JP2021528821A - エネルギー密度が増加したバイポーラ型鉛蓄電池セル - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
米国政府は、本発明において支払い済みのライセンスを有し、限られた状況において、米国陸軍TARDECによって授与されたW56HZV−16−C−0059において規定される合理的な条件で他者にライセンスを与えることを特許所有者に要求する権利を有する。
Claims (21)
- バイポーラ型鉛蓄電池を形成するための鉛蓄電池ウエハセルであり、前記鉛蓄電池ウエハセルは、
負極であって、
負極板と、
前記負極板上に配置された負極活物質と、
を含む、負極と、
正極であって、
正極板と、
前記正極板上に配置された正極活物質と、
を含む、正極と、
前記負極と正極との間のセパレータであって、前記負極と正極との間で電荷を移動させるための電解質を含む、セパレータと、
を含み、
前記正極板は、上にケイ化チタンコーティングを有するチタン基板を含む、
鉛蓄電池ウエハセル。 - 前記正極は、前記正極板と前記正極活物質との間に、前記正極板と前記正極活物質との間の初期誘電効果を低下させる導電率促進材料の追加の層または積層物をさらに含む、
請求項1に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 前記導電率促進材料は、四酸化鉛(Pb3O4)、二酸化鉛(PbO2)、カリウム、過硫酸ナトリウム、および鉛酸バリウムのうちの1つ以上を含む、
請求項2に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 前記負極板は、鉛被覆金属基板を含む、
請求項1に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 前記金属基板は銅を含む、
請求項4に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 前記鉛蓄電池ウエハセルは、60Wh/kg以上のエネルギー密度を有する、
請求項1に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 第1の内側金属層および第1のポリマー外層を含む第1の導電性積層体であって、前記第1のポリマー外層が、前記第1の内側金属層を露出させるためにその中に少なくとも1つの穿孔を有し、前記第1の導電性積層体が、前記負極の外面と電気的に接触している、第1の導電性積層体と、
第2の内側金属層および第2のポリマー外層を含む第2の導電性積層体であって、前記第2のポリマー外層が、前記第2の内側金属層を露出させるためにその中に少なくとも1つの穿孔を有し、前記第2の導電性積層体が、前記正極の外面と電気的に接触している、第2の導電性積層体と、
をさらに含み、
前記第1および第2の積層体は、前記負極および正極、前記セパレータ、ならびに前記電解質を含む包囲体を形成するために、互いに周辺がシールされている、
請求項1に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - シールされた界面を提供するように、前記第1のポリマー外層と前記第1の内側金属層との間、および前記第2のポリマー外層と前記第2の内側金属層との間に配置されたアスファルトタールの層をさらに含む、
請求項7に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 前記第1および第2のポリマー外層はそれぞれ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、およびそれらの混合物から選択されるポリマー材料で作られている、
請求項7に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 前記負極および正極、前記セパレータ、ならびに前記第1および第2の積層体のそれぞれは略平坦である、
請求項7に記載の鉛蓄電池ウエハセル。 - 隣接するセルの負の面に接触する各セルの正の面と電気的に直列に配置された少なくとも2つのセルのスタックを含み、前記セルのそれぞれは、
負極板および負極活物質を含む負極と、
正極板および正極活物質を含む正極と、
電解質を含む、前記電極間のセパレータと、
前記負極および正極ならびに前記セパレータを囲み、前記セル内に前記電解質を収容するように前記セルをシールするセル包囲体であって、隣接するセル間の電気的接続を提供する複数の穿孔をその中に含む、セル包囲体と、
を含み、
前記正極板は、上に導電性膜を備えた金属箔を含む、
バイポーラ型鉛蓄電池。 - 前記金属箔はチタン箔を含み、前記導電性膜はケイ化チタンコーティングを含む、請求項11に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。
- 前記正極は、前記正極板と前記正極活物質との間に、前記正極板と前記正極活物質との間の初期誘電効果を低下させる導電率促進材料の追加の層または積層物をさらに含む、
請求項11に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。 - 前記導電率促進材料は、四酸化鉛(Pb3O4)、二酸化鉛(PbO2)、カリウム、過硫酸ナトリウム、および鉛酸バリウムのうちの1つ以上を含む、
請求項13に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。 - 前記負極板は、鉛被覆銅基板を含む、
請求項11に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。 - 前記バイポーラ型鉛蓄電池は、60Wh/kg以上のエネルギー密度および150Wh/L以上の比エネルギーを有し、300回の深放電サイクルの間、動作可能である、請求項11に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。
- 前記セル包囲体は、
第1の内側金属層および第1のポリマー外層を含む第1の導電性積層体であって、前記第1のポリマー外層が、前記第1の内側金属層を露出させるためにその中に少なくとも1つの穿孔を有し、前記第1の導電性積層体が、前記負極の外面と電気的に接触している、第1の導電性積層体と、
第2の内側金属層および第2のポリマー外層を含む第2の導電性積層体であって、前記第2のポリマー外層が、前記第2の内側金属層を露出させるためにその中に少なくとも1つの穿孔を有し、前記第2の導電性積層体が、前記正極の外面と電気的に接触している、第2の導電性積層体と、
を含み、
前記第1および第2の積層体は、前記セル包囲体を形成するために互いに周辺がシールされる、
請求項11に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。 - 前記第1のポリマー外層と前記第1の内側金属層との間、および前記第2のポリマー外層と前記第2の内側金属層との間に配置されたアスファルトタールの層をさらに含み、それらの間にシールされた界面を提供する、
請求項17に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。 - 前記少なくとも2つのセルのスタックを収容する電池ハウジングをさらに含み、前記少なくとも2つのセルのスタックは、前記電池ハウジング内に圧縮状態で保持される、
請求項11に記載のバイポーラ型鉛蓄電池。 - バイポーラ型鉛蓄電池セルの正極であって、前記正極は、
上にケイ化チタンコーティングを有するチタン基板を含む正極板と、
前記ケイ化チタンコーティングに隣接する前記正極板上に配置された正極活物質と、
前記正極板と前記正極活物質との間の初期誘電効果を低下させる、前記ケイ化チタンコーティングと前記正極活物質との間の酸化鉛材料の層または積層物と、
を含む正極。 - 前記酸化鉛材料は、四酸化鉛(Pb3O4)および二酸化鉛(PbO2)のうちの1つを含む、
請求項20に記載の正極。
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