JP2018500727A5

JP2018500727A5 -

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Publication number: JP2018500727A5
Application number: JP2017527592A
Authority: JP
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2035-11-25

Description

ＬｏＲ（−）およびＨｉＲ（−）端子の間のスイッチは、電池表面温度を測定するコントローラによって駆動される電気機械式継電器によって実施される。継電器は温度Ｔ_１で切り替わるように設定される。３つのＡＳＬＢすべてに関して周囲温度は２５℃であり、ＡＳＬＢ（ａ）およびＡＳＬＢ（ｂ）に関してＴ_１は５０℃で設定され、ＡＳＬＢ（ｃ）に関して、Ｔ _１は５５℃で設定され、Ｔ _２は８０℃で設定される。これは、固体電解質（ｃ）が、５５℃未満でほとんど伝導率を提供しないためである。

Claims

固体電解質と、
第１の温度（Ｔ_１）および第２の温度（Ｔ_２）の間の電池の温度範囲にわたって、１つの内部抵抗レベル（Ｒ_１）で前記電池を動作させる、少なくとも２つの端子と、
Ｔ_１またはＴ_２どちらかの範囲外では第２の内部抵抗レベル（Ｒ_２）で前記電池を動作させる、少なくとも１つの高抵抗端子と、
前記電池のセル内の少なくとも１つの抵抗体シートであって、前記少なくとも１つの抵抗体シートが、少なくとも２つのタブを有するように構成され、一方のタブが、Ｒ _１で前記電池を動作させるために、前記少なくとも２つの端子の１つに電気的に接続され、他方のタブが、前記少なくとも１つの高抵抗端子に電気的に接続される、少なくとも１つの抵抗体シートと、
前記電池の前記温度がＴ_１またはＴ_２どちらかの範囲外のときにＲ_２を活性化するスイッチとを備える、全固体リチウム電池。
Ｔ_１が両端を含む２０℃から６０℃の値であり、Ｔ_２が両端を含む８０℃から１２０℃の値である、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記少なくとも１つの抵抗体シートが、グラファイト、高配向性熱分解グラファイト（ＨＯＰＧ）、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、アルミニウム、チタン、またはそれらの組み合わせで作られる、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記少なくとも１つの抵抗体シートが１マイクロメートルから１５０マイクロメートルの厚さを有する、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
電極および前記固体電解質を含むスタックを備え、前記少なくとも１つの抵抗体シートが前記スタック内に挟まれる、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記少なくとも１つの抵抗体シートが、０．１から５の数値をアンペア時間（Ａｈ）での前記電池の容量で割ったものに等しい、オーム単位の抵抗を有する、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記少なくとも１つの抵抗体シートが、大きい表面積を有する平面であり、前記電池の前記セル内の構成要素と直接接触している、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記少なくとも１つの高抵抗端子が追加の負端子である、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記少なくとも１つの高抵抗端子が追加の正端子である、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記スイッチが、温度コントローラによって駆動され、Ｒ_１で前記電池を動作させる前記端子と、Ｒ_２で前記電池を動作させる前記端子との間で切り替わるように構成される、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記スイッチが、熱的に自己活性化されて、Ｒ_１で前記電池を動作させる前記端子とＲ_２で前記電池を動作させる前記端子との間で切り替わる、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記自己活性化スイッチが、Ｔ_１もしくはＴ_２もしくは両方で相転移および相当の体積変化を起こす位相変化材料、バイメタルスイッチ、または温度Ｔ_１もしくはＴ_２もしくは両方で体積が相当拡張する固体材料の中から選択されたスイッチである、請求項１１に記載の全固体リチウム電池。
前記スイッチが、電気機械式継電器および温度コントローラ、または温度センサを備えた固体継電器、温度センサを備えたパワーＭＯＳＦＥＴ、または温度センサを備えた高電流スイッチから成る、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
前記電池が、パウチ、円筒状、角柱状、または角がある形態を有する、請求項１に記載の全固体リチウム電池。
請求項１から１４のいずれか一項に記載の全固体リチウム電池と、Ｒ_１での前記電池の動作とＲ_２での前記電池の動作との間で切り替わることができるコントローラとを備える、電池システム。
Ｔ_１および／またはＴ_２を判断する温度センサをさらに備える、請求項１５に記載の電池システム。
前記少なくとも１つの高抵抗端子が、前記電池のセルに埋め込まれた少なくとも１つの抵抗体シートに電気的に接続され、前記システムが、前記少なくとも１つの抵抗体シートに電力供給する補助電池をさらに備える、請求項１５に記載の電池システム。
前記システムが、セルの１つ以上の部分群の形で配置された複数の電気化学貯蔵セルを備え、セルの各部分群が１つ以上の抵抗体シートを有し、セルの各部分群が、前記１つ以上の抵抗体シートに電流を流して高抵抗状態を形成することができる、または前記１つ以上の抵抗体シートを迂回するように電流を流して低抵抗状態を形成することができる、１つ以上のスイッチを有する、請求項１５に記載の電池システム。
請求項１に記載の全固体リチウム電池を動作させる方法であって、Ｔ _１およびＴ _２にわたってＲ _１となる前記電池を備え、前記スイッチを活性化することによって、Ｔ_１もしくはＴ_２どちらかの範囲外で前記電池をＲ_２で動作させるステップを含む、方法。
前記電池温度がＴ_１未満またはＴ_２超過のときは、前記スイッチが開いて前記電池をＲ_２で動作させる、請求項１９に記載の方法。
前記電池温度がＴ_１およびＴ_２の間のときは、前記スイッチが閉じて前記電池をＲ_１で動作させる、請求項１９に記載の方法。
請求項１に記載の全固体リチウム電池を動作させる方法であって、Ｔ _１およびＴ _２にわたってＲ _１となる前記電池を備え、前記スイッチを活性化することによって、Ｔ _１もしくはＴ _２どちらかの範囲外で前記電池をＲ _２で動作させるステップを含み、前記電池をＲ_２で動作させるステップが、定電圧定電流（ＣＶＣＣ）サイクルを適用して前記電池を昇温するステップを含む、方法。
前記定電圧が０．２から１Ｖに設定され、電流限界が１Ｃから１０Ｃに設定される、請求項２２に記載の方法。
少なくとも１つのカソード電極、少なくとも１つのアノード電極、およびそれらの間の少なくとも１つの固体電解質を有する少なくとも１つのセルと、
電池内の少なくとも１つの抵抗体のシートであって、前記抵抗体は、少なくとも２つのタブを有し、一方のタブが、前記電池の低抵抗端子に電気的に接続され、他方のタブが、前記電池の高抵抗端子に電気的に接続される、抵抗体のシートとを備える、全固体リチウム電池。
前記アノードがリチウム金属を含む、請求項２４に記載の全固体リチウム電池。
前記カソードが硫黄または硫黄とカーボンの複合物を含む、請求項２４に記載の全固体リチウム電池。
前記少なくとも１つの抵抗体シートが、前記少なくとも１つのカソード電極または少なくとも１つのアノード電極のどちらかに直接接触する、請求項２４に記載の全固体リチウム電池。
前記電池が、並列または直列で電気的に接続された、複数の前記少なくとも１つのセルをさらに備える、請求項２４から２７のいずれか一項に記載の全固体リチウム電池。