RU2242825C1 - Li/SO2 АККУМУЛЯТОР - Google Patents
Li/SO2 АККУМУЛЯТОР Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242825C1 RU2242825C1 RU2003115386/09A RU2003115386A RU2242825C1 RU 2242825 C1 RU2242825 C1 RU 2242825C1 RU 2003115386/09 A RU2003115386/09 A RU 2003115386/09A RU 2003115386 A RU2003115386 A RU 2003115386A RU 2242825 C1 RU2242825 C1 RU 2242825C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separation layer
- lithium
- separator
- graphite
- battery
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении Li/SO2 аккумулятора. Техническим результатом изобретения является повышение взрывобезопасности Li/SO2 аккумулятора, увеличения его ресурса, и подавления процесса дендритообразования на поверхности литиевого электрода. Согласно изобретению на поверхность сепаратора, обращенную к аноду, наносят разделительный слой толщиной 40-60 мкм, который состоит из 90-95 мас.% графита и коллоидного раствора фторопласта - 5-10 мас.%, по сухому остатку. 1 табл.
Description
Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при изготовлении Li/SО2 аккумулятора.
Известно изобретение (Литиевый аккумулятор. Getter electrode and improved electrochemical cell containing the same: Пат. 5006428 США, МКИ5 Н 01 М 2/16/Gocbel Franz. Hossain Sohrab; Yardney Technical Product, Inc. - №442033; Заявл. 23.11.89; Опубл. 9.4.91; НКИ 429/101) для предотвращения повреждения аккумулятора с литиевым анодом, из-за роста дендритов при заряде и перезаряде (0,9 М LiAlCL4 в тионилхлориде) предлагается использовать геттерный электрод, помещаемый между катодом и анодом и изолированный от этих электродов стекловойлочными сепараторами. Геттерный электрод выполнен из стекловойлочной бумаги с тонким слоем смеси угля с графитом и работает как катод с относительно низкой плотностью тока. Достигающие геттерный электрод дендриты растворяются, срок службы литиевого аккумулятора существенно увеличивается и сохраняется его емкость.
Однако исследования показали, что использование, описанного в заявке, геттерного электрода в литиевых аккумуляторах, приводит к их существенному саморазряду и потере аккумуляторами емкости.
Известен литиевый аккумулятор (прототип), в котором поверхность анода обработана электронно-проводящим дисперсным углеродистым покрытием, которое не только способствует образованию стабильно пассивирующего слоя и подавляет возникновение дендритов, но и снижает межфазное сопротивление, поддерживая его на этом уровне в течение всего срока службы аккумулятора. (Дисперсная поверхность электрода в литиевом аккумуляторе. Particulate interface for electrolytic cells and electrolytic process: Пат. 5503946, МКИ Н 04 М 4/62/ Fauteux Denis G., Shi Jic, Gary Richard; Arthur D. Little, Inc. №314878; Заявл. 29.09.1994; Опубл. 2.04.1996; НКИ 429/50).
Однако использование описанного в патенте анода с таким покрытием не приводит к образованию стабильно пассивирующего слоя и не подавляет процесс образования дендритов в той степени, которая бы удовлетворяла требованиям, предъявляемым к литиевым аккумуляторам. Проведенные исследования показали, что покрытие того состава, который приводится в патенте, отличается недолговечностью. Происходило отслаивание углеродного покрытия от поверхности литиевого электрода, а дендриты, образовавшиеся на открывшейся поверхности лития, окончательно разрушили нанесенный слой углеродного материала. Дендриты разрушали сепаратор, происходило короткое замыкание, и макеты аккумуляторов разрушались взрывом.
Перед авторами стояла задача повышения взрывобезопасности Li/SО2 аккумулятора, увеличения его ресурса, путем образования стабильного пассивирующего слоя и подавления процесса дендритообразования на поверхности литиевого электрода.
Эта задача решена тем, что, на поверхность сепаратора, обращенную к аноду, нанесен разделительный слой толщиной 40-60 мкм, состоящий из графита 90-95 мас.% и коллоидного раствора фторопласта 5-10 мас.%, по сухому остатку.
Сущность изобретения заключается в том, что дендриты, образующиеся на поверхности литиевого электрода, оказываются накоротко замкнутыми на разделительный слой, который нанесен на поверхность сепаратора, обращенную к литиевому электроду. В результате этого взаимодействия на поверхности литиевого электрода образуется стабильный пассивирующий слой, который препятствует процессу дендритообразования. Введенное в состав разделительного слоя связующее (коллоидный раствор фторопласта) прочно удерживает его на поверхности сепаратора и придает ему хорошие пластичные свойства. Толщина 40-60 мкм обусловлена прочностными характеристиками разделительного слоя. При толщине менее 40 мкм, разделительный слой не обладает требуемыми прочностными характеристиками и не выполняет свои функции на весь период работы аккумулятора. Толщина разделительного слоя более 60 мкм нецелесообразна, т.к. это приводит к утолщению блока электродов и не дает положительного эффекта более того, который был получен при толщине разделительного слоя в 60 мкм. При воздействии на разделительный слой дендритов в начальный момент циклирования и увеличения-уменьшения толщины блока электродов (эффект “дыхания”) при последующем циклировании никак не сказываются на разделительном слое, он не трескается и не отслаивается с поверхности сепаратора и выполняет свои функции в течение всего срока службы аккумулятора.
Сущность предлагаемого изобретения подтверждается следующими примерами.
Для изготовления разделительного слоя использовали коллоидный графит марки С-1 и коллоидный раствор фторопласта (водно-спиртовая фторопластовая суспензия) марки Ф4-Д, сепаратор марки БСХИТ. Приготовили раствор графита в водно-спиртовой фторопластовой суспензии в соотношении: графита 90-95 мас.%, и водно-спиртовой фторопластовой суспензии - 5-10 мас.% по сухому остатку. Раствор наносили методом пульверизации на поверхность не отожженного сепаратора до образования слоя толщиной 40-60 мкм. Сепараторы высушивались при температуре 100±5° С, в течение 1 часа, и отжигались при температуре 280-300° С в течение 5-10 минут.
Пример
Для испытаний было собрано 4 серии лабораторных образцов аккумуляторов типоразмера R6 (по 3 штуки в каждой серии) с литиевым и сажевым электродами, двухслойным сепаратором БСХИТ и электролитом Li-AlCl4· nSO2 (n равно от 3 до 9).
Испытания проводили на автоматическом зарядно-разрядном стенде. Плотность тока заряда и разряда 1 мА/см2.
Результаты испытаний макетов аккумуляторов в зависимости от количества графита и толщины разделительного слоя представлены в таблице.
Проведенные испытания показали, что предлагаемый состав и толщина разделительного слоя позволяют обеспечить взрывобезопасность и существенно увеличить ресурс аккумуляторов.
Приведенные примеры состава и толщины разделительного слоя в соответствии с признаками, изложенными в формуле изобретения, а также испытания аккумуляторов, собранных с использованием сепарации с нанесенным на нее разделительным слоем, подтверждают возможность практической реализации заявляемого изобретения с достижением указанного технического результата. На основании изложенного можно сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию “промышленная применимость”.
Таким образом, проведенный анализ уровня техники дает нам право утверждать, что заявляемая нами совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна, что отвечает одному из критериев - “новизна”.
Изучение технических решений с целью выявления существенных признаков нашего изобретения, совпадающих с признаками прототипа, показало, что заявленное нами изобретение не следует явно для специалиста в данной области из известного уровня техники. Считаем, что предлагаемое решение соответствует критерию “изобретательский уровень”.
На основании вышеизложенного считаем, что предлагаемое нами техническое решение может быть признано изобретением и защищено патентом Российской Федерации.
Claims (1)
- Li/SO2 аккумулятор, включающий анод, сепаратор, катод, электролит и разделительный слой из углеродного материала, отличающийся тем, что разделительный слой толщиной 40-60 мкм нанесен на поверхность сепаратора, обращенную к аноду, и состоит из графита - 90-95 мас.% и коллоидного раствора фторопласта 5-10 мас.% по сухому остатку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003115386/09A RU2242825C1 (ru) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | Li/SO2 АККУМУЛЯТОР |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003115386/09A RU2242825C1 (ru) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | Li/SO2 АККУМУЛЯТОР |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003115386A RU2003115386A (ru) | 2004-12-10 |
RU2242825C1 true RU2242825C1 (ru) | 2004-12-20 |
Family
ID=34388117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003115386/09A RU2242825C1 (ru) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | Li/SO2 АККУМУЛЯТОР |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242825C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460177C2 (ru) * | 2007-03-07 | 2012-08-27 | Эл Джи Кем, Лтд. | Органический/неорганический композитный сепаратор и электрохимическое устройство, его содержащее |
-
2003
- 2003-05-23 RU RU2003115386/09A patent/RU2242825C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2460177C2 (ru) * | 2007-03-07 | 2012-08-27 | Эл Джи Кем, Лтд. | Органический/неорганический композитный сепаратор и электрохимическое устройство, его содержащее |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bieker et al. | Electrochemical in situ investigations of SEI and dendrite formation on the lithium metal anode | |
KR101771122B1 (ko) | 실리콘 혹은 실리콘산화물을 포함하는 전극의 전―리튬화 방법, 장치, 이에 의하여 제조된 전극 및 이를 포함하는 리튬이차전지 | |
US9263745B2 (en) | Rechargeable electrochemical battery cell | |
US4654281A (en) | Composite cathodic electrode | |
EP0256205B1 (en) | Carbon electrode | |
Zhang et al. | A simple approach for superior performance of lithium/sulphur batteries modified with a gel polymer electrolyte | |
EP3098881A1 (en) | Negative electrode substance for nonaqueous electrolyte secondary battery, negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2000182623A (ja) | 電解銅箔、二次電池の集電体用銅箔及び二次電池 | |
TW200830615A (en) | Forming solid electrolyte interface layer on lithium-ion polymer battery electrode | |
JPS601758A (ja) | 鉛蓄電池とその製造用の陽極ペ−スト | |
US5945236A (en) | Lead-acid battery electrolyte fluid solution additive | |
JP2015524603A (ja) | 有機−無機ハイブリッド固体電解質を有するリチウムイオン電池 | |
CN104704663B (zh) | 二次电池用导电材料及包含该导电材料的锂二次电池用电极 | |
US4461815A (en) | Ca Electrochemical cell | |
RU2242825C1 (ru) | Li/SO2 АККУМУЛЯТОР | |
US20200083537A1 (en) | Cell design to prevent over-discharge in li-ion batteries | |
Schumacher et al. | Some Physical and Metallurgical Properties of Lead‐Calcium Alloys for Storage Cell Grids and Plates | |
JPS5894770A (ja) | 無漏液密閉形鉛蓄電池 | |
RU2218634C2 (ru) | Литиевый аккумулятор | |
Wang et al. | Lead-coated glass fibre mesh grids for lead–acid batteries | |
RU2248071C2 (ru) | СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 АККУМУЛЯТОРА | |
JP4151825B2 (ja) | Li二次電池用負極集電体 | |
RU2222075C1 (ru) | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРА ЭЛЕКТРОЛИТА ДЛЯ Li/SO2 АККУМУЛЯТОРА | |
KR20230019726A (ko) | 알루미늄 산화물과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
JPS6048867B2 (ja) | 鉛蓄電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060524 |