KR20220069895A - 자립형 전극에 대한 배터리 탭 부착 방법 - Google Patents

자립형 전극에 대한 배터리 탭 부착 방법 Download PDF

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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 포함하고 포일 기반 집전체를 포함하지 않는 바인더가 없고, 집전체가 없는 자립형 전극에 배터리 탭 구조체를 고정시키는 방법, 및 생성된 배터리 탭 고정 전극에 관한 것이다. 이러한 방법 및 생성된 배터리 탭 고정 전극은 배터리 및 전력 적용 분야에서 그러한 복합체의 사용을 용이하게 할 수 있다.

Description

자립형 전극에 대한 배터리 탭 부착 방법{METHOD FOR BATTERY TAB ATTACHMENT TO A SELF-STANDING ELECTRODE}
본 출원은 대리인 문서 번호가 037110.01018인 2017년 9월 15일자로 출원된 발명의 명칭이 "집전 장치 또는 바인더가 없는 자립형 전극에 대한 배터리 탭 부착을 위한 방법 및 구조체"인 미국 특허 출원 제62/559,254호에 대해 우선권을 주장하고, 이는 본 명세서에 그 전체가 참고 문헌으로 인용된다.
리튬 이온 배터리는 2개의 전극(애노드 및 캐소드), 캐소드로부터 애노드를 분리하는 막 및 전해질로 구성된다. 전극은 활물질, 바인더, 탄소 기반 첨가제 및 집전 장치로 이루어진다. 알루미늄/구리 포일은 리튬 이온 배터리에 대한 전형적인 집전 장치이다. 통상적으로, 활물질은 활물질, 첨가제, 바인더 및 적절한 용매로 이루어진 슬러리를 사용하여 집전 장치의 표면 상에 인쇄된다. 전극을 준비한 후, 전기 전도성 탭이 집전 장치에 부착되어 전류를 배터리에서 방출한다. 일반적으로, 탭은 전극의 집전 장치 포일에 용접된 알루미늄/구리/니켈 포일의 스트립이다.
다음은 이러한 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시의 하나 이상의 양태의 단순화된 요약을 제공한다. 본 요약은 모든 고려된 양태의 광범위한 개요가 아니며, 모든 양태의 핵심 요소 또는 임계 요소를 식별하거나 또는 임의의 또는 모든 양태의 범위를 설명하도록 의도되지는 않는다. 그 목적은 하나 이상의 양태에 대한 몇 가지 개념을 나중에 제시되는 보다 상세한 설명의 서론으로서 단순화된 형태로 제시하는 것이다.
바인더가 없고 탄소 나노튜브 매트릭스 내에 활물질 분말을 포함하고, 집전체 포일이 존재하지 않는 자립형 전극의 경우, 전극으로부터 전류를 수송하기 위한 방법이 필요하다. 다시 말하면, 임의의 집전체 포일을 갖지 않는 전극에 대한 탭 부착의 문제를 해결할 필요가 있다.
일부 실시예에서, 본 발명은 자립형 전극에 관한 것으로서: 탄소 나노튜브의 3차원 가교 결합 네트워크 내에 전극 활물질 입자를 갖는 복합 재료를 포함하는 본체; 상기 본체로부터 외측으로 연장되고, 상기 복합 재료를 포함하는 부재; 및 상기 부재에 고정된 배터리 탭을 포함한다.
일부 실시예에서, 본 발명은 자립형 전극을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 전극 활물질을 에어로졸화 또는 유동화하여 에어로졸화된 또는 유동화된 전극 활물질을 생성하는 단계; 및 상기 에어로졸화된 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 공성막(co-depositing)하여 자립형 전극을 형성하는 단계; 및 상기 전극의 적어도 제1 면 및 제2 면 각각이 배터리 탭과 접촉하도록 상기 배터리 탭을 상기 전극에 고정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 본 발명은 자립형 전극에 관한 것으로서, 바인더가 없고, 탄소 나노튜브의 3차원 가교 결합 네트워크 내에 전극 활물질 입자를 갖는 복합 재료를 포함하는 자립형 본체 - 상기 자립형 본체는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대측인 제2 면을 포함함 - ; 및 상기 자립형 본체에 고정된 배터리 탭을 포함하고, 상기 배터리 탭은 본체; 상기 배터리 탭의 상기 본체로부터 연장되는 제1 레그; 및 상기 배터리 탭의 상기 본체로부터 연장되는 제2 레그를 포함하고, 상기 자립형 전극 본체는 상기 제1 레그와 상기 제2 레그 사이에 위치되고, 상기 제1 레그는 상기 자립형 본체의 상기 제1 면과 접촉하고, 상기 제2 레그는 상기 자립형 본체의 상기 제2 면과 접촉한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 하기 상세한 설명의 검토에 의해 더욱 완전하게 이해될 것이다.
도 1a는 본 발명의 일부 양태에 따른 자립형 전극의 돌출 부재에 부착된 배터리 탭의 개략도를 도시한다.
도 1b는 탭 부착 공정의 제1 단계를 도시하는, 본 발명의 일부 양태에 따른 도 1a의 배터리 탭 고정 전극의 확대도를 도시하며: 탭은 자립형 전극 위에 접혀 있다.
도 1c는 탭 부착 공정의 제2 단계를 도시하는, 본 발명의 다른 양태에 따른 도 1a의 배터리 탭 고정 전극의 확대도를 도시하며: 탭 및 자립형 전극을 통해 끝까지 용접부가 제조된다(또는 리벳 또는 스테이플이 삽입되어 고정됨).
도 1d는 탭 부착 공정의 제3 단계를 도시하는, 본 발명의 다른 양태에 따른 도 1a의 배터리 탭 고정 전극의 확대도를 도시하며: 탭이 적절하게 벤딩되어 있다.
도 1e는 탭 부착 공정의 제4(선택적) 단계를 도시하는, 본 발명의 다른 양태에 따른 도 1a의 배터리 탭 고정 전극의 확대도를 도시하며: 원하는 경우, 벤딩된 탭은 추가의 용접부(또는 리벳)에 의해 고정된다.
도 2a는 본 발명의 일부 양태에 따른 리벳 또는 스테이플을 사용하는 자립형 전극의 돌출 부재에 부착된 배터리 탭의 개략도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 일부 양태에 따른 클램프를 사용하는 자립형 전극의 돌출 부재에 부착된 배터리 탭의 개략도를 도시한 측면도이다.
도 2c는 도 2b에 도시된 측면도의 평면도이다.
도 2d는 도 2b 및 도 2c에 도시된 전극의 정면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 일부 양태에 따라 자립형 전극에 대한 탭 부착의 다양한 다른 변형예를 도시한다. 도 3d 및 도 3e는 도 3c의 라인(308)을 따른 단면도이다. 도 3g는 도 3f의 라인(309)을 따른 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일부 양태에 따른 다층 탭 부착 방법의 개략도를 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일부 양태에 따라 자립형 전극을 제조하기 위한 예시적인 장치를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일부 양태에 따른 자립형 전극을 제조하기 위한 장치의 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따라 사용하기 위한 처리된 자립형 전극의 확대된 측면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 처리된 자립형 전극의 확대된 상면도이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 일부 양태에 따라, 자립형 전극에 대한 배터리 탭 부착물의 예시적인 기하학적 구조의 개략도를 도시한다.
또한, 도 10f 내지 도 10k는 본 발명의 일부 양태에 따라, 자립형 전극에 배터리 탭을 고정하는 예에 대한 개략도를 도시한다. 도 10h 및 도 10i는 도 3c에 도시된 개념을 더 설명한다. 도 10j는 도 10h에 도시된 개략도의 단면도를 도시한다. 도 10k는 도 10i에 도시된 개략도의 단면도를 도시한다. 도 10l은 도 4a 내지 도 4d에 도시된 개념을 더 설명한다. 도 10m은 도 3f에 도시된 개념을 더 설명한다. 도 10n은 도 10l에 도시된 개략도의 라인(409)을 따른 단면도를 도시한다. 도 10o는 도 10m에 도시된 개략도의 라인(309)을 따른 단면도를 도시한다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 다양한 양태에 따른 탭 및 전극 부착의 단면의 개략도를 도시한다.
도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 다양한 양태에 따른 배터리 인클로저의 히트 시일에서의 탭-대-전극 부착 결합의 상이한 개략도를 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 도 4a 내지 도 4d에 도시된 양태에 따른 탭 부착물의 이미지의 예를 도시한다.
첨부된 도면과 관련하여 이하에 설명되는 상세한 설명은 다양한 구성의 설명으로 의도되며, 여기에 설명된 개념이 실시될 수 있는 유일한 구성을 제시하기 위한 것이 아니다. 상세한 설명은 다양한 개념에 대한 철저한 이해를 돕기 위한 구체적인 세부 정보를 포함하고 있다. 그러나, 당업자라면 이러한 개념들이 이러한 특정 세부 사항들 없이도 실시될 수 있다는 것을 알 것이다.
본 발명은 외부에 고정된 배터리 탭을 갖는, 탄소 나노튜브 및 전극 활물질의 복합체를 포함하는 자립형 전극 및 이를 제조하는 방법을 제공한다.
일부 실시예에서, 본 발명은 자립형 전극에 관한 것으로서, 탄소 나노튜브의 3차원 가교 결합 네트워크 내에 전극 활물질을 갖는 복합 재료를 포함하는 본체; 상기 본체로부터 외측으로 연장되고, 상기 복합 재료를 포함하는 부재; 및 상기 부재에 고정된 배터리 탭을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "전극 활물질"은 전극 내의 리튬을 호스팅하는 물질을 지칭한다. 용어 "전극"은 이온 및 전자가 전해질 및 외부 회로와 교환되는 전기 전도체를 지칭한다. "양극(positive electrode)" 및 "캐소드"은 본 명세서에서 동의어로 사용되며, 전기 화학 셀에서 더 높은 전극 전위를 갖는(즉, 음극보다 더 높은) 전극을 지칭한다. "음극(negative electrode)" 및 "애노드"는 본 명세서에서 동의어로 사용되며, 전기 화학 셀에서 보다 낮은 전극 전위(즉, 양극보다 더 낮은)를 갖는 전극을 지칭한다. 캐소드 환원은 화학 종의 전자(들)를 얻는 것을 의미하며, 애노드 산화는 화학 종의 전자(들)를 잃는 것을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 당업자가 이해하는 것과 거의 유사한 것으로 정의된다. 하나의 비제한적인 실시예에서, 용어 "약"은 10% 이내, 바람직하게는 5% 이내, 보다 바람직하게는 1% 이내, 가장 바람직하게는 0.5% 이내로 정의된다.
비-제한적인 실시예에서, 전극 활물질은 에어로졸화될 수 있는 임의의 고체 금속 산화물 분말일 수 있다. 예시적인 예에서, 금속 산화물은 배터리의 캐소드에 사용하기 위한 재료이다. 금속 산화물의 비제한적인 예는 Ni, Mn, Co, Al, Mg, Ti 및 이들의 임의의 혼합물의 산화물을 포함한다. 금속 산화물은 리튬화될 수 있다. 예시적인 예에서, 금속 산화물은 리튬 니켈 망간 코발트 산화물(LiNiMnCoO2)이다. 금속 산화물 분말은 약 1 나노미터 내지 약 1000 미크론의 범위 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위 내로 한정된 입자 크기를 가질 수 있다. 비제한적인 예에서, 금속 산화물 입자는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는다. 비제한적인 예에서, 금속 산화물 입자는 약 1 ㎚ 내지 약 10 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는다. 본 발명에 따른 리튬 금속 산화물의 금속은 하나 이상의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 알루미늄 또는 전이후 금속 및 이들의 수화물을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
"알칼리 금속"은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 또는 프란슘과 같은 원소 주기율표의 제Ⅰ족의 금속이다.
"알칼리 토금속"은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨 또는 라듐과 같은 원소 주기율표의 제Ⅱ족의 금속이다.
"전이 금속"은 란타나이드 및 악티나이드 계열을 포함하는 원소 주기율표의 d-블록의 금속이다. 전이 금속은 스칸듐, 티타튬, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 이트륨, 지르코늄, 니오븀, 몰리브덴, 테크네튬, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 카드뮴, 란타늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 툴륨, 이테르븀, 루테튬, 하프늄, 탄탈룸, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 수은, 악티늄, 토륨, 프로택티늄, 우라늄, 넵투늄, 플루토늄, 아메리슘, 큐륨, 버클륨, 칼리포르늄, 아인시타이늄, 페르뮴, 멘델레븀, 노벨륨 및 로렌슘을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
"전이후 금속"은 갈륨, 인듐, 주석, 탈륨, 납, 비스무스 또는 폴로늄을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "전극 활물질 및 탄소 나노튜브"의 적합한 복합체 또는 혼합물은 그 전체가 본 명세서에 참조로 인용되는 2017년 7월 31일자로 출원된 발명의 명칭이 "자립형 전극 및 그 제조 방법"인 미국 특허 출원 제15/665,171호에 개시된 것과 같은 자립형 전극을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다. 일부 양태에서, 전극 활물질은 흑연, 경질 탄소, 규소, 규소 산화물, 리튬 금속 산화물, 리튬 철 인산염, 황 및 리튬 금속 입자로부터 선택된다. 일부 양태에서, 전극 활물질은 흑연, 경질 탄소, 규소, 규소 산화물, 리튬 금속 산화물, 리튬 금속 및 리튬 철 인산염으로부터 선택된다.
일부 양태에서, 배터리 탭은 금속(금속 합금을 포함함)을 포함한다. 본 발명에 따른 배터리 탭의 금속은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속, 알루미늄, 및 전이후 금속 및 이들을 포함하는 합금을 포함하지만 이에 한정되지는 않는다.
일부 양태에서, 금속은 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 팔라듐, 백금 또는 이들의 합금일 수 있다. 일부 양태에서, 금속은 구리 또는 알루미늄일 수 있다. 배터리 탭은 포일, 스트립, 와이어, 로드, 그리드 또는 메시를 포함하되 이에 국한되지 않는 임의의 고상 물리적 형태로 있을 수 있다. 일부 양태에서, 배터리 탭은 약 5 ㎛ 내지 약 2000 ㎛의 두께 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위의 두께를 갖는다. 일부 양태에서, 배터리 탭은 약 100 ㎛의 두께를 갖는다. 일부 양태에서, 배터리 탭은 약 15 ㎛의 두께를 갖는다. 일부 양태에서, 배터리 탭은 약 0.001 ㎝ 내지 약 100 ㎝의 폭, 또는 그 사이의 임의의 부분 범위를 갖는다. 일부 양태에서, 배터리 탭은 약 0.5 ㎝의 폭을 갖는다. 탭 너비와 두께는 전극 크기와 그 안에 포함된 활물질의 중량에 따라 달라지므로 탭이 전달해야 하는 전류에 따라 달라진다. 탭 재료, 그것이 전달해야 하는 전류의 컨덕턴스에 기초하여, 최소한의 탭 형상(특히 단면 영역)을 계산할 수 있다. 동일한 고려 사항이 돌출된 "부재"의 크기에 적용되고, 큰 전극의 경우, 전극의 메인 본체에 탭을 (특히, 도 2d 및 도 10k에 도시된 바와 같이 에지 중 하나를 따라) 직접 부착하는 것이 선호될 수 있다. 일부 경우에, 기계적 강도 고려 사항이 탭 형상 및 "부재" 형상을 선택하는 데 중요한 역할을 할 수 있다. 탭 길이는 탭이 도달해야 하는 위치에 도달하도록 적절하게 선택된다. 비제한적인 예로서, 탭은 상업적으로 이용 가능할 수 있고, 탭은 적절하게는 5 ㎜ 폭 및 100 ㎛ 두께일 수 있다. 다른 일반적이고 적합한 상업적으로 이용 가능한 크기는 3, 4 및 8 ㎜ 폭, 100 ㎛ 두께를 포함한다. 일부 양태에서, 배터리 탭 구조는 전극의 전체 폭의 약 0.01% 내지 약 100%의 폭 또는 그들 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위를 갖는다.
일부 양태에서, 상기 부재는 적어도 제1 면 및 제2 면을 가지며, 상기 제1 면 및 제2 면 각각은 적어도 5 ㎜ × 5 ㎜의 표면적을 갖는다. 부재 또는 돌출부는 탭과 동일하거나 더 넓거나 더 좁은 폭일 수 있다.
예를 들어, 도 1a에서, 자립형 전극 본체(102)는 그로부터 돌출하는 부재(104)를 가지며, 이는 탭(101)보다 넓다.
또 다른 비제한적 예로서, 도 3c는 부재(104)가 탭(101)보다 좁은 자립형 전극 본체(102)로부터 돌출된 부재(104)를 도시한다.
일부 양태에서, 자립형 전극 본체는 부재 또는 돌출부를 갖지 않고, 탭은 전극의 메인 본체에 직접 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3f는 배터리 탭(301 또는 307)이 자립형 전극 본체(302 또는 310)에 (각각) 직접 부착된 것을 도시한다. 또 다른 비제한적인 예로서, 도 10a 내지 도 10g는 하나 이상의 배터리 탭이 자립형 전극 본체에 부착된 것을 도시하며, 이는 이후에 더 상세히 설명될 것이다.
탭은 돌출 부재(예를 들어, 도 1a 내지 도 1e, 도 2c, 도 3c 참조)를 완전히 또는 부분적으로 둘러싸거나 둘러싸지 못할 수 있다. 비제한적인 예로서, 도 1a는 자립형 전극(102)으로부터 돌출된 부재(104)의 개략도를 도시하고, 탭(101)은 돌출 부재(104)를 부분적으로 둘러싼다. 일부 양태에서, 제2 면은 제1 면의 반대편에 있다. 일부 양태에서, 제2 면은 제1 면에 대향하지 않는다. 일부 양태에서, 상기 부재에 고정된 상기 배터리 탭은 상기 부재의 제1 면 및 제2 면과 접촉하는 단일 금속 시트를 포함한다.
일부 양태에서, 부재의 제1 면과 접촉하는 단일 금속 시트의 제1 부분은 하나 이상의 용접부, 리벳, 스테이플, 클램프 또는 클립을 통해 부재의 제2 면과 접촉하는 단일 금속 시트의 제2 부분에 연결된다. 일부 양태에서, 하나 이상의 용접부 또는 리벳은 제1 면에서 제2 면으로 부재를 통과할 수 있다. 용접부 또는 리벳의 수는 어떤 방식으로도 제한되지 않는다. 다른 양태에서는, 용접부 또는 리벳이 사용되지 않을 수 있다. 도 1a 내지 도 1e, 도 2a 내지 도 2d 및 도 3b 내지 도 3c는 스폿 용접부, 리벳, 스테이플 또는 클램프를 갖는 자립형 전극의 돌출 부재에 대한 배터리 탭의 부착 예를 도시하며, 이하에서 더 상세히 논의될 것이다.
일부 양태에서, 배터리 탭은 약 5 내지 약 200 ㎛, 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위의 두께, 및 약 1 ㎝ 미만의 폭, 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위를 갖는다. 배터리 탭 두께 및 폭은 전극의 크기 및 형상, 활물질의 중량, 활물질의 유형 및 전극이 제조되는 재료의 전도도 및 배터리의 다른 파라미터에 따라 적절히 좌우되므로, 전류는 본 기술 분야의 당업자에게 공지된 바와 같이 생성/소비된다. 전류에 영향을 미치는 다른 배터리 파라미터는 활물질의 입자 크기 및 형상; 전해질 조성 및 농도[즉, 사용되는 용매(들)에서 사용되는 염(들)의 비율 및 농도]; 액체, 겔 또는 고체 전해질(및 고체 전해질의 종류)인지의 여부; 세퍼레이터 막(존재하는 경우)의 조성 및 형상, 배터리의 전극 배치, 및 기타 여러 설계 및 제조 파라미터뿐만 아니라 관련된 모든 조성의 품질을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 양태에서, 배터리 탭 두께는 약 10 내지 약 150 ㎛이고, 배터리 탭 폭은 약 0.5 ㎝이다. 일부 양태에서, 배터리 탭은 탭 부착 부위로부터 배터리 인클로저(예를 들어, 파우치일 수 있음)를 지나 전극까지 연장하도록, 즉, 상기 탭의 일 단부가 상기 배터리 내부의 전극에 부착되고; 다른 단부가 배터리의 외부에 있도록 충분하게 적절히 길어서, 외부 부하를 전기적으로 접속할 수 있다. 일부 경우에, 다중 또는 복합 전극을 갖는 배터리에서와 같이, 탭은 다른 전극 또는 다른 탭에의 부착 지점에 도달하거나 배터리 하우징에 부착되기에 충분하도록 적절히 길다(예를 들어, 원통형 또는 각형 배터리). 본 발명의 전극 및 방법과 함께 사용하기에 적합한 시판되는 탭의 전형적인 길이는 약 10 ㎝ 이하이다.
전극은 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎜ 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위와 같은 임의의 두께일 수 있다. 일부 양태에서, 전극은 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 두께를 갖는다. 일부 양태에서, 전극은 약 20 ㎛ 내지 약 300 ㎛의 두께를 갖는다. 일부 양태에서, 전극은 약 20 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 두께를 갖는다. 적절한 전극 두께는 당업자에게 공지된 바와 같이 전극에 대한 적용예에 좌우될 수 있다. 비제한적인 예에서, 자동차 배터리의 적절한 전극 두께는 약 300 ㎛일 수 있다. 비제한적인 예에서, 센서에 대한 적절한 전극 두께는 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛일 수 있다. 또한, 임의의 특정 이론에 구애됨이 없이, 전극의 에너지 밀도 및/또는 전하 밀도는 전극 두께에 의존할 수 있다.
일부 양태에서, 부재에 고정된 배터리 탭은 부재의 제1 면 및 제2 면과 접촉하고 하나 이상의 용접부, 리벳, 스테이플, 클램프 또는 클립을 통해 서로 연결되는 2개의 금속 시트를 포함한다. 일부 양태에서, 2개의 시트는 하나의 용접부 또는 리벳을 통해 서로 연결된다. 일부 양태에서, 2개의 시트는 2개 이상의 용접부 또는 리벳을 통해 서로 연결된다. 주어진 전극 및/또는 그 적용에 있어서, 용접부 또는 리벳의 수를 변경 및/또는 최적화하는 것은 당업자의 수준 이내이다. 일부 양태에서, 하나 이상의 용접부 또는 리벳은 부재를 통해 이동한다. 일부 양태에서, 상기 부재의 제1 면은 제2 면의 반대편에 있다. 용접부 및 리벳 체결을 위한 공구, 재료 및 방법은 당업자에게 공지된 것을 포함한다. 리벳 및 클램프(예를 들어, 스프링 압축 클램프)는 탭과 동일한 재료로 적절히 제조된다. 탭을 위한 재료는 배터리의 특정 화학적 성질에 기초하여, 그리고 그것이 부착되는 전극의 전기 화학적 전위에 기초하여 적절하게 선택된다. 리튬 배터리에서, 캐소드 탭은 일반적으로 알루미늄이며 애노드 탭은 일반적으로 구리 또는 니켈이지만, 배터리의 다른 화학 물질에 대해서 다른 금속을 사용할 수 있다. 예를 들어, 리벳, 스테이플 또는 클립은 매우 전기 화학적으로 비활성인 금속(예를 들어, 금 또는 백금과 같은 귀금속)으로 제조될 수 있다. 다른 비제한적인 예에서, 특정 등급의 스테인리스 강이 또한 배터리의 특정 화학적 성질(즉, 어느 활물질 및 어느 전해질이 사용되는지)에 따라 사용될 수 있다. 용접은 스폿 용접 또는 초음파 용접을 포함하지만 이에 한정되지 않는 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 스테이플, 리벳 및 클램프는 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법을 사용하여 설치될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 자립형 전극을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 전극 활물질을 에어로졸 또는 유동화시켜 에어로졸화 또는 유동화된 전극 활물질을 생성하는 단계; 에어로졸화 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 공성막하여 자립형 전극을 형성하는 단계; 및 상기 전극의 적어도 제1 면 및 제2 면 각각이 배터리 탭과 접촉하도록 상기 배터리 탭을 상기 전극에 고정하는 단계를 포함한다. 전극과 관련하여 기술된 모든 양태는 동일한 힘을 갖는 방법에 적용된다. 일부 양태에서, 이 공성막은 다공성 표면 상에 있을 수 있다. 일부 양태에서, 본 방법은 배터리 탭을 전극에 고정하기 전에, 자립형 전극을 성형하여 본체 및 본체로부터 외향으로 연장되는 부재를 형성하는 단계를 더 포함하고, 배터리 탭은 부재에 고정된다.
일부 양태에서, 배터리 탭은 금속을 포함한다. 일부 양태에서, 금속은 알루미늄 또는 구리이다. 금속은 하나 이상의 와이어, 그리드, 메시, 포일, 로드 또는 시트를 포함하되 이에 국한되지 않는 임의의 고상 물리적 형태로 있을 수 있다.
일부 양태에서, 상기 고정 단계는, 상기 단일 시트가 상기 전극 또는 그로부터 돌출하는 부재의 적어도 제1 면 및 제2 면과 접촉하도록, 그로부터 돌출된 전극 또는 부재 위에 단일 금속 시트 시트를 접는 단계(도 1b)를 포함한다. 도 1b에서, 탭(101)은 부재(104) 위로 접힌다. 일부 양태에서, 제2 면은 제1 면에 대향하여 있다. 단일 시트는 전극의 적어도 제1 면 및 제2 면과의 접촉을 성립시키기 위해 임의의 적절한 수단에 의해 접힐 수 있다. 일부 양태에서, 상기 고정 단계는 전극을 통한 하나 이상의 용접부(도 1c 내지 도 1e) 또는 리벳(도 2a)을 통해 전극의 적어도 2개의 면과 접촉하는 단일 시트의 부분을 서로 연결하는 단계를 더 포함한다. 하나의 비제한적인 예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 스폿 용접부(103)는 부재(104)를 관통하여 탭(101)을 고정시킨다. 다른 비제한적인 예에서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 탭(101)의 과도한 길이(즉, 용접 이후)는 부재(104)와의 접촉으로부터 뒤로 접힌다. 다른 비제한적인 예에서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 추가 용접부(105)가 탭(101)의 과도한 길이를 그 자체를 관통하는 스폿 용접부(103)에 의해 부재(104)의 부분에 고정하도록 추가된다. 또 다른 비제한적인 예에서, 도 2a는 스테이플 또는 리벳일 수 있는 하나 이상의 체결구(206)와 결합하여 접음으로써 부재(104)에 고정되는 탭(101)을 갖는 부재(104)를 도시한다.
일부 양태에서, 하나 이상의 용접부 또는 리벳은 전극을 통해 이동한다. 일부 양태에서, 적어도 2개의 면들은 적어도 2개의 대향하는 면이다. 일부 양태에서, 상기 고정 단계는 상기 전극의 2개의 면 각각을 각각의 금속 시트와 접촉시키는 단계; 하나 이상의 용접부, 리벳, 스테이플, 클램프 또는 클립을 통해 각각의 금속 시트를 서로 연결하는 단계를 포함한다.
임의의 특정 이론에 구애됨이 없이, 용접 또는 리벳팅은 전극의 두께에 제한을 두지 않는다고 믿어진다. 예를 들어, 용접 또는 리벳팅은 약 1 ㎛ 내지 약 5000 ㎛의 범위를 갖는 두께 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위를 갖는 전극에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 용접 또는 리벳팅은 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 두께를 갖는 전극에 사용된다. 일부 양태에서, 상기 접힘 단계는 약 10 ㎛ 내지 약 5000 ㎛ 범위의 두께 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위의 전극에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 상기 접힘 단계는 약 100 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 두께를 갖는 전극과 함께 사용된다.
사용되는 용접 또는 체결의 특정 모드는 탭 재료 및 두께뿐만 아니라 전극의 두께에 좌우될 수 있고, 당업자에 의해 결정될 수 있다. 비제한적인 예에서, 매우 두꺼운 전극(즉, 200 내지 5000 ㎛)에 대해, 전극을 통한 용접부의 유무에 관계없이 클램프(도 2b 내지 도 2d) 또는 리벳/스테이플(도 2a) 또는 "용접 구성 주위의 래핑"을 사용하는 것이 바람직할 수 있다(도 10h, 도 10i). 다른 비제한적인 실시예에서, 용접부, 리벳, 스테이플 및 클램프/클립의 조합이 사용될 수 있다: 예컨대 도 10h 또는 도 10i에 도시된 바와 같이 두꺼운 전극의 "부재 돌출부" 위로 탭을 접거나, "부재" 주위에 탭 포일을 용접하거나, 그 후 "부재" 위에 클램프를 놓거나, 또는 탭 포일의 양쪽 층 및 부재의 본체를 통해 리벳/스테이플을 구동한다.
하나의 비제한적인 예에서, 도 2b는 클램프(207)를 사용하여 부재(104)에 고정되는 탭(101)을 갖는 부재(104)를 도시한다. 또 다른 비제한적인 예에서, 도 2c는 부재(104)가 자립형 전극 본체(102)로부터 돌출된 도 2b에 도시된 예에 대한 평면도이다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 부재(104)는 탭(101)보다 넓다. 도 2d는 도 2c에 도시된 도면의 정면도를 도시한다.
특정 이론에 구애됨 없이, 용접 또는 리벳팅은 배터리 탭 고정 자립형 전극의 접촉 저항을 낮출 수 있다고 믿어진다; 즉 용접 또는 리벳팅은 계면에서 전극과 배터리 탭 사이의 접촉 정도를 증가시킬 수 있다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 접촉 정도가 낮을수록 접촉 저항이 높아지고 에너지 손실 정도가 커진다. 예를 들어 계면에서 전극과 배터리 탭 사이의 접촉 정도를 증가시킴으로써 에너지 손실의 정도를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 더 두꺼운 전극의 경우, 용접, 리벳팅 또는 당업계에 공지된 다른 적절한 수단에 의해 배터리 탭 고정 자립형 전극의 접촉 저항을 낮추는 것이 바람직할 수 있다.
일부 양태에서, 상기 방법은 배터리 탭을 전극에 고정하기 전에 자립형 전극을 성형하여 본체 및 본체로부터 외향으로 연장되는 부재를 형성하는 단계를 더 포함하며, 배터리 탭은 부재에 고정된다. 전극 본체에 전극 탭이 부착되는 양태는 동일한 힘으로 전극 부재에 배터리 탭을 부착할 때 적용되며 반대의 경우도 마찬가지이다.
배터리 탭은 배터리 탭의 폭이 전극 본체 또는 부재의 폭을 초과하지 않도록 크기가 결정될 수 있다. 일부 양태에서, 배터리 탭의 폭은 전극 본체 또는 부재의 폭보다 약 50 ㎜ 미만, 예컨대 약 40 ㎜ 미만, 약 30 ㎜ 미만, 약 20 ㎜ 미만 또는 약 10 ㎜ 미만 또는 그 사이의 임의의 정수 또는 부분 범위로 작다. 배터리 탭과 전극 본체 또는 부재 사이의 폭의 차이는 전극 활물질 및/또는 배터리 탭에 사용되는 금속 및/또는 배터리 탭 고정 전극의 적용에 좌우될 수 있다. 일부 양태에서, 본체를 형성하기 위한 자립형 전극 및 본체로부터 외향으로 연장되는 부재의 성형 단계는 본체로부터 외향으로 연장되는 부재를 남기도록 자립형 전극을 절단하는 단계를 포함한다. 대안적으로, 전극은 (에어로졸화된 성분들의 혼합물로부터) (모든 원하는 돌출부 등을 가지는) 전극의 최종 형상으로 형성된 다공성 표면 상에 성막될 수 있고, 추가 성형/절단이 필요하지 않다.
도 3a 내지 도 3g는 배터리 탭이 전극에 부착되는 예시적인 구조를 도시한다. 도 3a에서, 탭(301)은 자립형 전극 본체(302)에 수직 또는 비스듬히 부착된다. 탭(301)은 일부 양태에서 탭(101)과 유사할 수 있다. 자립형 전극 본체(302)는 일부 양태에서 자립형 전극 본체(102)와 유사할 수 있다. 도 3b에서, 탭(101)은 부재(104)를 캡슐화하지 않고 자립형 전극 본체(102)로부터 돌출하는 (일반적으로 탭보다 넓거나 유사한 폭의) 부재(104)에 부착된다. 도 3c에서, 탭(101)은 본체(102)로부터 돌출된 부재(104)에 부착되고, 여기서 부재(104)는 탭(101)보다 좁다. 부재(104)는 탭(101)에 의해 완전히 또는 부분적으로 캡슐화될 수 있다. 도 3d 및 도 3e는 도 3c의 라인(308)을 따른 단면도를 도시한다. 탭(101)은 부재(104)를 통한 스폿 용접(103)에 의해 한 조각(도 3e) 또는 두 조각(도 3d)에 부재(104)를 래핑할 수 있다. 도 3f에서, 접힌 탭(307)은 자립형 전극 본체(310)의 에지(또는 돌출부의 에지)를 둘러싼다. 도 3g는 도 3f의 라인(309)을 따른 단면도로서, 자립형 전극 본체(310)를 통해 접힌 탭(307)을 자체에 연결시키는 스폿 용접부(303)를 도시한다. 자립형 전극 본체(310)는 일부 양태에서 자립형 전극 본체(102)와 유사할 수 있다. 탭(307)은 일부 양태에서 탭(101)과 유사할 수 있다.
일부 양태에서, 배터리 탭 부착은 도 4a 내지 도 4d 에 도시한 바와 같이, 다층 배터리 탭 부착일 수 있다. 다층 배터리 탭 부착물은 탄소-코팅된 금속 포일과 같은 적절하게 얇은 포일인 하나 이상의 금속 포일 시트 이외에 전술한 바와 같은 탭을 적절하게 사용한다. 도 4a는 탭(401)과 적절하게 동일한 금속(즉, 캐소드용 알루미늄 및 애노드용 구리)인 얇은(5 내지 25 ㎛) 금속 포일(425)을 갖는 자립형 전극 재료(422)를 (부분적으로 또는 완전히) 둘러싸는 것을 도시하며, 탭 부착 및/또는 용접 전에 그렇게 하는 것은 취급 및 용접 중에 전극 재료 손상을 감소시킨다. 탭 포일(401)은 얇은 포일(425)(도 4b) 위에 적합하게 배치되고, 용접은 모든 층들(도 4c)을 통해 이루어지며, 즉 하나 이상의 스폿 용접부(403)는 얇은 금속 포일(425)을 통해, 자립형 전극 본체(422)를 통해, 얇은 금속 포일(425)의 제2 레그를 통해 탭(401)을 탭(401)의 제2 레그에 연결한다. 얇은 금속 포일(425)이 탄소-코팅되면, 전극 재료(422)와 탭(401)의 접착성을 향상시킬 수 있고, 따라서 탭(401)과 전극(422) 사이의 전기 접촉을 향상시킬 수 있다. 과도한 얇은 포일(425)은 필요하다면 당업계에 공지된 임의의 적절한 수단을 사용하여 탭(401) 용접 및 벤딩(도 4d) 후에 제거될 수 있다.
일부 양태에서, 에어로졸화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 공성막하는 단계는 캐리어 가스 중에서 에어로졸화된 전극 활물질 분말을 탄소 나노튜브와 접촉시켜 탄소 나노튜브 및 에어로졸화된 전극 활물질 분말의 혼합물을 형성하는 단계; 다공성 표면 상에 혼합물을 수집하는 단계; 및 캐리어 가스를 제거하는 단계를 포함한다. 에어로졸화된 전극 활물질 분말을 캐리어 가스 내의 탄소 나노튜브와 접촉시켜 탄소 나노튜브 및 에어로졸화된 전극 활물질 분말의 혼합물, 적절한 다공성 표면 및 캐리어 가스를 제거하기 위한 적절한 방법 및 장치를 형성하기 위한 적절한 방법 및 장치는 당업자에게 공지되어 있으며, 그 전문이 본원에 참조로 통합된 2017년 7월 31일자로 출원된 대리인 문서 번호가 037110.00687인 "자립형 전극 및 그 제조 방법(Self Standing Electrodes and Making for Making Thereof)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제15/665,171호에 개시된 것들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 탄소 나노튜브는 단일 벽 나노튜브, 소수 벽 나노튜브 및 다중 벽 나노튜브를 포함한다. 일부 양태에서, 탄소 나노튜브는 단일 벽 나노튜브이다. 소수 벽 나노튜브 및 다중 벽 나노튜브는 단일 벽 나노튜브에 사용되는 것을 포함하여, 당업자에게 공지된 임의의 적합한 방법 및 장치를 사용하여 합성되고, 특성화되고, 공성막되고 수집될 수 있다.
일부 양태에서, 공성막은 에어로졸화 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 다공성 표면 상에 공성막하여 바인더 없는 자립형 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
에어로졸화된 탄소 나노튜브 및 전극 활물질의 혼합물을 제공하기 위한 장치는 어떠한 방식으로도 제한되지 않는다. 도 5에 도시된 예시적인 예에서, 자립형 전극 제조 장치(5)가 제공된다. 탄소 나노튜브 및 전극 활물질은 용기(10)에 추가된다. 탄소 나노튜브 및 전극 활물질은 각각의 제조 공정으로부터 개별적으로 수집될 수 있거나, 또는 이러한 공정으로부터 자립형 전극에 대한 원하는 비율로 용기(10) 내로 직접 또는 간접적으로 도입될 수 있다. 하나 이상의 캐리어 가스(20)는 이후 나노튜브 및 전극 활물질의 혼합물을 에어로졸화하기 위해 용기(10)로 도입될 수 있다. 캐리어 가스에 동반된 나노튜브 및 전극 활물질을 포함하여 생성된 혼합 에어로졸화된 스트림(30)은 필터와 같은 다공성 기재(40)로 유도된다. 캐리어 가스는 가스 스트림(50)으로서 다공성 기재(40)를 통과하며, 나노튜브 및 전극 활물질의 혼합물은 다공성 기재(40)의 표면 상에 포획되어 자립형 전극(60)을 형성한다. 자립형 전극(60)은 그것이 원하는 두께에 도달할 때 다공성 기재(40)로부터 제거될 수 있다.
선택적으로, 장치(5)는 자립형 전극(60, 61)의 연속적인 생산을 허용하기 위해 복수의 다공성 기재(40, 41)를 포함할 수 있다. 2개의 다공성 기재만이 도시되어 있지만, 임의의 수의 다공성 기재가 상기 장치(5)에 포함될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 비제한적인 실시예에서, 다공성 기재(40)를 가로지르는 혼합 에어로졸화된 스트림(30)의 유동이 원하는 두께의 자립형 전극(60)을 생성할 때, 밸브(33)는 혼합 에어로졸화된 스트림(30)의 유동을 제2 다공성 기재(41)로 전달하도록 조정될 수 있다. 자립형 전극(60)은 다공성 기재(41) 상에 자립형 전극(61)을 형성하는 동안 제1 다공성 기재(40)로부터 제거될 수 있다. 제2 다공성 기재(41)를 가로지르는 혼합 에어로졸화된 스트림(30)의 유동이 원하는 두께의 자립형 전극(61)을 생성할 때, 밸브(33)는 혼합된 에어로졸화된 스트림(30)의 유동을 제1 다공성 기재(40)로 다시 전달하도록 조정될 수 있다. 자립형 전극(61)의 두께 및/또는 단면적은 자립형 전극(60)의 단면적과 동일하거나 상이할 수 있다. 예컨대, 자립형 전극(61)은 자립형 전극(60)보다 더 큰 두께 및/또는 횡단면을 가질 수 있다.
하나의 다공성 기재로부터 다른 다공성 기재로의 혼합된 에어로졸화된 스트림(30)의 유동을 재배향시키기 위해 밸브(33)를 자동으로 전환하는 다양한 상이한 방법이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 혼합된 에어로졸화된 스트림(30)의 흐름을 재배향시키기 위해 밸브(33)를 조절하는데 사용될 수 있는 시스템의 예시적인 예는 자립형 전극(60 및 61)의 두께를 검출하기 위한 하나 이상의 센서, 자립형 전극(60 및 61)의 원하는 두께에 대응하는 다공성 기재(40 및 41)를 가로지르는 압력 강하를 모니터링하기 위한 하나 이상의 압력 센서, 혼합된 에어로졸화된 스트림(30)의 주어진 유량에 대해 자립형 전극(60, 61)의 원하는 두께에 대응하는 설정 시간 이후 밸브(33)를 전환하는 타이머 및 이들의 임의의 조합을 포함하고, 하나 이상의 압력 센서가 다공성 기재(40 또는 41) 상의 자립형 전극(60 또는 61)의 원하는 두께와 관련된 압력 강하를 측정한 후에, 또는 하나 이상의 두께 센서가 다공성 기재(40 또는 41) 상의 자립형 전극(60 또는 61)의 원하는 두께를 검출한 후에, 또는 타이머가 다공성 기재(40 또는 41) 상의 원하는 두께의 자립형 전극(60 또는 61)에 대응하는 설정 시간을 측정한 후에, 혼합물은 하나의 다공성 기재로부터 다른 다공성 기재로 재배향된다. 또한, 다공성 기재(40 및/또는 41)는 자립형 전극(60 및/또는 61)으로 제조될 배터리 셀에 사용하기 위해 요구되는 바람직한 단면적과 일치하는 단면적을 가질 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 자립형 전극(60 및/또는 61)은 최종 배터리 셀에 조립되기 전에 절단과 같은 단면 영역을 더 이상의 처리가 필요가 없다. 용기(10)의 형상은 어떠한 방식으로도 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 나노튜브 및 전극 활물질은 혼합 전에 개별적으로 에어로졸화될 수 있다. 예를 들면, 용기(10A) 내에 나노튜브가 제공되고, 용기(10B) 내에 전극 활물질이 제공될 수 있다. 하나 이상의 캐리어 가스(20A)가 나노튜브를 에어로졸화하기 위해 용기(10A)에 도입될 수 있고, 하나 이상의 캐리어 가스(20B)가 전극 활물질을 에어로졸화하기 위해 용기(10B)로 도입될 수 있다. 에어로졸화된 스트림(25A)은 용기(10A)에 도입된 캐리어 가스(20A)에 동반된 나노튜브를 포함하고, 에어로졸화된 스트림(25B)은 용기(10B)로 도입된 캐리어 가스(20B)에 동반된 전극 활물질을 포함한다. 에어로졸화된 스트림(25A)은 접합부(27)에서 에어로졸화된 스트림(25B)과 혼합된다. 접합부(27)는 에어로졸화된 스트림(25A) 및 에어로졸화된 스트림(25B)을 캐리어 가스에 동반된 나노튜브 및 전극 활물질의 혼합물을 포함하는 혼합된 에어로졸화된 스트림(30)에 조합할 수 있는 임의의 구성을 가질 수 있다. 혼합된 에어로졸화된 스트림(30)은 다공성 기재(40)로 유도된다. 캐리어 가스는 가스 스트림(50)으로서 다공성 기재(40)를 통과하면서 나노튜브 및 전극 활물질의 혼합물이 다공성 기재(40)의 표면 상에 포획되어 자립형 전극(60)을 형성한다. 자립형 전극(60)은 그것이 원하는 두께에 도달할 때 다공성 기재(40)로부터 제거될 수 있다. 캐리어 가스(20A 및 20B)는 동일하거나 상이할 수 있으며, 동일하거나 상이한 유속으로 도입될 수 있다. 예를 들어, 캐리어 가스(20A 및 20B)의 유속은 생성된 자립형 전극(60)에서 전극 활물질에 대한 나노튜브의 원하는 비율을 달성할 수 있도록, 필요한 개별 유속으로 나노튜브 및 전극 활물질을 접합부(27)에 공급하도록 조정될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 하나 이상의 다공성 기재(40)가 도 5에 대해 설명된 바와 같이 제공될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 나노튜브는 소스(106)로부터의 전극 활물질의 에어로졸화된 스트림(25B)과 혼합하기 위한 나노튜브 합성 반응기로서 구성된 용기(10A)로부터 에어로졸화된 스트림(25A)에 직접 제공될 수 있다. 따라서, 에어로졸화된 스트림(25A)은 나노튜브 합성 반응기를 빠져 나가는 생성물 스트림일 수 있다. 예를 들어, 탄소 소스 또는 탄소 전구체(130)는 하나 이상의 캐리어 가스(20A)의 존재 하에 용기(10A)에 도입되어 탄소 나노튜브를 형성할 수 있다. 에어로졸화된 탄소 나노튜브의 스트림(25A)은 반응기 출구(175)를 빠져 나와 파이프 또는 튜브(412)를 지나서 에어로졸화된 탄소 나노튜브가 전극 활물질의 에어로졸화된 스트림(25B)과 혼합되는 접합부(27)로 이동한다. 접합부(27)를 형성하는 파이프가 90도의 교차각(α)으로 교차하지만, 다른 교차각(α)이 형성될 수 있다. 비제한적인 예에서, 교차각(α)은 생성된 혼합 에어로졸화된 스트림(30)이 접합부(27)로부터 다공성 기재(40)로 유동하는 것을 용이하게 하는 예각일 수 있다. 도시되지는 않았지만, 하나 이상의 다공성 기재(40)(및 수집 용기(170))가 도 5와 관련하여 설명된 바와 같이 제공될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
전극 활물질이 나노튜브가 형성된 후에 나노튜브와 혼합되는 상술한 특정 장치에 대한 대안으로서, 전극 활물질은 나노튜브가 형성될 때 나노튜브와 함께 유동화된 베드 반응기 또는 챔버의 제 위치에서 혼합될 수 있다.
일부 양태에서, 에어로졸화 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 공성막하는 단계는 에어로졸화 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 다공성 표면과 동시에 접촉시키는 단계를 포함하며, 에어로졸화 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브는 이전에 서로 접촉되어 있지 않았다.
공성막은 임의의 지속 시간에 걸쳐 발생할 수 있다. 임의의 특정 이론에 구애됨이 없이, 바인더가 없고 집전체가 없는 자립형 전극의 두께는 공성막의 지속 시간, 탄소 나노튜브와 에어로졸화된 전극 활물질 분말의 혼합물의 유속 및 에어로졸화된 전극 활물질 및/또는 탄소 나노튜브의 농도를 포함하나 이에 한정되지 않는 하나 이상의 인자들에 의해 결정될 수 있다. 일부 양태에서, 약 20분의 공성막이 약 30 ㎛의 두께를 갖는 바인더가 없고 집전체가 없는 자립형 전극을 생성할 수 있다. 일부 양태에서, 약 2시간의 공성막은 약 100 ㎛의 두께를 갖는 바인더가 없고 집전체가 없는 자립형 전극을 생성할 수 있다. 당업자는 원하는 두께 및/또는 전기 전하 또는 에너지 전하와 같은 다른 특성의 자립형 전극을 얻기 위해 이들 인자를 변화시킬 수 있을 것이다. 예를 들어, 전술한 유량 및/또는 농도는 그 전문이 본원에 참조로 통합된 2017년 7월 31일자로 출원된 대리인 문서 번호가 037110.00687인 "자립형 전극 및 그 제조 방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제15/665,171호에 개시된 방법 및 장치를 사용하여 변화될 수 있다. 일부 양태에서, 전극의 전체 두께는 약 10 ㎛ 내지 약 5000 ㎛이다. 일부 양태에서, 전극의 전체 두께는 약 20 ㎛ 내지 약 100 ㎛이다.
일부 양태에서, 상기 고정 단계는 상기 전극의 2개의 면 각각을 각각의 금속 시트와 접촉시키는 단계; 하나 이상의 용접부, 리벳, 스테이플, 클램프 또는 클립을 통해 각각의 금속 시트를 서로 연결하는 단계를 포함한다. 일부 양태에서, 2개의 면은 대향하는 2개의 면이다. 일부 양태에서, 하나 이상의 용접부, 리벳 또는 스테이플은 전극을 통해 이동한다.
또한, 바인더가 없고 집전체가 없는 자립형 전극의 두께는, 전체 두께를 5배만큼, 예를 들어 약 4배, 약 절반, 약 1.5배, 또는 그 사이의 임의의 범위만큼 감소시킬 수 있는 가압에 의해 변형될 수 있다. 예를 들면, 100 ㎛ 두께의 바인더가 없고 집전체가 없는 자립형 전극을 50 ㎛의 두께로 가압할 수 있거나(즉, 전체 두께를 절반으로 감소시킴), 또는 500 ㎛의 두께의 바인더가 없고 집전체가 없는 자립형 전극을 100 ㎛의 두께로 가압할 수 있다(즉, 전체 두께를 5배 감소시킴). 일부 양태에서, 가압은 전체 두께를 절반으로 줄인다. 일부 양태에서, 가압은 전체 두께를 약 1.5배 내지 약 3배 정도 감소시킨다. 가압은 또한 전극의 밀도를 변경시킬 수 있다. 당업계에 공지된 전극을 가압하기 위한 적절한 방법 및 장치는, 그 전문이 본원에 참조로 통합된 2017년 7월 31일자로 출원된 대리인 문서 번호가 037110.00687인 "자립형 전극 및 그 제조 방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제15/665,171호에 개시된 것을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 가압 또는 압축은 배터리 탭과 복합체 사이의 전기적 및/또는 기계적 접촉을 향상시킬 수 있으며 복합체를 기계적으로 더 강하게 만들 수도 있다. 그러나, 너무 강한 압축 또는 가압은 전극의 내부 부분에 대한 전해질 접근을 방해할 수 있고, 전극 내외로의 리튬 이온의 이동을 복잡하게 하여 배터리 동적 특성을 악화시킨다. 대안적으로, 너무 두꺼운 전극이 충분한 에너지를 보유할 수 있지만, 에너지를 생성하기에는 너무 느리거나 적절하게 융통성이 없을 수도 있다. 대안적으로, 균열 및/또는 박리의 형성 없이 가요성인 전극 포일을 얻는 것이 바람직할 수 있다. 반면, 전극이 너무 얇으면 에너지 생성이 빠를 수 있지만 충분한 에너지가 생산되지 않을 수 있다. 또한, 롤링 프레스 또는 캘린더링 기계의 롤들 또는 롤러들 사이의 거리 또는 압반 프레스의 판들 사이의 거리를 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 전극에서 요구되는 특성에 기초하여 최적의 가압 두께를 결정하는 것은 당업자의 지식 범위 내에 있다.
본 발명의 방법 또는 장치에서 사용하기에 적합한 바인더가 없고 집전체가 없는 자립형 전극은 가요성이 있거나 또는 가요성이 없을 수도 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "가요성"인 전극은 균열 또는 파손 없이 벤딩될 수 있는 것이다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 가요성은 조성 및 압축 정도를 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 화학적 및/또는 재료 요인에 의해 좌우될 수 있다. 예를 들어, 매우 강하게 압축된 전극은 매우 단단하여 부서지기 쉽다. 마찬가지로, 낮은 나노튜브 함유 전극은 기계적으로 약하여 활물질의 입자를 떨어지게 할 수 있다. 그러나, 비제한적인 다른 예에서, 자립형 전극 재료는 재료가 쉽게 주름지거나, 접히거나 롤링하는 경우 너무 가요성이 있을 수 있어, 스트레칭을 복잡하게 하고, 예컨대 배터리 층 스태킹 중 또는 인클로저에 삽입 중에 원하는 영역에 걸쳐 스프레딩될 수 있다. 높은 나노튜브 함유량은 가요성과 기계적 강도에 기여한다. 도 8은 본 발명에 따른 사용을 위한 전극의 측면도이다. 도 8은 두께 60 ㎛의 자립형 전극(60)을 도시한다. 도 8에 도시된 자립형 전극(가압 후)은 가요성이 있고 도시된 코너에서 상향으로 벤딩된다. 이는 도 9에 도시된 평면도(가압 후)에 도시된 바와 같이 탄소 나노튜브에 의해 형성된 웨브형 또는 부직 섬유 시트에 기인한 것이다. 탄소 나노튜브 웨브는 LiNiMnCoO2 입자를 감싸서, 자립형 전극의 벤딩을 허용하는 가요성 있는 방식의 바인더 없이 그 내부에 LiNiMnCoO2 입자를 보유한다.
일부 실시예에서, 본 개시는 자립형 전극에 관한 것으로서, 바인더가 없고, 탄소 나노튜브의 3차원 가교 결합 네트워크에 전극 활물질 입자를 갖는 복합 재료를 포함하는 자립형 본체로서, 상기 자립형 본체는 제1 면 및 상기 제1 면과 반대측인 제2 면을 포함하는 자렵형 본체; 및 본체, 상기 배터리 탭의 본체로부터 연장되는 제1 레그, 및 상기 배터리 탭의 본체로부터 연장되는 제2 레그를 포함하는 자립형 본체에 고정된 배터리 탭을 포함하며, 상기 자립형 전극 본체는 상기 제1 레그와 상기 제2 레그 사이에 위치하고, 제1 레그는 자립형 본체의 제1 면에 접촉하고, 제2 레그는 자립형 본체의 제2 면과 접촉한다. 전술한 실시예와 관련하여 설명된 모든 양태는 동일한 힘을 갖는 본원의 실시예에 적용되며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
배터리 탭 본체는 배터리 탭의 자립형 전극과 접촉하지 않는 부분을 지칭한다. 배터리 탭의 제1 및 제2 레그는 각각 자립형 전극의 제1 및 제2 면과 직접 접촉하는 배터리 탭의 부분이다.
일부 양태에서, 제1 레그는 자립형 본체의 제1 면의 표면적의 50% 미만을 커버하고, 제2 레그는 자립형 본체의 제2 면의 표면적의 50% 미만을 커버한다.
일부 양태에서, 제1 레그는 자립형 본체의 제1 면의 표면적의 33% 미만을 커버하고, 제2 레그는 자립형 본체의 제2 면의 표면적의 33% 미만을 커버한다.
일부 양태에서, 제1 레그는 자립형 본체의 제1 면의 표면적의 25% 미만을 커버하고, 제2 레그는 자립형 본체의 제2 면의 표면적의 25% 미만을 커버한다.
도 10a 내지 도 10e는 자립형 전극 본체에 대한 배터리 탭의 부착의 예시적인 형상을 도시한다. 도 10a에서, 배터리 탭(1001)은 자립형 전극 본체(1002)의 코너에 부착되고, 배터리 탭(1001)은 자립형 전극 본체(1002)와 부분적으로 중첩된다. 도 10b에 있어서, 배터리 탭(1001)은 배터리 탭(1001)의 폭과 1차원의 자립형 전극 본체(1002)로 정의되는 중첩 영역을 가지고 자립형 전극 본체(1002)의 에지에 부착된다. 다수의 배터리 탭(1001)은 또한 단일 자립형 전극(1002)에 부착될 수 있다. 도 10c에서, 두 개의 탭(1001)은, 자립형 전극 본체(1002)의 대향하는 2개의 에지 각각에 1개씩 도 10b에 도시된 바와 같은 형상으로 부착되고, 제3 탭(1001)은 2개의 제1 탭들(1001) 사이의 거리에서 자립형 전극 본체(1002)에 부착된다. 다수의 탭(1001)은 동일하거나 상이한 길이 및/또는 폭을 가질 수 있다. 도 10d에서, 배터리 탭(301)은 도 10c의 제3 탭(1001)과 동일한 위치에 부착된다. 또한, 자립형 전극(302)은 도 10e에 도시된 바와 같은 원형과 같은 임의의 형상일 수 있다. 탭(1001 및 1101)은 탭(101 또는 307)과 일부 양태에서 유사할 수 있다. 자립형 전극 본체(1002, 1102 및 1202)는 일부 양태에서 자립형 전극 본체(102 또는 310)와 유사할 수 있다.
배터리 탭은, 접기, 스폿 용접 또는 리벳팅과 같이 자립형 전극 본체로부터 돌출하는 부재에 배터리 탭을 고정하기 위해 기술된 것을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 임의의 적절한 수단에 의해 자립형 전극 본체에 고정될 수 있다. 스폿 용접 또는 리벳팅은 당업자에게 공지된 방법 및 장치를 사용하여 수행될 수 있으며, 스폿 용접 또는 리벳팅은 자립형 전극 본체와 배터리 탭을 배터리 탭을 자립형 전극 본체에 고정하기에 적합한 임의의 수 및 패턴 또는 어레이로 연결하도록 적용될 수 있다. 도 10f 및 도 10g는, 배터리 탭의 제1 레그로부터 자립형 전극을 통해 배터리 탭의 제2 레그로, 배터리 탭(1001)을 자립형 전극 본체(1002)에 연결하는 연결부(1003)에 대한 패턴 또는 어레이의 비제한적인 예를 도시한다. 커넥터(1003)는 일부 양태에서 스폿 용접부(103)와 유사할 수 있다. 탭(1001)은 탭(101 또는 301)과 일부 양태에서 유사할 수 있다. 자립형 전극 본체(1002)는 일부 양태에서 자립형 전극 본체(102 또는 302)와 유사할 수 있다. 도 10h 및 도 10i는, 도 3d 및 도 3e와 각각 일치하는 횡단면(각각 도 10j 및 도 10k 참조)과 함께 자립형 전극 본체(102)로부터 돌출된 부재(104)에 배터리 탭(101)을 연결하는 커넥터(103)에 대한 패턴 또는 어레이의 비제한적인 예를 도시한다. 도 10l은, 도 4d에 도시된 라인(409)을 따른 단면(도 10n 참조)과 함께, 배터리 탭(401)과 탄소-코팅된 얇은 포일(425)을 자립형 전극 본체(422)에 연결하는 커넥터(403)에 대한 패턴 또는 어레이의 비제한적 예를 도시한다. 도 10m은 도 3g에 도시된 라인(309)을 따른 단면(도 10o 참조)과 함께, 배터리 탭(307)을 자립형 전극 본체(310)에 연결하는 커넥터들(303)에 대한 패턴 또는 어레이의 비제한적인 예를 도시한다.
일부 양태에서, 제1 레그 및 제2 레그는 각각 배터리 탭의 본체로부터 외향으로 연장되고, 적어도 제1 연결부는 제1 레그로부터 자립형 본체를 통해 제2 레그로 연장되고, 자립형 본체의 제1 부분은 배터리 탭의 본체와 제1 연결부 사이에 위치된다. 일부 양태에서, 제2 연결부는 제1 레그로부터 자립형 본체를 통해 제2 레그로 연장되고, 자립형 본체의 제2 부분은 제1 연결부와 제2 연결부 사이에 위치된다. 일부 양태에서, 제1 연결부 및 제2 연결부는 스폿 용접부이다. 다른 양태에서, 제1 연결부 및 제2 연결부는 리벳이다. 일부 양태에서, 제1 연결부 및 제2 연결부는 초음파 용접부이다. 일부 양태에서, 탭은 자립형 본체에 직접 부착된다. 일부 양태에서, 탭은 전극의 메인 본체의 에지에 수직하게 부착된다. 일부 양태에서, 탭은 에지에 비스듬히 부착된다. 일부 양태에서, 탭은 전극 위에 접힌 단일 금속 시트를 포함한다. 일부 양태에서, 탭은 2개의 시트를 포함하고, 각각은 전극의 대향하는 면 상에 배치된다. 일부 양태에서, 탭은 본체로부터의 돌출부에 부착되고, 돌출부는 탭보다 넓거나 또는 탭과 거의 동일한 폭을 갖는다. 일부 양태에서, 탭은 본체로부터의 돌출부에 부착되고, 돌출부는 탭보다 더 좁다. 일부 양태에서, 탭은 전극의 메인 본체의 에지 또는 그로부터의 돌출부 위로 접혀지고, 탭은 용접부, 리벳, 스테이플, 클램프 또는 클립에 의해 고정된다. 일부 양태에서, 제1 레그 및 제2 레그 각각은 2개 이상의 금속 포일 층을 포함한다. 일부 양태에서, 배터리 탭은 전극 위에 접힌 2개의 금속 시트를 포함한다.
또한, 도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 일부 양태에 따른 탭 및 전극 부착부의 단면의 개략도를 도시한다. 도 11a에 도시된 양태들에서, 탭(1111)은 벌크 나노튜브 함량, 예컨대 0.5 내지 10 중량%의 나노튜브를 함유하는 벌크 전극(1114)을 샌드위치한다.
일부 바람직한 양태에서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 벌크 전극(1114)은 5 내지 100 중량%의 나노튜브와 같이 증가된 나노튜브 함유 전극 재료를 함유하는 영역(1113)에 의해 샌드위치된다. 그 후, 영역(1113)-벌크 전극(1114)-영역(1113)의 샌드위치 부분은 탭(1111)에 의해 더 샌드위치된다.
다른 바람직한 양태에서, 도 11c에 도시된 바와 같이, 벌크 전극(1114)은 먼저 탄소 코팅(1112)(탄소-코팅된 금속 포일일 수 있음)에 의해 샌드위치되고, 탄소 코팅(1112)-벌크 전극(1114)-탄소 코팅(1112)의 샌드위치 부분은 탭(1111)에 의해 더 샌드위치된다. 탄소 코팅(1112)은 일부 양태에서 얇은 금속 포일(425)과 유사할 수 있다.
더욱 바람직한 양태에서, 도 11d에 도시된 바와 같이, 벌크 전극(1114)은 먼저 영역(1113)에 의해 샌드위치되고, 다음으로 탄소 코팅(1112)(탄소-코팅된 포일일 수 있음)에 의해, 그리고 마지막으로 탭(1111)에 의해 샌드위치된다.
도 11a 내지 도 11d에 도시된 양태에서, 벌크 전극(1114) 및 영역(1113)은 일부 양태에서 부재(104), 자립형 전극 본체(302), 자립형 전극 본체(310), 자립형 전극 본체(422), 자립형 전극 본체(1002), 자립형 전극 본체(1102), 자립형 전극 본체(1202)와 유사할 수 있다.
임의의 특정 이론에 구애됨이 없이, 도 11b에 도시된 바와 같이, 탭과 자립형 전극 본체(또는 그로부터 돌출하는 부재) 사이의 기계적 접착 및 전기적 접촉을 개선하기 위해, 탭에 대향하는 자립형 전극 본체(또는 그로부터 돌출하는 부재)의 면 상에 증가된 나노튜브 함량을 갖는 것이 유익하다고 믿어진다. 또한, 도 11c, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 탭과 전극 사이의 기계적 접착 및 전기적 접촉을 개선하기 위해, 자립형 전극 본체(또는 그로부터 돌출하는 부재)와 대향하는 탭(또는 추가의 금속 시트)의 표면을 탄소 코팅되게 하는 것이 유익하다고 믿어진다. 도 11d에 도시된 바와 같이, 탭(또는 추가 금속 시트)과 자립형 전극 본체(또는 그로부터 돌출하는 부재) 사이의 기계적 접착 및 전기적 접촉을 개선하기 위해, 자립형 전극 본체(또는 그로부터 돌출하는 부재)에 대향하는 탭(또는 추가적인 금속 시트)의 표면을 탄소 코팅하고, 탭(또는 추가적인 금속 시트)에 대향하는 자립형 전극 본체(또는 그로부터 돌출하는 부재)의 면 상에 증가된 나노튜브 함량을 갖는 것이 가장 유익하다고 믿어진다.
본 발명의 전극은 가요성 파우치 셀과 같은 파우치 셀에 사용될 수 있다. 전극이 파우치 셀(가요성 파우치 셀 포함)에 사용되는 경우, 도 12a 내지 도 12d에 도시된 바와 같이, 파우치 셀 조립 동안 탭과 전극 사이의 접촉 영역의 적어도 일부가 인클로저의 히트 시일 내에 위치되는 경우, 탭과 자립형 전극 사이의 전기적 접촉의 품질(및 접속의 기계적 강도)이 개선될 수 있다. 이것은 이전에 기술된 체결구(용접부, 리벳, 스테이플, 클립 또는 클램프)를 사용하여 상기 양태에서 설명된 사전 제작된 접촉으로 또는 체결되지 않은 자립형 전극 위에의 단지 접힌 탭으로 수행될 수 있다. 후자의 경우, 히트 시일은 체결구로서 작용한다.
당업자에게 공지된 바와 같이, 전형적인 인클로저는 폴리머-코팅된 금속 포일로 제조된다. 하나는, 폴리머는 열가소성(일반적으로 폴리에틸렌의 일부 형태)이고, 다른 하나는 열적으로 안정한 폴리머다. 적합한 포일은, 그 전문이 본원에 참조로 통합된 2018년 9월 6일자로 출원된 대리인 문서 번호가 037110.01158인 "가요성 리튬-이온 배터리(Flexible Lithium-Ion Battery)"라는 명칭의 미국 특허 출원 제62/727,922호에 개시된 것들을 포함하는 상업적으로 이용 가능한 포일을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 셀은 인클로저 포일의 열가소성 폴리머 측면이 서로 대향하도록 조립된다. 그 후, 히트 시일러(sealer)가 사용된다. 히트 시일러는 미리 가열된 다이들 사이에서 2개의 인클로저 포일을 압착하고 사전 설정된 시간 동안 압력하에서 유지한다. 열가소성 폴리머는 용융된다. 다이가 방출된 후, 열가소성 수지는 인클로저 포일과 함께 고형화되어 유지된다. 소위 소프트 시일 공정에서, 금속 다이는 약간의 연질 재료로 커버되며, 이는 탭 포일 및/또는 와이어를 시일로 시일링하기에 충분한 양을 갖는다. 히트 시일의 일반적인 폭은 4 내지 6 ㎜이다. 본 발명에 따라 탭을 자립형 전극에 연결할 때, 히트 시일 공정 동안의 추가적인 압착은 탭과 전극 사이의 접촉을 향상시킬 것이며, 고형화된 열 폴리머는 이 둘이 분리되는 것을 방지할 뿐만 아니라 탭이 전극으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있는 측면 이동을 방지할 것이다. 어떤 경우에는(특히 두꺼운 전극 및 탭의 경우) 적절한 시일링을 위해 추가적인 히트 시일 폴리머(스트립으로 시판됨)가 필요할 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 본 발명의 다양한 양태에 따른 배터리 인클로저의 히트 시일에서의 탭-전극 부착 통합의 개략적인 상이한 도면을 도시한다. 도 12a에서, 탭(1201)이 부착된 자립형 전극 본체(1202)는 히트 시일(1204)을 사용하여 파우치 배터리(1203)에 넣어진다. 도 12b는 도 12a에 도시된 도면의 평면도를 도시한다. 히트 시일(1204)은 전극(1202)을 샌드위치한 탭(1202) 일부분의 전부 또는 일부를 덮을 수 있다. 도 12c는 도 12b에 도시된 전극의 종단면도를 도시하고, 도 12d는 그것의 측면도를 도시한다. 도 12c 내지 도 12d에 도시된 바와 같이, 자립형 전극 본체(1202)를 통해 그 자체에 연결 탭(1201)을 통과하는 하나 이상의 용접부(103)가 사용될 수 있다.
예
자립형 전극의 돌출부(돌출 부재, 또한 "부재"로도 지칭됨)는 탭 부착용 스폿으로 작용할 수 있다(도 1a). 탭은 탭 포일의 금속 시트 사이 또는 자체에 접힌 포일 사이의 돌출부를 조여서 부착될 수 있다(도 1b). 스폿 용접은 이 "샌드위치"를 통해 적용되어 금속이 전극 재료를 완전히 관통하는 스폿을 만들어 내게 한다(도 1c). 도 13a 내지 도 13b는 연장된 전극 상에 직접 부착된 탭의 예를 도시한다. 자립형 전극 및/또는 돌출부가 내부에 매립된 하나 이상의 금속 스트립, 와이어 또는 그리드를 포함할 수 있거나 또는 포함하지 않을 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 자립형 전극에 하나 이상의 금속 스트립, 와이어 또는 그리드를 매립하는 방법은, 그 전문이 본원에 참조로 통합된 2018년 9월 6일자로 출원된 대리인 문서 번호가 037110.01039인 "집전 장치 또는 바인더 없이 자립형 전극에 배터리 탭 부착부를 매립하기 위한 방법(Method for Embedding a Battery Tab Attachment in a Self-Standing Electrode without Current Collector or Binder)"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제16/123,872호에 개시된 것들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 13a 및 도 13b는 도 1a 내지 도 1e 및 도 4a 내지 도 4d에 도시된 양태에 따른 탭 부착 이미지의 예를 도시한다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 전극은 동일한 방법으로 제조되었으며; 유일한 차이점은 탭이 전극의 더 짧은 또는 더 긴 에지에 부착된다는 것이다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 전극은 탄소-코팅된 포일(133)의 추가적인 층을 사용하여 도 4에 기재된 방법을 사용하여 제조되었다. 도 13a 및 도 13b 사이의 유일한 차이점은 도 13a에서 돌출부가 전극의 보다 짧은(30 ㎜) 측면 상에 있고, 도 13b에서 돌출부가 전극의 더 긴(40 ㎜) 측면 상에 있다는 것이다. 도 13b에서, 탭(131)은 접힌 섹션(132) 및 포일(133)(양 측면에 탄소-코팅된 15 ㎛ 두께의 포일로서 시판됨)을 갖는 100 ㎛의 두께, 5 ㎜의 폭의 알루미늄 포일(시판 중)이다. 자립형 캐소드(134)는 용접부(103)를 더 포함한다. 포일(133)은 포일이 트리밍된 후에도 대부분의 돌출부를 커버한다.
두께 15 ㎛의 시판 중인 탄소-코팅된 포일을 전극의 에지 위로 접고, 이 "샌드위치" 구조를 사용하여 모든 추가 작업을 수행하였다. 알루미늄 탭(직선 에지, 100 ㎛ 두께, 5 ㎜ 폭)을 "샌드위치"의 에지 위로 접고, 몇몇의 스폿 용접을 모든 층에 걸쳐 형성했다. 그 후, 탭을 전극으로부터 외향으로 접고 부가적인 스폿 용접으로 고정시켰다. 그 후, 과도하게 탄소-코팅된 포일을 트리밍한다.
이 개시된 설명은 바람직한 실시예를 포함하는 발명을 개시하고, 당업자가 임의의 장치 또는 시스템을 제작 및 사용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위한 예를 사용한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구 범위에 의해 한정되며, 당업자에게 발생할 수 있는 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는 청구항의 문자와 다른 구조적 요소를 갖는 경우 또는 청구항의 문자와 실질적으로 다른 차이를 갖는 동등한 구조 요소를 포함하는 경우 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 설명된 다양한 실시예로부터의 양태뿐만 아니라 각각의 그러한 양태에 대한 다른 공지된 등가물은 본 출원의 원리에 따라 추가 실시예 및 기술을 구성하기 위해 당업자에 의해 혼합되고 매칭될 수 있다.

Claims (10)

  1. 자립형 전극을 제조하는 방법으로서,
    전극 활물질을 에어로졸화 또는 유동화하여 에어로졸화된 또는 유동화된 전극 활물질을 생성하는 단계; 및
    상기 에어로졸화된 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 공성막(co-depositing)하여 자립형 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 전극의 적어도 제1 면 및 제2 면 각각이 배터리 탭과 접촉하도록 배터리 탭을 상기 전극에 고정하는 단계
    를 포함하는 자립형 전극 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정하는 단계는, 단일 금속 시트가 상기 전극의 적어도 상기 제1 면 및 상기 제2 면과 접촉하도록, 상기 전극 위로 상기 단일 금속 시트를 접는(folding) 단계를 포함하는 것인 자립형 전극 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 면은 상기 제1 면과 반대측인 것인 자립형 전극 제조 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 고정하는 단계는, 상기 전극을 통과하는 하나 이상의 용접부 또는 리벳을 통해 상기 전극의 상기 적어도 2개의 면과 접촉하는 상기 단일 금속 시트의 부분들을 서로 연결하는 단계를 더 포함하는 것인 자립형 전극 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 에어로졸화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 공성막하는 단계는:
    상기 에어로졸화된 전극 활물질 분말을 캐리어 가스 중의 상기 탄소 나노튜브와 접촉시켜 상기 탄소 나노튜브와 상기 에어로졸화된 전극 활물질 분말의 혼합물을 형성하는 단계;
    다공성 표면 상에 상기 혼합물을 수집하는 단계; 및
    상기 캐리어 가스를 제거하는 단계
    를 포함하는 것인 자립형 전극 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전극의 전체 두께는 약 10 ㎛ 내지 약 5000 ㎛인 것인 자립형 전극 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전극의 상기 전체 두께는 약 20 ㎛ 내지 약 100 ㎛인 것인 자립형 전극 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 고정하는 단계는:
    상기 전극의 2개의 면의 각각을 각각의 금속 시트와 접촉시키는 단계; 및
    하나 이상의 용접부, 리벳, 스테이플, 클램프 또는 클립을 통해 상기 각각의 금속 시트를 서로 연결하는 단계
    를 포함하는 것인 자립형 전극 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 배터리 탭을 상기 전극에 고정하는 단계 이전에,
    본체 및 상기 본체로부터 외측으로 연장되는 부재를 형성하도록 상기 자립형 전극을 성형하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배터리 탭은 상기 부재에 고정되는 것인 자립형 전극 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 공성막하는 단계는, 상기 에어로졸화된 또는 유동화된 전극 활물질 및 탄소 나노튜브를 다공성 표면 상에 공성막하여 바인더 없는 자립형 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것인 자립형 전극 제조 방법.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11383213B2 (en) 2016-03-15 2022-07-12 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11171324B2 (en) 2016-03-15 2021-11-09 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11081684B2 (en) 2017-05-24 2021-08-03 Honda Motor Co., Ltd. Production of carbon nanotube modified battery electrode powders via single step dispersion
US10658651B2 (en) 2017-07-31 2020-05-19 Honda Motor Co., Ltd. Self standing electrodes and methods for making thereof
US20190036102A1 (en) 2017-07-31 2019-01-31 Honda Motor Co., Ltd. Continuous production of binder and collector-less self-standing electrodes for li-ion batteries by using carbon nanotubes as an additive
US11201318B2 (en) 2017-09-15 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for battery tab attachment to a self-standing electrode
US11121358B2 (en) 2017-09-15 2021-09-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for embedding a battery tab attachment in a self-standing electrode without current collector or binder
CN111244388B (zh) * 2018-07-13 2022-02-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 极片、极片的制造方法以及二次电池
WO2020051560A1 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 Sila Nanotechnologies, Inc. Electrode with conductive interlayer and method thereof
US11535517B2 (en) 2019-01-24 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Method of making self-standing electrodes supported by carbon nanostructured filaments
US11352258B2 (en) 2019-03-04 2022-06-07 Honda Motor Co., Ltd. Multifunctional conductive wire and method of making
US11325833B2 (en) 2019-03-04 2022-05-10 Honda Motor Co., Ltd. Composite yarn and method of making a carbon nanotube composite yarn
US11539042B2 (en) 2019-07-19 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Flexible packaging with embedded electrode and method of making
CN110760887B (zh) * 2019-11-27 2020-07-31 镇江慧诚新材料科技有限公司 氧铝联产电解用的电极结构
EP4107802A1 (en) * 2020-02-21 2022-12-28 24M Technologies, Inc. Electrochemical cells with electrode material coupled directly to film and methods of making the same
DE102020127786A1 (de) 2020-10-22 2022-04-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Beschichtungsverfahren zum Herstellen einer Elektrode für eine Feststoff-Batterie-Zelle, sowie eine Elektrode für eine Feststoff-Batterie-Zelle
JP2022131625A (ja) * 2021-02-26 2022-09-07 本田技研工業株式会社 パウチセル、パウチセルの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012512956A (ja) * 2008-12-08 2012-06-07 チソル，エル・エル・シー 多成分ナノ粒子材料、プロセス及びその装置
CN103715394A (zh) * 2013-12-17 2014-04-09 江西理工大学 一种锂离子电池正极及其制备方法
JP2016031922A (ja) * 2014-07-30 2016-03-07 本田技研工業株式会社 電池用電極兼集電体およびそれを備えた電池

Family Cites Families (280)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3513034A (en) * 1956-04-06 1970-05-19 Us Army Terminal for thermal cells
US3772084A (en) 1972-02-11 1973-11-13 Scholle Corp Method of making negative battery plates
DE2524774C3 (de) * 1975-06-04 1979-01-04 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Negative Kobalt-Elektrode für alkalische Akkumulatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPH06267515A (ja) 1993-03-15 1994-09-22 Ricoh Co Ltd シート状二次電池および該電池を利用した電子素子
JP4083260B2 (ja) 1997-07-09 2008-04-30 松下電器産業株式会社 非水電解液二次電池の電極板の製造方法
JPH1187875A (ja) 1997-09-12 1999-03-30 Seiko Epson Corp シート状電子機器の製造方法
US5985175A (en) 1998-08-19 1999-11-16 Osram Sylvania Inc. Boron oxide coated phosphor and method of making same
CA2372707C (en) 1999-07-02 2014-12-09 President And Fellows Of Harvard College Nanoscopic wire-based devices, arrays, and method of their manufacture
US6919064B2 (en) 2000-06-02 2005-07-19 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Process and apparatus for producing single-walled carbon nanotubes
US20090286675A1 (en) 2001-05-25 2009-11-19 Tsinghua University Continuous mass production of carbon nanotubes in a nano-agglomerate fluidized-bed and the reactor
FR2826646B1 (fr) 2001-06-28 2004-05-21 Toulouse Inst Nat Polytech Procede de fabrication selective de nanotubes de carbone ordonne en lit fluidise
US20030099883A1 (en) 2001-10-10 2003-05-29 Rosibel Ochoa Lithium-ion battery with electrodes including single wall carbon nanotubes
US6623562B2 (en) 2001-11-07 2003-09-23 Ovonic Battery Company, Inc. Apparatus for fabricating pasted electrodes
JP4336869B2 (ja) 2001-11-27 2009-09-30 日本電気株式会社 真空成膜装置、真空成膜方法および電池用電極の製造方法
US6673489B2 (en) 2001-12-28 2004-01-06 Quallion Llc Electric battery assembly and method of manufacture
CA2374848A1 (en) 2002-03-06 2003-09-06 Centre National De La Recherche Scientifique A process for the mass production of multiwalled carbon nanotubes
EP1492443A2 (en) 2002-03-29 2005-01-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. A detection and alarm system
KR100759547B1 (ko) 2002-07-29 2007-09-18 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 탄소나노튜브, 그 제조방법 및 이를 채용한연료전지
DE10253399A1 (de) 2002-11-15 2004-05-27 Eramet & Comilog Chemicals S.A. Carbon-Black-Zusammensetzungen und ihre Anwendungen
JP4062171B2 (ja) 2003-05-28 2008-03-19 ソニー株式会社 積層構造の製造方法
GB0312871D0 (en) 2003-06-05 2003-07-09 Rolls Royce Plc A stator core
US20050063891A1 (en) 2003-09-02 2005-03-24 Cambridge University Technical Services Limited Method of producing carbon nanoparticles
US7682590B2 (en) 2003-11-27 2010-03-23 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Carbon nanotube dispersed polar organic solvent and method for producing the same
AU2004311608A1 (en) 2003-12-15 2005-07-21 Leandro Balzano Rhenium catalysts and methods for production of single-walled carbon nanotubes
US20050209392A1 (en) 2003-12-17 2005-09-22 Jiazhong Luo Polymer binders for flexible and transparent conductive coatings containing carbon nanotubes
CN1972739A (zh) 2004-01-09 2007-05-30 奥尔加·马塔雷多纳 碳纳米管糊和使用方法
JP2005290292A (ja) 2004-04-02 2005-10-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology カーボンナノチューブ分散ポリイミド可飽和吸収体
AU2005213420B2 (en) 2004-02-06 2010-10-21 A123 Systems Llc Lithium secondary cell with high charge and discharge rate capability
FI121334B (fi) 2004-03-09 2010-10-15 Canatu Oy Menetelmä ja laitteisto hiilinanoputkien valmistamiseksi
JP4410010B2 (ja) 2004-03-26 2010-02-03 東邦瓦斯株式会社 ナノカーボン材料の製造方法
JP4625296B2 (ja) 2004-03-31 2011-02-02 日立マクセル株式会社 非水二次電池およびこれを用いた電子機器
DE102004036170B4 (de) 2004-07-26 2007-10-11 Schott Ag Vakuumbeschichtungsanlage und Verfahren zur Vakuumbeschichtung und deren Verwendung
US20060078489A1 (en) 2004-09-09 2006-04-13 Avetik Harutyunyan Synthesis of small and narrow diameter distributed carbon single walled nanotubes
KR100682862B1 (ko) 2005-01-11 2007-02-15 삼성에스디아이 주식회사 전기 화학 전지용 전극, 그 제조 방법 및 이를 채용한전기 화학 전지
US20060245996A1 (en) 2005-04-27 2006-11-02 Peking University Method of synthesizing single walled carbon nanotubes
TW200700312A (en) 2005-06-23 2007-01-01 Univ Nat Chunghsing Method for dispersing carbon nanotube in water and detection agent thereof
WO2008054349A2 (en) 2005-07-07 2008-05-08 The University Of Maryland Carbon nanotube structures formed on large free floating substrates
JP2007049789A (ja) 2005-08-08 2007-02-22 Nec Corp 情報処理装置
TWI467840B (zh) 2005-09-02 2015-01-01 A123 Systems Inc 奈米組成電極以及其相關裝置
US8084158B2 (en) 2005-09-02 2011-12-27 A123 Systems, Inc. Battery tab location design and method of construction
WO2008057070A2 (en) 2005-09-15 2008-05-15 University Of Florida Research Foundation, Inc. Type separation of single-walled carbon nanotubes via phase transfer
FI120195B (fi) 2005-11-16 2009-07-31 Canatu Oy Hiilinanoputket, jotka on funktionalisoitu kovalenttisesti sidotuilla fullereeneilla, menetelmä ja laitteisto niiden tuottamiseksi ja niiden komposiitit
US20120105370A1 (en) 2005-12-12 2012-05-03 Nupix, LLC Electroded Sheet for a Multitude of Products
FR2895393B1 (fr) 2005-12-23 2008-03-07 Arkema Sa Procede de synthese de nanotubes de carbone
DE102006024550A1 (de) 2006-05-23 2007-11-29 Bayer Materialscience Ag Temperaturstabiler Katalysator für die Gasphasenoxidation
TW200801223A (en) 2006-06-01 2008-01-01 Ritek Corp Method of preparing single wall carbon nanotubes
US20080233402A1 (en) 2006-06-08 2008-09-25 Sid Richardson Carbon & Gasoline Co. Carbon black with attached carbon nanotubes and method of manufacture
CA2662522C (en) 2006-08-31 2016-01-05 Nano-C, Inc. Direct liquid-phase collection and processing of fullerenic materials
CN100450922C (zh) 2006-11-10 2009-01-14 清华大学 一种超长定向的碳纳米管丝/薄膜及其制备方法
WO2008064368A2 (en) 2006-11-24 2008-05-29 Honda Motor Co., Ltd. Injector for large amount of aerosol powder for synthesis of carbon nanotubes
FR2909989A1 (fr) 2006-12-18 2008-06-20 Arkema France Procede de preparation de nanotubes de carbone a partir d'une source de carbone integree au catalyseur
FR2914634B1 (fr) 2007-04-06 2011-08-05 Arkema France Procede de fabrication de nanotubes de carbone a partir de matieres premieres renouvelables
WO2008124167A1 (en) 2007-04-10 2008-10-16 The Regents Of The University Of California Charge storage devices containing carbon nanotube films as electrodes and charge collectors
JP5152743B2 (ja) 2007-06-06 2013-02-27 本城金属株式会社 リチウム二次電池用電極及びその製造方法
JP2009064714A (ja) 2007-09-07 2009-03-26 Toyota Motor Corp 電極体およびそれを用いたリチウム二次電池
DE102007044031A1 (de) 2007-09-14 2009-03-19 Bayer Materialscience Ag Kohlenstoffnanoröhrchenpulver, Kohlenstoffnanoröhrchen und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20090117026A1 (en) 2007-10-01 2009-05-07 Denso Corporation Method for manufacturing carbon nano-tube
TWI379316B (en) 2007-11-14 2012-12-11 Cheil Ind Inc Conductivity enhanced transparent conductive film and fabrication method thereof
CN201122624Y (zh) 2007-11-30 2008-09-24 比亚迪股份有限公司 一种电极引出结构及包含该电极引出结构的电池
DE102007062421A1 (de) 2007-12-20 2009-06-25 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur Herstellung von Stickstoff-dotierten Kohlenstoffnanoröhrchen
KR101601992B1 (ko) 2008-01-08 2016-03-09 시온 파워 코퍼레이션 다공성 전극 및 관련 방법
US8435676B2 (en) 2008-01-09 2013-05-07 Nanotek Instruments, Inc. Mixed nano-filament electrode materials for lithium ion batteries
EP2274788A4 (en) 2008-03-07 2012-01-25 Leyden Energy Inc ELECTROCHEMICAL BATTERIES WITH TABS
US9174847B2 (en) 2008-05-01 2015-11-03 Honda Motor Co., Ltd. Synthesis of high quality carbon single-walled nanotubes
US20110171398A1 (en) 2010-01-12 2011-07-14 Oladeji Isaiah O Apparatus and method for depositing alkali metals
US20130189565A1 (en) 2008-05-07 2013-07-25 Nanocomp Technologies, Inc. Batteries Having Nanostructured Composite Cathode
US20120315539A1 (en) 2008-05-07 2012-12-13 Nanocomp Technologies, Inc. Nanostructure composite batteries and methods of making same from nanostructure composite sheets
JP5864253B2 (ja) 2008-05-07 2016-02-17 ナノコンプ テクノロジーズ インコーポレイテッド ナノ構造複合材シートの形成方法
CN102046527A (zh) 2008-05-30 2011-05-04 三菱重工业株式会社 纳米碳材料制造装置及方法
WO2009155267A1 (en) 2008-06-20 2009-12-23 Mysticmd, Inc. Anode, cathode, grid and current collector material for reduced weight battery and process for production thereof
KR20110027715A (ko) 2008-06-30 2011-03-16 쇼와 덴코 가부시키가이샤 탄소 나노재료의 제조방법 및 탄소 나노재료의 제조 시스템
US20100000441A1 (en) 2008-07-01 2010-01-07 Jang Bor Z Nano graphene platelet-based conductive inks
US9099738B2 (en) 2008-11-03 2015-08-04 Basvah Llc Lithium secondary batteries with positive electrode compositions and their methods of manufacturing
US9406985B2 (en) 2009-01-13 2016-08-02 Nokia Technologies Oy High efficiency energy conversion and storage systems using carbon nanostructured materials
EP2213369B1 (en) 2009-01-15 2015-07-01 Carlo Vittorio Mazzocchia A process for the preparation of a catalyst, a catalyst obtained thereby, and its use in the production of nanotubes
US20100221606A1 (en) 2009-03-02 2010-09-02 Omkaram Nalamasu Energy storage device with porous electrode
JP2010212309A (ja) 2009-03-06 2010-09-24 Nippon Chemicon Corp 電極材料及びこの電極材料を含有する電極
EP2419553A4 (en) 2009-04-17 2014-03-12 Seerstone Llc PROCESS FOR PRODUCING SOLID CARBON BY REDUCING CARBON OXIDES
US20100285358A1 (en) 2009-05-07 2010-11-11 Amprius, Inc. Electrode Including Nanostructures for Rechargeable Cells
JP2010277925A (ja) 2009-05-29 2010-12-09 Sanyo Electric Co Ltd ペーパー電池及びその製造方法
US9825337B2 (en) 2009-06-17 2017-11-21 Sony Corporation Non-aqueous electrolyte battery including an amorphous material
JP5819819B2 (ja) 2009-07-06 2015-11-24 ゼプター コーポレイションＺｅｐｔｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ カーボンナノチューブ複合材料構造及びその製造方法
EP2284933A1 (de) 2009-07-22 2011-02-16 Bayer MaterialScience AG Verfahren zur Herstellung von dehnbaren Elektroden
DE102009038464A1 (de) 2009-08-21 2011-02-24 Bayer Materialscience Ag Kohlenstoffnanoröhrchen-Agglomerat
US9061909B2 (en) 2009-09-10 2015-06-23 The University Of Tokyo Method for simultaneously producing carbon nanotubes and hydrogen, and device for simultaneously producing carbon nanotubes and hydrogen
US20110070495A1 (en) 2009-09-23 2011-03-24 Alliance For Sustainable Energy, Llc Method of fabricating electrodes including high-capacity, binder-free anodes for lithium-ion batteries
US8246860B2 (en) 2009-10-23 2012-08-21 Tsinghua University Carbon nanotube composite, method for making the same, and electrochemical capacitor using the same
US20110111279A1 (en) 2009-11-09 2011-05-12 Florida State University Research Foundation Inc. Binder-free nanocomposite material and method of manufacture
EP2509143A4 (en) 2009-12-04 2015-09-02 Route Jj Co Ltd ACTIVE ANODE MATERIAL PRECURSOR AND ACTIVE MATERIAL FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY COMPRISING HOLLOW NANOFIBROUS CARBON AND PRODUCTION METHOD THEREOF
US8293204B2 (en) 2009-12-19 2012-10-23 Abbas Ali Khodadadi Carbon nanotubes continuous synthesis process using iron floating catalysts and MgO particles for CVD of methane in a fluidized bed reactor
US9167736B2 (en) 2010-01-15 2015-10-20 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
JP6148012B2 (ja) 2010-01-18 2017-06-14 エネヴェート・コーポレーション 電気化学的ストレージ用の複合材料
US8894963B2 (en) 2010-01-25 2014-11-25 The Texas A&M University System Dispersion and retrieval of de-bundled nanotubes
CA2789664A1 (en) 2010-03-02 2011-09-09 Applied Nanostructured Solutions, Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
WO2011137448A2 (en) 2010-04-30 2011-11-03 University Of Southern California Silicon-carbon nanostructured electrodes
WO2011146445A2 (en) 2010-05-17 2011-11-24 Arthur Boren Carbon nanotube augmented electrodes with silicon
KR101389207B1 (ko) 2010-05-19 2014-04-24 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 쌍극형 2차 전지
CA2808632A1 (en) 2010-09-01 2012-03-08 Dow Global Technologies Llc Method for applying discriminating layer onto porous ceramic filters via gas-borne prefabricated porous assemblies
KR101113976B1 (ko) 2010-10-27 2012-03-13 한국과학기술연구원 자기조립된 전극 활물질-탄소 나노튜브 복합체와 그 제조 방법 및 이를 포함하는 이차전지
US8568099B2 (en) 2010-12-17 2013-10-29 Vestas Wind Systems A/S Apparatus for harvesting energy from a gearbox to power an electrical device and related methods
US9001495B2 (en) 2011-02-23 2015-04-07 Fastcap Systems Corporation High power and high energy electrodes using carbon nanotubes
WO2012151297A1 (en) 2011-05-02 2012-11-08 Washington University Spray pyrolysis synthesis of mesoporous positive electrode materials for high energy lithium-ion batteries
EP2706864B1 (en) 2011-05-12 2018-02-21 Arcaqua (pty) Ltd Ozone-based disinfecting device and mixer therefor
ITPD20110153A1 (it) 2011-05-13 2012-11-14 Univ Padova Metodo di sintesi di nanotubi di carbonio funzionalizzati per cicloaddizione in flusso continuo ed apparato per lo stesso
WO2012159111A1 (en) 2011-05-19 2012-11-22 Northeastern University Carbon nanotube-based electrode and rechargeable battery
CN102790201B (zh) 2011-05-20 2016-11-23 清华大学 锂离子电池正极及锂离子电池
JP5519586B2 (ja) 2011-06-29 2014-06-11 株式会社日立製作所 リチウムイオン二次電池用電極及びその製造方法、並びにリチウムイオン二次電池及びその製造方法
US9136536B2 (en) 2011-08-12 2015-09-15 Yazaki Corporation Method of making cohesive carbon assembly and its applications
CN103109404A (zh) 2011-09-13 2013-05-15 株式会社日立制作所 锂离子二次电池用电极、其制造方法以及锂离子二次电池
FR2981206B1 (fr) 2011-10-06 2013-11-29 Inst Polytechnique Grenoble Procede de preparation d'electrodes flexibles auto-supportees.
KR20140079426A (ko) * 2011-10-07 2014-06-26 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. 활성 2 기능성 전해질을 함유한, 하이브리드 캐패시터-배터리 및 슈퍼캐패시터
CN103093857B (zh) 2011-10-28 2016-04-13 清华大学 电极线及应用该电极线的起搏器
CN103094526B (zh) 2011-10-28 2015-07-29 清华大学 锂离子电池正极的制备方法
US8758931B2 (en) 2011-12-02 2014-06-24 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Electrochemical cell package
US8974960B2 (en) 2011-12-22 2015-03-10 Board Of Regents, The University Of Texas System Binder-free sulfur—carbon nanotube composite cathodes for rechargeable lithium—sulfur batteries and methods of making the same
CN103187572B (zh) 2011-12-28 2016-01-20 清华大学 薄膜锂离子电池
CN103187575B (zh) 2011-12-28 2015-11-25 清华大学 薄膜锂离子电池的制备方法
JP5514230B2 (ja) 2012-01-04 2014-06-04 株式会社日立製作所 電池モジュール及びその製造方法
US8986872B2 (en) 2012-02-15 2015-03-24 GM Global Technology Operations LLC Battery design
CN102593436A (zh) 2012-02-27 2012-07-18 清华大学 一种锂离子电池用自支撑柔性碳纳米管纸复合电极材料
US20130224551A1 (en) 2012-02-29 2013-08-29 Nokia Corporation Apparatus and Associated Methods
FR2988225B1 (fr) 2012-03-13 2014-03-28 Hutchinson Anode pour cellule de batterie lithium-ion, son procede de fabrication et cette batterie l'incorporant.
US9692056B1 (en) 2012-04-13 2017-06-27 Amprius, Inc. Dual current collectors for battery electrodes
JP5591280B2 (ja) 2012-04-13 2014-09-17 トヨタ自動車株式会社 電池、組電池
TWI627130B (zh) 2012-04-18 2018-06-21 美商艾克頌美孚上游研究公司 由連續反應器流出物移出碳奈米管之方法
CN102674316B (zh) 2012-05-09 2014-05-07 清华大学 一种基于片层材料制备碳纳米管和石墨烯复合物的方法
DE102012207999A1 (de) 2012-05-14 2013-11-14 Robert Bosch Gmbh Hüllfolie für ein galvanisches Element, elektrochemischer Speicher, elektrochemisches Speichersystem, flexible Folie für eine Hülle eines galvanischen Elements und Verfahren zum Bestimmen einer Zustandsgröße eines elektrochemischen Speichers
GB2502305B (en) 2012-05-22 2015-07-29 Plastic Logic Ltd Electronic reading devices
CN104488115B (zh) 2012-05-31 2018-04-10 龙腾能源公司 用于制造锂离子电池的导电粒子薄膜的过程
WO2013187452A1 (ja) 2012-06-13 2013-12-19 株式会社三五 リチウム二次電池用負極及びその製造方法
US9528629B2 (en) 2012-06-27 2016-12-27 Fisher Controls International Llc Methods and apparatus to use vibration data to determine a condition of a process control device
CN103545556B (zh) 2012-07-13 2016-01-20 清华大学 薄膜锂离子电池的制备方法
KR20140011683A (ko) 2012-07-18 2014-01-29 삼성전자주식회사 탄소 나노튜브 복합 소재 및 그 제조 방법
CN103633292B (zh) 2012-08-22 2016-06-15 清华大学 锂离子电池负极
KR101759806B1 (ko) 2012-11-01 2017-07-19 블루 스파크 테크놀러지스, 인크. 체온 기록 패치
KR101336286B1 (ko) 2012-11-13 2013-12-03 재단법인대구경북과학기술원 탄소나노섬유 복합체의 제조방법 및 이를 통해 제조된 탄소나노섬유 복합체
CN102945947B (zh) 2012-12-04 2015-03-18 中国科学院上海硅酸盐研究所 柔性无粘结剂自支撑复合电极的制备方法
US20150349325A1 (en) 2012-12-20 2015-12-03 Zhongwei Chen Bi-functional electrode for metal-air batteries and method for producing same
DE102012224377A1 (de) 2012-12-27 2014-07-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen eines galvanischen Elements und galvanisches Element
WO2014111862A1 (en) 2013-01-17 2014-07-24 Saudi Basic Industries Coporation Carbon nano-tube production from carbon dioxide
JP5725054B2 (ja) 2013-02-08 2015-05-27 トヨタ自動車株式会社 複合活物質及びその製造方法
US10553853B2 (en) 2013-03-20 2020-02-04 Kansas State University Research Foundation Flexible composite electrode high-rate performance lithium-ion batteries
DE102013204872A1 (de) 2013-03-20 2014-09-25 Robert Bosch Gmbh Elektrode und Verfahren zum Herstellen derselben
CN103219467B (zh) 2013-03-27 2015-11-11 北京大学 起皱结构的柔性聚合物太阳能电池及其制备方法
CN103280846B (zh) 2013-03-27 2016-08-03 上海空间电源研究所 一种柔性光伏一体化电源系统
JP6098878B2 (ja) 2013-04-17 2017-03-22 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池
KR102111020B1 (ko) 2013-05-02 2020-05-15 삼성디스플레이 주식회사 증착 장치
CN103204492A (zh) 2013-05-03 2013-07-17 苏州汉纳材料科技有限公司 一种提高单壁碳纳米管产率的新方法
US20140370347A1 (en) 2013-06-14 2014-12-18 Samsung Sdi Co., Ltd. Flexible battery
FR3007582B1 (fr) 2013-06-24 2015-06-26 Inst Polytechnique Grenoble Procede d'impression ou de depot par atomisation pour la preparation d'une electrode flexible supportee et la fabrication d'une batterie lithium-ion
JP2016528678A (ja) 2013-07-03 2016-09-15 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー セパレータフリー型シリコン‐硫黄電池用カーボンナノチューブ‐グラフェンハイブリッド構造
US20160166837A1 (en) 2013-07-11 2016-06-16 Newpace Ltd. Battery and electronics integration in an implantable medical device
JP6169789B2 (ja) 2013-07-31 2017-07-26 エルジー・ケム・リミテッド 曲がった形状の電極積層体及びそれを含む電池パック
EP2835177A1 (en) 2013-08-06 2015-02-11 Bayer Technology Services GmbH Method for preparing Co-Mn on carbon catalysts and their use in carbon nanotube synthesis
US8940446B1 (en) 2013-08-06 2015-01-27 Quantumscape Corporation Solid state lithium-air based battery cell
KR102189784B1 (ko) 2013-08-30 2020-12-11 삼성전자주식회사 휘어지는 전자 장치
US20150087858A1 (en) 2013-09-25 2015-03-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Carbon nanotube suspensions and methods of making the same
US20150133569A1 (en) 2013-11-08 2015-05-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Carbon nanotube suspensions and methods of making the same
JP2015105208A (ja) 2013-11-29 2015-06-08 日本ゼオン株式会社 カーボンナノチューブ及びその分散液、並びに自立膜及び複合材料
KR102161290B1 (ko) 2013-12-03 2020-09-29 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102306495B1 (ko) 2013-12-04 2021-09-28 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 축전체 및 전자 기기
KR102152887B1 (ko) 2013-12-16 2020-09-07 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
CN105814803B (zh) 2013-12-27 2019-02-01 阿莫绿色技术有限公司 具有柔性电池的可佩戴设备
US9343722B2 (en) 2013-12-27 2016-05-17 Intel Corporation Battery pack having a spring to connect at least two battery cells
CN103715380B (zh) 2013-12-30 2017-05-17 深圳市格瑞普电池有限公司 一种柔性穿戴式锂电池
CN104752651A (zh) 2014-01-01 2015-07-01 许振宇 一种可以弯曲和折叠的电池结构
KR20150084242A (ko) 2014-01-13 2015-07-22 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지 및 그 제조방법
KR20150086730A (ko) 2014-01-20 2015-07-29 삼성전자주식회사 가요성 이차 전지
CN104810524B (zh) 2014-01-23 2018-04-03 清华大学 锂离子电池
KR20150096219A (ko) 2014-02-14 2015-08-24 서울대학교산학협력단 플렉서블 연료전지 및 그 제조방법
US20150233010A1 (en) 2014-02-14 2015-08-20 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Nanostructured electrodes and methods for the fabrication and use
KR101632109B1 (ko) 2014-02-24 2016-06-20 한국과학기술원 플렉서블 섬유 전지
US20150255828A1 (en) 2014-03-07 2015-09-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery
US9502734B1 (en) 2014-03-24 2016-11-22 Amazon Technologies, Inc. Flexible battery
CN204072059U (zh) 2014-03-24 2015-01-07 上海电机学院 一种智能型人体温湿度测量仪
KR101676641B1 (ko) 2014-03-31 2016-11-17 한국과학기술원 블록공중합체 나노템플레이트를 이용한 탄소섬유직물/탄소나노튜브 구조전지 전극의 제조 방법
KR101606898B1 (ko) 2014-04-03 2016-03-28 숭실대학교산학협력단 유연한 리튬 이차전지 및 제조방법
KR102211368B1 (ko) 2014-05-09 2021-02-03 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
US20150333302A1 (en) 2014-05-15 2015-11-19 Pebble Technology Corp. Flexible band or strap with integrated battery
JP6269310B2 (ja) 2014-05-15 2018-01-31 株式会社村田製作所 電池、および電子機器
KR101558775B1 (ko) 2014-05-26 2015-10-07 현대자동차주식회사 고체전해질의 농도 구배를 가지는 전고체 전극 제조방법
JP2016004786A (ja) 2014-06-12 2016-01-12 カウンシル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ Ｌｉイオン電池用のフレキシブルで自立したバインダフリーの高性能アノードとしてのカーボンナノチューブ‐金属ナノ複合体
CN107074534A (zh) 2014-06-30 2017-08-18 南加州大学 自支撑活性材料/碳纳米材料网络
KR102221804B1 (ko) 2014-07-02 2021-03-02 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
US10195668B2 (en) 2014-07-09 2019-02-05 Honda Motor Co., Ltd. Method for continuous and controllable production of single walled carbon nanotubes
US10122010B2 (en) 2014-07-11 2018-11-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery and electronic device including the same
KR102222113B1 (ko) 2014-07-14 2021-03-03 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102256294B1 (ko) 2014-07-14 2021-05-26 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102222118B1 (ko) 2014-07-14 2021-03-03 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102222112B1 (ko) 2014-07-16 2021-03-03 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102305509B1 (ko) 2014-07-22 2021-09-28 씨-나노 테크놀로지 리미티드 배터리용 전극 조성물
US9979225B2 (en) 2014-07-28 2018-05-22 Christophe & Albrecht, Inc. Energy generation system for wearable communication device
US9887644B2 (en) 2014-07-30 2018-02-06 Seoul National University R&Db Foundation Stretchable triboelectric generator, stretchable electricity storage device, and wearable electronic device
US20160040780A1 (en) 2014-08-05 2016-02-11 General Electric Company Piston assembly for a reciprocating engine
US20160049569A1 (en) 2014-08-13 2016-02-18 Barry E. Negrin Thermoelectric power source for personal electronics and wearable electronic devices having same
KR101548465B1 (ko) 2014-08-29 2015-08-28 김성준 스마트 워치용 배터리 장치
JP2016051614A (ja) 2014-08-29 2016-04-11 日東電工株式会社 リチウム金属二次電池
KR101666714B1 (ko) 2014-08-30 2016-10-14 주식회사 제낙스 플렉시블 이차 전지 및 그 제조 방법
US10090556B2 (en) 2014-09-04 2018-10-02 Amogreentech Co., Ltd. Flexible battery, manufacturing method therefor, and auxiliary battery comprising flexible battery
JP2016054113A (ja) 2014-09-04 2016-04-14 日本ゼオン株式会社 二次電池電極用複合体の製造方法、二次電池電極用複合体、二次電池用電極および二次電池
KR101680592B1 (ko) 2014-09-05 2016-11-29 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리 및 그 제조방법과 플렉서블 배터리를 포함하는 보조배터리
WO2016044749A1 (en) 2014-09-19 2016-03-24 Nanosynthesis Plus. Ltd. Methods and apparatuses for producing dispersed nanostructures
JP2016073196A (ja) 2014-09-26 2016-05-09 株式会社半導体エネルギー研究所 二次電池モジュールおよび給電システム
CN104392845B (zh) 2014-10-17 2017-03-29 复旦大学 一种可拉伸的线状超级电容器和锂离子电池制备方法
CN105576277B (zh) 2014-10-17 2018-12-21 清华大学 可充电电池
KR101650782B1 (ko) 2014-10-22 2016-08-26 인하대학교 산학협력단 리튬-공기전지 양극용 자립형 탄소메쉬 지지체
CN104362326B (zh) 2014-10-29 2017-08-29 华南师范大学 一种柔性电极材料的制备方法
KR101795541B1 (ko) 2014-11-17 2017-11-08 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 보조배터리
KR102394689B1 (ko) 2014-11-24 2022-05-06 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102314081B1 (ko) 2014-11-26 2021-10-15 삼성에스디아이 주식회사 탭을 갖는 이차 전지
DE102015200758A1 (de) 2015-01-20 2016-07-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kompositelektrode und diese umfassende Lithiumionenbatterie sowie Verfahren zur Herstellung der Kompositelektrode
JP6484800B2 (ja) 2015-02-24 2019-03-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フレキシブル電池
CN115956747A (zh) 2015-03-03 2023-04-14 阿莫绿色技术有限公司 内置有电池的便携式终端用外壳
KR102320437B1 (ko) 2015-03-03 2021-11-01 삼성에스디아이 주식회사 플렉서블 이차 전지
KR101765459B1 (ko) 2015-03-10 2017-08-07 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리가 내장된 지갑
KR101795544B1 (ko) 2015-03-10 2017-11-08 주식회사 아모그린텍 배터리가 내장된 가방
KR102350516B1 (ko) 2015-03-24 2022-01-12 주식회사 아모그린텍 팔찌형 보조배터리
KR101848417B1 (ko) 2015-04-27 2018-04-12 주식회사 아모그린텍 웨어러블 장치
KR102376184B1 (ko) 2015-04-30 2022-03-18 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리가 내장된 성형품 및 이의 제조방법
KR102348407B1 (ko) 2015-04-30 2022-01-10 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리가 내장된 다이어리
WO2016178117A1 (en) 2015-05-06 2016-11-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery and electronic device
CN107532306B (zh) 2015-05-07 2021-03-02 佛斯范有限公司 涂布超细磷酸盐转化晶体涂层的方法
KR20160146304A (ko) 2015-06-12 2016-12-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN107925016B (zh) 2015-06-16 2021-03-16 株式会社半导体能源研究所 蓄电装置及电子设备
US10686167B2 (en) 2015-07-31 2020-06-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power storage device, battery management unit, and electronic device
KR102415749B1 (ko) 2015-08-05 2022-07-01 삼성에스디아이 주식회사 플렉시블 전지
WO2017052248A1 (ko) 2015-09-24 2017-03-30 코오롱인더스트리 주식회사 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법, 그리고 이를 포함하는 연료 전지 시스템
KR102422935B1 (ko) 2015-09-24 2022-07-20 주식회사 아모그린텍 헬멧
PL3355392T3 (pl) 2015-09-25 2020-05-18 Lg Chem, Ltd. Ciekła dyspersja z nanorurek węglowych i sposób jej wytwarzania
KR102688308B1 (ko) * 2015-11-12 2024-07-25 주식회사 동진쎄미켐 고성능 전극
CN106024969A (zh) 2015-11-27 2016-10-12 上海空间电源研究所 柔性衬底硅基薄膜太阳能电池周边激光绝缘制备方法
KR20170063241A (ko) 2015-11-30 2017-06-08 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102555973B1 (ko) 2015-11-30 2023-07-13 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102593581B1 (ko) 2015-11-30 2023-10-23 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR101703516B1 (ko) 2015-12-29 2017-02-07 국방과학연구소 탄소 섬유 직물/탄소 나노 튜브 전극의 제조 방법
CN205375473U (zh) 2015-12-30 2016-07-06 苏州博众精工科技有限公司 一种基于led点阵的电子名片
CN105513823B (zh) 2016-01-08 2018-08-31 华中科技大学 一种基于碳纳米管自支撑复合膜的制备方法
WO2017120391A1 (en) 2016-01-08 2017-07-13 The Texas A&M University System Large energy density batteries and methods of manufacture
CN108463193B (zh) 2016-01-12 2020-10-30 阿莫绿色技术有限公司 可佩戴设备
JP2017130274A (ja) 2016-01-18 2017-07-27 東ソー株式会社 リチウム二次電池用負極材およびその製造方法、リチウム二次電池
US20170214052A1 (en) 2016-01-25 2017-07-27 Ford Cheer International Limited Electrode having nanocrystal assembled active clusters embodied in conductive network structures, and battery having same, and fabrication method of same
WO2017131451A1 (ko) 2016-01-26 2017-08-03 주식회사 아모그린텍 무인 비행 장치
JP6978207B2 (ja) 2016-02-12 2021-12-08 三洋化成工業株式会社 リチウムイオン電池
CN205697720U (zh) 2016-02-18 2016-11-23 武汉伟龙思博特工程信息技术有限公司 一种穿戴式体温监测内衣
JP2017162637A (ja) 2016-03-09 2017-09-14 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フレキシブル電池
US10680242B2 (en) 2016-05-18 2020-06-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing positive electrode active material, and lithium ion battery
KR102245618B1 (ko) 2016-07-20 2021-04-27 삼성에스디아이 주식회사 가요성 이차 전지
KR102582688B1 (ko) 2016-08-09 2023-09-26 삼성전자주식회사 압력 센서를 구비한 전자 장치
KR101729702B1 (ko) 2016-08-10 2017-04-24 한국기계연구원 입체 배열구조를 갖는 신축성 에너지 저장소자 및 신축성 전자 디바이스
CN106129536B (zh) 2016-08-12 2019-07-05 复旦大学 一种可拉伸锂空气电池及其制备方法
CN106299237B (zh) * 2016-09-27 2019-06-28 武汉艾特米克超能新材料科技有限公司 自支撑极片及其制备方法、电池及其电芯
US20180115026A1 (en) 2016-10-25 2018-04-26 Arubixs, Inc. Flexible impregnated battery array
CN106602012B (zh) 2016-12-13 2020-05-26 上海交通大学 一种柔性薄膜电极及其制备方法和应用
KR101926626B1 (ko) 2016-12-16 2018-12-11 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리가 내장된 무선 헤드폰
US20180240609A1 (en) 2017-02-17 2018-08-23 Aict High performance nano/micro composite fiber capable of storing electrical energy and method for fabricating thereof
US20180241081A1 (en) 2017-02-21 2018-08-23 National Synchrotron Radiation Research Center Electrolyte, flexible electrode and flexible electronic device
WO2018194415A1 (ko) 2017-04-20 2018-10-25 주식회사 아모그린텍 배터리 및 이를 포함하는 모바일 전자기기
CN110537394B (zh) 2017-04-21 2023-01-31 阿莫绿色技术有限公司 印刷电路纳米纤维网制造方法及印刷电路纳米纤维网
CN108735969B (zh) 2017-04-24 2020-09-29 清华大学 锂离子电池负极及柔性锂离子电池
CN107086306A (zh) 2017-05-08 2017-08-22 厦门大学 一种采用石墨烯薄膜作为负极的微型薄膜锂电池
JP6652111B2 (ja) 2017-07-18 2020-02-19 トヨタ自動車株式会社 太陽電池の製造方法
US10658651B2 (en) 2017-07-31 2020-05-19 Honda Motor Co., Ltd. Self standing electrodes and methods for making thereof
KR102364159B1 (ko) 2017-08-01 2022-02-18 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 탭 절단 장치를 포함하는 파우치형 이차전지
CN107611340B (zh) 2017-08-23 2020-06-12 柔电（武汉）科技有限公司 柔性全固态电池及其制备方法
US11201318B2 (en) 2017-09-15 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for battery tab attachment to a self-standing electrode
US20200264663A1 (en) 2017-09-15 2020-08-20 University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education An all-in-one integrated, inter-convertible fold-able cell phone, tablet and personal computer
WO2019071019A1 (en) 2017-10-04 2019-04-11 Align Technology, Inc. INTRAORAL APPARATUS FOR SAMPLING MOUTH TISSUE
KR102508466B1 (ko) 2017-10-11 2023-03-08 한양대학교 산학협력단 은-아연 전지 및 그 제조 방법
DE102017123752B3 (de) 2017-10-12 2019-03-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug-Karosseriebauteil
JP2019075306A (ja) 2017-10-17 2019-05-16 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の充電装置、及び、リチウムイオン二次電池の充放電方法
US10475267B2 (en) 2017-10-24 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Vehicle finder card with a thin film battery
US10446840B2 (en) 2017-11-07 2019-10-15 City University Of Hong Kong Rechargeable zinc-ion batteries having flexible shape memory
US10957939B2 (en) 2017-11-07 2021-03-23 City University Of Hong Kong Rechargeable polyacrylamide based polymer electrolyte zinc-ion batteries
US20190237748A1 (en) 2017-11-22 2019-08-01 Maxwell Technologies, Inc. Compositions and methods for energy storage devices having improved performance
US20190393486A1 (en) 2018-06-21 2019-12-26 Nanotek Instruments, Inc. Method of improving anode stability in a lithium metal secondary battery
CN108878717A (zh) 2018-06-29 2018-11-23 歌尔科技有限公司 可穿戴设备及其绑带式电池
CN110660964B (zh) 2018-06-29 2021-06-25 清华大学 可拉伸复合电极以及可拉伸锂离子电池
CN208690415U (zh) 2018-07-24 2019-04-02 安普瑞斯（无锡）有限公司 一种柔性锂离子电池
CN109088071B (zh) 2018-08-17 2020-07-28 深圳新源柔性科技有限公司 一种复合层及其应用
EP3654413A1 (en) 2018-11-14 2020-05-20 Université de Liège Silicon-carbon composite anode material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012512956A (ja) * 2008-12-08 2012-06-07 チソル，エル・エル・シー 多成分ナノ粒子材料、プロセス及びその装置
CN103715394A (zh) * 2013-12-17 2014-04-09 江西理工大学 一种锂离子电池正极及其制备方法
JP2016031922A (ja) * 2014-07-30 2016-03-07 本田技研工業株式会社 電池用電極兼集電体およびそれを備えた電池

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