JP2020024920A - エネルギー貯蔵、双極電極装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2019年11月16日に出願されたドイツ特許出願10 2018 128 901.4及び10 2018 128 898.0、ならびに2018年8月8日に出願されたドイツ特許出願10 2018 006 255.5に対する優先権を主張する。これらの各々は参照により本明細書に完全に組み込まれる。
本開示は、エネルギー貯蔵(energy storage)、双極電極装置(arrangement)、及び方法に関する。
エネルギー貯蔵(例えばアキュムレータ)において使用され、且つ例えば接触接続のため、又は電流の伝導(「電流コレクタ」と呼ばれる)のために使用される材料又は構成要素は、活性物質を通して反応性電解質にさらされる可能性があり、及び従って電解質による腐食のリスクにさらされる可能性がある。このリスクは、電解質の組成及び電流コレクタの材料を包含する要因に依存し、且つ、電解質の反応性と共に上昇する。特に攻撃的な電解質、例えばリチウムイオンをベースにした蓄電池用の電解質の場合には、もはや全ての材料が直接適していることは不可能である。
様々な実施形態において、アノード側の銅箔は、リチウムイオン電池又はそのセルの経済的実現可能性に対する上限を構成することが認識されている。例えば、銅箔は、その高密度のために、セル重量にかなりの割合で寄与し、それ故、セル重量に基づくセルの比エネルギー密度の上限を構成することが認識されていた。第二に、銅箔は比較的高い調達コストを伴うことが認識されていた。高い調達コストは、例えば、第一に、銅の材料価値が比較的高いこと、第二に、銅はその材料特性のために、非常に広い箔として高コストでのみ製造され得るという事実から生じる。その限られた幅に起因して、銅箔の幅が狭いとスループットが制限され、それによって単位時間当たりに被覆される電極面積がより少なくなり得るため、生産コストが増大する。
(1) ”Acta Universitatis Upsaliensis”, Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 1110, ISBN 978−91−554−8847−5;
(2) ”Li−Ion Batteries Lecture” by Mario Wachtler, published in ”Winter Term 2016/17, Anode Materials” of November 7/21, 2016;
(3) ”Lithium−Ion Batteries and Materials” by Cynthia A. Lundgren et al., published in ”Springer Handbook of Electrochemical Energy (2017)”;
を参照。
アルミニウムを包含する箔と、
第1の電気化学ポテンシャルを有するアノード活物質(例えば電気化学的に活性なアノード材料)と、
それによって箔が被覆される保護材料であって、前記保護材料は、アルミニウム以外の金属を包含する、保護材料と、
を有し、
前記カソードは、
(例えば金属を含む箔と、)
第1の化学ポテンシャル以外の第2の電気化学ポテンシャルを有するカソード活物質(例えば電気化学的活性なカソード活物質)と、
前記アノード活物質又は前記カソード活物質がリチウムを包含する場合(及び場合によりカソード活物質が硫黄を包含する場合)、
を包含する。
図面において、同様の参照文字は、一般に、異なる図を通して同じ部分を指す。図面は必ずしも一定の縮尺通りではなく、その代わりに、開示された実施形態の原理を説明することに重点が置かれている。以下の説明では、以下の図面を参照しながら様々な実施形態を説明する。
以下の詳細な説明では、この説明の一部を形成し、本開示を実施することができる特定の実施形態が例示の目的で示されている添付の図面を参照する。この点に関して、この点において、説明されている図(複数可)の向きを参照して、例えば「最上部に」、「最低部に」、「前に」、「後ろに」、「前」、「後ろ」などのような方向に関する用語(directional terminology)が使用される。実施形態の構成要素は、いくつかの異なる向きに配置することができるので、方向に関する門用語は説明の目的のために役立ち、決して限定目的ではない。本開示の保護範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得、構造的又は論理的な変更がなされ得ることは言うまでもない。例として本明細書に記載されている様々な実施形態の特徴は、特に明記しない限り、互いに組み合わせることができることは言うまでもない。したがって、以下の詳細な説明は限定的な意味で解釈されるべきではなく、本開示の保護の範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。
炭素(例えば、グラファイト、硬質炭素などの炭素変性物)、シリコン、リチウム、スズ、亜鉛、アルミニウム、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、アンチモン;又は、
1つ又は1つより多い遷移金属酸化物、1つ又は1つより多い遷移金属酸化物硫化物、1つ又は1つより多い遷移金属酸化物窒化物、1つ又は1つより多い遷移金属酸化物リン化物、1つ又は1つより多い遷移金属酸化物フッ化物、又はより一般的には遷移金属化合物AxBy(式中、AはFe、Co、Cu、Mn、Ni、Ti、V、Cr、Mo、W、Ruのうちの1つであり、BはO、S、P、N、Fのうちの1つであり;例えば、Cr2O3)。代替的に又は追加的に、アノード活物質は金属性、例えば金属リチウム及び/又は金属アルミニウム、であってもよい。より一般的に言えば、アノード活物質は、リチウム化する、すなわちリチウムと化学的に反応する(例えばリチウム化合物)、及び/又はリチウムをインターカレートする、材料であり得る。アノード活物質は、約2V未満、例えば約1.5V未満の、Liに対する電位を有し得る。
110において、真空チャンバ内のコーティング領域内で箔を輸送するステップであって、その場合、箔はアルミニウムを包含する、ステップを包含することができ、
120において、ガス状コーティング材料を使用して、保護層で箔をコーティングするステップを包含することができる。
第1の電気化学ポテンシャルを有するアノード1012を形成するために、アノード活物質1012aを(例えば、アノード活物質層402のコーティング及び/又は一部として)、保護層402で被覆された箔302に適用すること、
アノード1012とカソード1022とを組み合わせること(場合によって、固体電解質1050及び/又はセパレータによって分離されている)、その場合、カソード1022は第2の電気化学ポテンシャルを有する、及び、
場合によって、アノード1012及びカソード1022をカプセル化すること、
を包含してよい。場合によって、液体電解質1050を、それのカプセル化する前にエネルギー貯蔵セルに導入することができる。
アノード1012の箔302を接触させるための接触接続を形成すること。
をさらに包含してもよい。例えば、エネルギー貯蔵を形成することは、
カソード1022を接触させるための追加の接触接続を形成すること、
をさらに包含してもよい。
アルミニウム含有アノード箔302(例えば、アルミニウム箔302)、前記アルミニウム箔302と物理的に接触する(液密及び/又はリチウムイオン密な(-tight))保護層304、前記保護層304と物理的に接触する多孔質アノード活物質層402(例えば、粒状アノード活物質1012a、1つ又は複数のバインダー材料1014及び/又は1つ又は複数の導電性添加材料1015を有する)、イオン伝導性セパレータ1040、液体又は固体電解質1050、多孔性カソード活物質層404(例えば、粒状カソード活物質1022a、1つ又は複数のバインダー材料1024、及び/又は1つ又は複数の導電性添加材料1025を包含する)、カソード陰極箔302、
を包含してもよい。
701において、箔302を提供すること;
703において、アノード302を提供するために、前記箔302をアノード活物質層1012aでコーティングすること。
カソード3022を提供するために、カソード活物質層404で及び/又はカソード活物質1022aで箔302をコーティングすること、
を包含してもよい。箔302は、箔302の第2の側の上のみ、又は箔302の第2の側の上及び第1の側の上両方に、カソード活物質層404で及び/又はカソード活物質1022aで被覆されてもよい。保護材料304は、カソード活物質でコーティングされた箔の頂上に任意に配置され得る。
第1の金属を包含するか、又は第1の金属から形成された箔であって、ここで、前記箔の前記第1の金属は、アルミニウム、スズ、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、又は亜鉛、アンチモン又はリチウムのうちの1つである、箔;
アノード活物質及びカソード活物質であって、ここで前記箔は前記アノード活物質と前記カソード活物質との間に配置される、アノード活物質及びカソード活物質;
保護材料であって、前記箔は、前記アノード活物質に面する少なくとも1つの表面(又は側面)の上でそれでコーティングされた、保護材料;
ここで、前記箔は前記カソード活物質と一緒になってカソードを提供し、且つ、前記アノード活物質と一緒になってアノードを提供する。
第1の金属を包含するか、又は第1の金属から形成された箔であって、前記箔の前記第1の金属は、アルミニウム、スズ、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、亜鉛、アンチモン及びリチウムのうちの1つである、箔;
第1の電気化学ポテンシャルを有するアノード活物質;
それによって前記箔が被覆されていた保護材料であって、ここで、前記保護材料は、前記箔の前記第1の金属以外の第2の金属を包含するか、又は第2の金属から形成されていた、保護材料;
を有し、前記カソードは、:
前記第1の化学ポテンシャルとは異なる第2の電気化学ポテンシャルを有するカソード活物質;
を有する。
ここで、前記保護材料は、前記箔の前記第1の金属の酸化物よりも(例えば、酸化アルミニウム又は酸化スズ)、リチウム(例えば、Li/Li+)に対してより大きな電気化学的安定性ウィンドウ(例えば、前記制限電圧間のより大きなマージン)を有し、ここで、前記電気化学的安定性ウィンドウは、リチウム(例えば、Li/Li+)に対し1.5V未満に任意に配置される。
前記アノード及び/又は前記カソードを囲み、及び/又はその中で前記アノード及び前記カソードが配置されるキャビティを有するカプセル化、
をさらに包含する。
前記アノードに接触する第1の露出接触接続部及び/又は前記カソードに接触する第2の露出接触接続部、
をさらに包含する。
第1の金属を包含するか、又は第1の金属から形成された、且つ、保護材料でコーティングされた(例えば、正確に片側又は両側)箔を提供するステップであって、前記保護材料は、前記第1の金属以外の第2の金属を包含するか、又はそれから形成された、ステップ;
その上に前記保護材料が配置された前記箔の少なくとも片側に、アノードを提供するためのアノード活物質で前記箔をコーティングするステップであって、前記箔の前記第1の金属は、アルミニウム、スズ、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、亜鉛、アンチモン、リチウムのうちの1つである、ステップ;及び
場合によって、カソードを提供するためのカソード活物質で、その上に前記保護材料が任意に配置された、前記アノード活物質から少なくとも前記箔の反対側に、前記箔をコーティングするステップ;
を包含する。
302 箔
304 保護層
1012 アノード
1012a アノード活物質層
1022 カソード
1030 カプセル化
1040 セパレータ
1050 固体又は液体電解質
Claims (15)
- アノード(1012)とカソード(1022)とを有するエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、
前記アノード(1012)は、
第1の金属を包含する箔(302)であって、前記箔(302)の前記第1の金属は、アルミニウム、スズ、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、亜鉛、アンチモン、及びリチウムのうちの1つである箔(302);
第1の電気化学ポテンシャルを有するアノード活物質(1012a);
保護材料(304)であって、それによって前記箔(302)がコーティングされており、ここで前記保護材料(304)は、前記第1の金属以外の第2の金属を含む、保護材料(304);
を有し、
前記カソード(1022)は、
前記第1の化学ポテンシャルとは異なる第2の電気化学ポテンシャルを有するカソード活物質(1022a);
を有し;
ここで、前記アノード活物質(1012a)又は前記カソード活物質(1022a)はリチウムを含む、エネルギー貯蔵。 - 請求項1に記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、前記保護材料(304)は、前記第1の金属の酸化物よりもリチウムに関してより大きい電気化学的安定性を有する、エネルギー貯蔵。
- 請求項1又は2に記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、
前記保護材料(304)は前記アノード活物質(1012a)と物理的に接触している、エネルギー貯蔵。 - リチウムイオンを含む電解質をさらに有する、請求項1〜3のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、
それによって前記箔(302)が被覆されている前記保護材料(304)の範囲は、前記アノード活物質(1012a)の平行範囲未満である、エネルギー貯蔵。 - 前記保護材料(304)は銅を含む、請求項1〜5のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)。
- 前記保護材料(304)はチタンを含む、請求項1〜6のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)。
- 前記保護材料(304)はニッケルを含む、請求項1〜7のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、
前記アノード活物質(1012a)及び/又は前記カソード活物質(1022a)は、前記保護材料(304)よりも大きな多孔度を有するか、又は
前記アノード活物質(1012a)はリチウム層を有する、エネルギー貯蔵。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、
前記貯蔵材料(304)は、前記アノード活物質(1012a)と前記箔(302)とを液密及び/又はリチウムイオン密な方法で互いに分離する層を前記箔(302)の上に提供する、エネルギー貯蔵。 - 請求項1〜10のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、
前記保護材料(304)は前記第1の金属及び/又は炭素を含まない、エネルギー貯蔵。 - 請求項1〜11のいずれかに記載のエネルギー貯蔵(200、300、400、600)であって、
前記箔(302)は前記カソード活物質(1022a)と一緒になって前記カソード(1022)を提供し、且つ、前記アノード活物質(1012a)と一緒になって前記アノード(1012)を提供する、エネルギー貯蔵。 - 第1の金属を含む箔(302)であって、前記箔(302)の前記第1の金属は、アルミニウム、スズ、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、亜鉛、アンチモン、及びリチウムのうちの1つである、箔;
アノード活物質(1012a)及びカソード活物質(1022a)であって、前記箔(302)が前記アノード活物質(1012a)と前記カソード活物質(1022a)との間に配置されている、アノード活物質(1012a)及びカソード活物質(1022a);
保護材料(304)であって、それによって前記箔(302)が前記アノード活物質(1012a)に面する少なくとも1つの表面上にコーティングされている、保護材料(304);
を有する双極電極装置(500)であって、
ここで、前記箔(302)は前記カソード活物質(1022a)と一緒になってカソード(1022)を提供し、且つ、前記アノード活物質(1012a)と一緒になってアノード(1012)を提供する、双極電極装置。 - 方法であって、当該方法は、
第1の金属を含む箔(302)を提供することであって、前記箔(302)の前記第1の金属がアルミニウム、スズ、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、亜鉛、アンチモン又はリチウムのうちの1つであり、且つ、これが保護材料(302)で被覆されており、ここで、前記保護材料(304)は前記第1の金属以外の第2の金属を含むこと;
前記箔(302)の少なくとも片面に前記箔(302)をコーティングすることであって、その上に、アノード(1012)を設けるために、前記保護材料(304)が配置されていること;
を含む方法。 - 第1の金属を含む箔(302)の使用であって、ここで、前記箔(302)の前記第1の金属は、アルミニウム、スズ、ゲルマニウム、マグネシウム、鉛、亜鉛、アンチモン又はリチウムのうちの1つであり、且つ、それは、アノード(1012)を設けるため、保護材料(304)でコーティングされており、ここで、前記保護材料(304)は、前記第1の金属以外の第2の金属を含む、使用。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023523125A (ja) * | 2020-03-09 | 2023-06-02 | ノベリス・インコーポレイテッド | リチウムイオン電池用のアルミニウムアノード集電体 |
WO2024053312A1 (ja) * | 2022-09-07 | 2024-03-14 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20220140004A (ko) * | 2020-03-30 | 2022-10-17 | 닝더 엠프렉스 테크놀로지 리미티드 | 음극 극편 및 이를 포함하는 전기화학 장치 |
US20230030959A1 (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | Uchicago Argonne, Llc | Electrode and electrolyte additives for high energy lithium-ion batteries |
DE102021210474A1 (de) | 2021-09-21 | 2023-03-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Elektrode für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle |
DE102021211598A1 (de) | 2021-10-14 | 2023-04-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Stromsammler für eine Batteriezelle |
US20230231190A1 (en) * | 2021-12-30 | 2023-07-20 | Hyzon Motors Inc. | Method of making all solid state lithium ion batteries |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5518839A (en) * | 1995-04-12 | 1996-05-21 | Olsen; Ib I. | Current collector for solid electrochemical cell |
JPH1021889A (ja) * | 1996-06-27 | 1998-01-23 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウムイオン二次電池の容器および電極集電体 |
JP3281819B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2002-05-13 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
US7194801B2 (en) * | 2000-03-24 | 2007-03-27 | Cymbet Corporation | Thin-film battery having ultra-thin electrolyte and associated method |
DE10128970A1 (de) * | 2001-06-15 | 2002-12-19 | Fortu Bat Batterien Gmbh | Bei Normaltemperatur betreibbare, wiederaufladbare Batteriezelle |
JP3981866B2 (ja) * | 2001-11-26 | 2007-09-26 | 株式会社デンソー | リチウム電池用正極の製造方法およびリチウム電池用正極 |
JP4155054B2 (ja) * | 2003-02-18 | 2008-09-24 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
JP5151011B2 (ja) * | 2005-04-19 | 2013-02-27 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池 |
JP2009123346A (ja) * | 2007-11-09 | 2009-06-04 | Toyota Motor Corp | 二次電池用電極の製造方法および電極集電体製造装置 |
JP5300502B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2013-09-25 | 株式会社東芝 | 電池用活物質、非水電解質電池および電池パック |
JP2009259634A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-05 | Toyota Motor Corp | 電池用電極箔、正電極板、電池、車両、電池搭載機器、電池用電極箔の製造方法、及び、正電極板の製造方法 |
JP4730405B2 (ja) * | 2008-07-11 | 2011-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン電池の正電極板に用いる電池用電極箔、リチウムイオン電池用の正電極板、リチウムイオン電池、車両、電池搭載機器、リチウムイオン電池の正電極板に用いる電池用電極箔の製造方法、及び、リチウムイオン電池用の正電極板の製造方法 |
JP5381292B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2014-01-08 | 日産自動車株式会社 | 双極型電極およびこれを用いた双極型二次電池 |
CN101938010A (zh) * | 2009-07-01 | 2011-01-05 | 江苏双登集团有限公司 | 聚合物锂离子动力电池制作方法 |
JP5304796B2 (ja) * | 2010-01-08 | 2013-10-02 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極板、リチウムイオン二次電池、車両、電池搭載機器、及び、リチウムイオン二次電池用正極板の製造方法 |
KR20120113275A (ko) * | 2010-01-22 | 2012-10-12 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 정극 및 그 제조 방법 |
US9385397B2 (en) * | 2011-08-19 | 2016-07-05 | Nanotek Instruments, Inc. | Prelithiated current collector and secondary lithium cells containing same |
CN102569816B (zh) * | 2012-02-14 | 2014-03-12 | 中南大学 | 一种锂硫电池正极及其制备方法 |
DE102015106811B4 (de) * | 2015-04-30 | 2022-02-03 | VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG | Verwendung einer Folienstruktur in einem Energiespeicher und Energiespeicher |
WO2017038628A1 (ja) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池およびその製造方法 |
DE102015116351A1 (de) * | 2015-09-28 | 2017-03-30 | Von Ardenne Gmbh | Verfahren zur Substratbeschichtung mit Partikeln und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens |
US10361423B2 (en) * | 2016-01-18 | 2019-07-23 | Grst International Limited | Method of preparing battery electrodes |
KR101976174B1 (ko) * | 2016-02-24 | 2019-05-09 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 전극 조립체, 이를 포함하는 리튬 이차전지 및 전지모듈 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023523125A (ja) * | 2020-03-09 | 2023-06-02 | ノベリス・インコーポレイテッド | リチウムイオン電池用のアルミニウムアノード集電体 |
WO2024053312A1 (ja) * | 2022-09-07 | 2024-03-14 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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