KR20150133733A - 리튬-황 셀의 사이클링 방법 - Google Patents

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Abstract

리튬-황 셀의 사이클링 방법으로서, 상기 방법은, 리튬-황 셀을 방전하는 단계; 상기 셀의 전압이 1.5 내지 2.1 V의 범위 내인 임계 방전 전압에 도달할 때 방전을 종결하고, 상기 리튬-황 셀을 충전하는 단계; 및 상기 셀의 전압이 2.3 내지 2.4 V의 범위 내인 임계 충전 전압에 도달할 때 충전을 종결하는 단계;를 포함하고, 상기 리튬-황 셀은 상기 임계 충전 전압에서 완전히 충전되지 않고, 상기 리튬-황 셀은 상기 임계 방전 전압에서 완전히 방전되지 않는다.

Description

리튬-황 셀의 사이클링 방법{A method of cycling a lithium-sulphur cell}
본 발명은 리튬-황 전지의 사이클링 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 리튬-황 전지를 사이클링하기 위한 전지 관리 시스템(battery management system)에 관한 것이다.
전형적인 리튬-황 셀은 리튬 금속 또는 리튬 금속 합금으로부터 형성된 애노드(음극), 및 원소 황 또는 다른 전기활성 황 재료로부터 형성된 캐소드(양극)를 포함한다. 황 또는 다른 전기활성 황 함유 재료는 탄소와 같은 전기전도성 재료와 함께 혼합되어, 이의 전기전도도를 향상시킬 수 있다. 전형적으로, 탄소 및 황은 분쇄되고 이후 용매 및 바인더와 혼합되어 슬러리를 형성한다. 슬러리는 집전체에 도포되고 이후 건조되어 용매를 제거한다. 생성된 구조체는 복합 구조체를 형성하기 위해 캘린더링되고, 이는 원하는 형태로 절단되어 캐소드를 형성한다. 세퍼레이터는 캐소드 상에 위치되고, 상기 세퍼레이터 상에 리튬 애노드가 위치된다. 전해질은 이후 캐소드 및 세퍼레이터를 적시기 위해 조립된 셀 안으로 도입된다.
리튬-황 셀은 2차 셀이다. 리튬-황 셀이 방전될 때, 캐소드 내의 황은 2 단계로 환원된다. 제1 단계에서, 황(예를 들어, 원소 황)은 폴리설파이드 화학종(species), Sn 2 - (n ≥ 2)로 환원된다. 이들 화학종은 일반적으로 전해질에 가용성이다. 방전의 제2 단계에서, 상기 폴리설파이드 화학종은 리튬 설파이드, Li2S로 환원되고, 이는 전형적으로 애노드의 표면 상에 부착(deposit)된다.
셀이 충전될 때, 2-단계 메커니즘이 역으로, 리튬 설파이드가 리튬 폴리설파이드로, 그 후 리튬과 황으로 산화되어, 일어난다. 이 2-단계 메커니즘은 리튬-황 셀의 방전 및 충전 프로파일 모두에서 보여질 수 있다. 따라서, 리튬-황 셀이 충전될 때, 셀이 충전의 제1 단계에서 제2 단계로 전이(transition)함에 따라, 셀의 전압은 전형적으로 변곡점(inflexion point)을 통과한다.
리튬-황 셀은 셀에 외부 전류를 인가하여 (재)충전될 수 있다. 전형적으로, 예를 들어, 2.45 - 2.8 V의 고정된 컷-오프 전압(cut-off voltage) 까지 충전된다. 그러나, 장기간(extended period)에 걸친 반복된 사이클링으로, 셀의 용량은 점점 감소될 수 있다. 사실상, 특정 수의 사이클 후에는, 셀의 증가된 내부 저항 때문에 셀은 더 이상 고정된 컷-오프 전압까지 충전될 수 없을 수 있다. 셀을 선택된 컷-오프 전압까지 반복적으로 충전함으로써, 셀은 결국 반복적으로 과충전될 수 있다. 이는, 원하지 않는 화학 반응이, 예를 들어, 셀의 전극 및/또는 전해질의 저하를 유도할 수 있기 때문에 셀의 수명에 악영향을 미칠 수 있다.
전술한 관점에서, 리튬-황 셀의 과충전을 방지하는 것이 바람직하다. WO 2007/111988는 리튬-황 셀이 완전히 충전되었을 때를 결정하기 위한 공정을 기술한다. 구체적으로, 이 참조문헌은 질산 리튬과 같은 N-O 첨가제를 셀의 전해질에 첨가하는 단계를 기술한다. 이 참조문헌의 16 페이지, 29 내지 31 줄 단락에 따르면, 상기 첨가제는 완전 충전의 지점에서의 전압의 급격한 증가를 갖는 충전 프로파일의 제공에 효과적이다. 따라서, 충전 중의 셀 전압을 모니터링하는 경우, 충전은 이러한 전압의 급격한 증가가 관찰될 때 종결될 수 있다.
WO 2007/111988의 방법은 셀이 최대 용량(full capacity)에 도달할 때 매우 급격히 증가하는 셀의 전압에 의존한다. 그러나, 모든 리튬-황 셀이 그러한 충전 프로파일을 나타내는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 리튬-황 셀의 사이클링 방법이 제공되고, 상기 방법은:
리튬-황 셀의 사이클링 방법으로서, 상기 방법은:
ⅰ) 리튬-황 셀을 방전하는 단계;
ⅱ) 상기 방전을 상기 셀의 전압이 1.5 내지 2.1 V의 범위 내인 임계 방전 전압에 도달할 때 종결하는 단계;
ⅲ) 상기 리튬-황 셀을 충전하는 단계; 및
ⅳ) 상기 충전을 셀의 전압이 2.3 내지 2.4 V의 범위 내인 임계 충전 전압에 도달할 때 종결하는 단계;를 포함하고,
상기 리튬-황 셀은 상기 임계 충전 전압에서 완전히 충전되지 않고, 상기 리튬-황 셀은 상기 임계 방전 전압에서 완전히 방전되지 않는다.
임의의 이론에 구속됨 없이, 용량 저하의 속도는 유리하게는 리튬-황 셀의 저충전(under-charging) 및 선택적으로 저방전(under discharging)에 의해 감소될 수 있음을 발견하였다. 리튬-황 셀이 완전히 충전될 때, 전기활성 황 재료, 예를 들어 원소 황은 전형적으로 완전히 산화된 형태(예를 들어, S8)로 존재한다. 이러한 형태에서, 전기활성 황 재료는 전형적으로 비전도성이다. 따라서, 그러한 재료(예를 들어, 원소 황)가 캐소드 상에 부착되는 경우, 캐소드의 저항이 증가할 수 있다. 이는 온도의 증가를 초래하고, 지속된 사이클링에 따라, 상기 온도의 증가는 셀의 구성성분들의 저하를 더욱 빠르게 야기할 수 있다. 이는, 차례로, 셀의 용량을 감소시킬 수 있고, 용량 저하의 속도를 증가시킬 수 있다. 유사하게는, 셀이 완전히 방전된 상태에 있을 때, 리튬 설파이드는 음극 상에 부착된다. 이 또한 셀의 저항을 증가시키는 효과를 나타낼 수 있다. 셀의 저충전 및 선택적으로 저방전에 의해, 생성되는 비전도성 화학종의 양이 감소될 수 있고, 이에 의해 셀의 저항 및 용량 저하의 경향이 감소할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 셀은 캐소드 황 재료(예를 들어, 원소 황)의 상당한 비율이 여전히 전해질 중에 (예를 들어, 폴리설파이드로서) 용해되는 지점까지 충전된다. 셀은 또한 캐소드의 황 재료(예를 들어, 원소 황)의 상당한 비율이 여전히 전해질 중에 (예를 들어, 폴리설파이드로서) 용해되는 지점까지 방전될 수 있다. 바람직하게는, 충전 및 선택적으로 방전이 종결될 때의 지점은 캐소드의 황 재료의 적어도 80%가 전해질 중에 (예를 들어, 폴리설파이드로서) 용해될 때 일어난다. 용액 중에 용해된 캐소드의 황 재료의 백분율은, 알려진 방법에 의해, 예를 들어 캐소드의 재료로서 도입되는 황 재료의 초기량의 백분율로서 셀 내의 잔류 고체 황의 양으로부터 결정될 수 있다.
임계 방전 전압은 1.5 내지 2.1 V, 예를 들어, 1.5 내지 1.8 V 또는 1.8 V 내지 2.1이다. 적절한 임계 방전 전압은 1.6 내지 2.0 V, 예를 들어, 1.7 내지 1.9 V의 범위이다. 바람직하게는, 임계 방전 전압은 1.7 내지 1.8 V, 바람직하게는 약 1.75 V이다.
바람직하게는, 임계 충전 전압은 약 2.30 내지 2.36 V, 더욱 바람직하게는, 2.30 내지 2.35 V, 더 더욱 바람직하게는 2.31 내지 2.34 V, 예를 들어, 2.33V이다.
일 구현예에 있어서, i) 내지 iv) 단계는 적어도 2 회의 방전-충전 사이클에서, 바람직하게는 적어도 20 회의 방전-충전 사이클에서, 더욱 바람직하게는 적어도 100 회의 방전-충전 사이클에서, 예를 들어, 셀의 유용한 수명 내내 반복된다.
일 구현예에 있어서, 상기 방법은 충전 및/또는 방전 중에 셀의 전압을 모니터링하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 또한 전술한 방법을 수행하기 위한 전지 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 더 추가적인 측면에 따르면, 리튬-황 셀의 방전 및 충전을 제어하기 위한 전지 관리 시스템이 제공되고, 상기 시스템은 다음을 포함한다:
리튬-황 셀의 방전을 상기 셀의 완전 방전된 상태에서의 전압보다 더 높은 임계 방전 전압에서 종결하기 위한 수단;
상기 리튬-황 셀을 충전하기 위한 수단; 및
상기 충전을 상기 셀의 완전 충전된 상태에서의 전압보다 더 낮은 임계 충전 전압에서 종결하기 위한 수단.
바람직하게는, 상기 시스템은 방전 및 충전 중에 셀의 전압을 모니터링하는 수단을 포함한다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀의 방전을 종결하기 위한 수단은 상기 셀의 전압이 1.5 내지 1.8 V, 바람직하게는 1.7 내지 1.8 V, 예를 들어, 약 1.75 V일 때 방전을 종결한다.
대안적으로, 또는 추가적으로, 상기 셀의 충전을 종결하기 위한 수단은 상기 셀의 전압이 2.3 내지 2.4 V일 때 충전을 종결한다. 바람직하게는, 충전 전압은 2.30 내지 2.36 V, 더욱 바람직하게는, 2.30 내지 2.35V, 더더욱 바람직하게는, 2.31 내지 2.34V, 예를 들어, 2.33V에서 종결된다.
상기 시스템은 상기 시스템과 리튬-황 전지를 연결하기 위한 수단을 추가적으로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 시스템은 리튬-황 셀 또는 전지를 포함한다.
바람직한 일 구현예에 있어서, 리튬-황 셀은 정전류에서 전기 에너지를 공급함으로써 충전된다. 전류는 30 분 내지 12 시간, 바람직하게는 8 시간 내지 10 시간 범위의 시간 내에서 셀을 충전하도록 공급될 수 있다. 전류는 0.1 내지 3 mA/cm2, 바람직하게는 0.1 내지 0.3 mA/cm2 범위의 전류 밀도로 공급될 수 있다. 정전류에서 충전하는 것 대신에, 리튬-황 셀을 관련 용량에 도달할 때까지 정전압으로 충전하는 것 또한 가능할 수 있다.
전기화학적 셀은 임의의 적절한 리튬-황 셀일 수 있다. 셀은 전형적으로 애노드, 캐소드, 전해질 및, 바람직하게는, 유리하게는 상기 애노드와 캐소드 사이에 위치될 수 있는, 다공성 세퍼레이터를 포함한다. 애노드는 리튬 금속 또는 리튬 금속 합금으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 애노드는 금속 포일 전극, 예를 들어 리튬 포일 전극이다. 리튬 포일은 리튬 금속 또는 리튬 금속 합금으로 형성될 수 있다.
전기화학적 셀의 캐소드는 전기활성 황 재료 및 전기전도성 재료의 혼합물을 포함한다. 이 혼합물은 전기활성층을 형성하고, 이는 집전체와 접촉하도록 위치될 수 있다.
전기활성 황 재료 및 전기전도성 재료의 혼합물은 용매(예를 들어, 물 또는 유기 용매) 내의 슬러리 형태로 집전체에 도포될 수 있다. 용매는 이후 제거될 수 있고, 생성된 구조체는 캘린더링되어 복합 구조체를 형성하고, 이는 원하는 형태로 절단되어 캐소드를 형성할 수 있다. 세퍼레이터는 캐소드 상에 배치될 수 있고, 리튬 애노드는 상기 세퍼레이터 상에 배치될 수 있다. 전해질은 이후 캐소드와 세퍼레이터를 적시기 위해 조립된 셀 안으로 도입될 수 있다.
전기활성 황 재료는 원소 황, 황계 유기 화합물, 황계 무기 화합물 및 황 함유 폴리머를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 원소 황이 사용된다.
고체 전기전도성 재료는 임의의 적절한 전도성 재료일 수 있다. 바람직하게는, 이 고체 전기전도성 재료는 탄소로 형성될 수 있다. 예로서 카본 블랙, 탄소 섬유 및 탄소 나노튜브를 포함한다. 다른 적절한 재료는 금속(예를 들어, 플레이크,줄밥(filings) 및 분말) 및 전도성 폴리머를 포함한다. 바람직하게는, 카본 블랙이 이용된다.
전기활성 황 재료(원소 황) 대 전기전도성 재료(예를 들어, 카본)의 중량비는 1 내지 30:1, 바람직하게는 2 내지 8:1, 더욱 바람직하게는 5 내지 7:1일 수 있다.
전기활성 황 재료 및 전기전도성 재료의 혼합물은 미립자 혼합물일 수 있다. 혼합물은 50 nm 내지 20 마이크론, 바람직하게는, 100 nm 내지 5 마이크론의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
전기활성 황 재료 및 전기전도성 재료(즉, 전기활성층)의 혼합물은 선택적으로 바인더를 포함할 수 있다. 적절한 바인더는, 예를 들어, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 메타크릴레이트(예를 들어, UV-경화성 메타크릴레이트), 및 디비닐 에스테르(예를 들어, 열경화성 디비닐 에스테르) 중 적어도 하나로부터 형성될 수 있다.
전술된 바와 같이, 전기화학적 셀의 캐소드는 전기활성 황 재료 및 고체 전기전도성 재료의 혼합물과 접촉하는 집전체를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기활성 황 재료 및 고체 전기전도성 재료의 혼합물은 집전체상에 부착된다. 세퍼레이터는 또한 전기화학적 셀의 애노드 및 캐소드 사이에 배치된다. 예를 들어, 전기활성 황 재료 및 고체 전기전도성 재료의 혼합물은 집전체 상에 증착된다. 세퍼레이터는 또한 전기화학적 셀의 애노드 및 캐소드 사이에 배치된다. 예를 들어, 세퍼레이터는 전기활성 황 재료 및 고체 전기전도성 재료의 혼합물과 접촉할 수 있고, 이는 차례로 집전체와 접촉한다.
적절한 집전체는 금속 기재, 예를 들어 금속 또는 금속 합금으로 형성된 포일, 시트 또는 메쉬(mesh)를 포함한다. 바람직한 일 구현예에 있어서, 집전체는 알루미늄 포일이다.
세퍼레이터는 이온이 셀의 전극들 사이로 이동하게 하는 임의의 적절한 다공성 기재일 수 있다. 기재의 다공성은 적어도 30%, 바람직하게는 적어도 50%, 예를 들어 60% 초과일 수 있다. 적절한 세퍼레이터는 폴리머 재료로 형성된 메쉬를 포함한다. 적절한 폴리머는 폴리프로필렌, 나일론 및 폴리에틸렌을 포함한다. 비직조 폴리프로필렌이 특히 바람직하다. 다수-층 세퍼레이터를 이용하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 전해질은 적어도 하나의 리튬 염 및 적어도 하나의 유기 용매를 포함한다. 적절한 리튬 염은 리튬 헥사플루오로포스페이트 (LiPF6), 리튬 헥사플루오로아르세네이트 (LiAsF6), 리튬 퍼클로레이트(LiClO4), 리튬 트리플루오로메탄설폰이미드(LiN(CF3SO2)2), 리튬 보로플루오라이드 및 리튬 트리플루오로메탄설포네이트(CF3SO3Li) 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 리튬 염은 리튬 트리플루오로메탄설포네이트이다.
적절한 유기 용매는 테트라하이드로푸란, 2-메틸테트라하이드로푸란, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 메틸프로필프로피오네이트, 에틸프로필프로피오네이트, 메틸 아세테이트, 디메톡시에탄, 1, 3-디옥소란, 디글라임 (2-메톡시에틸 에테르), 테트라글라임, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, γ-부틸로락톤, 디옥소란, 헥사메틸 포스포아미드, 피리딘, 디메틸 설폭사이드, 트리부틸 포스페이트, 트리메틸 포스페이트, N, N, N, N-테트라에틸 설파미드, 및 설폰, 및 이들의 혼합물이다. 바람직하게는, 유기 용매는 설폰 또는 설폰의 혼합물이다. 설폰의 예는 디메틸 설폰 및 설포란이다. 설포란의 예는 디메틸 설폰 및 설포란이다. 설포란은 단일 용매 또는, 예를 들어 다른 설포란과의 조합으로 이용될 수 있다.
전해질에 사용되는 유기 용매는, 전기활성 황 재료가 셀의 방전 동안 감소될 때 형성되는, 예를 들어, 화학식 Sn 2 -(여기서, n= 2 내지 12)의 폴리설파이드 화학종을 용해시킬 수 있어야 한다.
전해질 중의 리튬 염의 농도는 바람직하게는 0.1 내지 5M, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3M, 예를 들어, 1M이다. 리튬 염은 포화도(saturation)의 바람직하게는 적어도 70%, 바람직하게는 80%, 더욱 바람직하게는 적어도 90%, 예를 들어, 95% 내지 99%의 농도로 존재한다.
일 구현예에 있어서, 전해질은 리튬 트리플루오로메탄설포네이트 및 설포란을 포함한다.
전해질 대 전기활성 황 재료 및 전기전도성 재료의 총량의 중량비는 1 - 15 : 1, 바람직하게는 2 - 9 : 1, 더욱 바람직하게는 6 - 8 : 1이다.
실시예
도 1은 2.45 V의 고정된 전압까지의 충전 및 1.5 V의 고정된 전압까지의 방전에 의해 사이클링된 리튬-황 셀의 충전-방전 곡선을 도시한다.
도 2는 2.33 V까지의 (저)충전 및 1.75 V까지의 (저)방전에 의한 본 발명의 일 구현예에 따라 사이클링된 리튬-황 셀의 충전-방전 곡선을 도시한다. 두 셀들을, 동일한 사양으로 동일한 방식에 의해 제조하였다. 도면들에서 볼 수 있는 바와 같이, 용량 저하의 속도는 본 발명에 따른 셀의 사이클링에 의해 감소된다.
다음의 실시예에서, 대략적으로 2.45 V의 OCV(개방 회로 전압)을 갖는 실질적으로 동일한 리튬-황 파우치 셀을 사용하였다.
각각의 셀에, 각각 1.5 - 2.45 V의 전압 범위를 사용한 이론적 용량 중 70%를 기준으로, C/5로 셀을 방전하고, 이후 C/5로 방전 및 C/10로 방전하는 3 회의 충전/방전 사이클링을 포함하는 예비-사이클링법(pre-cycling regime)을 실시하였다.
모든 충전/방전 하프 사이클을 각각 C/10 및 C/5 레이트로 실시하였다.
다음의 방전-충전 전압을 테스트하였다:
1.75 V 내지 2.45 V (도 3)
1.95 V 내지 2.45 V (도 4)
1.5V 내지 2.4 V (도 5)
1.95 V 내지 2.4 V (도 6)
1.5 V 내지 2.33 V (도 7)
1.75 V 내지 2.33 V (도 8)
1.75 V 내지 2.25 V (도 9)
도 5, 6, 7 및 8과 도 3, 4 및 9와의 비교로부터 볼 수 있는 바와 같이, 용량 저하의 속도는 본 발명에 따른 셀의 사이클링에 의해 감소된다. 특히, 셀을 2.33 V까지 충전함으로써, 사이클 수명의 상당한 개선이 관찰된다. 이러한 개선은 셀이 2. 45 V까지 완전히 충전되거나 (도 3 및 4 참조) 또는 2.25 V까지 저충전(도 9 참조)될 때에는 달성되지 않는다.

Claims (14)

  1. 리튬-황 셀의 사이클링 방법으로서, 상기 방법은:
    ⅰ) 리튬-황 셀을 방전하는 단계;
    ⅱ) 상기 방전을 상기 셀의 전압이 1.5 내지 2.1 V의 범위 내인 임계 방전 전압에 도달할 때 종결하고, 상기 리튬-황 셀을 충전하는 단계; 및
    ⅲ) 상기 충전을 상기 셀의 전압이 2.3 내지 2.4 V의 범위 내인 임계 충전 전압에 도달할 때 종결하는 단계;를 포함하고,
    상기 리튬-황 셀은 상기 임계 충전 전압에서 완전히 충전되지 않고, 상기 리튬-황 셀은 상기 임계 방전 전압에서 완전히 방전되지 않는, 사이클링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임계 방전 전압은 약 1.75 V인, 사이클링 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 임계 충전 전압이 약 2.33 V인, 사이클링 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ⅰ) 내지 ⅲ) 단계가 적어도 2 회의 방전-충전 사이클에서 반복되는, 사이클링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 ⅰ) 내지 ⅲ) 단계가 적어도 20 회의 방전-충전 사이클에서 반복되는, 사이클링 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    충전 및 방전이 종결될 때의 지점은 캐소드의 황 재료의 적어도 80%가 전해질 중에 용해될 때 일어나는, 사이클링 방법.
  7. 리튬-황 셀의 방전 및 충전을 제어하기 위한 전지 관리 시스템(battery management system)으로서, 상기 시스템은:
    리튬-황 셀의 방전을 상기 셀의 완전 방전된 상태에서의 전압보다 더 높은 임계 방전 전압에서 종결하기 위한 수단;
    상기 리튬-황 셀을 충전하기 위한 수단; 및
    상기 충전을 상기 셀의 완전 충전된 상태에서의 전압보다 더 낮은 임계 충전 전압에서 종결하기 위한 수단;을 포함하는, 전지 관리 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시스템이 상기 충전 및 방전 중의 상기 셀의 전압을 모니터링하기 위한 수단을 포함하는, 전지 관리 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 셀의 방전을 종결하기 위한 수단이 상기 셀의 전압이 1.7 내지 1.8 V일 때 상기 방전을 종결하는, 전지 관리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 셀의 방전을 종결하기 위한 수단이 상기 셀의 전압이 약 1.75 V일 때 상기 방전을 종결하는, 전지 관리 시스템.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 셀의 충전을 종결하기 위한 수단이 상기 셀의 전압이 2.3 내지 2.4 V일 때 상기 충전을 종결하는, 전지 관리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 셀의 충전을 종결하기 위한 수단이 상기 셀의 전압이 약 2.33 V일 때 상기 충전을 종결하는, 전지 관리 시스템.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템과 리튬-황 전지를 연결하기 위한 수단을 추가적으로 포함하는, 전지 관리 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    리튬-황 전지를 포함하는, 전지 관리 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019022399A3 (ko) * 2017-07-26 2019-04-11 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지의 수명 개선 방법
US11646457B2 (en) 2017-07-26 2023-05-09 Lg Energy Solution, Ltd. Method for improving lifetime of lithium-sulfur battery

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10033213B2 (en) * 2014-09-30 2018-07-24 Johnson Controls Technology Company Short circuit wake-up system and method for automotive battery while in key-off position
US10734638B2 (en) * 2015-09-22 2020-08-04 Ii-Vi Delaware, Inc. Immobilized selenium, a method of making, and uses of immobilized selenium in a rechargeable battery
US11784303B2 (en) 2015-09-22 2023-10-10 Ii-Vi Delaware, Inc. Immobilized chalcogen and use thereof in a rechargeable battery
CN106159361B (zh) * 2016-09-30 2018-12-04 上海空间电源研究所 一种锂硫电池充电方法
US11870059B2 (en) 2017-02-16 2024-01-09 Consejo Superior De Investigaciones Cientificas (Csic) Immobilized selenium in a porous carbon with the presence of oxygen, a method of making, and uses of immobilized selenium in a rechargeable battery
CN109616705A (zh) * 2018-11-26 2019-04-12 上海大学 提高锂离子电池容量的方法
JP7202977B2 (ja) * 2019-06-11 2023-01-12 日産自動車株式会社 リチウム二次電池の制御方法および制御装置、並びにリチウム二次電池システム
US11688895B1 (en) 2022-03-10 2023-06-27 Lyten, Inc. Battery safety system for detecting analytes

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040222768A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Moore Stephen W. System and method for battery charge control based on charge capacity headroom
JP2007518231A (ja) * 2004-01-06 2007-07-05 サイオン パワー コーポレイション リチウム硫黄セルを充電する方法
JP2013042598A (ja) * 2011-08-16 2013-02-28 Sanyo Electric Co Ltd 充放電制御装置

Family Cites Families (167)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3030720A (en) 1960-06-08 1962-04-24 Highland Supply Corp Portable collapsible artificial christmas trees
US3185590A (en) 1961-01-06 1965-05-25 North American Aviation Inc Lightweight secondary battery
US3578500A (en) 1968-07-08 1971-05-11 American Cyanamid Co Nonaqueous electro-chemical current producing cell having soluble cathode depolarizer
US3639174A (en) 1970-04-22 1972-02-01 Du Pont Voltaic cells with lithium-aluminum alloy anode and nonaqueous solvent electrolyte system
US3721113A (en) 1971-08-23 1973-03-20 Du Pont Rolling of lithium
US3907591A (en) 1971-12-30 1975-09-23 Varta Ag Positive sulphur electrode for galvanic cells and method of producing the same
US3951688A (en) 1972-04-17 1976-04-20 The Gates Rubber Company Method and apparatus for pasting battery plates
US3778310A (en) 1972-05-01 1973-12-11 Du Pont High energy density battery having unsaturated heterocyclic solvent containing electrolyte
US3877983A (en) 1973-05-14 1975-04-15 Du Pont Thin film polymer-bonded cathode
US3907597A (en) 1974-09-27 1975-09-23 Union Carbide Corp Nonaqueous cell having an electrolyte containing sulfolane or an alkyl-substituted derivative thereof
US4048389A (en) 1976-02-18 1977-09-13 Union Carbide Corporation Cathode or cathode collector arcuate bodies for use in various cell systems
US4060674A (en) 1976-12-14 1977-11-29 Exxon Research And Engineering Company Alkali metal anode-containing cells having electrolytes of organometallic-alkali metal salts and organic solvents
US4118550A (en) 1977-09-26 1978-10-03 Eic Corporation Aprotic solvent electrolytes and batteries using same
US4104451A (en) 1977-09-26 1978-08-01 Exxon Research & Engineering Co. Alkali metal anode/chalcogenide cathode reversible batteries having alkali metal polyaryl metallic compound electrolytes
US4163829A (en) 1977-11-14 1979-08-07 Union Carbide Corporation Metallic reducing additives for solid cathodes for use in nonaqueous cells
FR2442512A1 (fr) 1978-11-22 1980-06-20 Anvar Nouveaux materiaux elastomeres a conduction ionique
US4218523A (en) 1979-02-28 1980-08-19 Union Carbide Corporation Nonaqueous electrochemical cell
US4252876A (en) 1979-07-02 1981-02-24 Eic Corporation Lithium battery
US4318430A (en) 1979-11-07 1982-03-09 General Electric Company Apparatus for making rechargeable electrodes for electrochemical cells
IL63207A (en) 1980-07-24 1985-09-29 Lonza Ag Process for the preparation of 2-(2-aminothiazole-4-yl)-2-(syn)-methoxyiminoacetic acid esters
IL61085A (en) 1980-09-19 1983-07-31 Univ Ramot Nonaqueous sulfur cell
JPS59194361A (ja) 1983-03-18 1984-11-05 Toshiba Battery Co Ltd 空気電池
US4499161A (en) 1983-04-25 1985-02-12 Eic Laboratories, Inc. Electrochemical cell using dimethoxymethane and/or trimethoxymethane as solvent for electrolyte
US4550064A (en) 1983-12-08 1985-10-29 California Institute Of Technology High cycle life secondary lithium battery
FR2576712B1 (fr) 1985-01-30 1988-07-08 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique a electrolyte non aqueux
DE3687804T2 (de) 1985-07-05 1993-09-23 Showa Denko Kk Sekundaerbatterie.
US4725927A (en) 1986-04-08 1988-02-16 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
JPH0752647B2 (ja) 1986-09-26 1995-06-05 松下電器産業株式会社 電池用電極とその製造方法
GB8630857D0 (en) 1986-12-24 1987-02-04 Sylva Ind Ltd Electrical contact tab
JPH01124969A (ja) 1987-11-10 1989-05-17 Hitachi Maxell Ltd リチウム二次電池
CA2016777C (en) 1989-05-16 1993-10-12 Norio Takami Nonaqueous electrolyte secondary battery
US5219684A (en) 1990-05-16 1993-06-15 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Province Of British Columbia Electrochemical cells containing a safety electrolyte solvent
US5368958A (en) 1992-08-20 1994-11-29 Advanced Energy Technologies Incorporated Lithium anode with conductive for and anode tab for rechargeable lithium battery
US5587253A (en) 1993-03-05 1996-12-24 Bell Communications Research, Inc. Low resistance rechargeable lithium-ion battery
US5460905A (en) 1993-06-16 1995-10-24 Moltech Corporation High capacity cathodes for secondary cells
US5648187A (en) 1994-02-16 1997-07-15 Moltech Corporation Stabilized anode for lithium-polymer batteries
US5961672A (en) 1994-02-16 1999-10-05 Moltech Corporation Stabilized anode for lithium-polymer batteries
JPH0869812A (ja) 1994-08-30 1996-03-12 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 密閉形鉛蓄電池およびその製造法
JPH08138650A (ja) 1994-11-01 1996-05-31 Dainippon Ink & Chem Inc 非水電解液二次電池用炭素質電極板および二次電池
JP3385115B2 (ja) 1994-11-02 2003-03-10 松下電器産業株式会社 ゲル電解質およびリチウム二次電池
US6020089A (en) 1994-11-07 2000-02-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Electrode plate for battery
US6358643B1 (en) 1994-11-23 2002-03-19 Polyplus Battery Company Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
US6030720A (en) 1994-11-23 2000-02-29 Polyplus Battery Co., Inc. Liquid electrolyte lithium-sulfur batteries
US6376123B1 (en) 1994-11-23 2002-04-23 Polyplus Battery Company Rechargeable positive electrodes
US5523179A (en) 1994-11-23 1996-06-04 Polyplus Battery Company Rechargeable positive electrode
US5582623A (en) 1994-11-23 1996-12-10 Polyplus Battery Company, Inc. Methods of fabricating rechargeable positive electrodes
US5814420A (en) 1994-11-23 1998-09-29 Polyplus Battery Company, Inc. Rechargeable positive electrodes
US5686201A (en) 1994-11-23 1997-11-11 Polyplus Battery Company, Inc. Rechargeable positive electrodes
WO1996031306A1 (en) 1995-04-03 1996-10-10 Mitsubishi Materials Corporation Porous metallic body with large specific surface area, process for producing the same, porous metallic platy material, and electrode of alkaline secondary battery
JPH08298230A (ja) 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Chem Corp 電気二重層コンデンサ用電解液
JPH08298229A (ja) 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Chem Corp 電気二重層コンデンサ用電解液
AU5882896A (en) 1995-06-07 1996-12-30 Moltech Corporation Electroactive high storage capacity polyacetylene-co-polysul fur materials and electrolytic cells containing same
US5529860A (en) 1995-06-07 1996-06-25 Moltech Corporation Electroactive high storage capacity polyacetylene-co-polysulfur materials and electrolytic cells containing same
US5744262A (en) 1995-06-07 1998-04-28 Industrial Technology Research Institute Stable high-voltage electrolyte for lithium secondary battery
JPH0927328A (ja) 1995-07-10 1997-01-28 Asahi Denka Kogyo Kk 非水電池
JPH09147913A (ja) 1995-11-22 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
US5797428A (en) 1996-01-11 1998-08-25 Vemco Corporation Pop-alert device
US5919587A (en) 1996-05-22 1999-07-06 Moltech Corporation Composite cathodes, electrochemical cells comprising novel composite cathodes, and processes for fabricating same
DE69709740T2 (de) 1996-06-14 2002-08-22 Moltech Corp Zusammensetzung verwendbar in elektrolyten für sekundär batteriezellen
JPH10284076A (ja) 1997-04-01 1998-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ蓄電池及びその電極の製造方法
KR100368753B1 (ko) 1997-06-27 2003-04-08 주식회사 엘지화학 리튬전지용음극및그의제조방법
US20020168574A1 (en) 1997-06-27 2002-11-14 Soon-Ho Ahn Lithium ion secondary battery and manufacturing method of the same
US6090504A (en) 1997-09-24 2000-07-18 Korea Kumho Petrochemical Co., Ltd. High capacity composite electrode and secondary cell therefrom
AU1084599A (en) 1997-10-15 1999-05-03 Arizona Board Of Regents, The Non-aqueous electrolyte solvents for secondary cells
US6162562A (en) 1997-10-28 2000-12-19 Pioneer Electronic Corporation Secondary cell comprising a positive electrode containing polyaniline and 4 diazo compound
US6201100B1 (en) 1997-12-19 2001-03-13 Moltech Corporation Electroactive, energy-storing, highly crosslinked, polysulfide-containing organic polymers and methods for making same
US6210831B1 (en) 1997-12-19 2001-04-03 Moltech Corporation Cathodes comprising electroactive sulfur materials and secondary batteries using same
DE69813164T2 (de) 1997-12-22 2003-10-23 Japan Storage Battery Co Ltd Verfahren zur Herstellung einer porösen, mit aktiver Masse gefüllten Elektrode
JPH11273729A (ja) 1998-03-19 1999-10-08 Yazaki Corp リチウム塩及びスルフィド系二次電池
US6350545B2 (en) 1998-08-25 2002-02-26 3M Innovative Properties Company Sulfonylimide compounds
JP4016506B2 (ja) 1998-10-16 2007-12-05 ソニー株式会社 固体電解質電池
US6302928B1 (en) 1998-12-17 2001-10-16 Moltech Corporation Electrochemical cells with high volumetric density of electroactive sulfur-containing materials in cathode active layers
JP3573992B2 (ja) 1999-02-15 2004-10-06 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
KR100322449B1 (ko) 1999-06-07 2002-02-07 김순택 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 사용한 리튬 이차 전지
JP3754239B2 (ja) * 1999-07-27 2006-03-08 三洋電機株式会社 電池の充放電制御方法
US6413284B1 (en) 1999-11-01 2002-07-02 Polyplus Battery Company Encapsulated lithium alloy electrodes having barrier layers
WO2001036206A1 (en) 1999-11-12 2001-05-25 Fargo Electronics, Inc. Thermal printhead compensation
US6733924B1 (en) 1999-11-23 2004-05-11 Moltech Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US7247408B2 (en) 1999-11-23 2007-07-24 Sion Power Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US6797428B1 (en) 1999-11-23 2004-09-28 Moltech Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
JP4797219B2 (ja) 1999-12-09 2011-10-19 パナソニック株式会社 電池のリード線接続装置
US6329789B1 (en) * 1999-12-21 2001-12-11 Moltech Corporation Methods of charging lithium-sulfur batteries
CA2374724A1 (en) 2000-03-28 2001-10-04 Ngk Insulators, Ltd. Lithium secondary cell
US6344293B1 (en) 2000-04-18 2002-02-05 Moltech Corporation Lithium electrochemical cells with enhanced cycle life
CN1182617C (zh) 2000-05-08 2004-12-29 森陶硝子株式会社 电解质、包含电解质的离子导体和包括这种离子导体的电化学装置
WO2001097304A1 (en) 2000-06-12 2001-12-20 Korea Institute Of Science And Technology Multi-layered lithium electrode, its preparation and lithium batteries comprising it
US6958198B2 (en) 2000-07-17 2005-10-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrochemical apparatus
KR100326466B1 (ko) 2000-07-25 2002-02-28 김순택 리튬 설퍼 전지용 전해액
KR100326467B1 (ko) 2000-07-25 2002-02-28 김순택 리튬 설퍼 전지용 전해액
JP2002075446A (ja) 2000-08-02 2002-03-15 Samsung Sdi Co Ltd リチウム−硫黄電池
US6544691B1 (en) 2000-10-11 2003-04-08 Sandia Corporation Batteries using molten salt electrolyte
AU2002241654A1 (en) 2000-12-21 2002-07-01 Moltech Corporation Lithium anodes for electrochemical cells
US6632573B1 (en) 2001-02-20 2003-10-14 Polyplus Battery Company Electrolytes with strong oxidizing additives for lithium/sulfur batteries
KR100417088B1 (ko) 2001-05-22 2004-02-05 주식회사 엘지화학 안전성을 향상시키는 비수전해액 첨가제 및 이를 포함하는비수전해액 리튬이온 2차 전지
CN1316671C (zh) 2001-05-22 2007-05-16 Lg化学株式会社 用于改进安全的非水电解液添加剂和包括该添加剂的锂离子二次电池
KR100385357B1 (ko) 2001-06-01 2003-05-27 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지
AU2002244957B2 (en) 2001-06-29 2005-07-21 Subaru Corporation Organic electrolyte capacitor
JP4619000B2 (ja) 2001-07-27 2011-01-26 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 電池構造、自己組織化構造、及び関連方法
US7241535B2 (en) 2001-10-15 2007-07-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries comprising the same
KR100466924B1 (ko) 2001-12-28 2005-01-24 한국과학기술원 액적화학증착법을 이용한 초박막형 리튬이온 2차전지의제조방법
US6893762B2 (en) 2002-01-16 2005-05-17 Alberta Research Council, Inc. Metal-supported tubular micro-fuel cell
KR100714135B1 (ko) 2002-04-02 2007-05-02 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이 전해액용 재료 및 이의 용도
CA2384215A1 (en) 2002-04-30 2003-10-30 Richard Laliberte Electrochemical bundle and method for making same
KR100463181B1 (ko) * 2002-07-12 2004-12-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬-설퍼 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬-설퍼 전지
DE10238943B4 (de) 2002-08-24 2013-01-03 Evonik Degussa Gmbh Separator-Elektroden-Einheit für Lithium-Ionen-Batterien, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung in Lithium-Batterien sowie eine Batterie, aufweisend die Separator-Elektroden-Einheit
KR100467456B1 (ko) 2002-09-10 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬-황 전지
KR100467453B1 (ko) 2002-09-12 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR100449765B1 (ko) 2002-10-12 2004-09-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬전지용 리튬메탈 애노드
KR100467436B1 (ko) 2002-10-18 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 음극, 그의 제조 방법 및 그를 포함하는리튬-황 전지
KR100477969B1 (ko) 2002-10-25 2005-03-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
KR100485093B1 (ko) 2002-10-28 2005-04-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬-황 전지
KR100477751B1 (ko) 2002-11-16 2005-03-21 삼성에스디아이 주식회사 비수계 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
KR100472513B1 (ko) 2002-11-16 2005-03-11 삼성에스디아이 주식회사 리튬 설퍼 전지용 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 설퍼전지
KR100875112B1 (ko) 2002-11-16 2008-12-22 삼성에스디아이 주식회사 비수계 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
JP2004179160A (ja) 2002-11-26 2004-06-24 Samsung Sdi Co Ltd リチウム−硫黄電池用正極
US7108942B1 (en) 2003-03-27 2006-09-19 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Efficient electrode assembly design for cells with alkali metal anodes
EP1636864A4 (en) 2003-04-22 2008-11-19 Benedetto Anthony Iacovelli FUEL CELL, COMPONENTS AND SYSTEMS
JP4055642B2 (ja) 2003-05-01 2008-03-05 日産自動車株式会社 高速充放電用電極および電池
JP4494731B2 (ja) 2003-06-13 2010-06-30 三菱重工業株式会社 二次電池、二次電池の製造方法
KR100573109B1 (ko) 2003-06-17 2006-04-24 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
KR101122450B1 (ko) * 2003-08-11 2012-03-09 우베 고산 가부시키가이샤 리튬 2차 전지 및 그의 비수 전해액
JP2005071641A (ja) 2003-08-27 2005-03-17 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池およびその製造方法
US7335440B2 (en) 2003-09-12 2008-02-26 Medtronic, Inc. Lithium-limited anode subassembly with solid anode current collector and spacer
JP2005108724A (ja) 2003-09-30 2005-04-21 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2005166536A (ja) 2003-12-04 2005-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
US7354680B2 (en) 2004-01-06 2008-04-08 Sion Power Corporation Electrolytes for lithium sulfur cells
US7646171B2 (en) * 2004-01-06 2010-01-12 Sion Power Corporation Methods of charging lithium sulfur cells
JP4399779B2 (ja) 2004-02-25 2010-01-20 株式会社豊田中央研究所 電解質粒子、正極、負極及びリチウム二次電池
US8334079B2 (en) 2004-04-30 2012-12-18 NanoCell Systems, Inc. Metastable ceramic fuel cell and method of making the same
US20060024579A1 (en) 2004-07-27 2006-02-02 Vladimir Kolosnitsyn Battery electrode structure and method for manufacture thereof
WO2006050117A2 (en) 2004-10-29 2006-05-11 Medtronic, Inc. Method of charging lithium-ion battery
JP4594039B2 (ja) 2004-11-09 2010-12-08 本城金属株式会社 積層フィルム被覆リチウム箔
US20060105233A1 (en) 2004-11-18 2006-05-18 Hiroyuki Morita Battery
JP5466364B2 (ja) 2004-12-02 2014-04-09 オクシス・エナジー・リミテッド リチウム・硫黄電池用電解質及びこれを使用するリチウム・硫黄電池
GB2422244B (en) * 2005-01-18 2007-01-10 Intellikraft Ltd Improvements relating to electrolyte compositions for batteries using sulphur or sulphur compounds
KR101353363B1 (ko) 2005-01-18 2014-02-18 옥시스 에너지 리미티드 황 또는 황 화합물을 사용한 전지용 전해질 조성물에 관한개선
US7183734B2 (en) * 2005-02-18 2007-02-27 Atmel Corporation Sensorless control of two-phase brushless DC motor
KR100813240B1 (ko) 2005-02-18 2008-03-13 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
RU2402842C2 (ru) 2005-03-22 2010-10-27 Оксис Энерджи Лимитед Химический источник электроэнергии и способ его изготовления
CN100578700C (zh) 2005-03-31 2010-01-06 富士重工业株式会社 锂离子电容器
US7688075B2 (en) * 2005-04-20 2010-03-30 Sion Power Corporation Lithium sulfur rechargeable battery fuel gauge systems and methods
KR100803191B1 (ko) 2005-06-24 2008-02-14 삼성에스디아이 주식회사 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 전지
EP1941568A1 (en) 2005-09-26 2008-07-09 Oxis Energy Limited Lithium-sulphur battery with high specific energy
JP4842633B2 (ja) 2005-12-22 2011-12-21 富士重工業株式会社 電池又はキャパシタ用リチウム金属箔の製造方法
KR100907623B1 (ko) 2006-05-15 2009-07-15 주식회사 엘지화학 신규한 적층 구조의 이차전지용 전극조립체
GB2438890B (en) 2006-06-05 2011-01-12 Oxis Energy Ltd Lithium secondary battery for operation over a wide range of temperatures
JP4898308B2 (ja) 2006-06-07 2012-03-14 パナソニック株式会社 充電回路、充電システム、及び充電方法
KR100888284B1 (ko) 2006-07-24 2009-03-10 주식회사 엘지화학 탭-리드 결합부의 전극간 저항차를 최소화한 전극조립체 및이를 포함하고 있는 전기화학 셀
GB0615870D0 (en) 2006-08-10 2006-09-20 Oxis Energy Ltd An electrolyte for batteries with a metal lithium electrode
JP5114036B2 (ja) 2006-09-08 2013-01-09 Necエナジーデバイス株式会社 積層型電池の製造方法
KR101487862B1 (ko) 2006-10-25 2015-01-30 옥시스 에너지 리미티드 높은 비에너지를 가진 리튬-황 전지 및 그의 작동 방법
KR101342509B1 (ko) 2007-02-26 2013-12-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
US8734986B2 (en) 2007-07-11 2014-05-27 Nissan Motor Co., Ltd. Laminate type battery
JP5111991B2 (ja) 2007-09-28 2013-01-09 株式会社東芝 電池
KR101386165B1 (ko) 2007-10-26 2014-04-17 삼성에스디아이 주식회사 실란계 화합물을 채용한 유기전해액 및 리튬 전지
JP4561859B2 (ja) 2008-04-01 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 二次電池システム
GB0808059D0 (en) 2008-05-02 2008-06-11 Oxis Energy Ltd Rechargeable battery with negative lithium electrode
KR101858760B1 (ko) 2009-08-28 2018-05-16 시온 파워 코퍼레이션 황을 포함하는 다공성 구조체를 포함하는 전기화학 전지
KR20110024707A (ko) * 2009-09-03 2011-03-09 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지의 충전 방법
JP5487895B2 (ja) 2009-11-17 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 集電体及びその製造方法
WO2011101992A1 (ja) 2010-02-22 2011-08-25 トヨタ自動車株式会社 非水電解液型二次電池及び非水電解液型二次電池用非水電解液
JP2011192574A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 Panasonic Corp リチウム一次電池
CN103081281A (zh) * 2010-10-15 2013-05-01 三洋电机株式会社 电力管理系统
US8421406B2 (en) 2010-11-25 2013-04-16 Panasonic Corporation Charge control circuit, battery-operated device, charging apparatus and charging method
CN103427125B (zh) * 2012-05-15 2016-04-13 清华大学 硫基聚合物锂离子电池的循环方法
US9620768B2 (en) 2012-05-22 2017-04-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Negative electrode for lithium secondary batteries, lithium secondary battery, and method for producing the negative electrode for lithium secondary batteries
FR2991104B1 (fr) * 2012-05-23 2014-11-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif pour la desulfatation d'une batterie

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040222768A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-11 Moore Stephen W. System and method for battery charge control based on charge capacity headroom
JP2007518231A (ja) * 2004-01-06 2007-07-05 サイオン パワー コーポレイション リチウム硫黄セルを充電する方法
JP2013042598A (ja) * 2011-08-16 2013-02-28 Sanyo Electric Co Ltd 充放電制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019022399A3 (ko) * 2017-07-26 2019-04-11 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지의 수명 개선 방법
US11646457B2 (en) 2017-07-26 2023-05-09 Lg Energy Solution, Ltd. Method for improving lifetime of lithium-sulfur battery

Also Published As

Publication number Publication date
TWI635643B (zh) 2018-09-11
GB2512424A (en) 2014-10-01
EP3614467A1 (en) 2020-02-26
JP2016514884A (ja) 2016-05-23
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US9935343B2 (en) 2018-04-03
GB2512424B (en) 2015-03-04
RU2015145466A (ru) 2017-05-17
WO2014155069A1 (en) 2014-10-02
CA2903944A1 (en) 2014-10-02
CN105229827A (zh) 2016-01-06
TW201503461A (zh) 2015-01-16
JP6450997B2 (ja) 2019-01-16
CN105229827B (zh) 2018-10-09
GB201321703D0 (en) 2014-01-22
RU2641667C2 (ru) 2018-01-19

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