KR20170014348A - 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법 - Google Patents

금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170014348A
KR20170014348A KR1020150107513A KR20150107513A KR20170014348A KR 20170014348 A KR20170014348 A KR 20170014348A KR 1020150107513 A KR1020150107513 A KR 1020150107513A KR 20150107513 A KR20150107513 A KR 20150107513A KR 20170014348 A KR20170014348 A KR 20170014348A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal
air
air battery
unit
battery
Prior art date
Application number
KR1020150107513A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102420010B1 (ko
Inventor
최경환
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150107513A priority Critical patent/KR102420010B1/ko
Priority to US15/196,454 priority patent/US10541456B2/en
Priority to EP16181299.5A priority patent/EP3125353A1/en
Priority to CN201610617602.0A priority patent/CN106410238A/zh
Publication of KR20170014348A publication Critical patent/KR20170014348A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102420010B1 publication Critical patent/KR102420010B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/08—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of a fuel-cell type and a half-cell of the secondary-cell type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/445—Methods for charging or discharging in response to gas pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04223—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids during start-up or shut-down; Depolarisation or activation, e.g. purging; Means for short-circuiting defective fuel cells
    • H01M8/04231—Purging of the reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/04455—Concentration; Density of cathode reactants at the inlet or inside the fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0444—Concentration; Density
    • H01M8/0447—Concentration; Density of cathode exhausts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04791—Concentration; Density
    • H01M8/04798—Concentration; Density of fuel cell reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0662—Treatment of gaseous reactants or gaseous residues, e.g. cleaning
    • 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
    • Y02E60/128—
    • 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
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

금속-공기 전지장치 및 그 작동 방법이 제공된다. 금속-공기 전지장치는 산소 농도 측정 수단을 포함할 수 있다. 상기 금속-공기 전지장치는 그 내부의 잔류 산소를 전기화학적 방법에 의해 제거하는 과정을 포함할 수 있다. 잔류 산소 제거는 미리 설정된 값 또는 상태에 도달할 때까지 실시될 수 있다.

Description

금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법{Metal-air battery apparatus and operation method thereof}
본 개시에서는 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법을 제시한다.
금속-공기 전지는 리튬 등의 금속 이온의 흡장/방출이 가능한 음극 및 공기 중의 산소를 활물질로서 사용하는 양극을 포함하며, 양극 및 음극 사이에 개재된 금속이온 전도성 매체를 구비한다.
금속-공기 전지의 경우, 양극에서는 외부로부터 유입되는 산소의 환원/산화 반응이 일어나고 음극에서는 금속의 산화/환원 반응이 일어나며 이때 발생하는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 추출한다. 예를 들어, 금속-공기 전지는 방전 시에 산소를 흡수하고 충전 시에는 산소를 방출한다. 이와 같이 금속-공기 전지가 대기 중에 존재하는 산소를 이용하기 때문에, 전지의 에너지 밀도를 비약적으로 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 금속-공기 전지는 기존의 리튬 이온 전지의 에너지 밀도보다 수배 이상 높은 에너지 밀도를 가질 수 있다. 또한, 금속-공기 전지는 이상 고온에 의한 발화 가능성이 낮기 때문에 뛰어난 안정성을 가지며, 중금속을 사용할 필요가 없이 산소의 흡수/방출만으로 동작하기 때문에 환경 오염을 일으킬 가능성도 낮다. 현재 금속-공기 전지는 차세대 전지로 관심을 받고 있으며, 많은 연구가 이루어지고 있다.
본 개시의 일측면은 금속-공기 전지장치의 미반응 산소를 제거하는 작동 방법에 관한 것이다.
본 개시의 다른 측면은 산소 농도 측정 수단을 구비하는 금속-공기 전지장치에 관한 것이다.
금속-공기 전지부에 공기를 공급하여 상기 금속-공기 전지부를 구동하고,
상기 금속-공기 전지부에 공기 공급을 중단하여 상기 금속-공기 전지부의 구동을 종료한 뒤, 상기 금속-공기 전지부의 잔류 산소를 방전에 의하여 제거하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법을 제공한다.
상기 금속-공기 전지부를 둘러싸는 전지챔버 및 상기 전지챔버에 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함할 수 있다.
상기 공기 공급부에 외부의 공기를 주입하고, 상기 공기 공급부에 주입된 공기 중의 불순물을 제거한 뒤, 상기 전지챔버에 불순물이 제거된 공기를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
상기 공기 공급부에서 불순물이 제거된 공기는 공기 공급 밸브를 통하여 상기 전지 챔버에 공급될 수 있다.
상기 금속-공기 전지부의 구동을 종료한 뒤, 상기 전지 챔버와 연결된 밸브를 잠근 뒤, 상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 것을 포함할 수 있다.
상기 전지챔버와 연결된 밸브는, 공기 공급부 및 상기 전지챔버 사이에 형성된 공기 공급 밸브; 및 상기 전지챔버의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 밸브;를 포함할 수 있다.
상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 동작은, 상기 전지 챔버 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도가 미리 설정된 값에 도달할 때까지 실시할 수 있다.
상기 전지 챔버 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도 측정 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 전지 챔버 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도가 미리 설정된 값은 1 내지 10ppm일 수 있다.
상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소는 정전류 방식, 정전압 방식 또는 정전류 및 정전압이 혼합된 방식에 의해 제거될 수 있다.
상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 동작은, 방전 전류에 의하여 상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하면서, 방전 전압이 컷-오프 값에 도달할 때까지 실시할 수 있다.
상기 컷-오프 전압은 1.2 내지 1.6V일 수 있다.
상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 동작은 상기 금속-공기 전지부의 설정된 컷-오프 전압을 인가하여 실시되며, 상기 금속-공기 전지부의 전류 값이 0에 도달할 때까지 실시할 수 있다.
또한, 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 형성된 이온 전도층을 포함하는 금속-공기 전지부;
상기 금속-공기 전지부를 둘러싸는 전지 챔버;
상기 전지 챔버에 공기를 공급하는 공기 공급부 및
상기 금속-공기 전지부 또는 상기 전지 챔버 내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도 측정 수단;을 포함하는 금속-공기 전지 장치를 제공한다.
상기 농도 측정 수단은 상기 전지 챔버 내부의 산소 농도를 측정하는 제 1계측부; 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도를 측정하는 제 2계측부; 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 개시에 따르면, 산소 농도 측정 수단을 구비하는 금속-공기 전지장치를 제공할 수 있다. 금속-공기 전지부 작동 후 잔류하는 산소를 제거할 수 있다. 금속-공기 전지 장치 내에 잔류하는 산소를 제거함으로써, 전지의 용량감소 및 수명저하를 방지할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 금속-공기 전지장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 금속-공기 전지장치의 금속-공기 전지부를 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 금속-공기 전지장치의 작동 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 금속-공기 전지부에 공기를 공급하는 단계를 나타낸 순서도이다.
도 5는 금속-공기 전지의 잔류 산소를 제거하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 약 21%의 산소 농도를 지닌 공기가 포함된 금속-공기 전지 챔버 내에서 잔류산소 제거과정 동안 시간에 따른 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 약 50%의 산소 농도를 지닌 공기가 포함된 금속-공기 전지 챔버 내에서 잔류산소 제거과정 동안 시간에 따른 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 금속-공기 전지장치의 작동 방법에 대해 상세히 설명하고자 한다. 이와 관련하여, 본 실시예는 다른 형태를 지닐 수 있으며, 여기에 설명된 설명에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 실시예는 단지 본 설명의 양태를 설명하기 위해 도면을 참조한다.
도 1은 실시예에 따른 금속-공기 전지장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 금속-공기 전지장치(100)는 금속-공기 전지부(10)에 공기를 공급할 수 있는 공기 공급부(14)와 공기 공급부(14)로부터 공급된 공기를 이용하여 구동하는 금속-공기 전지부(10) 및 금속-공기 전지부(10)를 포함하는 전지 챔버(12)를 포함한다. 금속-공기 전지부(10)는 양극 반응을 위하여 외부로부터 공기를 공급받아, 공기 내의 산소 분자를 활물질로 사용할 수 있다. 공기 공급부(14)는 전지 챔버(12) 내의 금속-공기 전지부(10)에서의 양극 반응에 필요한 공기를 공기 공급 밸브(V1)를 통하여 공급할 수 있다.
전지 챔버(12) 내에는 금속-공기 전지부(10)가 배치되어 있으며, 금속-공기 전지부(10)는 다수의 금속-공기 전지셀들을 포함하고 있으며, 전지 챔버(12) 내에서 금속-공기 전지부(10)는 충전 및 방전을 반복하는 동작을 하게 된다. 금속-공기 전지부(10)의 동작이 정지되면, 전지 챔버(12) 내에 미반응 산소가 잔류할 수 있으며, 금속-공기 전지부(10)의 음극, 양극, 전해질 등이 잔류 산소에 노출되는 경우, 분해 반응이 가속화되어 금속-전지의 용량 및 수명이 저하될 수 있다. 본 개시의 실시예에 따른 금속-공기 전지 장치의 작동 방법에서는 금속-공기 전지부(10) 및 전지 챔버(12) 내의 미반응 산소를 전기화학적 방법으로 제거하는 잔류 산소 제거 과정을 포함하며, 이에 대해서는 후술하고자 한다.
그리고, 금속-공기 전지장치(100)는 금속-공기 전지부(10) 또는 전지 챔버(12) 내부의 산소 농도를 측정할 수 있는 산소 농도 측정 수단으로 산소 센서를 포함할 수 있다. 산소 농도 측정 수단으로는 산소 센서 기능을 할 수 있는 모니터링부(16)를 포함할 수 있다. 모니터링부(16)는 제 1계측부(17a) 또는 제 2계측부(17b) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 제 1계측부(17a)는 전지 챔버(12) 내부의 산소 농도를 측정할 수 있으며, 제 2계측부(17b)는 금속-공기 전지부(10) 내의 산소 농도를 측정할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 금속-공기 전지장치의 금속-공기 전지부(10)를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 금속-공기 전지부(10)는 공기 중의 산소를 산화 또는 환원시킬 수 있는 양극(20), 금속 이온의 흡장/방출이 가능한 음극(22) 및 양극(20) 및 음극(22) 사이에 형성된 이온 전도층(24)을 포함할 수 있다. 양극(20)의 일면에는 양극 집전체(26) 및 확산층(30)이 형성될 수 있으며, 음극(22) 일면에는 음극 집전체(28)가 형성될 수 있다. 이러한 양극(20), 음극(22), 이온 전도층(24), 집전체(26, 28) 및 확산층(30)은 금속-공기 전지부(10)의 단위 셀 구조를 이룰 수 있으며, 별도의 파우치(32) 등에 의해 둘러싸인 구조를 지닐 수 있다. 금속-공기 전지부(10)는 다수의 단위 셀들을 포함하는 형태로 지닐 수 있다.
양극(20)은 공기 중의 산소를 산화 또는 환원시킬 수 있는 도전성 재료로 형성될 수 있으며, 그 재료에는 제한은 없다. 예를 들어, 양극(20)은 탄소계 물질을 사용할 수 있으며, 그라파이트, 그래핀, 카본블랙 또는 탄소섬유 등이 사용될 수 있다. 그리고 양극 활물질로 금속 섬유 또는 금속 메쉬 등의 전도성 재료를 사용할 수 있으며, 구 리, 은, 니켈 또는 알루미늄 등의 금속 분말을 사용할 수 있다. 또한, 유기 도전성 재료를 사용할 수 있다. 이러한 전도성 물질들이 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다. 그리고, 양극(20)은 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 등의 바인더를 포함할 수 있으며, 이온 전도성 고분자 전해질을 포함할 수 있다. 또한, 양극(20)에는 산소의 산화 또는 환원을 위한 촉매가 첨가될 수 있다. 기타 금속-공기 전지장치에 사용되는 양극 물질은 제한없이 사용될 수 있다. 양극(20)은 전도성 재료에 산소 산화 또는 환원 촉매 및 바인더 등을 혼합하고 용매를 첨가한 후, 양극 집전체(26) 등의 일면에 코팅하여 건조시켜 형성할 수 있다.
음극(22)은 리튬 금속 박막으로 형성될 수 있으며, 리튬 금속 이외에 다른 음극 활물질을 포함하여 형성될 수 있다. 음극(22)은 리튬 금속과 함께 다른 음극 활물질을 추가적으로 포함되어, 합금, 복합체 또는 혼합물 형태로 제조될 수 있다. 리튬 이외에 다른 음극 활물질로서, 리튬과 합금으로 형성될 수 있는 금속, 전이금속 산화물 및 비전이금속 산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전이금속 산화물은 리튬 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등이 있다. 음극(22)은 음극 활물질 조성물을 제조한 뒤, 음극 집전체(28) 등에 직접 코팅되어 형성될 수 있다. 또는 음극(22)은 음극 활물질 조성물을 제조한 뒤, 별도의 지지체 상에 캐스팅된 후, 지지체로부터 박리된 음극 활물질층을 음극 집전체(28) 등에 접착시켜 형성될 수 있다.
이온 전도층(24)은 활성 금속 이온에 대하여 전도성을 가지는 활성 금속 이온 전도성 막이며, 이온 전도성 고체 막(solid membrane)을 포함할 수 있다. 이온 전도성 고체 막은 기공(pore)을 지닌 다공성 유기막 및 기공에 형성된 이온 전도성 고분자 전해질을 포함하는 복합막일 수 있다. 여기서, 다공성 유기막은 예를 들어, 폴리프로필렌 소재의 부직포(non-woven fabric), 폴리이미드 소재의 부직포, 폴리페닐렌 설파이트 소재의 부직포 등의 고분자 부직포, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리염화비닐 등의 올레핀계 수지의 다공성 필름 등일 수 있다. 다만, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 다공성 유기막의 소재로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다. 이온 전도층(24)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 이온 전도층(24)이 다층 구조로 형성된 경우, 기체 및 수분 차단성을 지닌 복합막 및 고분자 전해질막을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 양극(20) 및 음극(22) 사이에는 분리막(separator)이 더 형성될 수 있다. 다만, 이온 전도층(24)은 분리막 역할을 할 수 있으며, 선택적으로 분리막은 이온 전도층(24)과 별도로 형성될 수 있다. 추가적으로 분리막은 일반적인 금속-공기 전지장치에 사용되는 것이면 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어 분리막(24)은 폴리프로필렌, 폴리페닐렌 설파이드 소재의 부직포 등의 고분자 부직포, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지의 다공성 필름 등으로 형성될 수 있다.
양극 집전체(26) 및 음극 집전체(28)는 전도성이 좋은 금속성 물질이면 사용 가능하면 제한되지 않는다. 예를 들어, 양극 집전체(26) 및 음극 집전체(28)는 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni), 철(Fe) 등의 물질을 포함할 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 양극 집전체(26) 및 음극 집전체(28)는 금속 뿐만 아니라 전도성 금속 산화물, 전도성 폴리머 등의 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 양극 집전체(26) 및 음극 집전체(28)의 일면에는 비전도성 물질이 코팅된 구조를 지닐 수 있다. 양극 집전체(28) 및 음극 집전체(28)는 구부러질 수 있으며, 다시 본래 형태로 회복 가능한 탄성력을 지니도록 형성될 수 있다.
확산층(30)은 양극(20)에 대해 공기 중의 산소를 공급하기 위한 공기 공급 경로를 제공하도록 형성될 수 있다. 확산층(30)은 카본 페이퍼와 같은 탄소섬유계 물질로 형성될 수 있다. 또한, 확산층(30)은 유기화합물을 포함하는 다공성막일 수 있다. 확산층(30)은 호모중합체, 블록공중합체 및 랜덤공중합체 중에서 선택된 하나 이상의 고분자를 포함할 수 있다.
전지 챔버(12)는 금속-공기 전지부(10)들을 둘러싸서 밀폐하도록 형성된 하우징 형상을 지니며, 그 재질은 제한이 없다. 전지 챔버(12)의 크기는 개시에 따른 금속-공기 전지장치가 사용되는 용도와 금속-공기 전지부(10)에 포함되는 금속-공기 전지셀들의 갯수에 따라 조절될 수 있는 것으로, 제한된 것은 아니다. 금속-공기 전지부(10)는 팩구조를 지니며, 전지 챔버(10) 내에 다수의 금속-공기 전지팩들이 형성된 구성을 지닐 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어인 "공기(air)"는 단순히 대기 중에 존재하는 공기 뿐만 아니라, 산소를 포함하는 가스 혼합체나 순수한 산소 가스를 모두 포함할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 금속-공기 전지장치의 작동 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 개시에 따른 금속-공기 전지장치의 작동 방법은 금속-공기 전지부(10)에 공기를 공급하는 단계(S10)와, 금속-공기 전지부(10)는 공급된 공기 내의 산소 분자를 활물질로 사용하여 방전 동작을 적어도 1회 이상 실시하는 금속-공기 전지부(10) 구동 단계(S20)와 금속-공기 전지부(10)에 추가적인 공기 공급을 중단하고 금속-공기 전지부(10)의 구동을 끝낸 뒤, 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하는 단계(S30);를 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 금속-공기 전지부(10)에 공기를 공급하는 단계(S10)를 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 금속-공기 전지부(10)는 양극 반응을 위하여 외부로부터 공기를 공급받아, 공기 내의 산소 분자를 활물질로 사용할 수 있다. 이를 위하여, 본 개시에 따른 금속-공기 전지장치에서는 공기 공급 시스템을 포함할 수 있다. 먼저, 공기 공급 시스템을 이루는 공기 공급부(14)에 외부 공기(Air)를 주입한다(S12). 그리고, 공기 공급부(14)의 공기에 포함된 불순물을 제거할 수 있다(S14). 공기 성분 중 금속-공기 전지부(10)의 양극 반응에 사용되지 않는 불순물을 걸러내어 제거하여 산소의 상대적인 농도를 높일 수 있다. 불순물의 예로는 수분(H2O)나 이산화 탄소(CO2) 등일 수 있다. 공기에 포함된 H2O 및 CO2와 같은 불순물들이 금속 과산화물(예를 들어, Li2O2)의 생성을 방해하여 금속 공기 전지의 용량 및 수명을 저하시킬 수 있다. 그리고, 불순물이 제거된 공기는 전지 챔버(12)로 공급될 수 있다(S16). 전지 챔버(12) 내에 존재하는 가스는 공기 배출 밸브(V2)를 통하여 전지 챔버(12) 외부로 배출될 수 있다. 전지 챔버(12)로 공급된 공기 중의 산소는 금속-공기 전지부(10)의 양극 반응에 활물질로 사용될 수 있다.
이와 같이 공기 공급부(14)로부터 금속-공기 전지부(10)에 산소를 포함하는 공기를 공급하는 과정은 금속-공기 전지부(10)의 방전 구동이 끝날 때까지 지속적으로 이루어질 수 있다. 공기 공급부(14)로부터 금속-공기 전지부(10)에 산소를 포함하는 공급하는 과정에서는 공기 공급 밸브(V1) 및 공기 배출 밸브(V2)가 모두 개구된 상태에서 연속적으로 공기의 이동이 일어날 수 있다. 본 개시에서, 금속-공기 전지부(10)의 구동은 공기 공급부(14)로부터 산소를 포함하는 공기를 공급받아 충전 또는 방전을 하는 것을 의미할 수 있다.
도 5는 도 3의 금속-공기 전지부(10)의 잔류 산소를 제거하는 단계(S30)의 예를 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 금속-공기 전지부(10)의 충전 또는 방전 구동이 멈추게 되면, 공기 공급부(14)의 작동을 중단하고, 전지 챔버(12)와 연결된 밸브를 잠근다(S100). 전지 챔버(12)와 연결된 밸브로는 공기 공급 밸브(V1) 및 공기 배출 밸브(V2)가 있으며, 공기 공급 밸브(V1)를 잠금으로써 공기 공급부(14)에서 공급되는 공기를 차단할 수 있다. 그리고, 공기 배출 밸브(V2)를 잠금으로써 외부공기가 전지 챔버(12) 내로 역으로 공급되는 것을 차단할 수 있다. 공기 배출 밸브(V2)는 외부의 공기가 전지 챔버(12) 내로 역방향 공급되는 것을 방지하는 체크 밸브(check valve)의 역할을 할 수 있다.
그리고, 추가적인 산소를 포함하는 공기의 공급없이 금속-공기 전지부(10) 및 전지 챔버(12) 내에 잔류 산소를 전지화학적 방법에 의해 제거한다(S120). 예를 들어, 하기 화학식1과 같이 금속-공기 전지부(10) 또는 전지 챔버(12) 내의 잔류 산소는 리튬(Li)과 산소(O2)가 반응하여 과산화 리튬(Li2O2)을 생성하는 반응을 통하여 제거될 수 있다.
Figure pat00001
이와 같은 반응은 금속-공기 전지부(10)의 방전 시의 화학 반응과 유사할 수 있다. 금속-공기 전지부(10)의 구동이 정지되면, 전지 챔버(12)와 연결된 공기 공급 밸브(V1) 및 공기 배출 밸브(V2)를 모두 잠그고, 금속-공기 전지부(10) 내의 산소 농도가 감소될 때까지 방전 동작을 실시할 수 있다. 전지 챔버(12)와 연결된 밸브(V1, V2)를 모두 잠근 후 금속-공기 전지부(10)에서 상기 화학식 1에 따른 반응이 이루어지면, 금속-공기 전지부(10) 내의 산소의 농도는 감소될 수 있다.
금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하는 전기화학적 반응이 실시되면서, 미리 설정된 값 또는 상태에 도달했는지 여부를 판단한다(S140). 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하는 반응은 미리 설정된 상태에 도달했는지 여부를 판단하여 설정된 값 또는 상태에 도달하지 않은 경우, "아니오"로 판단하여 계속 실시된다. 만일 미리 설정된 값 또는 상태에 도달한 경우, "예"로 판단하여 잔류 산소 제거하는 반응은 종료된다.
여기서, 미리 설정된 값 또는 상태는 다양하게 설정될 수 있다.
첫째, 미리 설정된 값 또는 상태는 금속-공기 전지부(10) 또는 전지 챔버(12) 내의 산소 농도가 될 수 있다. 즉, 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하는 전기화학적 반응은 금속-공기 전지부(10) 또는 전지 챔버(12) 내의 산소 농도가 소정의 값이 될 때까지 실시될 수 있다. 예를 들어 금속-공기 전지부(10) 또는 전지 챔버(12) 내의 산소 농도가 1 내지 10ppm의 범위에 들어오면 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소가 대부분 제거된 것으로 판단하여 잔류 산소 제거 동작을 완료할 수 있다. 금속-공기 전지부(10) 또는 전지 챔버(12) 내의 산소 농도는 모니터링부(16)에 의해 측정될 수 있다. 즉, 전지 챔버(12) 내의 산소 농도는 제 1계측부(17a)에 의해 측정될 수 있으며, 금속-공기 전지부(10) 내의 산소 농도는 제 2계측부(17b)에 의해 측정될 수 있다. 실질적으로 금속-공기 전지부(10) 및 전지 챔버(12) 내의 산소 농도는 실질적으로 거의 동일하기 때문에 제 1계측부(17a) 및 제 2계측부(17b)를 모두 설치할 필요는 없다.
둘째, 미리 설정된 값 또는 상태는 금속-공기 전지부(10)의 컷-오프(cut-off) 전압일 수 있다. 금속-공기 전지부(10)의 방전 동작 시, 금속-공기 전지부(10)의 보호를 위해 미리 컷-오프 전압을 설정할 수 있다. 예를 들어, 1.0V 내지 3.0V 사이의 범위에서 컷-오프 전압 값을 설정하거나, 1.2V 내지 1.6V의 범위로 설정할 수 있다. 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소 제거를 위해 전기화학적 반응은 금속-공기 전지부(10)의 방전 동작과 유사할 수 있으므로, 금속-공기 전지부(10)의 컷-오프 전압 값 이하의 전압 상태가 되지 않도록 할 수 있다.
금속-공기 전지부(10)의 방전 동작 시, 정전류 방식, 정전압 방식 또는 정전류 및 정전압이 혼합된 방식을 실시할 수 있으며, 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소 제거를 위해 전기화학적 반응도 정전류 방식, 정전압 방식 또는 정전류 및 정전압이 혼합된 방식을 실시할 수 있다. 예를 들어 정전류 방식은 일정한 방전 전류로 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하면서, 방전 전압이 컷-오프 값에 도달하는 경우 잔류 산소 제거 동작을 정지할 수 있다. 그리고, 정전압 방식은 일정한 전압, 즉 컷-오프 전압보다 높은 전압으로 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하면서, 전류 값이 0에 도달하는 경우 잔류 산소 제거 동작을 정지할 수 있다.
상술한 바와 같은, 금속-공기 전지부(10) 또는 전지 챔버(12) 내의 잔류 산소를 제거하는 동작은 미리 프로그램화되어 금속-공기 전지부(10)의 동작이 종료된 뒤 자동적으로 실시될 수 있다.
도 6은 약 21%의 산소 농도를 지닌 공기가 포함된 금속-공기 전지 챔버 내에서 잔류산소 제거과정 동안 시간에 따른 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 일반적인 공기 중의 산소의 농도는 약 21%일 수 있다. 공기 공급부(14)에 의해 전지 챔버(12)로 산소 농도가 21%인 공기를 공급하면서 금속-공기 전지부(10)를 작동을 한 뒤, 동작을 정지하였다. 이 상태에서, 전지 챔버(12)와 연결된 밸브(V1, V2)를 모두 잠근 뒤 전지 챔버(12)와 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하는 동작을 실시하였다. 통상적인 금속-공기 전지부(10)의 동작 전류와 유사한 전류 밀도(0.24 mA/cm2, 0.2C)로 잔류 산소를 제거하는 경우, 약 30초 이내에 전지 챔버(12)와 금속-공기 전지부(10) 내의 산소를 모두 제거하였다. 그리고, 저전류 방전모드(0.12 mA/cm2, 0.1C/ 0.024 mA/cm2, 0.02C)로 잔류 산소를 제거하는 경우, 각각 60초 또는 300초 내에 잔류 산소를 모두 제거하였다. 여기서, 금속-공기 전지장치(10)는 예를 들어 30 kWh급 금속-공기 전지로서 그 부피가 약 300L, 전지챔버(12)의 부피는 330L이며, 전지챔버(12) 내의 미반응 공기는 약 30L가 될 수 있다.
도 7은 약 50%의 산소 농도를 지닌 공기가 포함된 금속-공기 전지 챔버 내에서 잔류산소 제거과정 동안 시간에 따른 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7을 참조하면, 일반적인 공기 중의 산소의 농도는 약 21%일 수 있으며, 공기 공급부(14)에 의해 불순물을 제거하고 산소를 농축하여 높은 산소 농도, 예를 들어 약 30~70%의 농도를 지닌 공기를 공급할 수 있다. 여기서는 공기 공급부(14)에 의해 전지 챔버(12)로 산소 농도가 50%인 공기를 공급하면서 금속-공기 전지부(10)를 작동을 한 뒤, 동작을 정지하였다. 이 상태에서, 전지 챔버(12)와 연결된 밸브(V1, V2)를 모두 잠근 뒤 전지 챔버(12)와 금속-공기 전지부(10) 내의 잔류 산소를 제거하는 동작을 실시하였다. 통상적인 금속-공기 전지부(10)의 동작 전류와 유사한 전류 밀도(0.24 mA/cm2, 0.2C)로 잔류 산소를 제거하는 경우, 약 68초만에 전지 챔버(12)와 공기-금속 전지부(10) 내의 산소를 모두 제거하였다. 그리고, 저전류 방전모드(0.12 mA/cm2, 0.1C/ 0.024 mA/cm2, 0.02C)로 잔류 산소를 제거하는 경우, 각각 130초 또는 680초 내에 잔류 산소를 모두 제거할 수 있다. 여기서, 금속-공기 전지장치(10)는 예를 들어 30 kWh급 금속-공기 전지로서 그 부피가 약 300L, 전지챔버(12)의 부피는 330L이며, 전지챔버(12) 내의 미반응 공기는 약 30L가 될 수 있다. 이처럼 금속-공기 전지부(10) 및 전지 챔버(12) 내의 미반응 산소가 실질적으로 모두 제거됨으로써, 전지 챔버(12) 내에는 비활성 가스인 질소(N2)만 존재하여 미반응 산소에 의한 전지의 용량감소 및 수명저하가 방지될 수 있다.
본 개시에 따른 금속-공기 전지장치의 작동 방법은 다양한 분야에 이용될 수 있으며, 산업용 또는 가정용 전지의 작동 방법에 그대로 적용될 수 있으며, 전기 자동차용 전지에 이용될 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 일구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 금속-공기 전지부, 12: 전지 챔버
14: 공기 공급부, 16: 모니터링부
17a: 제 1계측부, 17b: 제 2계측부
20: 양극, 22: 음극
24: 이온 전도층, 26: 양극 집전체
28: 음극 집전체 30: 확산층
100: 금속-이온 전지장치

Claims (15)

  1. 금속-공기 전지부에 공기를 공급하여 상기 금속-공기 전지부를 구동하고,
    상기 금속-공기 전지부에 공기 공급을 중단하여 상기 금속-공기 전지부의 구동을 종료한 뒤, 상기 금속-공기 전지부의 잔류 산소를 방전에 의하여 제거하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속-공기 전지부를 둘러싸는 전지챔버 및 상기 전지챔버에 공기를 공급하는 공기 공급부를 포함하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공기 공급부에 외부의 공기를 주입하고, 상기 공기 공급부에 주입된 공기 중의 불순물을 제거한 뒤, 상기 전지챔버에 불순물이 제거된 공기를 공급하는 것을 포함하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 공기 공급부에서 불순물이 제거된 공기는 공기 공급 밸브를 통하여 상기 전지 챔버에 공급되는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 금속-공기 전지부의 구동을 종료한 뒤, 상기 전지 챔버와 연결된 밸브를 잠근 뒤, 상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 것을 포함하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전지챔버와 연결된 밸브는,
    공기 공급부 및 상기 전지챔버 사이에 형성된 공기 공급 밸브; 및
    상기 전지챔버의 공기를 외부로 배출하는 공기 배출 밸브;를 포함하는 금속-공기 전지의 작동 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 동작은, 상기 전지 챔버 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도가 미리 설정된 값에 도달할 때까지 실시하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전지 챔버 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도 측정 수단을 더 포함하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 전지 챔버 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도가 미리 설정된 값은 1 내지 10ppm인 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소는 정전류 방식, 정전압 방식 또는 정전류 및 정전압이 혼합된 방식에 의해 제거되는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 동작은, 방전 전류에 의하여 상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하면서, 방전 전압이 컷-오프 값에 도달할 때까지 실시하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 컷-오프 전압은 1.2 내지 1.6V인 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 금속-공기 전지부 내의 잔류 산소를 제거하는 동작은 상기 금속-공기 전지부의 설정된 컷-오프 전압을 인가하여 실시되며, 상기 금속-공기 전지부의 전류 값이 0에 도달할 때까지 실시하는 금속-공기 전지장치의 작동 방법.
  14. 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 형성된 이온 전도층을 포함하는 금속-공기 전지부;
    상기 금속-공기 전지부를 둘러싸는 전지 챔버;
    상기 전지 챔버에 공기를 공급하는 공기 공급부 및
    상기 금속-공기 전지부 또는 상기 전지 챔버 내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도 측정 수단;을 포함하는 금속-공기 전지 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 농도 측정 수단은 상기 전지 챔버 내부의 산소 농도를 측정하는 제 1계측부; 또는 상기 금속-공기 전지부 내의 산소 농도를 측정하는 제 2계측부; 중 적어도 어느 하나를 포함하는 금속-공기 전지 장치.
KR1020150107513A 2015-07-29 2015-07-29 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법 KR102420010B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150107513A KR102420010B1 (ko) 2015-07-29 2015-07-29 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법
US15/196,454 US10541456B2 (en) 2015-07-29 2016-06-29 Metal-air battery apparatus and method of operating the same
EP16181299.5A EP3125353A1 (en) 2015-07-29 2016-07-26 Metal-air battery apparatus and method of operating the same
CN201610617602.0A CN106410238A (zh) 2015-07-29 2016-07-29 金属空气电池装置及其操作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150107513A KR102420010B1 (ko) 2015-07-29 2015-07-29 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170014348A true KR20170014348A (ko) 2017-02-08
KR102420010B1 KR102420010B1 (ko) 2022-07-12

Family

ID=56550151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150107513A KR102420010B1 (ko) 2015-07-29 2015-07-29 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10541456B2 (ko)
EP (1) EP3125353A1 (ko)
KR (1) KR102420010B1 (ko)
CN (1) CN106410238A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11258120B2 (en) 2018-11-07 2022-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal air battery and method of operating the metal air battery

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI707495B (zh) * 2017-09-30 2020-10-11 日商藤倉橡膠工業股份有限公司 金屬空氣電池以及金屬空氣電池之氧化被膜去除方法
US20190118660A1 (en) * 2017-10-23 2019-04-25 Ben-Ami Lev Shafer-Sull Electric vehicle and system with carbon-capture system and replaceable anodes
US12107297B2 (en) * 2020-03-20 2024-10-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition for coating layer including heat-resistant binder, hydroxy-containing polyimide particle, and silane crosslinker, separator for rechargeable lithium battery including coating layer formed therefrom and rechargeable lithium battery including the same
CN111965910B (zh) * 2020-08-11 2022-06-21 湖南旗滨节能玻璃有限公司 电致变色器件的制备方法及电致变色器件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4913983A (en) * 1988-09-13 1990-04-03 Dreisbach Electromotive, Inc. Metal-air battery power supply
JP2013098174A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Ngk Insulators Ltd Ｃｏ２選択吸収部材を備えた金属−空気電池システム及びその運転方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53103127A (en) * 1977-02-21 1978-09-08 Seiko Instr & Electronics Alkaline battery
US5415949A (en) 1992-10-02 1995-05-16 Voltek, Inc. Metal-air cell and power system using metal-air cells
US5306579A (en) * 1992-10-30 1994-04-26 Aer Energy Resources, Inc. Bifunctional metal-air electrode
US6451463B1 (en) * 1997-10-06 2002-09-17 Reveo, Inc. Electro-chemical power generation systems employing arrays of electronically-controllable discharging and/or recharging cells within a unity support structure
US6074775A (en) * 1998-04-02 2000-06-13 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller
RU2275273C2 (ru) * 2000-09-29 2006-04-27 Ньюкор Корпорейшн Изготовление тонкой стальной полосы
US6858336B2 (en) 2000-12-20 2005-02-22 Utc Fuel Cells, Llc Procedure for shutting down a fuel cell system using air purge
JP4386678B2 (ja) * 2002-06-21 2009-12-16 三洋電機株式会社 燃料電池
JP4904661B2 (ja) * 2002-11-21 2012-03-28 株式会社デンソー 燃料電池システム
US7740965B2 (en) 2003-08-01 2010-06-22 The Gillette Company Battery
WO2006071223A1 (en) 2004-12-29 2006-07-06 Utc Power Corporation Startup and shutdown procedures for operating a fuel cell assembly
KR100759664B1 (ko) 2006-09-12 2007-09-17 삼성에스디아이 주식회사 퍼징 장치가 구비된 연료전지 시스템 및 그 가동 정지 방법
US20120004162A1 (en) * 2008-12-04 2012-01-05 Vath James E Methods of Treating an Overweight or Obese Subject
KR101077604B1 (ko) * 2008-12-16 2011-10-27 삼성에스디아이 주식회사 전기화학퍼지를 이용한 연료전지의 잔류산소 제거방법
US8557414B2 (en) 2010-08-10 2013-10-15 Tesla Motors, Inc. Control, collection and use of metal-air battery pack effluent
US8298692B2 (en) 2010-08-10 2012-10-30 Tesla Motors, Inc. Collection, storage and use of metal-air battery pack effluent
DE102010039557A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Varta Microbattery Gmbh Metall-Luft-Zelle mit hoher Kapazität
JP5843147B2 (ja) 2011-11-21 2016-01-13 国立研究開発法人物質・材料研究機構 薄型リチウム空気電池用格納容器
EP2834868B1 (en) 2012-04-02 2023-12-27 Hydrogenics Corporation Fuel cell start up method
KR102277904B1 (ko) 2014-08-26 2021-07-15 삼성전자주식회사 공기 정화 모듈을 구비하는 금속 공기 전지 및 금속 공기 전지의 운전방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4913983A (en) * 1988-09-13 1990-04-03 Dreisbach Electromotive, Inc. Metal-air battery power supply
JP2013098174A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Ngk Insulators Ltd Ｃｏ２選択吸収部材を備えた金属−空気電池システム及びその運転方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11258120B2 (en) 2018-11-07 2022-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Metal air battery and method of operating the metal air battery

Also Published As

Publication number Publication date
US10541456B2 (en) 2020-01-21
CN106410238A (zh) 2017-02-15
KR102420010B1 (ko) 2022-07-12
US20170033423A1 (en) 2017-02-02
EP3125353A1 (en) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101210908B1 (ko) 전기화학 배터리 전지
Bai et al. Transition of lithium growth mechanisms in liquid electrolytes
KR102420010B1 (ko) 금속-공기 전지장치 및 금속-공기 전지장치의 작동 방법
JP2019133940A (ja) 保護膜、ならびにそれを用いたセパレータおよび二次電池
JP6070671B2 (ja) 空気電池
Kang et al. Improved cycle efficiency of lithium metal electrodes in Li–O 2 batteries by a two-dimensionally ordered nanoporous separator
JP5396185B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP2016532279A (ja) 再充電可能な電気化学セル
US20100203397A1 (en) Electrochemical energy store
WO2008010530A1 (fr) Batterie au lithium rechargeable
US20190088915A1 (en) Rechargeable Alkaline Battery Comprising Metal Hydroxide Separator
JPWO2013047379A1 (ja) リチウム二次電池及びその製造方法
WO2005041343A1 (ja) 電気化学エネルギー貯蔵デバイス
JP2010113963A (ja) 水系リチウムイオン二次電池
JP6770701B2 (ja) 蓄電素子
JP2023550529A (ja) 固体電池およびそれを形成する方法
CN110088940B (zh) 电池单元用隔膜和具有这种隔膜的电池单元
JP2008098075A (ja) 空気電池
KR20190082823A (ko) 배터리 셀용 전극 어셈블리 및 배터리 셀
JP3203083B2 (ja) アルカリ蓄電池
US10446849B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20220120614A (ko) 캐소드
JP2023059819A (ja) バッテリーセルの電極用の活物質およびその製造のための方法
CN116686133A (zh) 固态电池及形成固态电池的方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant