライトサイズおよび/あるいはデンドライト直径)での、好適には顕微鏡レベル(マイクロメートル領域でのデンドライトサイズおよび/あるいはデンドライト直径)でも、さらに好適にはナノレベル(ナノメートル領域でのデンドライトサイズおよび/あるいはデンドライト直径)での金属リチウムデンドライトの形成を防ぐ。   The coating according to the invention of a negative electrode (particularly configured as a protective film) comprising at least partly metallic lithium is a lithium dendrite (also called lithium whisker) that may be formed from a lithium metal anode (negative electrode) in some circumstances. It has the function of reducing formation, preferably minimizing and preferably preventing. Preferably, the coating is at least partly, preferably completely, at the macroscopic level (dendritic size and / or dendritic diameter in the millimeter range), preferably at the microscopic level (dendritic size and / or in the micrometric range). Alternatively, dendrite diameter) more preferably prevents the formation of metallic lithium dendrite at the nano level (dendritic size and / or dendrite diameter in the nanometer range).

コーティングは、好適には少なくとも部分的に、無機質でイオン伝導性のある特にリチウムイオン伝導性のある材料を備え、ジルコニウム、アルミニウム、リチウムの少なくとも1つの元素を有する、酸化物、リン酸塩、硫酸塩、チタン酸塩、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩からなる群から選択された好適には少なくとも1つの化合物、特に好ましくは酸化ジルコン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素を備えるセラミックス材料を、好適には少なくとも部分的に備える。   The coating preferably comprises at least partly an inorganic, ion-conducting material, in particular lithium ion-conducting material, having at least one element of zirconium, aluminum, lithium, oxide, phosphate, sulfuric acid A ceramic material, preferably at least partly, preferably comprising at least one compound selected from the group consisting of salts, titanates, silicates, aluminosilicates, particularly preferably zircon oxide, aluminum oxide, silicon oxide. Be prepared.

特に好ましい一実施形態においては、コーティングは、少なくとも部分的に、無機質でイオン伝導性のある特にリチウムイオン伝導性のある材料を備え、好適には酸化アルミニウムおよび/あるいは酸化ケイ素、好適にはAlおよび/あるいはSiOを備える、好適にはセラミックス材料を備える。そのような保護膜には、金属リチウムを備える電極に関連して、固体ポリマー電解質の使用をやめることができるという利点がある。 In a particularly preferred embodiment, the coating comprises at least partly an inorganic, ion-conducting material, in particular lithium ion-conducting material, preferably aluminum oxide and / or silicon oxide, preferably Al 2. O 3 and / or SiO 2 , preferably a ceramic material. Such a protective film has the advantage that the use of solid polymer electrolytes can be stopped in connection with electrodes comprising metallic lithium.

さらに好ましくは、無機質でイオン伝導性のある材料は、−40℃から200℃の温度範囲で、少なくとも部分的にイオン伝導性がある。   More preferably, the inorganic and ion conductive material is at least partially ion conductive in the temperature range of −40 ° C. to 200 ° C.

固体ポリマー電解質は、従来技術に従えば、目下のところ、リチウムデンドライトの成長を防ぐための最も効果的な方法であり、それゆえリチウム金属アノードはしばしば、固体ポリマー電解質との組み合わせでのみ用いられ得る。しかし固体ポリマー電解質には、非常に早く老化し(非結晶質から結晶質への移行のせいで)かつある特定の温度(活性化温度)以上で初めてイオン伝導性を発揮するという欠点がある。   Solid polymer electrolytes are currently the most effective way to prevent lithium dendrite growth according to the prior art, so lithium metal anodes can often only be used in combination with solid polymer electrolytes . However, solid polymer electrolytes have the disadvantage of aging very quickly (due to the transition from amorphous to crystalline) and exhibiting ionic conductivity only above a certain temperature (activation temperature).

本件では、リチウム金属アノードのコーティング(「保護膜」)によって、液状の非水電解質、たとえばイオン液あるいは、リチウムを含有する有機塩あるいは無機塩を有する有機溶媒の使用が可能となり、かつ本願発明の主旨においても好ましい。   In this case, the coating of the lithium metal anode (“protective film”) allows the use of a liquid non-aqueous electrolyte, such as an ionic liquid, or an organic solvent having an organic or inorganic salt containing lithium, and It is also preferable in the gist.

特許文献1は、デンドライトの成長を妨害するために、リチウム硫黄バッテリーに基づいて、フッ化リチウムでのリチウム金属アノードのコーティングを記述している。   U.S. Patent No. 6,057,034 describes a coating of a lithium metal anode with lithium fluoride based on a lithium sulfur battery to hinder dendrite growth.

特許文献2は、ポリマー膜でのリチウム金属アノードのコーティングを記述している。   U.S. Patent No. 6,099,056 describes the coating of a lithium metal anode with a polymer film.

好適には、コーティング(「保護膜」)は、リチウム金属アノードを完全に被覆している。好適には、コーティングは、リチウム金属アノードを少なくとも部分的に被覆してよく、特にコーティングはリチウム金属アノードを、リチウム金属アノードとセパレータおよび/あるいは電解質との接触点あるいは接触面あるいは接触領域で少なくとも部分的に被覆する。   Preferably, the coating (“protective film”) completely covers the lithium metal anode. Suitably, the coating may at least partially cover the lithium metal anode, in particular the coating at least partially covers the lithium metal anode at the contact point or contact surface or contact area between the lithium metal anode and the separator and / or electrolyte. Cover.

好適にはコーティングは、さらに好適には少なくとも部分的に、好適には完全に、繊維あるいは粒子あるいは繊維と粒子として構成されている、無機質でイオン伝導性のある材料を備える。   Preferably, the coating further comprises an inorganic, ionically conductive material, preferably at least partly, preferably completely, configured as fibers or particles or fibers and particles.

好適にはコーティングは、最大平均直径が<100nm、好適には<50nm、好適には<20nm、好適には<10nmの粒子を好適には備える、無機質でイオン伝導性のある材料を少なくとも部分的に備える。しかし最大平均直径は、より大きいかあるいはより小さくてもよい。   Preferably, the coating is at least partially composed of an inorganic, ionically conductive material, preferably comprising particles with a maximum average diameter of <100 nm, preferably <50 nm, preferably <20 nm, preferably <10 nm. Prepare for. However, the maximum average diameter may be larger or smaller.

好適には繊維は、50μmまでの、25μmまでの、10μmまでの、5μmまでの、あるいはより大きいかあるいはより小さい平均直径を備える。   Preferably the fibers comprise an average diameter of up to 50 μm, up to 25 μm, up to 10 μm, up to 5 μm, or larger or smaller.

好ましい一実施形態においては、繊維はフリースとして構成されており、当該フリースは、織られているかあるいは織られていなくてよい。   In one preferred embodiment, the fibers are configured as a fleece, which may or may not be woven.

さらなる一実施形態においては、コーティングは、織られたあるいは不織のフリースとして構成されており、当該フリースは、無機質でイオン伝導性のある材料の粒子を付加的に含んでいるが、当該材料は、フリースが少なくとも部分的に備える無機質でイオン伝導性のある材料と異なってあるいは同一であってよい。   In a further embodiment, the coating is configured as a woven or non-woven fleece that additionally includes particles of an inorganic, ionically conductive material, the material being The fleece may be different or identical to the inorganic and ionically conductive material at least partially provided.

フリースを用いることの利点は、高い抗張力と回復可能な形状精度とである。   The advantages of using a fleece are high tensile strength and recoverable shape accuracy.

一実施形態においては、コーティングは、バインダーあるいは導電性添加剤のような、添加物質を備えてよい。一実施形態においては、保護膜は付加的に、プラスチックを備える。   In one embodiment, the coating may comprise an additive material, such as a binder or a conductive additive. In one embodiment, the protective film additionally comprises plastic.

好適には、無機質でイオン伝導性のある材料は、リチウム金属アノードの表面全体の30%まで、好適には50%まで、好適には70%まで、好適には95%まで、好適には100%までを被覆する。   Preferably, the inorganic and ionically conductive material is up to 30%, preferably up to 50%, preferably up to 70%, preferably up to 95%, preferably up to 100% of the entire surface of the lithium metal anode. % Coating.

「被覆」とは、コーティングが、好適には少なくとも部分的に、好適には完全に、リチウム金属アノードの表面と材料接続的に結合されていることを意味する。   “Coating” means that the coating is preferably at least partially, preferably completely bonded in material connection to the surface of the lithium metal anode.

好適には、コーティングは、アノードの平均厚に相当する、好適にはアノードの平均厚の4分の3、好適にはアノードの平均厚の半分、好適にはアノードの平均厚の4分の1に相当する平均厚を備えるが、好適には、コーティングの平均厚は、より大きくあるいはより小さくてもよい。   Preferably, the coating corresponds to the average thickness of the anode, preferably three quarters of the average thickness of the anode, preferably half the average thickness of the anode, preferably one quarter of the average thickness of the anode. However, preferably the average thickness of the coating may be larger or smaller.

コーティングという用語の使用には、コーティングは、好適には先述の材料と構成とを備える複数の層を、好適には2層まで、好適には5層まで、好適には7層以上まで備え得るということが含まれる。層は、その構成と材料とに関して、同一あるいは互いに異なっていてよい。層が備える構成と材料の選択は、好適には互いに依存してあるいは互いに独立して行われてよい。   For the use of the term coating, the coating may comprise a plurality of layers, preferably comprising the materials and configurations described above, preferably up to 2, preferably up to 5, preferably up to 7 layers or more. It is included. The layers may be the same or different with respect to their construction and materials. The configuration and material selection of the layers may preferably be made dependent on one another or independently of one another.

セパレータ材料の選択は同様に、電気化学的セルの安全性に決定的な寄与をし得る。たとえばセパレータが、大きすぎる穴あるいは細孔を備えていれば、リチウムデンドライトが成長した場合に、これらのデンドライトがセパレータを通って成長し、それで正極と接触することになりかねず、それによって内部ショートに至り、ひいてはバッテリーの破壊をもたらしかねない。   The choice of separator material can also make a decisive contribution to the safety of the electrochemical cell. For example, if the separator has holes or pores that are too large, when lithium dendrite grows, these dendrites can grow through the separator and then contact the positive electrode, thereby causing an internal short circuit. Can eventually lead to the destruction of the battery.

それゆえ、ある特定の温度(「シャットダウン温度」)に達するとその細孔構造が破壊され、それでイオンがもはやセパレータを通って輸送され得ないセパレータを用いることが有利であるが、それはポリマーを用いることによって達成できる。ポリマー材料が付加的に、無機質材料でコーティングされていれば、バッテリーの安全性のさらなる向上が保証される。これによって、ある温度いわゆる「ブレイクダウン温度」(「シャットダウン温度」よりも高い温度)に達した際に、ポリマー材料が完全に溶解することが防止される。それによって、広範囲にわたるショートが回避される。   It is therefore advantageous to use a separator that reaches a certain temperature ("shutdown temperature"), whose pore structure is destroyed, so that ions can no longer be transported through the separator, but it uses a polymer. Can be achieved. If the polymer material is additionally coated with an inorganic material, further improvements in battery safety are guaranteed. This prevents the polymer material from completely dissolving when a certain temperature, the so-called “breakdown temperature” (temperature higher than the “shutdown temperature”) is reached. Thereby, a wide range of shorts is avoided.

好適には、正極を負極から分離し、電子伝導性がないかあるいは電子伝導性が悪く、かつ少なくとも部分的に物質透過性のある支持体から成るセパレータが用いられる。支持体は、好適には少なくとも1つの側面が、無機質材料でコーティングされている。好適には、少なくとも部分的に物質透過性のある支持体として、好適には不織のフリースとして構成されている有機質材料が用いられる。   Preferably, a separator is used which comprises a support which separates the positive electrode from the negative electrode and which has no or low electronic conductivity and is at least partially permeable to matter. The support is preferably coated on at least one side with an inorganic material. Preferably, an organic material is used, preferably configured as a non-woven fleece, as an at least partly material-permeable support.

好適にはポリマー、特に好ましくは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリオレフィンあるいはポリエーテルイミドから選択された1つあるいは複数のポリマーを備える有機質材料は、無機質で好適にはイオン伝導性のある材料でコーティングされており、当該材料は、さらに好適には−40℃から200℃の温度範囲でイオン伝導性があり、好ましくは、ジルコニウム、アルミニウム、リチウムの少なくとも1つの元素を有する、酸化物、リン酸塩、ケイ酸塩、チタン酸塩、硫酸塩、アルミノケイ酸塩からなる群から選択された少なくとも1つの化合物、特に好ましくは酸化ジルコンを備える。   Suitably a polymer, particularly preferably an organic material comprising one or more polymers selected from polyethylene terephthalate (PET), polyolefins or polyetherimides, is coated with an inorganic, preferably ion-conducting material. The material is more preferably ionically conductive in the temperature range of −40 ° C. to 200 ° C., preferably an oxide, phosphate, at least one element of zirconium, aluminum, lithium It comprises at least one compound selected from the group consisting of silicates, titanates, sulfates, aluminosilicates, particularly preferably zircon oxide.

そのようなセパレータは、たとえばエボニック社のセパリオン(登録商標)の商品名でドイツにおいて販売されている。   Such a separator is sold in Germany, for example, under the trade name Eparonic Separion®.

好ましくは、セパレータの無機質でイオン伝導性のある材料は、最大直径が100nmより小さい、好適には0.5μmから7μm、好適には1μmから5μm、好適には1.5μmから3μmの粒子を備える。   Preferably, the inorganic, ionically conductive material of the separator comprises particles having a maximum diameter of less than 100 nm, preferably 0.5 μm to 7 μm, preferably 1 μm to 5 μm, preferably 1.5 μm to 3 μm. .

一実施形態においては、セパレータは、フリース上かつフリース内にある多孔性の無機質コーティングを備え、当該コーティングは、平均粒子サイズが0.5μmから7μm、好ましくは1μmから5μm、非常に特に好ましくは1.5μmから3μmの、ZrあるいはSiの元素の酸化物が貼着されている酸化アルミニウム粒子を備える。   In one embodiment, the separator comprises a porous inorganic coating on and within the fleece, the coating having an average particle size of 0.5 μm to 7 μm, preferably 1 μm to 5 μm, very particularly preferably 1 Aluminum oxide particles having an oxide of Zr or Si of 5 to 3 μm are provided.

できる限り高い多孔性を達成するために、好ましくは全粒子の50重量%より多く、特に好ましくは80重量%より多くが、平均粒子サイズの上述の境界内にある。好適には、最大粒子サイズは、使用されるフリースの厚さの好適には3分の1から5分の1、特に好ましくは、10分の1より小さいかあるいは10分の1と同じである。   In order to achieve the highest possible porosity, preferably more than 50% by weight of the total particles, particularly preferably more than 80% by weight, are within the above-mentioned boundaries of the average particle size. Preferably, the maximum particle size is preferably one third to one fifth, particularly preferably less than one tenth or equal to one tenth of the thickness of the fleece used .

適しているポリオレフィンは、好適にはポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリメチルペンテンである。特に好ましいのは、ポリプロピレンである。有機質の支持材料として、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレンの使用が、同様に考えられ得る。ポリマーの混合物も用いられてよい。   Suitable polyolefins are preferably polyethylene, polypropylene or polymethylpentene. Particularly preferred is polypropylene. The use of polyamide, polyacrylonitrile, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polystyrene as an organic support material can likewise be envisaged. Mixtures of polymers may also be used.

支持材料としてPETを有するセパレータは、セパリオン(登録商標)の名称で、市場で手に入れることができる。当該セパレータは、特許文献3に開示されているような方法に従って製造できる。   A separator having PET as a support material is available on the market under the name Separion®. The separator can be manufactured according to a method as disclosed in Patent Document 3.

「不織のフリース」という用語は、ポリマーが、不織の形状の繊維の形状で存在する(non-woven fabric)ことを意味する。そのようなフリースは従来技術から知られており、および/あるいは既知の方法に従って、たとえば特許文献4で報告されたようなスパンボンド法あるいはメルトブロー法によって製造され得る。   The term “nonwoven fleece” means that the polymer is in the form of a non-woven fabric. Such fleeces are known from the prior art and / or can be produced according to known methods, for example by the spunbond method or the melt-blow method as reported in US Pat.

好適にはセパレータは、平均厚が5μmから30μm、好適には10μmから20μmのフリースを備える。好適にはフリースは、フレキシブルに構成されている。好適にはフリースは、均質な細孔半径分布を備え、好適には細孔の少なくとも50%が、75μmから100μmの細孔半径を備える。好適には、フリースの多孔性は50%、好適には50%から97%である。   Preferably the separator comprises a fleece with an average thickness of 5 μm to 30 μm, preferably 10 μm to 20 μm. The fleece is preferably configured flexibly. Preferably the fleece has a homogeneous pore radius distribution, and preferably at least 50% of the pores have a pore radius of 75 μm to 100 μm. Preferably the porosity of the fleece is 50%, preferably 50% to 97%.

「多孔性」は、フリースの容積(100%)引く(minus)フリースの繊維の容積(材料で占められていないフリースの容積分に相当)として定義されている。その際、フリースの容積は、フリースの寸法から算出できる。繊維の容積は、考慮されるフリースの測定重量とポリマー繊維の密度からもたらされる。フリースの多孔性が高ければ、セパレータの多孔性もより高くすることができ、それゆえセパレータが電解質をより多く受容するのを達成できる。   “Porosity” is defined as the volume of the fleece (100%) minus the volume of the fleece fibers (corresponding to the volume of the fleece not occupied by the material). At that time, the volume of the fleece can be calculated from the dimensions of the fleece. The fiber volume is derived from the measured fleece weight taken into account and the density of the polymer fibers. If the porosity of the fleece is high, the porosity of the separator can also be higher, and therefore it can be achieved that the separator accepts more electrolyte.

さらなる一実施形態においては、セパレータは、ポリエチレングリコールテレフタレート、ポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、あるいはこれらの混合物から成る。好適にはセパレータは、ポリオレフィンあるいはポリオレフィンの混合物から成る。この実施形態において特に好ましいのは、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物から成るセパレータである。   In a further embodiment, the separator comprises polyethylene glycol terephthalate, polyolefin, polyetherimide, polyamide, polyacrylonitrile, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polystyrene, or mixtures thereof. Preferably the separator comprises a polyolefin or a mixture of polyolefins. Particularly preferred in this embodiment is a separator made of a mixture of polyethylene and polypropylene.

好適にはそのようなセパレータは、膜厚が3μmから14μmである。   Preferably such a separator has a thickness of 3 μm to 14 μm.

ポリマーは、好適には繊維フリースの形状で存在し、ポリマー繊維は好適には平均直径が0.1μmから10μm、好適には1μmから4μmである。   The polymer is preferably present in the form of a fiber fleece, and the polymer fibers preferably have an average diameter of 0.1 μm to 10 μm, preferably 1 μm to 4 μm.

ポリマーの「混合物」という用語は、ポリマーが好適には、互いに層状に結合されているフリースの形状で存在するという意味である。そのようなフリースもしくはフリース複合体は、たとえば特許文献5に開示される。   The term “mixture” of polymers means that the polymers are preferably present in the form of fleeces joined together in layers. Such a fleece or fleece complex is disclosed, for example, in US Pat.

セパレータのさらなる一実施形態においては、セパレータは、無機質材料から成る。好適には無機質材料として、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、ケイ素、チタンの酸化物と、ケイ酸塩とゼオライト、ホウ酸塩とリン酸塩が使われる。セパレータのためのそのような材料と、セパレータの製造法とは、特許文献6に開示される。セパレータのこの実施形態の好ましい一実施形態においては、セパレータは酸化マグネシウムから成る。   In a further embodiment of the separator, the separator consists of an inorganic material. As the inorganic material, magnesium, calcium, aluminum, silicon, titanium oxide, silicate and zeolite, borate and phosphate are preferably used. Such a material for the separator and a method for manufacturing the separator are disclosed in US Pat. In a preferred embodiment of this embodiment of the separator, the separator consists of magnesium oxide.

セパレータのさらなる一実施形態においては、酸化マグネシウムの50重量%から80重量%までは、酸化カルシウム、酸化バリウム、炭酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸バリウム、あるいはホウ酸リチウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、あるいはこれらの化合物の混合物で代替されてよい。   In a further embodiment of the separator, from 50% to 80% by weight of magnesium oxide may comprise calcium oxide, barium oxide, barium carbonate, lithium phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, magnesium phosphate, calcium phosphate, phosphorus Barium acid or lithium borate, sodium borate, potassium borate, or a mixture of these compounds may be substituted.

好適にはこの実施形態のセパレータは、膜厚が4μmから25μmである。   Preferably, the separator of this embodiment has a film thickness of 4 μm to 25 μm.

一実施形態においては、セパレータは、保護膜に備わっている無機質でイオン伝導性のある材料と同一の、無機質でイオン伝導性のある材料を備える。しかしセパレータの無機質でイオン伝導性のある材料は、保護膜の無機質でイオン伝導性のある材料と異なっていてもよい。   In one embodiment, the separator comprises the same inorganic and ion conductive material as the inorganic and ion conductive material provided in the protective film. However, the inorganic and ion-conductive material of the separator may be different from the inorganic and ion-conductive material of the protective film.

好適には、電気化学的セルの正極は、電気化学的活性材料を備え、当該材料は、少なくとも1つの酸化物、好適には、ニッケル、マンガン、コバルト、リン、鉄あるいはチタンから選択される1つあるいは複数の元素を備える混合酸化物から選択されている。   Preferably, the positive electrode of the electrochemical cell comprises an electrochemically active material, which material is selected from at least one oxide, preferably nickel, manganese, cobalt, phosphorus, iron or titanium. It is selected from mixed oxides comprising one or more elements.

一実施形態においては、正極は、化学式LiMPOを有する化合物を備え、Mは、少なくとも1つの遷移金属カチオン、好適には元素周期表の第1列の遷移金属カチオンである。 In one embodiment, the positive electrode comprises a compound having the chemical formula LiMPO 4 and M is at least one transition metal cation, preferably a transition metal cation in the first column of the periodic table.

遷移金属カチオンは好適には、マンガン、鉄、ニッケル、コバルトあるいはチタンからなる群あるいはこれらの元素の組み合わせから選択されている。化合物は好適には、オリビン構造、好適には上位のオリビンを備え、鉄あるいはコバルト、好適にはLiFePOあるいはLiCoPOが特に好ましい。しかし化合物は、オリビン構造と異なる構造を備えてもよい。 The transition metal cation is preferably selected from the group consisting of manganese, iron, nickel, cobalt or titanium or a combination of these elements. The compound preferably has an olivine structure, preferably a superior olivine, with iron or cobalt, preferably LiFePO 4 or LiCoPO 4 being particularly preferred. However, the compound may have a structure different from the olivine structure.

さらなる一実施形態においては、正極は、酸化物好適には遷移金属酸化物あるいは遷移金属混合酸化物、好適にはスピネル型の遷移金属混合酸化物、好適にはマンガン酸リチウム好適にはLiMn、コバルト酸リチウム好適にはLiCoO、あるいはニッケル酸リチウム好適にはLiNiO、あるいはこれらの酸化物の2つあるいは3つから成る混合物を備える。しかし酸化物は、スピネル型と異なっていてもよい。 In a further embodiment, the positive electrode comprises an oxide, preferably a transition metal oxide or a transition metal mixed oxide, preferably a spinel type transition metal mixed oxide, preferably lithium manganate, preferably LiMn 2 O. 4 , lithium cobaltate, preferably LiCoO 2 , or lithium nickelate, preferably LiNiO 2 , or a mixture of two or three of these oxides. However, the oxide may be different from the spinel type.

さらに好ましくは、正極は、既述の遷移金属酸化物に加えて、あるいは、マンガン、コバルトとニッケルを含むリチウム遷移金属混合酸化物のみ、好適にはコバルトマンガン酸リチウム好適にはLiCoMnO、好適にはニッケルマンガン酸リチウム好適にはLiNi0.5Mn1.5、好適にはリチウムニッケルマンガンコバルト酸化物好適にはLiNi0.33Mn0.33Co0.33、あるいはリチウムニッケルコバルト酸化物好適にはLiNiCoOを備えてよく、これらはスピネル型でなく、あるいはスピネル型で存在してよい。 More preferably, in addition to the transition metal oxide described above, the positive electrode is only a lithium transition metal mixed oxide containing manganese, cobalt and nickel, preferably lithium cobalt manganate, preferably LiCoMnO 4 , preferably Is lithium nickel manganate, preferably LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , preferably lithium nickel manganese cobalt oxide, preferably LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 , or lithium nickel cobalt The oxide may preferably comprise LiNiCoO 2 , which may not be spinel-type, or may be present in spinel-type.

好適には正極は、電気化学的活性材料に加えて、さらなる物質たとえば、炭素を含有する材料のような導電性添加剤、銅フレークあるいはアルミニウムフレークを備える。   Preferably, the positive electrode comprises, in addition to the electrochemically active material, further substances such as conductive additives such as carbon containing materials, copper flakes or aluminum flakes.

電解質として、有機溶媒と、リチウムイオンを含有する無機塩あるいは有機塩とから成る非水電解質を用いてよい。   As the electrolyte, a non-aqueous electrolyte composed of an organic solvent and an inorganic salt or organic salt containing lithium ions may be used.

好適には有機溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキシラン、スルホラン、アセトニトリル、あるいはリン酸エステルあるいはこれらの溶剤の混合物から選択される。   Preferably, the organic solvent is ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxirane, sulfolane, acetonitrile, or phosphorus. It is selected from acid esters or mixtures of these solvents.

好適には、リチウムイオンを含有する塩は、AsF 、 PF 、 PF(C 、 PF(CF 、 BF 、 BF(CF 、 BF(CF、 [B(COOCOO) ]、 CFSO 、 CSO 、 [(CFSON]、 [(CSO)N]、 [(CN)N]、 ClO から選択される、1つあるいは複数の対イオンを備える。 Preferably, the salt containing lithium ions is AsF 6 , PF 6 , PF 3 (C 2 F 5 ) 3 , PF 3 (CF 3 ) 3 , BF 4 , BF 2 (CF 3 ). 2 -, BF 3 (CF 3 ) -, [B (COOCOO) 2 -], CF 3 SO 3 -, C 4 F 9 SO 3 -, [(CF 3 SO 2) 2 N] -, [(C 2 One or a plurality of counter ions selected from F 5 SO 2 ) N] , [(CN) 2 N] and ClO 4 .

好適には、電気化学的セルのセパレータは、電解質が浸み込んでいる。一実施形態においては、セパレータは、イオン液として構成されている電解質が浸みこんでいる。しかも、電解質は、リチウムイオンバッテリーのための電解質に通常用いられる補助物質を含んでよい。たとえばそれは、ビフェニルのような遊離基捕捉剤、有機リン酸エステルあるいはヘキサメチルリン酸アミドのような難燃性の添加剤あるいはアミンのような酸捕捉剤である。   Preferably, the electrochemical cell separator is impregnated with electrolyte. In one embodiment, the separator is impregnated with an electrolyte that is configured as an ionic liquid. Moreover, the electrolyte may include auxiliary substances commonly used in electrolytes for lithium ion batteries. For example, it is a free radical scavenger such as biphenyl, a flame retardant additive such as an organic phosphate ester or hexamethyl phosphoric acid amide, or an acid scavenger such as an amine.

電極での「固体電解質界面」膜(SEI)の形成に影響を及ぼしかねない、フェニレンカーボネートのような添加剤が、同様に使用可能である。   Additives such as phenylene carbonate that can affect the formation of a “solid electrolyte interface” membrane (SEI) at the electrode can be used as well.

本願発明は同様に、本発明に係る電気化学的セルの製造法に関し、当該方法は、以下のステップ、すなわち、
‐ 正極を準備するステップと、
‐ 少なくとも部分的に金属リチウムを備える負極を準備するステップと、
‐ 少なくとも部分的に、好適には完全に負極をコーティングするステップと、
‐ セパレータを準備するステップと、
‐ セパレータに電解質を浸透させるステップと、
‐ 負極/セパレータ/正極の層の順に応じて、あるいはその逆に、準備された正極をセパレータと負極と組み立てるステップと、
を備える。
The present invention likewise relates to a method for producing an electrochemical cell according to the present invention, which method comprises the following steps:
-Preparing a positive electrode;
-Providing a negative electrode comprising at least partially metallic lithium;
-At least partially, preferably completely coating the negative electrode;
-Preparing a separator;
-Infiltrating the separator with electrolyte;
-Assembling the prepared positive electrode with the separator and negative electrode, depending on the order of negative electrode / separator / positive electrode layer, or vice versa;
Is provided.

これらのステップは、最後のステップの例外を除いて、任意の順序で実行されてよい。そのような電気化学的セルを製造できる原理は、当業者には、たとえば非特許文献1のような従来技術から知られている。   These steps may be performed in any order with the exception of the last step. The principle by which such an electrochemical cell can be produced is known to the person skilled in the art from the prior art, for example Non-Patent Document 1.

本発明に係る電気化学的セルは、モバイル情報装置、工具、電気駆動の自動車に、かつハイブリッド駆動装置を有する自動車にエネルギー供給するために用いられ得る。   The electrochemical cell according to the present invention can be used to power mobile information devices, tools, electrically powered vehicles, and vehicles with hybrid drives.

Claims (15)

少なくとも1つの負極と、少なくとも1つの正極と、該正極を該負極から分離する少なくとも1つのセパレータと、少なくとも1つの電解質と、を備える電気化学的セルにおいて、
前記負極は少なくとも部分的に金属リチウムを備え、
かつ前記負極は少なくとも部分的にコーティングされていることを特徴とする電気化学的セル。
In an electrochemical cell comprising at least one negative electrode, at least one positive electrode, at least one separator separating the positive electrode from the negative electrode, and at least one electrolyte,
The negative electrode comprises at least partially metallic lithium;
An electrochemical cell wherein the negative electrode is at least partially coated.
前記コーティングは、前記負極へのあるいは該負極でのリチウムデンドライトの形成を減少させあるいは防ぎ、前記コーティングは、好適には少なくとも部分的に、無機質でイオン伝導性のある材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学的セル。   The coating reduces or prevents the formation of lithium dendrite on or at the negative electrode, the coating preferably comprising at least partly an inorganic and ion-conductive material. The electrochemical cell according to claim 1. 前記コーティングは、ジルコニウム、アルミニウム、リチウムのうちの少なくとも1つの元素あるいはこれらの混合物を有する、酸化物、リン酸塩、硫酸塩、チタン酸塩、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩からなる群から選択された少なくとも1つの化合物を備えるセラミックス材料を少なくとも部分的に備えることを特徴とする請求項2に記載の電気化学的セル。   The coating is selected from the group consisting of oxide, phosphate, sulfate, titanate, silicate, aluminosilicate having at least one element of zirconium, aluminum, lithium or a mixture thereof. The electrochemical cell according to claim 2, further comprising at least partially a ceramic material comprising at least one compound. 前記コーティングは、少なくとも部分的に、前記負極の表面と材料接続的に結合されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電気化学的セル。   The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating is at least partially bonded to the surface of the negative electrode in material connection. 前記コーティングは、少なくとも部分的に、前記負極と前記セパレータとの間に設けられていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電気化学的セル。   5. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the coating is provided at least partially between the negative electrode and the separator. 6. 前記正極は、少なくとも部分的に、少なくとも1つの電気化学的活性材料を含み、該電気化学的活性材料は、
a. 少なくとも1つの化合物LiMPOであって、Mは、マンガン、鉄、コバルト、チタンあるいはこれらの元素の組み合わせから選択された少なくとも1つの遷移金属カチオンである化合物、あるいは
b. スピネル型の少なくとも1つのリチウム金属酸化物あるいはリチウム金属混合酸化物であって、該金属は、コバルト、マンガンあるいはニッケルから選択された、リチウム金属酸化物あるいはリチウム金属混合酸化物、あるいは
c. スピネル型とは異なるタイプの少なくとも1つのリチウム金属酸化物あるいはリチウム金属混合酸化物であって、該金属は、コバルト、マンガンあるいはニッケルから選択された、リチウム金属酸化物あるいはリチウム金属混合酸化物、
あるいはこれらの混合物から選択されたことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電気化学的セル。
The positive electrode includes at least in part at least one electrochemically active material, the electrochemically active material comprising:
a. At least one compound LiMPO 4 wherein M is at least one transition metal cation selected from manganese, iron, cobalt, titanium or combinations of these elements, or b. At least one lithium metal oxide or lithium metal mixed oxide of the spinel type, wherein the metal is selected from cobalt, manganese or nickel, or a lithium metal oxide or lithium metal mixed oxide, or c. At least one lithium metal oxide or lithium metal mixed oxide of a type different from the spinel type, wherein the metal is selected from cobalt, manganese or nickel, lithium metal oxide or lithium metal mixed oxide,
Alternatively, the electrochemical cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrochemical cell is selected from a mixture thereof.
前記セパレータは、
a. 電子伝導性がないかあるいは電子伝導性が悪く、少なくとも部分的に物質透過性のある少なくとも1つの支持体から好ましくは成るセパレータであって、前記支持体は、少なくとも1つの側面が、無機質材料でコーティングされており、好適には、少なくとも部分的に物質透過性のある支持体として、好適には不織のフリースとして構成されている有機質材料が用いられ、該有機質材料は、好適にはポリマー、特に好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィンあるいはポリエーテルイミドから選択された1つあるいは複数のポリマーを備え、前記有機質材料は、無機質でイオン伝導性のある材料でコーティングされており、前記無機質でイオン伝導性のある材料は、好適には−40℃から200℃の温度範囲でイオン伝導性があり、前記無機質でイオン伝導性のある材料は、好ましくは、ジルコニウム、アルミニウム、リチウムの少なくとも1つの元素を有する、酸化物、リン酸塩、ケイ酸塩、チタン酸塩、硫酸塩、アルミノケイ酸塩からなる群から選択された少なくとも1つの化合物、特に好ましくは酸化ジルコンを備え、前記無機質材料は、好ましくは、最大直径が100nmより小さい粒子を備える、セパレータ、あるいは
b. ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン、あるいはこれらの混合物を含むセパレータ、あるいは
c. 無機質材料を備えるセパレータ
から選択されたことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電気化学的セル。
The separator is
a. A separator, preferably consisting of at least one support that is either non-electron-conducting or poorly electron-conductive and at least partially permeable to matter, said support being made of an inorganic material on at least one side. An organic material, preferably coated as an at least partly material permeable support, preferably configured as a non-woven fleece, is preferably used, which is preferably a polymer, Particularly preferably, it comprises one or more polymers selected from polyethylene terephthalate, polyolefin or polyetherimide, the organic material being coated with an inorganic and ion conductive material, and the inorganic and ion conductive material. Some materials preferably have ionic conductivity in the temperature range of −40 ° C. to 200 ° C. The inorganic ion-conductive material is preferably an oxide, phosphate, silicate, titanate, sulfate, aluminosilicate having at least one element of zirconium, aluminum, and lithium. A separator comprising at least one compound selected from the group consisting of, particularly preferably zircon oxide, wherein the inorganic material preferably comprises particles having a maximum diameter of less than 100 nm, or b. A separator comprising polyethylene terephthalate, polyolefin, polyetherimide, polyamide, polyacrylonitrile, polycarbonate, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polystyrene, or mixtures thereof; or c. The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrochemical cell is selected from separators comprising an inorganic material.
前記電気化学的セルは、電解質を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の電気化学的セル。   The electrochemical cell according to claim 1, wherein the electrochemical cell includes an electrolyte. 前記電解質は、有機溶媒とリチウムイオンを備えるか、あるいはイオン液を備える非水電解質として構成されていることを特徴とする請求項8に記載の電気化学的セル。   The electrochemical cell according to claim 8, wherein the electrolyte includes an organic solvent and lithium ions, or is configured as a non-aqueous electrolyte including an ionic liquid. 少なくとも1つの電極は、少なくとも部分的に、電気化学的活性材料でコーティングされている電極支持体を備えることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の電気化学的セル。   10. An electrochemical cell according to any one of the preceding claims, wherein the at least one electrode comprises an electrode support that is at least partially coated with an electrochemically active material. 前記電極支持体は、少なくとも部分的に、ホイルあるいは網構造あるいは織布として構成されており、該ホイルあるいは網構造あるいは織布は、好適には、
a. 少なくとも1つの金属あるいは金属合金、好適には銅、銅を含有する合金あるいはアルミニウム、あるいは
b. 少なくとも、リチウムと合金を形成できない金属、あるいは
c. 少なくとも1つのプラスチック、あるいは
前記aから前記cの材料の混合物
から選択された材料を備えることを特徴とする請求項10に記載の電気化学的セル。
The electrode support is at least partially configured as a foil, a mesh structure, or a woven fabric.
a. At least one metal or metal alloy, preferably copper, an alloy containing copper or aluminum, or b. At least a metal that cannot form an alloy with lithium, or c. The electrochemical cell according to claim 10, comprising a material selected from at least one plastic or a mixture of the materials a to c.
前記負極は、少なくとも部分的に、元素リチウムあるいはリチウム合金を含有することを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の電気化学的セル。   The electrochemical cell according to any one of claims 1 to 11, wherein the negative electrode at least partially contains elemental lithium or a lithium alloy. 請求項1から12のいずれか1項に記載の電気化学的セルの製造法であって、以下のステップ、すなわち、
‐ 正極を準備するステップと、
‐ 少なくとも部分的に金属リチウムを備える負極を準備するステップと、
‐ 少なくとも部分的に、好適には完全に前記負極をコーティングするステップと、
‐ セパレータを準備するステップと、
‐ 前記セパレータに電解質を浸透させるステップと、
‐ 負極/セパレータ/正極の層に応じて、あるいはその逆に、準備された前記正極を前記セパレータと前記負極と組み立てるステップと、
を備える方法。
A method for producing an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 12, comprising the following steps:
-Preparing a positive electrode;
-Providing a negative electrode comprising at least partially metallic lithium;
-At least partially, preferably completely coating the negative electrode;
-Preparing a separator;
-Infiltrating the separator with electrolyte;
-Assembling the prepared positive electrode with the separator and negative electrode, depending on the negative electrode / separator / positive electrode layer or vice versa;
A method comprising:
消費物にエネルギー供給するための、請求項1から12のいずれか1項に記載の電気化学的セルの使用法。   13. Use of an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 12 for supplying energy to a consumer. モバイル情報装置、工具、電気駆動の自動車、あるいはハイブリッド駆動装置を有する自動車での、請求項14に記載の使用法。   15. Use according to claim 14, in a mobile information device, a tool, an electrically powered vehicle or a vehicle with a hybrid drive.
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