KR101050012B1 - 하이브리드 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

하이브리드 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101050012B1
KR101050012B1 KR1020097009777A KR20097009777A KR101050012B1 KR 101050012 B1 KR101050012 B1 KR 101050012B1 KR 1020097009777 A KR1020097009777 A KR 1020097009777A KR 20097009777 A KR20097009777 A KR 20097009777A KR 101050012 B1 KR101050012 B1 KR 101050012B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy storage
hybrid energy
cell
cast
lead
Prior art date
Application number
KR1020097009777A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090071633A (ko
Inventor
에드워드 뷔엘
빅터 에쉬케나지
레오니드 라비노비치
웨이 썬
블라디미르 비츠니아코브
아담 스위키
조셉 콜
Original Assignee
액시온 파워 인터네셔널, 인크.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 액시온 파워 인터네셔널, 인크. filed Critical 액시온 파워 인터네셔널, 인크.
Publication of KR20090071633A publication Critical patent/KR20090071633A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101050012B1 publication Critical patent/KR101050012B1/ko

Links

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
    • H01G11/22—Electrodes
    • 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
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • H01G11/28—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
    • 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
    • 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
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • 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
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • 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
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/34—Carbon-based characterised by carbonisation or activation of carbon
    • 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
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/38—Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
    • 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
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/68—Current collectors characterised by their material
    • 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
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/70—Current collectors characterised by their structure
    • 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
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • 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
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • 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
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • 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
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/46—Metal oxides
    • 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
    • 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
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 하이브리드 에너지 저장 장치는 적어도 하나의 양극과, 적어도 하나의 음극과, 상기 적어도 하나의 양극과 상기 적어도 하나의 음극 사이에 배치된 분리기와, 전해질을 포함하는 적어도 하나의 셀을 포함한다. 적어도 하나의 양극은 상기 적어도 하나의 양극의 측면으로부터 연장되는 탭 및 납을 포함하는 활성 재료를 포함한다. 적어도 하나의 음극은 활성 카본 재료, 상기 적어도 하나의 음극의 측면으로부터 연장되는 탭 및 상기 탭을 캡슐화하는 납 러그(lead lug)를 포함한다. 제 1 캐스트온 납 스트랩이 상기 적어도 하나의 양극으로부터 연장되는 상기 탭 상에 위치한다. 제 2 캐스트온 납 스트랩이 상기 적어도 하나의 음극의 납 러그 상에 위치한다.

Description

하이브리드 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법{HYBRID ENERGY STORAGE DEVICE AND METHOD OF MAKING SAME}
본 PCT 국제 출원은 2006년 10월 23일 출원된 미국 임시 출원번호 60/853,439를 우선권으로 주장한다.
본 발명은 하이브리드 에너지 저장 장치에 관한 것이다. 하이브리드 에너지 저장 장치는 적어도 하나의 납 기반 양극, 적어도 하나의 카본 기반 음극, 인접한 양극과 음극 사이의 분리기 및 전해질을 포함하는 적어도 하나의 셀을 포함한다.
비대칭 슈퍼캐패시터 또는 하이브리드 배터리/슈퍼캐패시터로 알려져 있는 하이브리드 에너지 저장 장치는 배터리 전극과 슈퍼캐패시터 전극을 결합하여 수명 주기, 전력 밀도(power density), 에너지 용량, 고속 재충전 능력, 넓은 범위의 온도 작동성을 포함하는 고유한 특징들의 세트를 갖는 장치를 생성한다. 하이브리드 납-카본(lead-carbon) 에너지 저장 장치는 납축전지(lead-acid battery) 양극 및 슈퍼캐패시터 음극을 이용한다. 예를 들어, 미국특허 제6,466,429, 6,628,504, 6,706,079, 7,110,242호를 참고하라.
종래의 지식에 따르면, 임의의 새로운 배터리 또는 슈퍼캐패시터 기술은 부품들을 조립하고 그 기술에 고유한 기법을 사용한다. 또한, 종래의 지식에 따르면, 납-카본 에너지 저장 장치는 장치 내의 셀 또는 셀들의 비교적 고압축을 이용하여 조립될 것이 요구된다. 고압축은 부분적으로는 활성화된 카본 활성 재료와 음극의 집전기 사이에 존재하는 큰 접촉 저항 때문에 발생한다. 또한 종래의 지식에 따르면, 종래의 납축전지를 제조하는데 일반적으로 사용되며 자동차 산업, 원동력, 정지(stationary) 및 기타 에너지 저장 애플리케이션에 일반적으로 이용되는 장비가 하이브리드 에너지 저장 장치의 제조에 이용될 수 있다.
본 발명의 목적은 이용가능한 종래의 납축전지 제조 장비를 사용하여 제조될 수 있는 우수한 수명을 갖는 하이브리드 에너지 저장 장치를 제공한다. 본 발명자들은 장치 내의 셀에 인가되는 다량의 스택 압력에 대한 필요를 제거하는 음극의 설계에 의해 단일 셀 및 복수 셀 하이브리드 에너지 저장 장치가 수정된 종래의 납축전지 제조 장비를 사용하여 제조될 수 있음을 증명하였다.
따라서, 하이브리드 에너지 저장 장치에 대한 종래의 지식과는 반대로, 본 발명에 따른 하이브리드 장치의 조립에는 고압이 요구되지 않는다. 개별 셀을 압축하기 위해 부가적인 메커니즘을 제공하는 것은 불필요하며, 하이브리드 에너지 저장 장치는 상용화된 케이스 및 커버에 의해 조립될 수 있다. 그렇지 않으면, 해로운 커스텀 하드웨어 및 조립 장치가 필요하며, 이는 비용을 크게 증가시키고/또는 프로세스를 변경시킨다.
본 발명의 목적은 우수한 수명을 갖는 하이브리드 에너지 저장 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 납축전지 제조 방법을 이용하여 제조될 수 있는 하이브리드 에너지 저장 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이점은 하이브리드 에너지 저장 장치의 적어도 하나의 셀의 압축이 진동으로 인한 셀 손상과 같은 문제점을 감소시킨다는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 하이브리드 에너지 저장 장치의 조립에 약 5psi보다 작은 압력이 필요하다는 것이다.
전술한 목적 및 이점은 적어도 하나의 양극과, 적어도 하나의 음극과, 상기 적어도 하나의 양극과 상기 적어도 하나의 음극 사이에 배치된 분리기와 전해질을 포함하는 적어도 하나의 셀을 포함하는 하이브리드 에너지 저장 장치에 의해 달성된다. 상기 적어도 하나의 양극은 상기 적어도 하나의 양극의 측면으로부터 연장되는 탭 및 납을 포함하는 활성 재료를 포함한다. 상기 적어도 하나의 음극은 활성 카본 재료, 음극의 측면으로부터 연장되는 탭 및 상기 탭을 캡슐화하는 납 러그(lead lug)를 포함한다. 제 1 캐스트온 납 스트랩은 적어도 하나의 양극의 탭 상에 주조된다. 제 2 캐스트온 납 스트랩은 적어도 하나의 음극의 납 러그 사이에 캐스트된다.
여기서 사용된 "실질적으로", "일반적으로", "비교적", "대략", "약"이라는 용어는 특징이 변할 수 있다는 것을 나타내지 위한 상대적인 수식어구이다. 이것은 어떠한 절대 값 또는 특징에 한정하지 않고 오히려 그러한 물리적 또는 기능적 특징에 접근 또는 근사시키기 위한 것이다.
"일실시예", 또는 "실시예들에서"라는 용어는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 지칭한다. 또한, 각각의 "일실시예", 또는 "실시예들에서"는 특별한 언급이 없는 한 반드시 동일 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 설명된 임의의 다양한 실시예들의 조합 및/또는 통합을 포함할 수 있다.
다음의 설명에서, 본 발명을 실시하는 특정 실시예를 설명하기 위해 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이하에 설명된 실시예들은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 다른 실시예들을 이용할 수도 있으며, 현재 알려진 구조적 및/또는 기능적 균등물에 기초한 구조적 변형이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 만들어 질 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 캐스트온 스트랩을 갖는 음극의 부분 개략도.
도 2는 도 1의 음극의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 캐스트온 스트랩을 갖는 양극의 부분 개략도.
도 4는 도 3의 양극의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 셀의 사시도.
도 1 내지 5는 하이브리드 에너지 저장 장치 및 그 구성요소를 도시한 것이다. 본 발명에 따르면, 하이브리드 에너지 저장 장치는 적어도 하나의 납 기반의 양극과, 적어도 하나의 카본 기반의 음극과, 인접한 양극과 음극 사이의 분리기와, 전해질을 포함하는 적어도 하나의 셀을 포함한다. 납 기반의 양극 및 카본 기반의 음극은 각각 전극의 측면으로부터 연장되는 탭을 갖는다. 캐스트온 스트랩은 주어진 극성의 탭을 각각 연결하여, 적어도 하나의 셀 내에 공통 극성을 갖는 모든 탭의 단일 접속을 이룬다. 예를 들어, 하나의 캐스트온 스트랩은 주어진 셀 내의 모든 양극을 연결할 수 있고, 하나의 캐스트온 스트랩은 주어진 셀 내의 모든 음극을 연결할 수 있다.
A. 음극
도 1 및 도 2는 집전기(22), 집전기(22)의 적어도 한 면에 부착된 부식 방지 코팅(23), 부식 방지 코팅(23)에 부착된 활성 재료(24)를 포함하는 적어도 하나의 음극(15)을 도시한 것이다. 적어도 하나의 음극(15)은 또한 예를 들어 적어도 하나의 음극(15)의 상부 에지 위의 전극의 측면으로부터 연장되는(예를 들어, 집전기(22) 위로 연장되는) 탭(30)을 포함한다.
집전기(22)는 도전성 재료를 포함한다. 예를 들어, 집전기(22)는 베릴륨, 브론즈, 리디드 커머셜 브론즈(leaded commercial bronze), 구리, 구리 합금, 은, 금, 티타늄, 알루미늄, 알루미늄 합금, 철, 강철(steel), 마그네슘, 스테인리스 스틸, 니켈, 이들의 혼합물 또는 그 합금과 같은 적어도 하나의 금속 재료를 포함할 수 있다. 집전기는 약 1.0×105 siemens/m보다 큰 전도도를 갖는 임의의 도전성 재료를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 집전기는 구리 또는 구리 합금을 포함한다.
부식 방지 코팅(22)은 바람직하게는 주입된 흑연 재료를 포함한다. 흑연은 팽창 흑연 시트 또는 포일 내산성을 만드는 물질과 함께 주입된다. 이 물질은 파라핀 또는 푸르푸랄과 같은 비중합 물질일 수 있다. 바람직하게는, 흑연이 파라핀 및 로진과 함께 주입될 수 있다. 실시예들에서, 흑연은 혼합물의 무게에 기초하여, 약 90 내지 약 99wt.% 파라핀과 약 1 내지 약 10wt.% 로진, 바람직하게는 약 2 내지 약 5wt.% 로진의 혼합물과 함께 주입될 수 있다. 로진은 흑연 내의 구멍이 완전히 밀봉되게 하여 산에 의해 투과될 수 없게 하는 것을 돕는다. 실시예들에서, 주입 물질은 열가소성 특성을 나타내며, 약 25℃ 내지 약 400℃ 범위의 용융 온도를 가질 수 있다. 흑연은 고밀도 또는 저밀도의 팽창 흑연 입자로 만들어진 시트 또는 포일 형태일 수 있다. 바람직하게는, 부식 방지 코팅이 저밀도의 팽창 흑연을 포함한다.
다른 실시예에서, 부식 방지 코팅은 카본 블랙과 같은 도전성 재료를 포함하는 폴리머 코팅을 포함할 수 있다. 이와 달리, 부식 방지 코팅은 티타늄 서브옥사 이드(sub-oxide)(예를 들어, TixO2x-1, 여기서 x는 정수) 또는 도전성 다이아몬드 재료와 같은 도전성이지만 부식 방지 재료를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 도전성 다이아몬드 재료는 핫 필라멘트 화학 기상 증착(CVD) 방법, 마이크로웨이브 플라즈마 CVD 방법, 플라즈마 아크 젯 방법 또는 플라즈마 기상 증착(PVD) 방법에 의해 층 또는 필름 증착될 수 있다. 도전성 다이아몬드는 예를 들어 붕소로 도핑된다.
음극의 활성 재료(24)는 활성 카본을 포함한다. 활성 카본은 종래의 싱글 포인트(single-point) BET 기법(예를 들면, Micromeritics FlowSorb III 2305/2310의 장비)을 사용하여 측정된 바와 같이, 약 100㎡/g 보다 큰 면적, 예를 들어, 약 100㎡/g 내지 약 2500㎡/g의 면적을 나타내는 주로 카본 기반의 재료를 지칭한다. 소정의 실시예에서, 활성 재료는 활성 카본, 납 및 도전성 카본을 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성 재료는 5-95wt.% 활성 카본, 95-5wt.% 납 및 5-20wt.% 도전성 카본을 포함할 수 있다.
활성 재료(24)는 부식 방지 도전성 코팅 재료(23)에 부착되어 전기 접촉하는 시트 형태일 수 있다. 활성 카본이 부식 방지 도전성 코팅에 부착되어 전기접촉하도록 하기 위해, 활성 카본 입자는 (예를 들어, 수백만, 일반적으로는 약 2 백만 내지 약 6 백만의 분자량을 갖는)PTFE 또는 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 적절한 접합재 물질과 혼합될 수 있다. 실시예들에서, 접합재의 양은 활성 재료 및 접합재의 무게에 따라 약 3 내지 25 wt.%, 바람직하게는 약 5 내지 약 15wt.%(예를 들면, 10wt.%)일 수 있다. 접합재 재료는 바람직하게는 열가소성 특성을 나타내지 않거나 또는 최소 열가소성 특성을 나타낸다.
활성 카본 및 PTFE 또는 초고분자량 폴리에틸렌 접합재는 활성 재료와 부식 방지 도전성 코팅 사이에 양호한 전기 전도도를 설정하는데 요구된 압력을 약 5 psi 미만, 바람직하게는 약 3 psi 미만으로 감소시킨다. 반면에, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 접합재 또는 아크릴 또는 부타디엔 접합재를 갖는 슬러리 코팅 전극의 사용은 활성 재료와 부식 방지 도전성 코팅 사이의 양호한 접촉을 획득하기 위해 5 psi보다 클 것을 요구한다.
탭 부분(30)은 음극측, 예를 들면, 집전기(22)로부터 연장된다. 실시예들에서, 탭 부분(30)은 집전기의 확장부이다.
납 또는 납 합금을 포함하는 러그(32)는 탭 부분(30) 상에 캐스트되어 탭 부분(30)의 적어도 일부분, 바람직하게는 전체를 캡슐화한다. 러그(32)는 산 저항 코팅(23) 및 활성 재료(24)가 집전기(22)에 고정되기 전에 도포될 수 있다. 부식 방지 도전성 코팅(23) 및 활성 재료(24) 전에 러그(32)를 도포하면, 부식 방지 도전성 코팅 및 활성 재료를 고정시킬 때 핫 멜트 글루(41)가 러그(28)까지 도포되게 할 수 있다.
실시예들에서, 러그(32)는 약 0.5mm 내지 약 10mm의 두께를 가질 수 있다. 러그(32)의 이 두께는 탭 부분(30) 및 부식 방지 코팅(23)에 대한 밀봉이 캐스트온스트랩(COS; cast-on-strap) 동작 동안 발생하는 열처리에 의해 영향을 받지 않도록 선택된다.
러그(32)는 집전기(22)가 전해질로부터 침식되지 않게 한다. 소정의 실시예 들에서, 러그 내의 납은 황산 전해질과 반응하여 부식에 대한 장벽을 형성하는 PbSO4를 형성한다. 가속화 테스트에 기초하여, 러그는 약 5년 내지 약 10년 동안 집전기의 부식을 방지하도록 제공된다. 반면에, 탭 부분 및 집전기를 보호하기 위해 플라스틱 슬리브를 사용하는 것은, 산 전해질이 플라스틱 및 탭 부분 사이를 빠르게 침투하므로 쉽게 실패한다.
본 발명에 따르면, 캐스트온 스트랩(COS)(38)은 러그(32) 상에 캐스트된다. 바람직하게는 캐스트온 스트랩(38)은 납 또는 납 합금을 포함한다. 캐스트온 스트랩은 제 1 예에서 용융된 납을 채용하는 종래의 캐스트온 머신을 사용하여 러그(32) 상으로 캐스트될 수도 있다. 캐스트온 스트랩(38)은 바람직하게는 단일의 일체형 부분이다.
B. 양극(Positive Electrode)
도 3 및 도 4는 적어도 하나의 양극(17)을 도시한 것이다. 양극은 납을 포함하는 집전기(20)를 포함한다. 실시예들에서, 집전기는 플레이트 또는 그리드 형태를 가질 수 있다. 이산화납과 같은 납 기반의 활성 재료(21)가 집전기(20)의 적어도 한 면에 도포된다. 실시예들에서, 이산화납은 납 그리드에 도포된 페이스트(paste)일 수 있다. 양극은 또한 예를 들어 집전기(20) 위에서 연장되는 적어도 하나의 양극(17)의 측면으로부터 연장되는 탭 부분(28)을 포함한다. 실시예들에서, 탭 부분(28)은 집전기의 확장부이다. 소정의 실시예에서, 납 또는 납 합금을 포함하는 러그가 탭 부분의 적어도 일부 또는 전체 상에 캐스트되어 탭 부분을 캡슐화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 캐스트온 스트랩(COS)(34)은 적어도 하나의 양극에 대한 탭(28) 상에 캐스트된다. 바람직하게는 캐스트온 스트랩(34)은 납 또는 납 합금을 포함한다. 캐스트온 스트랩은 제 1 예에서 용융된 납을 채용하는 종래의 캐스트온 머신을 사용하여 탭(28) 상에 캐스트될 수도 있다. 캐스트온 스트랩(34)은 바람직하게는 하나의 일체형 부분이다.
C. 하이브리드 에너지 저장 장치
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 셀(10)을 도시한 것이다. 셀은 임의의 수의 양극 및 음극, 예를 들어 (1) n 개의 음극과 n+1개의 양극 또는 (2) n+1개의 음극과 n개의 양극을 포함할 수 있다. 도 5에서, 셀(10)은 4개의 양극과 3개의 음극을 교대로 포함한다. 각각의 음극은 그 각각의 면에 부착된 부식 방지 코팅(도시되어 있지 않음)을 갖는 집전기(22)와, 그 각각의 면 상의 부식 방지 코팅에 부착되어 전기 접촉하는 활성 카본 재료(24)를 포함한다.
활성 재료(24)를 포함하는 각각의 인접한 양극 및 음극 사이에는 분리기(26)가 위치한다. 분리기(26)는 산 전해질과 함께 사용하기에 적합한 재료를 포함하고, 직물 재료 또는 펠트 재료를 포함할 수 있다. 분리기는 AGM(absorbent glass mat) 또는 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
각각의 양극은 전극의 상부 에지부 위에서 연장되는 탭(28)을 포함한다. 각 각의 음극은 전극의 상부 에지 위에서 연장되는 탭(30)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 양극 탭(28)은 커넥터 구조(36)를 가질 수 있는 캐스트온 스트랩(34)에 의해 서로 전기적으로 고정된다. 마찬가지로, 음극 탭(30)은 커넥터 구조(40)를 가질 수 있는 캐스트온 스트랩(38)에 서로 전기적으로 고정된다.
본 발명에 따른 하이브리드 전기 저장 장치는 VRLA(valve-regulated lead-acid) 배터리에 사용된 케이스와 같은 하우징을 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 하우징 또는 케이스의 각각의 셀 칸막이의 크로스와이즈(crosswise) 크기를 보이드 폭(void width)이라고 한다. 각 셀에 대해 약간의 압력을 가하여 분리기와 각각의 양극 및 음극 사이에 적절한 물리적 및 전기적 접촉을 보장하면, 도 5에 도시된 조립 셀(10)의 총 두께는 케이스의 셀 칸막이의 보이드 폭보다 더 크다. 총 두께(T)와 보이드 폭 사이의 차는 일반적으로 약 0.01T 내지 약 0.2T의 차수이다. 이 차는 통상적으로 약 0.2 내지 약 5 psi 범위, 바람직하게는 약 1 내지 3 psi 범위의 압력을 생성한다. 압력의 방향은 각 셀의 두께를 통한 방향이다. 각 셀의 압축은 진동으로 인한 셀 손상과 같은 문제점을 감소시킨다.
각 셀(10)이 케이스 내의 각 칸막이 내에 위치하면, 케이스의 커버가 종래의 방법으로 밀봉되고, 사전결정된 양의 산 전해질이 각 칸막이에 부가된다. 바람직한 실시예에서, 산 전해질은 황산이다.
네거티브 및 포지티브 캐스트온 스트랩(34, 38)은 VRLA(valve-regulated lead-acid) 장비와 같은 종래의 납축전지 조립 장비를 사용하여, 동일한 셀 내의 유사한 전극들로 될 수 있는 접속부를 제공한다.
하이브리드 에너지 저장 장치용 포지티브 및 네거티브 접속 단자는 하나 이상의 셀의 네거티브 및 포지티브 캐스트온 스트랩(34, 38) 사이에 적절한 접속을 형성함으로써 제공된다. 본 발명에 따르면, 하이브리드 에너지 저장 장치의 전압이 각 셀의 누적 전압인 직렬 접속이 이루어질 수 있다. 이와 달리, 모든 포지티브 캐스트온 스트랩(34)을 하이브리드 에너지 저장 장치 내의 하나 이상의 셀의 모든 네거티브 캐스트온 스트랩(38)에 함께 전기적으로 결합함으로써 병렬 접속된 셀을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
도 5에 도시되어 있는 바와 같은 셀의 조립은 음국 성분을 처리하는데 요구될 수 있는 비교적 대수롭지 않고 저렴한 변경을 갖는 VRLA 자동차 배터리의 조립에 사용된 종류의 종래의 납축전지 조립 장비를 사용하여 수행될 수 있다. 대체로, 스태킹 머신(stacking machine)은 본 발명의 사상을 유지하면서 음극을 처리할 수 있도록 적응되어야 한다.
본 발명은 또한 하이브리드 납-카본 에너지 저장 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 이 방법은 적어도 하나의 양극, 적어도 하나의 음극, 및 적어도 하나의 셀에 있어서 이들 양극과 음극 사이의 분리기를 적층하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 셀은 종래의 납축전지의 제조에 사용된 것과 같은 종래의 캐스트온 머신(예를 들면, MAC 엔지니어링에 의해 제조된 Dynamac®COS 머신)에 위치한다. 용융된 납 또는 납 합금의 스트랩은 적어도 하나의 음극의 탭/러그 및 적어도 하나의 양극의 탭 상에 캐스트되고, 이어서 냉각되어 각 탭 사이의 고체 및 하나의 납 접속을 형성한다. 캐스트온 스택 셀은 케이스의 각 셀 칸막이 내에 위치한다. 셀간 접속은 셀들의 직렬 또는 병렬 접속에 요구된 인접 셀들의 캐스트온 스트랩 사이에서 이루어진다.
하이브리드 에너지 저장 장치가 제공된다. 하이브리드 에너지 저장 장치는 자동차 산업, 원동력, 정지(stationary) 및 기타 에너지 저장 애플리케이션에 특히 적합하다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 설명하였지만, 당업자라면 전술한 설명 및 관련 도면에 제시된 기술적 사상의 이점을 갖는 본 발명이 포함하는 많은 다른 변형들 및 본 발명의 실시예를 착안할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 많은 변형들 및 다른 실시예들이 본 발명의 범주 내에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서에서는 특정 용어들이 사용되었지만, 이들은 일반적이며 설명의 의미로 사용되었을 뿐이며, 개시된 발명을 한정할 목적으로 사용된 것은 아니다.

Claims (23)

  1. 하이브리드 에너지 저장 장치에 있어서,
    적어도 하나의 양극과, 적어도 하나의 음극(negative electrode)과, 상기 적어도 하나의 양극(positive electrode)과 상기 적어도 하나의 음극 사이에 배치된 분리기와, 전해질을 포함하는 적어도 하나의 셀로서, 상기 적어도 하나의 양극은 상기 적어도 하나의 양극의 측면으로부터 연장되는 탭 및 납을 포함하는 활성 재료를 포함하고, 상기 적어도 하나의 음극은 활성 카본 재료, 상기 적어도 하나의 음극의 측면으로부터 연장되는 탭 및 상기 탭을 캡슐화하는 납 러그(lead lug)를 포함하는, 상기 적어도 하나의 셀과,
    상기 적어도 하나의 양극으로부터 연장되는 상기 탭 상에 위치하는 제 1 캐스트온 납 스트랩(cast-on lead strap)과,
    상기 적어도 하나의 음극의 상기 납 러그 상에 위치하는 제 2 캐스트온 납 스트랩을 포함하며,
    상기 제 1 캐스트온 스트랩 및 상기 제 2 캐스트온 스트랩은 각각 단일의 일체형 부분(unitary, one-piece parts)인
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 캐스트온 스트랩 및 제 2 캐스트온 스트랩은 납 또는 납 합금을 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 음극은
    집전기(current collector)와,
    상기 집전기의 적어도 한 면에 부착된 부식 방지 코팅과,
    상기 부식 방지 코팅에 부착되어 상기 부식 방지 코팅과 전기접촉하는 활성 카본 재료를 더 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  5. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 전해질은 황산(sulfuric acid)을 더 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 부식 방지 도전성 코팅은 팽창 흑연 시트 또는 포일을 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  7. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 음극은 활성 탄소 및 납을 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 집전기는 구리 또는 구리 합금을 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 집전기는 1.0×105 siemens/m보다 큰 전도도를 갖는 재료를 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  10. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양극은 이산화납을 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  11. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 양극은 납을 포함하는 집전기를 더 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  12. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀은 복수의 양극 및 복수의 음극을 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  13. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀은 교대로 배치된 n+1개의 양극과 n개의 음극 및 각각의 양극 및 음극 사이의 분리기를 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  14. 제 1 항 또는 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀은 교대로 배치된 n개의 양극과 n+1개의 음극 및 각각의 양극과 음극 사이의 분리기를 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    복수의 셀을 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀용의 케이스를 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀의 총 두께는 상기 케이스의 보이드 폭(void width)보다 더 두꺼운
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀의 총 두께는 상기 케이스의 보이드 폭보다 약 0.01T 내지 0.2T 더 두꺼운
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀의 두께를 통한 방향의 압축력은 0.2 내지 5 psi인
    하이브리드 에너지 저장 장치.
  20. 제 1 항에 따른 하이브리드 에너지 저장 장치 제조 방법에 있어서,
    적어도 하나의 음극과, 적어도 하나의 양극과, 상기 음극과 상기 양극 사이의 분리기를 적층하여 적어도 하나의 셀을 형성하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 양극의 탭 상에 제 1 캐스트온 스트랩을 캐스팅하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 음극의 상기 납 러그 상에 제 2 캐스트온 스트랩을 캐스팅하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 셀을 케이스 내에 배치하는 단계를 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 셀의 총 두께는 상기 케이스의 보이드 폭보다 더 두껍고, 이것에 의해 상기 적어도 하나의 셀을 케이스 내에 배치할 때 상기 적어도 하나의 셀의 두께를 통한 방향으로 0.2 내지 5 psi의 압축력을 발생하는
    하이브리드 에너지 저장 장치 제조 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    복수의 셀을 케이스 내에 배치하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 양극의 각 캐스트온 스트랩과 상기 적어도 하나의 음극의 각 캐스트온 스트랩을 접속함으로써 상기 셀들 간의 직렬 접속을 형성하는 단계를 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치 제조 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    복수의 셀을 케이스 내에 배치하는 단계와,
    상기 적어도 하나의 양극의 캐스트온 스트랩을 상기 적어도 하나의 음극의 캐스트온 스트랩에 접속함으로써 상기 셀들 간의 병렬 접속을 형성하는 단계를 포함하는
    하이브리드 에너지 저장 장치 제조 방법.
KR1020097009777A 2006-10-23 2007-10-22 하이브리드 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법 KR101050012B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US85343906P 2006-10-23 2006-10-23
US60/853,439 2006-10-23
PCT/US2007/082065 WO2008051896A1 (en) 2006-10-23 2007-10-22 Hybrid energy storage device and method of making same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090071633A KR20090071633A (ko) 2009-07-01
KR101050012B1 true KR101050012B1 (ko) 2011-07-19

Family

ID=39324932

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097009778A KR101050021B1 (ko) 2006-10-23 2007-10-22 하이브리드 에너지 저장 장치용 음극
KR1020097009777A KR101050012B1 (ko) 2006-10-23 2007-10-22 하이브리드 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097009778A KR101050021B1 (ko) 2006-10-23 2007-10-22 하이브리드 에너지 저장 장치용 음극

Country Status (10)

Country Link
US (3) US8023251B2 (ko)
EP (2) EP2076912B1 (ko)
JP (2) JP5149300B2 (ko)
KR (2) KR101050021B1 (ko)
CN (2) CN101563741B (ko)
BR (2) BRPI0717380A2 (ko)
CA (2) CA2667299C (ko)
ES (2) ES2500167T3 (ko)
MX (2) MX2009004311A (ko)
WO (2) WO2008051885A1 (ko)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070128472A1 (en) * 2005-10-27 2007-06-07 Tierney T K Cell Assembly and Casing Assembly for a Power Storage Device
KR101050021B1 (ko) * 2006-10-23 2011-07-19 액시온 파워 인터네셔널, 인크. 하이브리드 에너지 저장 장치용 음극
US20090035657A1 (en) * 2006-10-23 2009-02-05 Buiel Edward R Electrode for Hybrid Energy Storage Device and Method of Making Same
US8202653B2 (en) * 2006-10-23 2012-06-19 Axion Power International, Inc. Electrode with reduced resistance grid and hybrid energy storage device having same
US7881042B2 (en) * 2006-10-26 2011-02-01 Axion Power International, Inc. Cell assembly for an energy storage device with activated carbon electrodes
AR064292A1 (es) 2006-12-12 2009-03-25 Commw Scient Ind Res Org Dispositivo mejorado para almacenamiento de energia
US8472163B2 (en) * 2007-02-19 2013-06-25 Universal Supercapacitors Llc Negative electrode current collector for heterogeneous electrochemical capacitor and method of manufacture thereof
AR067238A1 (es) 2007-03-20 2009-10-07 Commw Scient Ind Res Org Dispositivos optimizados para el almacenamiento de energia
US20090103242A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Axion Power International, Inc. Electrode with Reduced Resistance Grid and Hybrid Energy Storage Device Having Same
US8232005B2 (en) * 2008-11-17 2012-07-31 Eliot Gerber Lead acid battery with titanium core grids and carbon based grids
EP2424011A4 (en) 2009-04-23 2014-01-15 Furukawa Battery Co Ltd METHOD FOR PRODUCING A NEGATIVE PLATE FOR A LEAD CELLULAR AND BLEED CELLULATOR
JP5797384B2 (ja) 2009-08-27 2015-10-21 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
KR101833287B1 (ko) 2009-08-27 2018-03-02 커먼웰쓰 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 오가니제이션 축전 디바이스 및 이의 전극
JP5711483B2 (ja) 2009-08-27 2015-04-30 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板の製造法及び鉛蓄電池
CN101847513B (zh) * 2010-02-26 2013-08-07 上海奥威科技开发有限公司 一种长寿命负极片的制备工艺及使用该负极片的电容电池
CN101894682B (zh) * 2010-02-26 2012-07-04 上海奥威科技开发有限公司 一种高能量超级电容器
DE102010013023A1 (de) * 2010-03-26 2011-09-29 Daimler Ag Batterie mit einer Mehrzahl von Einzelzellen
DE102010029970B4 (de) * 2010-06-11 2021-06-02 Vitesco Technologies GmbH Batterie mit passivem Korrosionsschutz
KR20120008274A (ko) * 2010-07-16 2012-01-30 삼성에스디아이 주식회사 고체산화물 연료전지 및 연료전지 스택
WO2012042917A1 (ja) * 2010-09-30 2012-04-05 新神戸電機株式会社 鉛蓄電池
JP5727618B2 (ja) * 2010-11-10 2015-06-03 エピック ベンチャーズ インコーポレイテッドＥｐｉｃ Ｖｅｎｔｕｒｅｓ Ｉｎｃ． 格子内に保持した活物質を有する鉛酸セル
KR20120056556A (ko) * 2010-11-25 2012-06-04 삼성전기주식회사 다층 구조의 전극, 및 상기 전극을 포함하는 슈퍼 캐패시터
KR101234237B1 (ko) * 2010-12-14 2013-02-18 삼성에스디아이 주식회사 전기화학전지
JP2012133959A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
US8765297B2 (en) 2011-01-04 2014-07-01 Exide Technologies Advanced graphite additive for enhanced cycle-life of lead-acid batteries
US9356276B2 (en) 2011-03-01 2016-05-31 Aquion Energy Inc. Profile responsive electrode ensemble
US8298701B2 (en) 2011-03-09 2012-10-30 Aquion Energy Inc. Aqueous electrolyte energy storage device
CN102201575B (zh) * 2011-04-14 2013-04-17 哈尔滨工业大学 一种硫酸铅-石墨烯复合电极材料及包含其的铅酸电池负极铅膏
WO2012151341A1 (en) * 2011-05-03 2012-11-08 Axion Power International, Inc. Process for the manufacture of carbon sheet for an electrode
EP2707918A4 (en) * 2011-05-13 2015-03-25 East Penn Mfg Co LPCS-FORMED COMPOUND RUNNERS AND METHOD THEREFOR
BR112014001141A2 (pt) * 2011-07-18 2017-02-21 Indian Inst Scient ultracapacitor, unidade de armazenamento de energia, método para fabricação de uma ultracapacitor, método para utilização do ultracapacitor, e, eletrólito de polímero geleificado tixotrópico inorgânico
US10240052B2 (en) 2011-09-30 2019-03-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Supercapacitor electrodes including graphenic carbon particles
US9312702B2 (en) * 2011-12-08 2016-04-12 GM Global Technology Operations LLC System and methods for controlled depowering of automobile batteries
US9668333B2 (en) 2011-12-22 2017-05-30 3M Innovative Properties Company Electrically conductive article with high optical transmission
WO2013096350A1 (en) 2011-12-22 2013-06-27 3M Innovative Properties Company Carbon coated articles and methods for making the same
US9099252B2 (en) * 2012-05-18 2015-08-04 Nokia Technologies Oy Apparatus and associated methods
RU2013149934A (ru) * 2012-07-04 2015-10-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Автомобильных Проектов" Электрод конденсатора с двойным электрическим слоем
US10014520B2 (en) 2012-10-31 2018-07-03 Exide Technologies Gmbh Composition that enhances deep cycle performance of valve-regulated lead-acid batteries filled with gel electrolyte
DE102013204863A1 (de) * 2013-03-20 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Elektrode und Verfahren zum Herstellen einer Elektrode
US9350024B2 (en) 2013-05-02 2016-05-24 Axion Power International, Inc. Lead-carbon battery current collector shielding with ported packets
US9437850B2 (en) 2014-04-30 2016-09-06 Johnson Controls Technology Company Battery construction for integration of battery management system and method
US9559536B2 (en) 2014-04-30 2017-01-31 Johnson Controls Technology Company State of charge indicator method and system
US9692240B2 (en) 2014-04-30 2017-06-27 Johnson Controls Technology Company Battery sleep mode management method and system
US9431837B2 (en) 2014-04-30 2016-08-30 Johnson Controls Technology Company Integrated battery management system and method
PT3213333T (pt) * 2014-10-31 2020-09-18 Ppg Ind Ohio Inc Elétrodos do supercapacitor, incluindo partículas de carbono grafémico
CN107077977B (zh) * 2014-11-07 2020-04-21 谢炳荣 基于石墨烯的印刷的超级电容器
JP6472025B2 (ja) * 2015-02-18 2019-02-20 セイコーインスツル株式会社 電気化学セル
US11148202B2 (en) 2015-12-16 2021-10-19 6K Inc. Spheroidal dehydrogenated metals and metal alloy particles
CN105590758B (zh) * 2016-02-03 2019-03-26 哈尔滨博尔特能源科技有限公司 基于氧化镍和氧化锡/氧化锰复合电极材料的凝胶态电池-电容器混合储能器件及制备方法
JP6743513B2 (ja) * 2016-06-22 2020-08-19 日本ケミコン株式会社 ハイブリッドキャパシタ及びその製造方法
CN107565086B (zh) 2016-06-30 2022-12-13 卢云峰 一种电池极板制备方法
CN108198695A (zh) * 2016-12-08 2018-06-22 乾碳国际公司 一种混合储能装置的负极
US10593945B2 (en) 2017-03-20 2020-03-17 Bing R. Hsieh Printed planar lithium-ion batteries
MY196244A (en) * 2017-10-31 2023-03-24 Gs Yuasa Int Ltd Lead-Acid Battery
CN108110222B (zh) * 2017-12-08 2020-04-17 成都新柯力化工科技有限公司 一种基于锂电池的多层金属-碳负极的制备方法
WO2019217356A1 (en) 2018-05-07 2019-11-14 Teebs R&D, Llc A method of forming a carbon based active layer for an anode of a lead carbon battery and the active layer formed therefrom
SG11202111576QA (en) 2019-04-30 2021-11-29 6K Inc Mechanically alloyed powder feedstock
US11258070B2 (en) * 2019-09-24 2022-02-22 Global Graphene Group, Inc. Graphene-enabled bi-polar electrode and battery containing same
CA3153254A1 (en) 2019-11-18 2021-06-17 6K Inc. Unique feedstocks for spherical powders and methods of manufacturing
US11590568B2 (en) 2019-12-19 2023-02-28 6K Inc. Process for producing spheroidized powder from feedstock materials
KR20230029836A (ko) 2020-06-25 2023-03-03 6케이 인크. 마이크로복합 합금 구조
WO2022067303A1 (en) 2020-09-24 2022-03-31 6K Inc. Systems, devices, and methods for starting plasma
JP2023548325A (ja) 2020-10-30 2023-11-16 シックスケー インコーポレイテッド 球状化金属粉末の合成のためのシステムおよび方法
KR20230164699A (ko) 2021-03-31 2023-12-04 6케이 인크. 질화금속 세라믹의 적층 제조를 위한 시스템 및 방법
US12040162B2 (en) 2022-06-09 2024-07-16 6K Inc. Plasma apparatus and methods for processing feed material utilizing an upstream swirl module and composite gas flows

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004355823A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Nec Tokin Corp ハイブリッド型蓄電部品
JP2005509284A (ja) * 2001-11-02 2005-04-07 マクスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド 炭素粉末電極を有する電気化学的二重層キャパシタ（２）

Family Cites Families (89)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3242402A (en) * 1966-03-22 Electrical capacitor and dielectric material therefor
US1594810A (en) * 1923-07-02 1926-08-03 Nat Carbon Co Inc Thermoplastic composition
GB991581A (en) * 1962-03-21 1965-05-12 High Temperature Materials Inc Expanded pyrolytic graphite and process for producing the same
US3285782A (en) * 1963-07-23 1966-11-15 Gen Electric Water activated primary battery having a mercury-magnesium alloy anode
US3275473A (en) * 1964-01-03 1966-09-27 Eagle Picher Co Battery grid
DE1571961B2 (de) * 1965-03-09 1973-01-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Gasdicht verschlossener Bleiakkumulator mit antimonfreien Plattengittern
US3306779A (en) * 1965-07-01 1967-02-28 Standard Oil Co Fuel cell electrode and a process for making the same
US3327184A (en) * 1965-12-13 1967-06-20 Union Carbide Corp Wound capacitor and method of making
US3333169A (en) * 1966-05-18 1967-07-25 Union Carbide Corp Electrical capacitor with a linear p-xylylene polymer dielectric
US3434883A (en) * 1966-05-23 1969-03-25 Bell Telephone Labor Inc Cylindrical lead acid cell
US3540926A (en) * 1968-10-09 1970-11-17 Gen Electric Nitride insulating films deposited by reactive evaporation
US3692587A (en) * 1970-08-13 1972-09-19 Globe Union Inc Multicell storage battery
JPS516339B1 (ko) * 1971-02-03 1976-02-27
US3926764A (en) * 1971-05-19 1975-12-16 Radiometer As Electrode for potentiometric measurements
AT321391B (de) * 1972-06-28 1975-03-25 Varta Batterie Unformierte Elektrodenplatte für Bleiakkumulatoren
US4014730A (en) * 1973-08-03 1977-03-29 Standard Oil Company Polymer densified graphite sheet as impervious connector for an electrical capacitor
US4265952A (en) * 1978-03-23 1981-05-05 The Dow Chemical Company Vermicular expanded graphite composite material
JPS5556365A (en) * 1978-10-20 1980-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method for plate group for lead storage battery
JPS581967A (ja) * 1981-06-25 1983-01-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池の製造方法
JPS5927452A (ja) * 1982-08-05 1984-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池のストラツプ成形方法
US4438481A (en) * 1982-09-30 1984-03-20 United Chemi-Con, Inc. Double layer capacitor
JPS5981865A (ja) * 1982-11-01 1984-05-11 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用ストラツプの形成方法
JPH07105316B2 (ja) * 1985-08-13 1995-11-13 旭硝子株式会社 電気二重層コンデンサ用分極性電極及びその製造方法
US4725927A (en) * 1986-04-08 1988-02-16 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
JP2762599B2 (ja) * 1989-08-23 1998-06-04 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池
US5162172A (en) * 1990-12-14 1992-11-10 Arch Development Corporation Bipolar battery
US5149605A (en) * 1991-09-17 1992-09-22 Globe-Union Inc. Dual lug battery plate construction
USRE36102E (en) * 1991-09-17 1999-02-16 Globe-Union Inc. Dual lug battery plate construction
US5352545A (en) * 1992-01-31 1994-10-04 Yuasa Corporation Battery containing foam polyurethane resin and method of making
US5711988A (en) * 1992-09-18 1998-01-27 Pinnacle Research Institute, Inc. Energy storage device and its methods of manufacture
US5456813A (en) 1993-01-26 1995-10-10 Societe Anonyme: Saft Method of joining a metal connection tab to an electro-chemical cell electrode having a foam-type support, and an electrode obtained by the method
US5581438A (en) * 1993-05-21 1996-12-03 Halliop; Wojtek Supercapacitor having electrodes with non-activated carbon fibers
JPH07235454A (ja) 1994-02-21 1995-09-05 Isuzu Motors Ltd 電気二重層コンデンサ装置
US5476734A (en) * 1994-04-28 1995-12-19 Westinghouse Electric Corporation Current collector with integral tab for high temperature cell
US5566045A (en) * 1994-08-01 1996-10-15 Texas Instruments, Inc. High-dielectric-constant material electrodes comprising thin platinum layers
US5494763A (en) * 1995-05-24 1996-02-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Electrochemical cell
US5663015A (en) * 1995-10-18 1997-09-02 Hawker Energy Products, Inc. Sealant gasketing plastic nut battery terminal seal
US5744258A (en) * 1996-12-23 1998-04-28 Motorola,Inc. High power, high energy, hybrid electrode and electrical energy storage device made therefrom
JPH10275748A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Nec Corp 電気二重層コンデンサ
KR19990000506A (ko) * 1997-06-05 1999-01-15 손욱 니켈-수소 전지용 음극 활물질 조성물 및 이를 이용한 니켈-수소 전지용 음극의 제조 방법
JPH1145697A (ja) * 1997-07-29 1999-02-16 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池
JPH11111329A (ja) * 1997-10-02 1999-04-23 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池及びその製造法
CZ299062B6 (cs) * 1997-11-11 2008-04-16 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie "Eksin" Kondenzátor s dvojitou elektrickou vrstvou
AU7240798A (en) * 1997-12-18 1999-07-05 Antares High Tech S.A. Capacitor with dual electric layer
AU7240898A (en) * 1997-12-18 1999-07-05 Antares High Tek C.A. Capacitor with dual electric layer
US6222723B1 (en) * 1998-12-07 2001-04-24 Joint Stock Company “Elton” Asymmetric electrochemical capacitor and method of making
US6704192B2 (en) * 1999-02-19 2004-03-09 Amtek Research International Llc Electrically conductive, freestanding microporous sheet for use in an ultracapacitor
GB9905950D0 (en) * 1999-03-16 1999-05-05 Johnson Matthey Plc Substrates
JP2000315519A (ja) * 1999-04-30 2000-11-14 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池
KR100417456B1 (ko) * 1999-09-10 2004-02-05 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 고체 전해 콘덴서와 그 제조 방법, 및 도전성 고분자중합용 산화제용액
US6596430B2 (en) * 1999-12-07 2003-07-22 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary battery and transportation method thereof
US6631074B2 (en) * 2000-05-12 2003-10-07 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
KR100473433B1 (ko) * 2000-07-17 2005-03-08 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 비수전해액 및 그것을 포함하는 비수전해액전지 및 전해콘덴서
US6316148B1 (en) * 2000-08-31 2001-11-13 Condord Battery Corporation Foil-encapsulated, lightweight, high energy electrodes for lead-acid batteries
US6589299B2 (en) * 2001-02-13 2003-07-08 3M Innovative Properties Company Method for making electrode
US7119047B1 (en) * 2001-02-26 2006-10-10 C And T Company, Inc. Modified activated carbon for capacitor electrodes and method of fabrication thereof
US7110242B2 (en) 2001-02-26 2006-09-19 C And T Company, Inc. Electrode for electric double layer capacitor and method of fabrication thereof
US6466429B1 (en) * 2001-05-03 2002-10-15 C And T Co., Inc. Electric double layer capacitor
US6628504B2 (en) 2001-05-03 2003-09-30 C And T Company, Inc. Electric double layer capacitor
US20060159999A1 (en) * 2001-07-23 2006-07-20 Kejha Joseph B Method of automated prismatic electrochemical cells production and method of the cell assembly and construction
JP3985495B2 (ja) * 2001-10-23 2007-10-03 栗田工業株式会社 電気脱イオン装置
US6641027B2 (en) 2001-12-18 2003-11-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of connecting electric leads to battery tabs
US6706079B1 (en) 2002-05-03 2004-03-16 C And T Company, Inc. Method of formation and charge of the negative polarizable carbon electrode in an electric double layer capacitor
JP4287622B2 (ja) * 2002-06-28 2009-07-01 デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社 コーティングセパレータ、その製造方法およびそれを用いた電気電子部品
DE10230395A1 (de) * 2002-07-05 2004-01-15 General Motors Corp., Detroit Leitfähiges Bauteil für elektrochemische Zellen sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils
US7079377B2 (en) * 2002-09-30 2006-07-18 Joachim Hossick Schott Capacitor and method for producing a capacitor
JP2004312413A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Sony Corp コンテンツ提供サーバ、情報処理装置、および方法、並びにコンピュータ・プログラム
US7006346B2 (en) * 2003-04-09 2006-02-28 C And T Company, Inc. Positive electrode of an electric double layer capacitor
US6967828B2 (en) * 2003-05-30 2005-11-22 Medtronic, Inc. Capacitors including metalized separators
JP4238645B2 (ja) 2003-06-12 2009-03-18 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
US6902095B2 (en) * 2003-07-03 2005-06-07 Water Gremlin Company Two part cold formed battery terminal
EP1665446B1 (en) * 2003-09-18 2012-03-21 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation High performance energy storage devices
US7960057B2 (en) * 2004-05-17 2011-06-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Battery with molten salt electrolyte and phosphorus-containing cathode
WO2006012575A2 (en) 2004-07-22 2006-02-02 Solicore, Inc. Improved battery tab and packaging design
WO2006025262A1 (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. 導電性組成物及び導電性架橋体、コンデンサ及びその製造方法、並びに帯電防止塗料、帯電防止膜、帯電防止フィルム、光学フィルタ、及び光情報記録媒体
JP3875705B2 (ja) * 2004-09-22 2007-01-31 富士通メディアデバイス株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
EP1796116B1 (en) * 2004-09-29 2017-07-26 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Use of an electrode material as a cathode foil for an electrolytic capacitor with nonaqueous electrolyte
JP5092272B2 (ja) * 2005-05-31 2012-12-05 新神戸電機株式会社 鉛蓄電池および鉛蓄電池の製造方法
CA2612642A1 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Valery Pavlovich Nedoshivin Electrode and current collector for electrochemical capacitor having double electric layer and double electric layer electrochemical capacitor formed therewith
JP2008544543A (ja) * 2005-06-24 2008-12-04 ユニバーサル・スーパーキャパシターズ・エルエルシー ヘテロジーナス型電気化学スーパーキャパシタ及びその製造方法
CA2612639C (en) * 2005-06-24 2014-08-26 Samvel Avakovich Kazaryan Current collector for double electric layer electrochemical capacitors and method of manufacture thereof
US20070128472A1 (en) * 2005-10-27 2007-06-07 Tierney T K Cell Assembly and Casing Assembly for a Power Storage Device
US20090035657A1 (en) * 2006-10-23 2009-02-05 Buiel Edward R Electrode for Hybrid Energy Storage Device and Method of Making Same
US8202653B2 (en) * 2006-10-23 2012-06-19 Axion Power International, Inc. Electrode with reduced resistance grid and hybrid energy storage device having same
US20080113268A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-15 Buiel Edward R Recombinant Hybrid Energy Storage Device
KR101050021B1 (ko) * 2006-10-23 2011-07-19 액시온 파워 인터네셔널, 인크. 하이브리드 에너지 저장 장치용 음극
US7881042B2 (en) * 2006-10-26 2011-02-01 Axion Power International, Inc. Cell assembly for an energy storage device with activated carbon electrodes
US20090103242A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Axion Power International, Inc. Electrode with Reduced Resistance Grid and Hybrid Energy Storage Device Having Same
WO2011072256A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Energ2, Inc. Carbon materials comprising an electrochemical modifier

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005509284A (ja) * 2001-11-02 2005-04-07 マクスウェル テクノロジーズ インコーポレイテッド 炭素粉末電極を有する電気化学的二重層キャパシタ（２）
JP2004355823A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Nec Tokin Corp ハイブリッド型蓄電部品

Also Published As

Publication number Publication date
US8023251B2 (en) 2011-09-20
CN101563741A (zh) 2009-10-21
JP2010507901A (ja) 2010-03-11
MX2009004309A (es) 2009-08-07
BRPI0717380A2 (pt) 2013-10-29
CA2667299C (en) 2013-01-08
EP2076912A4 (en) 2013-05-29
US8192865B2 (en) 2012-06-05
KR20090071633A (ko) 2009-07-01
MX2009004311A (es) 2009-08-07
WO2008051896A1 (en) 2008-05-02
JP5057591B2 (ja) 2012-10-24
CN101563742B (zh) 2011-10-12
EP2084725B1 (en) 2014-06-25
US20110281162A1 (en) 2011-11-17
BRPI0717381A2 (pt) 2013-10-29
EP2076912A1 (en) 2009-07-08
JP5149300B2 (ja) 2013-02-20
WO2008051885A1 (en) 2008-05-02
JP2010507902A (ja) 2010-03-11
US20100091430A1 (en) 2010-04-15
CA2667300C (en) 2013-02-19
ES2498665T3 (es) 2014-09-25
CN101563741B (zh) 2011-11-30
ES2500167T3 (es) 2014-09-30
CA2667300A1 (en) 2008-05-02
EP2084725A4 (en) 2013-05-29
US20100040950A1 (en) 2010-02-18
EP2084725A1 (en) 2009-08-05
CN101563742A (zh) 2009-10-21
US7998616B2 (en) 2011-08-16
KR20090071634A (ko) 2009-07-01
KR101050021B1 (ko) 2011-07-19
CA2667299A1 (en) 2008-05-02
EP2076912B1 (en) 2014-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101050012B1 (ko) 하이브리드 에너지 저장 장치 및 그 제조 방법
US10177387B2 (en) Bipolar battery current collector that contracts to interrupt a flow of electric current in a direction thereof and bipolar battery
JP5762537B2 (ja) 双極電極を有する角形単電池を有する組電池
JP3819785B2 (ja) 集合電池
KR20160002988A (ko) 고체 및 액체 전해질들을 갖는 전기화학 셀
WO2014162532A1 (ja) 全固体電池、および全固体電池の製造方法
JPWO2012014780A1 (ja) 双極型電極およびそれを用いた双極型二次電池並びに双極型電極の製造方法
Pradhan et al. Substrate materials and novel designs for bipolar lead-acid batteries: A review
KR101979040B1 (ko) 리튬 축전지
KR20110100301A (ko) 비수전해질 이차전지 및 그 충전 방법
CN110366794A (zh) 非水电解质二次电池及电池模块
KR20220156571A (ko) 고체 상태 리튬 이온 배터리를 위한 고에너지밀도 리튬 금속 기반 애노드
WO2015132845A1 (ja) 全固体電池
CN110462874B (zh) 二次电池的绝缘体和包括其的二次电池
CN108539151B (zh) 二次电池用电极材料及二次电池
KR101476523B1 (ko) 2차 전지의 전극
US9705135B2 (en) Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2018147565A (ja) 蓄電素子の製造方法及び蓄電素子
CN115668564A (zh) 高比能量密度的锂离子电池
KR100606487B1 (ko) 리튬 이차전지
JP7462165B2 (ja) 非水電解質二次電池
US9711783B2 (en) Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
CN103181020B (zh) 熔融盐电池
WO2023074845A1 (ja) リチウム二次電池
EP4270516A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140521

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150625

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160616

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170623

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee