SA520420101B1 - موصل أيوني صلب لخلايا البطارية الكهروكيميائية القابلة لإعادة الشحن - Google Patents
موصل أيوني صلب لخلايا البطارية الكهروكيميائية القابلة لإعادة الشحن Download PDFInfo
- Publication number
- SA520420101B1 SA520420101B1 SA520420101A SA520420101A SA520420101B1 SA 520420101 B1 SA520420101 B1 SA 520420101B1 SA 520420101 A SA520420101 A SA 520420101A SA 520420101 A SA520420101 A SA 520420101A SA 520420101 B1 SA520420101 B1 SA 520420101B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- ionic conductor
- solid ionic
- battery cell
- aqueous
- lithium
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 128
- 239000010416 ion conductor Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 6
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 163
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims description 31
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 28
- GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N lithium sulfide Chemical compound [Li+].[Li+].[S-2] GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 20
- -1 halogen sulfur dioxide Chemical class 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 229910001537 lithium tetrachloroaluminate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- MPDOUGUGIVBSGZ-UHFFFAOYSA-N n-(cyclobutylmethyl)-3-(trifluoromethyl)aniline Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(NCC2CCC2)=C1 MPDOUGUGIVBSGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012705 liquid precursor Substances 0.000 claims 2
- 241000270299 Boa Species 0.000 claims 1
- 241000511343 Chondrostoma nasus Species 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 150000003278 haem Chemical class 0.000 claims 1
- 235000015250 liver sausages Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical group [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 73
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 32
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 27
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 22
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 7
- YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N lithium aluminate Chemical compound [Li+].[O-][Al]=O YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- FHWIZNVFXYZMMN-UHFFFAOYSA-L [Li+].[Li+].[O-]S(=O)(=O)S([O-])(=O)=O Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]S(=O)(=O)S([O-])(=O)=O FHWIZNVFXYZMMN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001936 parietal effect Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001216 Li2S Inorganic materials 0.000 description 3
- XRZCZQUCDBWELQ-UHFFFAOYSA-L [Li+].[Li+].[O-]S(=O)S([O-])=O Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]S(=O)S([O-])=O XRZCZQUCDBWELQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical compound S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- PEVRKKOYEFPFMN-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,3,3,3-hexafluoroprop-1-ene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F.FC(F)=C(F)C(F)(F)F PEVRKKOYEFPFMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000532784 Thelia <leafhopper> Species 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004081 cilia Anatomy 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021450 lithium metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N lithium titanium Chemical compound [Li].[Ti] SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- YBBRCQOCSYXUOC-UHFFFAOYSA-N sulfuryl dichloride Chemical compound ClS(Cl)(=O)=O YBBRCQOCSYXUOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B19/00—Selenium; Tellurium; Compounds thereof
- C01B19/002—Compounds containing, besides selenium or tellurium, more than one other element, with -O- and -OH not being considered as anions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/68—Aluminium compounds containing sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
- C01F7/786—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen containing, besides aluminium, only anions, e.g. Al[OH]xCly[SO4]z
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G15/00—Compounds of gallium, indium or thallium
- C01G15/006—Compounds containing, besides gallium, indium, or thallium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0562—Solid materials
-
- 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
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
يتعلق الاختراع بموصل أيوني صلب solid ionic conductor لخلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن لها الصيغة المتكافئة K(ASXX‘)p q SO2، حيث K يمثل كاتيون من مجموعة الفلزات القلوية مع p = 1، الفلزات القلوية الترابية مع p = 2 أو مجموعة الزنك zinc مع p = 2، A يمثل عنصر من المجموعة الرئيسية الثالثة، S يمثل الكبريت sulfur، أو السيلينيوم selenium، أو التيلوريوم tellurium، X وX‘ يمثلان هالوجين halogen، حيث تكون القيمة العددية q أكبر من صفر وأقل من أو تساوي 100.
Description
موصل أيونى صلب لخلايا البطارية الكهروكيميائية القابلة sale الشحن Solid lonic conductor for Rechargeable Electrochemical Battery Cells الوصف الكامل خلفية الاختراع يتعلق الاختراع بموصل أيوني صلب لخلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن مع إلكترود ange وسالب»؛ وبالبطارية المتشكلة من خلية بطارية واحدة على الأقل. في الأدبيات؛ تسمى الموصلات الأيونية الصلبة أيضًا بالمنحلات بالكهرياء الصلبة.
cil jad) 5 القابلة sale الشحن لها أهمية كبيرة فى العديد من المجالات التقنية. We ما تستخدم لتطبيقات الهاتف المحمول؛ مثل الهواتف الخلوية والحواسيب المحمولة والمركبات الكهريائية.
بالإضافة إلى cally هناك dala كبيرة للبطاريات للتطبيقات الثابتة؛ Jie تثبيت الشبكة والتخزين المؤقت للشبكة؛ وإمداد الطاقة اللامركزية. 10 هناك حاجة كبيرة للبطاريات القابلة sale الشحن المحسنة التى تلبى المتطلبات التالية على dag الخصوص : - الأمان من خلال عدم القابلية للاشتعال؛ - طول العمر ¢ أي ؛ مدى عمري تقويمي طويل 3 - مدى عمري طويل الدورة؛ أي؛ عدد كبير 13a من دورات الشحن والتفريغ الصالحة للاستخدام» حتى مع التيارات العالية القابلة للاسترجاع؛ «gf عند كثافة قدرة عالية؛ - كفاءة عالية في استهلاك الطاقة طوال المدى العمري؛ - بيانات أداء كهربائي جيدة جدّاء خاصة الطاقة النوعية العالية (واط في الساعة/ كجم)؛ أو
- كثافة طاقة عالية (واط في الساعة/ لتر) بكثافة طاقة عالية متزامنة (واط/ لتر)؛ - أقل ضغط داخلي ممكن في الخلية في درجة حرارة الغرفة حتى يمكن تشغيلها حتى في درجات الحرارة المرتفعة؛ - أدنى مقاومة داخلية dies حتى فى درجات الحرارة المنخفضة؛ من أجل ضمان كثافة قدرة عالية؛ - أقل تكاليف إنتاج ممكنة؛ أي الاستخدام المفضل لمواد فعالة من حيث التكلفة ومتاحة بسهولة؛ و - تكلفة منخفضة لكل كيلوواط ساعة يتم استرجاعه من البطارية. الوصف العام للاختراع تعرف البطاريات القابلة لإعادة الشحن؛ All تحتوي على منحلات بالكهرياء سائلة تحتوي على ثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide خاصة لتحقيق عدم القابلية للاشتعال؛ من الطلب الدولي رقم: 00/79631. يتم وصف هذه البطاريات Lal من بين أشياء أخرى؛ في الطلب الدولي رقم: 2015/067795 والطلب الدولي رقم: 2005031908؛ حيث يتم اقتراح أكسيد كويالت ليثيوم lithium cobalt oxide أو فوسفات حديد ليثيوم lithium iron phosphate Jada BES 1 5 على dag الخصوصض»؛ يتم استخدام مذيب سائل (LIAICI4 xX Nn S02) متشكل من el, كلورو ألومينات الليثيوم lg (LIAICI4) lithium tetrachloroaluminate أكسيد الكبررت (502) كالمنحل بالكهرياء» حيث؛ بالنسبة لرقم الذويان عند =n 1.5؛ يكون ضغط البخار 502 أقل من 0.1 بار وعند 0 <= 4.5؛ يقع فوق 2 بار. في هذه الصيغة والصيغ المتكافئة lll ترمز العلامة X إلى الضرب. رقم الذويان ١ هو عنصر من الأعداد الحقيقية 0 الموجبة. يمكن إنتاج مثل هذه المتحلات بالكهرياء المحتوية على 502 بطريقة تقليدية من كلوريد الليثيوم clithium chloride كلوريد الألومنيوم caluminum chloride ثانى أكسيد الكبريت. تهدف طرق الإنتاج ذات الصلة على dng الخصوص إلى Cilia المنحل بالكهرباء السائل الناتج؛ أي أن المنحل بالكهرباء الناتج يفترض أن يحتوي على أقل قدر ممكن من الماء بأي شكل؛ منه الماء المحول كيميائياً. يتطلب ذلك عمليات معقدة بشكل خاص لتجفيف المواد الداخلة في الإنتاج؛
وخاصة كلوريد الليثيوم الماص للرطوبة بشكل عالي أو خلائط أو السوائل المنصهرة من كلوريد الليثيوم وكلوريد الألومنيوم. فى الأدبيات؛ (doctoral thesis Koslowski, Bernd-F.: 'Radiographical and vibrational spectroscopic tests on solvates of the type MAICI4/SO2 [MAICI-SO] (M= 5 Li, Na) and their interactions with aromatics,” (Hannover, Univ., school for mathematics and natural science, diss., 1980), يتم وصف المواد المنحلة السائلة n S02, LIAICI4 J والتي؛ عند عدد محدد وفي درجة حرارة محددة؛ تشكل بلورات على شكل مواد منحلة صلبة وبالتالى تترسب من المحلول. أحد الأمثلة على 0 ذلك هو 502 3.0 x 014 اهناء والذي يمكن أن يتبلور أو ينصهر مرة أخرى عند حوالي 9مثوية. ومع ذلك؛ مع هذه المواد المنحلة الصلبة من الليثيوم oly كلورو ألومينات مع ثاني أكسيد الكبريت؛ لا يمكن اكتشاف أي موصلية أيونية عمليًا. في منحل بالكهرياء سائل يحتوي على 502 من رباعي كلورو ألومينات الليثيوم وثاني أكسيد الكبريت؛ ثقاس جهود الإلكترود ضد الليثيوم الفلزي (مقابل +أ1/نا)؛ الذي ينغمس في المنحل بالكهرياء السائل. كما تم وصفه في الطلب الدولي رقم: 2017/178543 (أ1)؛ مع خلايا البطارية هذه التى تحتوي على منحل بالكهرياء سائل يحتوي على 2 ,) يحدث اختزال لثانى أكسيد الكبررت إلى ثنائي ثيونيت الليثيوم lithium dithionite عند جهود أقل من أو يساوي 3 فولط مقابل LifLi+ على سطح إلكترود سالب؛ على سبيل المثال» على سطح الجرافيت graphite تكون 0 طبقة الغطاء هذه المصنوعة من ثنائي ثيونيت الليثيوم مستقرة حتى ترسيب الليثيوم. ومع ذلك؛ إذا تم تحويل ثنائي ثيونيت الليثيوم لهذه الطبقة (ila فسوف يتشكل فورًا مرة أخرى على سطح الإلكترود السالب؛ بسبب اختزال ثانى أكسيد الكبربت؛ طالما أن جهد الإلكترود السالب أقل من 0 فولط تقريبًا مقابل +نا/نا.
Tan تفاعل ثنائي ثيونيت الليثيوم هذاء المعروف باسم تفاعل التفريغ الذاتي؛ بالتفكك الذاتي لأنيون الملح الموصل المذاب؛ ثم يؤدي إلى استهلاك أيونات الليثيوم وكميات الشحن وثاني أكسيد الكبربت والمعالجات برباعي كلورو ألومينات. من أجل ضمان وجود aie بالكهرياء سائل GIS في خلية البطارية على مدار المدى العمري لخلية البطارية التقليدية هذه؛ يتم ملء هذه البطارية النتقليدية في البداية بكمية كبيرة مناسبة من المنحل بالكهرياء السائل. تفاعل التفريغ الذاتي الموصوف أعلاه له تأثير على البطاريات التي تم ملؤها ب LIAICI4 x n 2 كالمنحل بالكهرياء السائل معرضة لفقدان سعة عالية جدَّا بدءًا من دورة الشحن الأولى. في Jie هذه البطاريات التقليدية؛ Bole ما يتم إدخال كتلة موجبة أكثر نشاطًا من الكتلة السالبة النشطة؛ Bale ضعف الكمية؛ أثناء الإنتاج بسبب التفاعل المذكور والاستهلاك المرتبط 0 بأيونات الليثيوم أو كمية الشحن. يعني تفاعل التفريغ الذاتي أن سعة مثل هذه البطارية التقليدية قد انخفضت إلى النصف تقريبًا في الدورات القليلة الأولى. لهذا السبب؛ Le Ge يتم تدوير البطاريات من هذا النوع» أي يتم شحنها وتفريغها؛ قبل طرحها في السوق؛ بحيث لا يكون للبطاريات التي تم تدويرها مسبقًا انخفاض كبير في السعة. غالبًا ما يتم تعريف السعة المتبقية لهذه البطاريات التي تم تدويرها مسبقًا على أنها 7100 أو سعة اسمية. في دورات الشحن والتفريغ الإضافية؛ تنخفض 5 السعة بعد ذلك لأكثر من 50,000 دورة إلى dad حدية Tia ais 730 من السعة الاسمية. بدءًا من الشحن الأول؛ تزداد المقاومة الداخلية للبطارية بشكل طفيف فقط أثناء التدوير بأكمله. Gg لمعرفة المخترع؛ يحدث التفاعل الجّسيم الإجمالي التالي مع انخفاض السعة: Li+ + 6 8- + 1 502 + 2 Li+ + 2 AlICI4- => Li+ +AISCI2—- + 6 LIAIO2 + 6 LiCl (معادلة (I 20 بمرور الوقت؛ يُحدَّد التوازن بين ترسيب ألومينات الليثيوم (LIAIO2) وأوكسو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم ((LIAIOCI2) lithium oxodichloroaluminate والذي تم تشكيله في البداية وتذويبه في المنحل بالكهرياء» ورباعي كلورو ألومينات الليثيوم (LIAICI) المذاب في المنحل بالكهرياء؛ في:
2 Li+ + 2 AIOCI2- جه LIAIO2 + Li+ + AICI4-
(Il (معادلة
من حساب الانخفاض في سعة البطاريات المدورة الموصوف أعلاه؛ يتبع ذلك أن التفاعل يستمر حتى يتم تحويل جميع أيونات رباعي كلورو ألومينات (-81614). وفقًا ل (المعادلة !!)؛ لم
يعد أوكسو ثنائي كلورو ألومينات القابل للذويان بشكل معتدل موجود بعد استهلاك أيونات رباعي
كلورو ألومينات؛ بدلاً من ذلك؛ تم تحويله بالكامل إلى ألومينات الليثيوم غير القابلة للذوبان.
من أجل الحفاظ على الانخفاض في القدرة بسبب تحويل جميع أيونات ely كلورو ألومينات صغير (lad يتم سكب منحل بالكهرياء سائل غني J أكسيد الكبريت؛ Mie (LIAICH4 x 6 2 حيث يكون له ضغط بخار مرتفع مماثل لثاني أكسيد الكبريت لعدة قضبان
0 1 في درجة حرارة الغرفة.
انطلاقاً من عيوب الفن السابقة؛ فإن المشكلة التي تناولها الاختراع هي توفير موصل أيونى صلب كمنحل بالكهرباء صلب لخلية بطارية؛ والذي يحل أو على الأقل يقلل من المشكلات الموصوفة Lah يتعلق بالفن السابق.
Gg للاختراع؛ يتم حل هذه المشكلة من خلال الموضوع المحدد في عناصر الحماية المستقلة؛ شرح مختصر للرسومات
فيما يلي؛ يجب وصف الاختراع بمزيد من التفصيل بالإشارة إلى الرسم التخطيطي (all والذي يظهر ك
الشكل 1 رسم تخطيطى لبطارية قابلة لإعادة الشحن .
20 يوضح الشكل 1 رسمًا تخطيطيًا لبطارية قابلة لإعادة الشحن rechargeable battery 1 مع مبيت housing 2 وخلية بطارية battery cell 3 واحدة على الأقل؛ lly تحتوي على إلكترود موجب positive electrode 4 والكترود سالب negative electrode 5. من خلال عنصر تفريغ خاص؛ يتم توصيل الإلكترودين 4 و5 بنقاط تلامس التوصيل connecting contacts 7
و8 عبر توصيلات الإلكترود الشائعة في تقنية البطارية؛ والتي يمكن من خلالها شحن البطارية أو تفريغها. علاوة على ذلك؛ تشتمل خلية البطارية على الأقل على الموصل الأيوني الصلب الموصوف أدناه كالمنحل بالكهرياء . الوصف التفصيلى:
الموصل الأيوني الصلب هو مادة صلبة يكون فيها نوع واحد على الأقل من الأيونات متحركًا جدَّا بحيث يمكن للتيار الكهربائي الذي تحمله هذه الأيونات أن يتدفق. تكون الموصلات الأيونية الصلبة موصلة للكهرياء؛ ولكن على عكس الفلزات؛ لديها القليل من الموصلية الإلكترونية أو لا تمتلكها على الإطلاق.
على نحو مثير للدهشة؛ اتضح أن بعض المركبات الصلبة المحتوية على ثاني أكسيد 0 الكبريت؛ ولا سيما ثيو ثنائى كلورو ألومينات lithium thiodichloroaluminate all المفضل المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت (502 0 ((LIAISCI2 x هي موصلات أيونية صلبة جيدة ولديها موصلية عالية لأيون الليثيوم مماثلة للمنحلات بالكهرياء السائلة المحتوية على 502. تحتوي الموصلات الأيونية الصلبة المحتوية على 502 على ضغط 502 منخفض؛ وترابط جيد للمكونات النشطة وإطلاق أقل بكثير لثانى أكسيد الكبريت أو مكونات المنحل بالكهرياء التى 5 تتفاعل يعنف مع «do gla I على سبيل المثال؛ عند فتح خلايا البطارية ¢ بحيث تكون LIA البطارية مع هذا الموصل الأيوني الصلب آمنة بطبيعتها. يمكن أن تكون الكتل الموجبة النشطة من أي نوع؛ وبفضل أكاسيد فلز الليثيوم؛ Jia 02 أو LiNIFeCoO2 أو 37/308نا أو Yay من ذلك؛ يمكن استخدام فوسفات فلز الليثيوم» مثل (LiFEPO4 أو سلفيد الليثيوم dlithium sulfide أي 25 حيث يفضل سلفيد 0 اليثيوم بشكل خاص بسبب الكثافة العالية للطاقة. كما يمكن أن تكون الكتلة السالبة النشطة من أي نوع» يفضل جرافيت؛ يمكن استخدام نوع آخر من الكربون» أكسيد تيتانيوم الليثيوم lithium (LTO (Li4Ti5012) titanium oxide أو السيليكون .(Si) silicon في تجسيد أول؛ تحتوي خلية البطارية على موصل أيوني صلب مع الصيغة المتكافئة [K(ASX2)p x q 502[ في تجسيد ثان؛ تحتوي خلية البطارية على موصل أيوني صلب مع
الصيغة المتكافئة x q SO2] 85270490)>]. في كلا التجسيدين؛ يمثل الاختصار K كاتيون من مجموعة الفلزات القلوية (على dag الخصوص (Cs (Rb (K (Na (Li أو الفلزات القلوية الترابية (على وجه الخصوص (Ba (St Ca (Mg Be أو مجموعة الزنك ZINC (أي المجموعة الثانية عشرة من الجدول الدوري» وخاصة (Cd Zn 119). في حالة اختيار K من مجموعة الفلزات القلوية؛ فإن م = 1. في Alls اختيار K من مجموعة الفازات القلوية الترابية أو من مجموعة cli) فإن م = 2. يمثل الاختصار A عنصرًا من المجموعة الرئيسية الثالثة في الجدول الدوري؛ خاصة البورون boron أو الألومنيوم aluminum أو الجاليوم gallium أو الإنديوم 1000000 أو الثاليوم 000رال178. يمثل الاختصار 5 الكبربت أو السيلينيوم selenium أو التيلوريوم dus ctellurium يمثل 5 في 502 الكبريت فقط. القيمة العددية © هي عنصر من عناصر 0 الأعداد الحقيقية الموجبة. في كل من التجسيد الأول والثاني للموصل الأيوني الصلب؛ يمثل X (بدون الفاصلة (Lied) هالوجين halogen خاصة الفلور fluorine أو الكلور chlorine أو البروم bromine أو اليود iodine يمثل “)ل في الصيغة المتكافئة للموصل الأيوني الصلب في التجسيد الثاني أيضًا هالوجين؛ خاصة الفلور أو الكلور أو البروم أو اليود؛ ولكنه هالوجين يختلف عن الهالوجين X (بدون الفاصلة العليا) حيث يحتوي الموصل الأيوني الصلب من التجسيد الثاني 5 على مزيج من نوعين من الهالوجينات المختلفة. في كلا التجسيدين؛ يُفضل أن كا يمثل أا. في التجسيد الأول؛ يُفضل بشكل خاص أن يكون للموصل الأيوني الصلب الصيغة المتكافئة 502 (LIAISCI2 x q أي أن الموصل الأيوني الصلب يفضل أن يكون ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت. بدون فقدان التعميم؛ يجب شرح خصائص الموصل الأيوني الصلب أدناه باستخدام التجسيد الأول من ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت؛ حيث تنطبق الأوصاف Wad على موصل أيوني صلب Gy للتجسيد الثاني. والمثير للدهشة أن الموصل الأيوني الصلب يمتص ثاني أكسيد الكبريت dallas مرة أخرى؛ بحيث يمتص الموصل الأيوني الصلب بشكل عكسي ثاني أكسيد الكبريت. يمتص ثيو 5 ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم الصلب الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكبريت ثاني أكسيد الكبريت
أو يطلق ثاني أكسيد الكبريت على أساس درجة الحرارة وضغط ثاني أكسيد الكبريت حتى يتم الوصول إلى توازن مع قيمة ثابتة لثاني أكسيد الكبريت oq حيث تعتمد 0 على الضغط ودرجة الحرارة. وفقًا لنتائج المخترع؛ فإن امتصاص وإطلاق 502 بواسطة الموصل الأيوني الصلب يمكن عكسهما؛ حيث يمكن ضبط قيمة ثاني أكسيد cu pS 8 في الموصل الأيوني الصلب على أي
قيمة موجبة. على عكس المواد المنحلة الصلبة غير الموصلة للأيونات 502 x n 4اواحنا لا يحتوي الموصل الأيوني الصلب على “ ثابت؛ die 1.0؛ 1.5؛ 3.0؛ Allg تترسب كمواد صلبة عند درجة الحرارة المناسبة. بدلاً من ذلك؛ ag للنتائج السابقة؛ يمكن أن تفترض قيمة ثاني أكسيد cus 0 في 502 LIAISCI2 x q الصلبة تقريبًا أي قيم أكبر من صفر إلى q :+ 100 في نطاق واسع.
بشكل ple تزداد قيمة ثاني أكسيد الكبربت 0 للموصل الأيوني الصلب مع انخفاض درجة الحرارة وزيادة ضغط غاز 502. بالإضافة إلى الطور الصلب ل 502 (LIAISCI2 x q يمكن Lia وجود طور 502 سائل وغازي يحتوي على أيون في البطارية أو خلية البطارية أثناء التشغيل» حيث يمكن أن تكون الأيونات؛ Mie أيونات LAISCI2 5 Lit وبالتالي» فإن طور 502 السائل والغازي؛ أي ثاني أكسيد الكبريت غير المرتبط في الموصل الأيوني الصلب؛ هو 502
5 الحر.
عند درجات حرارة -10©9مئوية؛ يكون ضغط بخار ثاني أكسيد الكبريت فوق الطور السائل حوالي 1 بار. تقل قابلية ذويان LIAISCI2 الملح الموصّل مع انخفاض درجة الحرارة. نظرًا OY الطور السائل لا يزال موجودًا عند درجة حرارة -309مئوية في مفاعل يحتوي على حوالي 0.05 جزيء جرامي من 502 9 LIAISCI2 x الصلب المترسب بشكل أساسي في 5 جزيء جرامي
0 .من 502؛ يمكن تقدير أقصى قيمة لثاني أكسيد الكبربت 9 لتكون 0 > 100.
عند درجة حرارة 198مئوية وضغط 502 حوالي 3 إلى 4 بار فبالتالي يمكن أن تحتوي خلية البطارية أو البطارية على الموصل الأيوني الصلب Cus (LIAISCI2 x -4 502 «all يعني الرمز - هنا تقريبًاء وأيضًا محلول سائل 0.4 جزيئي جرامي تقريبًا من LIAISC2 وطور غاز 502.
إذا تمت إزالة الطور السائل؛ يتم وضع توازن بين الموصل الأيوني الصلب و502 الغازي بقيمة ثاني أكسيد الكبريت 9 والتي يتم تثبيتها عند درجة حرارة ثابتة. عندما يتم تقليل ضغط 502 عن طريق إزالة 502 الغازي؛ يتم أيضًا تقليل قيمة ثاني أكسيد الكبربت 0 في الموصل الأيوني الصلب. نظرًا لأن انتشار ثاني أكسيد الكبريت في الموصل الأيوني الصلب يكون بطيئًا نسبيًا؛ فإن إنشاء توازن ثابت؛ اعتمادًا على سمك طبقة الموصل الأيوني الصلب؛ يتطلب بضع دقائق إلى عدة أيام. يتم قياس أنه عند “19مئوية وضغط غاز 502 3.1 بار (أي؛ 2.1 بار فوق الضغط العادي)؛ يتم تحديد dad ثاني أكسيد الكبريت 0 = 3.2 في الموصل الأيوني الصلب. لذلك؛ يكون للموصل الأيوني الصلب الصيغة 502 3.2 LLIAISCI2 x إذا تم تقليل ضغط 502 في طور الغاز إلى 2.5 بارء فإن موصل أيوني صلب بالصيغة 502 2.1 LIAISCI2 x يكون موجودًا 0 عند 199مثوية. تؤدي إزالة إضافية ل 502 الغازي وصولاً إلى ضغط 1.3 بار عند “19مثوية إلى تقليل قيمة ثاني أكسيد الكبريت إلى 1.7« LIAISCI2 x 1.7 502 «(gl إذا تمت إضافة كمية 502 التي تمت إزالتها أخيرًا في المثال أعلاه مرة أخرى؛ يتم تعيين ضغط توازن يبلغ 2.5 بار مرة أخرى ويكون للموصل الأيوني الصلب مرة أخرى الصيغة x 2.1 2 5012ا8/نا. تؤدي زيادة درجة الحرارة دون تغيير كمية 502 إلى زيادة ضغط 5 502 وانخفاض قيمة Sb أكسيد الكبريت» 502 1.8 LIAISCI2 x عند 45©9منوية Gui وضغط يبلغ 3.5 بارء وعند “100مئوية؛ ضغط يبلغ 4.2 بار و502 1.5 LIAISCI2 x وبالتالي؛ يمكن ضبط الضغط الداخلي لخلية بطارية أو بطارية خالية من محلول منحل بالكهرياء سائل عبر قيمة ثاني أكسيد الكبريت 0؛ أي؛ الإضافة أو الإزالة المقابلة لثاني أكسيد الكبريت الغازي. يمكن أيضًا تغيير المقاومة الداخلية الأيونية وفقًا لذلك. يُفضل أن تُضبط قيمة 0 ثاني أكسيد الكبريت 0 منخفضة جدًا بحيث لا يوجد سوى الموصل الأيوني الصلب وثاني أكسيد الكبريت الغازي في نطاق درجة حرارة التشغيل للبطارية. اعتمادًا على متطلبات المقاومة الداخلية؛ يجب أن تكون قيمة ثاني أكسيد الكبريت 0 منخفضة قدر الإمكان من أجل الحفاظ على الضغط الداخلي لخلية البطارية أو البطارية عند أدنى مستوى ممكن. يفضل أن تكون قيمة 0 502 منخفضة جدًا بحيث؛ على الأقل في نطاق درجة حرارة التشغيل وبشكل مثالي في نطاق درجة 5 الحرارة الكامل لخلية البطارية؛ على سبيل المثال» حتى عندما يتم تخزين الخلية فقط؛ لا يوجد ثاني
— 1 1 — أكسيد الكبريت السائل؛ ولكن يوجد 502 الغازي فقط؛ أي؛ 502 الحر والموصل الأيوني الصلب فى البطارية. يترتب على ذلك أن قيمة q ثانى أكسيد الكبريت ل 502 lad «lly (LIAISCI2 x q للتقدير أعلاه من القياسات ¢ تكون أقل من أو تساوي 100« ويفضل أقل من 50« ang أكثر أن تكون أقل من 10؛ ويفضل أكثر أن تكون أقل من 5؛ يفضل بشكل خاص أقل من 2. في درجة حرارة الغرفة بقيمة 0 = 1.5 فى خلية البطارية؛ يجب أن يكون ضغط 502 أقل من 1 بارء أي يجب ألا يكون الضغط الزائد موجودًا. يتفاعل الموصل الأيوني الصلب مع الأكسجين العنصري. يؤكسد الأكسجين Fall الجرامي الكبربت في ثيو SE كلورو ألومينات الليثيوم من مستوى الأكسدة -2 إلى الكبريت 0 العتصري: 5 + 4اوامنا + LIAISCI2 + 02 => LiAIO2 2 (معادلة (I فى حالة وجود كمية كافية من الأكسجين؛ يمكن أيضًا أن يتأكسد الكبريت شديد التشتت إضافيًا إلى ثاني أكسيد الكبريت. يتفاعل الموصل الأيوني الصلب أيضًا مع أنيونات -02 أو المواد المحتوية على -02؛ lly 5 تسمى فيما بعد أيونات -02. في هذه الحالة؛ يتم أولاً تحويل المعالجات برياعي كلورو ألومينات؛ إذا وطالما كانت موجودة؛ dang ذلك يتم تحويل الموصل الأيوني الصلب ألاً. يتم أخذ العديد من المركبات المحتوية على الأكسجين في الاعتبار كمصادر لأيونات -02 فى خلية البطارية. يمكن أن تكون مصادر أيونات -02؛ على سبيل المثال؛ أكاسيد مباشرة؛ مثل أكسيد الليثيوم (Li20 lithium oxide أو هيدروكسيدات chydroxides ولكن أيضًا 0 .ماء. يمكن أيضًا إنشاء أيونات -02؛ i بشكل مختزل؛ على سبيل المثال؛ أثناء الشحنة الأولى عن طريق تقليل الجرافيت؛ الذي توجد على سطحه؛ على daw المثال» مجموعات الهيدروكسيل hydroxyl أو مجموعات الأكسجين الكريونيلى .carbonylic oxygen
لأسباب تتعلق بالديناميكا الحرارية؛ delim أيونات -02 مبدئيًا مع المعالجات برياعي كلورو ألومينات لتكوين أوكسو ثنائي كلورو ألومينات؛ والتي؛ من خلال التفاعل (المعادلة ال) مع ألومينات الليثيوم ورباعي كلورو ألومينات الليثيوم» تكون في حالة توازن. في أحد التجسيدات؛ يكون من المفيد إضافة أيونات الهيدروكسيد إلى خلية بطارية مع موصل أيوني صلب. يمكن تحقيق ذلك؛ he في إضافة أيونات الهيدروكسيد هذه على سطح إلكترود الجرافيت السالب؛ على سبيل المثال» عن طريق إضافة وخلط الجرافيت مع مسحوق هيدروكسيد الليثيوم المسحوق جيدًا أثناء إنتاج الإلكترود. يضاف هيدروكسيد الليثيوم المسحوق جيدًا إلى الجرافيت بكمية يتجاوزها عامل مهم؛ lia كمية مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على الجرافيت؛ والتي تعمل كمصدر لأيونات الهيدروكسيد عن طريق تقليل الكريون أثناء الشحنة 0 الأولى. من خلال تحديد أبعاد الكمية المضافة من 014ل8نا أو 81013 بشكل مناسب؛ مع مراعاة (المعادلة !١)؛ يتم تحويل جميع مجموعات الهيدروكسيدات أو الهيدروكسيل الموجودة بشكل موثوق في الخطوة التالية عند ملء خلية بطارية بموصل أيوني صلب؛ كما هو موضح أدناه. يمكن بعد ذلك إزالة ذرات الهيدروجين الخاصة بمجموعات الهيدروكسيدات أو الهيدروكسيل من خلية البطارية. لهذا الغرض»؛ (Sa إضافة كمية أكبر من ثاني أكسيد الكبريت إلى خلية 5 البطارية؛ خاصة قبل أو عندما تمتلئ خلية البطارية أو البطارية بموصلات أيونية صلبة. يُفضل بعد ذلك إزالة ثاني أكسيد الكبريت الزائد هذا بعد شحن البطارية لأول مرة لأنه أثناء الشحن الأول؛ يتم تقليل البروتونات المتشكلة من أيونات الهيدروكسيد أو مجموعات الهيدروكسيل إلى هيدروجين. بعد ذلك؛ تتم إزالتها من خلية البطارية؛ lly يتم تبريدهاء Sta إلى -309مئوية؛ مع ثاني أكسيد الكبريت الزائد. بهذه الطريقة؛ يمكن إزالة ذرات الهيدروجين من مركباتها على شكل هيدروجين 0 جزيئي من البطارية أو خلية البطارية؛ بحيث لا يتم احتواء المزيد من مجموعات الهيدروكسيدات أو الهيدروكسيل بشكل مثالي في خلية البطارية النهائية. فقط عندما يتم استخدام جميع أيونات oly كلورو ألومينات تقريبًا وفقًا للمعادلة ell يبدأ تحويل ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت مع أيونات -02 إلى سلفيد الليثيوم وألومينات الليثيوم وكلوريد الليثيوم مع إجمالي الصيغة الإجمالية:
Li20 => LIAIO2 + Li2S + 2 LiCl + SO2 2 + 502 و LIAISCI2 x (معادلة (IV وهكذا تتشكل المنتجات التي لا تذوب إلا بشكل ضئيل في ثاني أكسيد الكبريت. لم يعد يحدث تفاعل إضافي لسلفيد الليثيوم بسبب نقص رباعي كلورو ألومينات.
على وجه الخصوص, يُفضل أحد التجسيدات؛ حيث تكون خلية البطارية؛ على الأقل بعد استخدام جميع أيونات -02؛ خالية من المواد ذات الصيغة المتكافئة (KAXS خاصة خالية من (LIAICIH حيث تكون الأحرف المختصرة K و وبشير X مرة أخرى إلى العناصر By لمجموعات العناصر الموضحة أعلاه. يُفضل أن تكون البطارية؛ على الأقل بعد استخدام جميع أيونات -02؛ خالية من جميع المواد التي تتوافق مع الصيغة المتكافئة KAXY في أي مجموعة
0 -من العناصر المستخدمة والمشار إليها بالأحرف المختصرة الموضحة أعلاه. على نحو بديل؛ يُفضل أن تكون البطارية؛ على الأقل بعد استخدام جميع أيونات -02؛ خالية على الأقل من المادة ذات الصيغة المتكافئة 2244ا؛ والتي يتم الحصول عليها عن طريق وضع تلك العناصر التي تم اختيارها للموصل الأيوني الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت. يمكن أن يحتوي الموصل الأيوني الصلب أيضًا على مواد صلبة إضافية مختلفة. يمكن أن تكون هذه المواد الصلبة
5 شوائب. ومع ذلك؛ فمن المثير للدهشة أنه تم إثبات؛ Sle في حالة البطاريات الموصوفة أعلاه مع SiS] من 50,000 دورة شحن وتفريغ (ALS أن دمج المواد الصلبة Jie (AIKEN ألومينات الليثيوم أو كلوريد الليثيوم؛ في الموصل الأيوني الصلب الذي يحتوي على ثاني أكسيد الكبريت لا يضعف وظيفة البطارية دون داع. بعد التحويل الكامل ell كلورو ألومينات الليثيوم الذي تم إدخاله مع محلول المنحل بالكهرياء السائل وفقًا ل (المعادلة ا)؛ تزداد نسبة ثاني أكسيد الكبريت من
LIAICI4 x 6 502 0 مع 502 6 لكل رباعي كلورو ألومينات الليثيوم إلى 502 11 لكل ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم (استهلاك 502 واحد لكل تحويل صيغة). بالنسبة لكل ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم المتكون المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت؛ LIAISCI2 x 4 «Mie 2 قد يتشكل 6 كلوريدات ليثيوم غير قابل للذويان و1 ألومينات ليثيوم غير قابل للذويان. سيكون ال 7 502 المتبقين في الغاز وفي طور السائل. نظرًا لأن المقاومة الداخلية للبطارية التي
تتغير أثناء التفاعل Gy ل (المعادلة 1( لم تتزايد عمليًا؛ فمن الممكن شحن البطارية وتفريغها كل تصف ساعة خلال مدة الدورة بأكملها. بالإضافة إلى/ Yay من كلوريد الليثيوم أو ألومينات الليثيوم؛ يمكن أن يحتوي أيضًا الموصل الأيوني الصلب على المزيد من المواد الصلبة الإضافية؛ مثل أكسيد الألومينيوم @luminum oxide 5 أو مواد إضافة أيونية. مع ذلك؛ يجب أن تستبعد المركبات التي تطلق كلوريد الألومينيوم عن طريق التفكك الذاتي أو التفاعل الكيميائي وبالتالي تهاجم طبقة ثاني ثيونيت الليثيوم. على نحو محدد؛ يجب أن يكون الموصل الأيوين الصلب خاليًا من المواد ذات الصيغة متكافئة العناصر (KAXS حيث A (K وك( هم كما هو محدد (ang lane أن يكون X أيضًا عبارة Ke 10 يمكن بطرق متعددة إنتاج الموصل الأيوني الصلب النقي وملء خلية البطارية بالموصل الأيوني الصلب النقي. كما هو موصوف في الطلب الدولي رقم: 2017/178543 (1)؛ يمكن تحضير ثيو داي كلورو ألومينات الليثيوم من تفاعل سلفيد الليثيوم مع كلوريد الألومينيوم»؛ انظر المعادلة V أدناه؛ أو باستخدام المعالجة oly كلورو ألومينات/ في كل حالة في ثاني أكسيد الكبريت كمذيب؛ انظر المعادلة VI أدناه. يتم على سبيل المثال ترشيح كلوربد الليثيوم الذي يترسب في كلا التفاعلين. «Li2S + Li+ + AICI4- — Li+ + AISCI2- + 2 LiCl (المعادلة (V «Li2S + AICI3 — Li+ + AISCI2- + LiCl (المعادلة (VI نظرًا لقابلية ذويان ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم بمقدار 0.4 جزيء جرامي تقريبًا لكل لتر من ثاني أكسيد الكبريت السائل عند درجة حرارة dial) يمكن ede المسام/ الفراغات المجوفة 0 في خلية البطارية عن Gob ملء خلية البطارية بمحلول مشبع Bay بإزالة ثاني أكسيد الكبريت Wis والترسبات الناتجة للموصل الأيوني الصلب النقي. يمكن تكرار هذه العملية عدة مرات. Blas لأن قابلية ذويان ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم في ثاني أكسيد الكبريت السائل تزداد مع زيادة درجة الحرارة» فإن الملء عند درجة حرارة مرتفعة والضغط المتزايد المقابل يمكن أن يكون مفيدًا أيضًا.
عند ملء بطارية؛ يتم في مبيت البطارية ترتيب إلكترود موجب أو سالب واحد أو ST على سبيل المثال» في شكل مجموعة؛ يجب التأكد من أن الإلكترودات لا تكون متصلة كهربيًا مع بعضها البعض؛ أي؛ يجب ألا تتلامس الإلكترودات؛ قبل عملية الملء. يمكن تحقيق هذا بوضع عازل مسامي أو جهاز فصل مسامي بين اثنين من الإلكترودات المتجاورة؛ مما يحافظ على
الإلكترودين المتجاورين بمسافة عند ملء البطارية بمنحل بالكهرياء سائل. نظرًا لأن مسام العازل أو جهاز الفصل ممتلئة أيضًا عند ملء البطارية بالسائل؛ أي؛ موصل أيوني صلب مُذاب؛ ثم يترسب أيضًا الموصل الأيوني الصلب في تلك المواقع؛ يصبح تدفق الأيون بين الإلكترودات ممكنًا. على نحو مفضل. تكون المواد غير المنسوجة من الألياف الزجاجية؛ المواد الخزفية المسامية الناعمة أو الخشنة مناسبة كعوازل أو أجهزة فصل. يفضل تحديدًا طبقة من المواد غير
0 العضوية الخاملة المطحونة ناعمًاء مثل أكسيد الألومينيوم أو كربيد السيليكون silicon carbide أو مواد تفاعلية مثل ألومينات الليثيوم.
قد يكون البديل لإنتاج الموصل الأيوني الصلب في ثاني أكسيد الكبريت؛ على سبيل المثال؛ الإنتاج طبقًا للصيغة (المعادلة (V في السائل المنصهر من رباعي كلورو ألومينات الليثيوم بترشيح كلوريد الليثيوم المترسب وملء (جزئيًا) المسام/ الفراغات المجوفة لخلية البطارية أو
5 البطارية بالسائل المنصهر المُترشح. بعد تبريد السائل المنصهر؛ يتم ضبط خلية البطارية أو البطارية إلى القيمة المرجوة 0 بتحويلها إلى غاز باستخدام ثاني أكسيد الكبريت.
كبديل للإنتاج الموصوف أعلاه لموصل أيوني صلب اعتمادًا على تفاعل سلفيد الليثيوم مع كلوريد الألومينيوم (AICI3) aluminum chloride أو ely كلورو ألومينات الليثيوم» يمكن أيضًا إنتاج الموصل الأيوني الصلب من تفاعل كلوريد الليثيوم وثيو كلوريد الألومينيوم
aluminum thiochloride 0 (ا215©0). بصورة بديلة أيضًاء يمكن إنتاج مادة الموصل الأيوني الصلب أيضًا باستخدام طرق أخرى. على سبيل المثال» تصف براءة الاختراع الأمريكية رقم: 4 طريبقتين لإنتاج sale الموصل الأيوني الصلب؛ باستخدام مواد بادئة مختلفة.
طبقًا للطريقتين الموصوفتين أعلاه؛ يكون من الممكن أيضًا ملء العناصر الفردية فقط من
خلية البطارية؛ على سبيل المثال؛ الإلكترود السالب فقط أو الإلكترود الموجب فقط أو الفراغ 5 المجوف الواقع بين الإلكترودين؛ باستخدام الموصل الأيوني الصلب النقي.
بشكل أساسي؛ هناك العديد من الخيارات المختلفة لإدخال الموصل الأيوني الصلب في خلية البطارية. Led يلي يجب وصف الطرق المختلفة (أ)-(د) على سبيل المثال حول كيفية إدخال أو توليد الموصل الأيوني الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت في خلية البطارية أو في إلكترود واحد من الإلكترودين. (أ) أثناء إنتاج الإلكترودات» يفضل إدخال كمية مقابلة من سلفيد الليثيوم المطحون جيدًا بطريقة شديدة التشتت إلى الإلكترود الموجب أو السالب أو كلا الإلكترودين. لهذا «pall يفضل أن يكون قطر الجسيم من سلفيد الليثيوم أقل من 10/1 من قطر الجسيم للكتلة النشطة المعنية. بعد عزل خلية البطارية أو الخلايا في البطارية؛ يتم ملء البطارية بمنحل بالكهرياء سائل مصنوع من LIAICIS وثاني أكسيد الكبريت؛ حيث يتم على الأقل تحديد أبعاد كمية رباعي كلورو ألومينات 0 اليثيوم بحيث تكون كافية للتحويل باستخدام 25نا والاستهلاك بواسطة أيونات -02 الموصوفة ode ويتم على الأقل تحديد أبعاد كمية ثاني أكسيد الكبريت بحيث يتم تحقيق القيمة المرجوة و بعد اكتمال التفاعل طبقًا (للمعادلة .)١/ كنتيجة ll) يفضل ألا يكون المنحل بالكهرباء السائل موجودًا. يمكن إزالة الكمية الأكبر من ثاني أكسيد الكبربت قبل أو بعد الشحن الأول. تكون الأخيرة مفيدة بشكل خاص؛ على سبيل المثال؛ إذا تم توليد الهيدروجين في البطارية من مجموعة الهيدروكسيل على الجرافيت أو عمومًا من كميات ضئيلة من الماء عند الشحن الأول للبطارية؛ التي يمكن في معظم الأحيان إزالتها من خلية البطارية؛ تبريدهاء على سبيل المثال؛ إلى - 0مثوية؛ باستخدام ثاني أكسيد الكبريت الفائض. بعد ملء خلية البطارية بمحلول منحل بالكهرياء سائل؛ يتم تسخين خلية البطارية إلى Goi 0 30 إلى 40"مئوية؛ بحيث يحدث التفاعل طبقًا (للمعادلة (V في غضون دقائق أو ساعات؛ ويترسب ثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم صلب محتوي على ثاني أكسيد الكبريت كالموصل الأيوني الصلب. إذا تم ملء نوع واحد فقط من الإلكترود (على سبيل المثال؛ الإلكترود السالب) بسلفيد الليثيوم؛ يمكن تحديد أبعاد كمية سلفيد الليثيوم وثاني أكسيد الكبريت بحيث يتم ملء جميع المسام
— 7 1 — Glad لكلا نوعين الإلكترود بثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت من خلال قابلية الذويان لثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم في ثاني أكسيد الكبريت السائل الحر. بالاعتماد على طول مسارات التفكك؛ تحدث هذه العملية ما بين ساعات وعدة أيام. نظرًاً لقابلية الذويان العالية عند درجات حرارة مرتفعة؛ يفضل إجراء هذه العملية عند 40"مئوية أو درجات حرارة أعلى.
(ب) يفضل Lad لصق خليط مسحوق جيدًا من سلفيد الليثيوم مع كلوريد الليثيوم بالإضافة إلى كلوريد ألومينيوم متساو جزيئيًا؛ الذي يعتبر من نظائر رياعي كلورو ألومينات الليثيوم» أي؛ الملح الموصل لمنحل بالكهرياء سائل؛ أو oly كلورو ألومينات الليثيوم (كميات متكافئة مقابلة ل (أ))؛ في أحد الإلكترودات أو كلاهما لخلية البطارية أثناء إنتاج الإلكترودات. ثم
0 يتم ملء خلية البطارية بكمية مناسبة من ثاني أكسيد الكبربت السائل وأيضًا معالجتها طبقًا ل (أ).
(ج) في Jolin سلفيد الليثيوم مع كلوريد الألومينيوم طبقًا (للمعادلة (VI في خلية البطارية أو إلكترود واحد أو كلا الإلكترودين؛ تم أيضًا ملاحظة القياس الكمي الكيميائي طبقًا ل (أ). يتم إدخال الخليط المسحوق جيدًا من سلفيد الليثيوم وكلوريد الألومينيوم في نوع واحد من الإلكترودات أو كلا النوعين. ثم ثملاً خلية البطارية بثاني أكسيد الكبريت ومعالجتها Waal بشكل متمائل إلى
(hy 5
(د) في خلية البطارية؛ Cua يحتوي نوع واحد من الإلكترودات على سلفيد ليثيوم مسحوق جيدًاء يتم تطبيق كلوريد الليثيوم على مسام نوع الإلكترود الآخرء أو إذا احتوى كلا نوعي الإلكترود على سلفيد ليثيوم مسحوق جيدًاء يتم إدخال كمية كبيرة من مسحوق كلوريد الألومينيوم الناعم طبقًا ل (ج)؛ على سبيل المثال» إلى الفراغات المجوفة الأخرى في البطارية. يتم ملء بطارية الخلية
بثاني أكسيد الكبريت السائل ومعالجتها بشكل متماثل إلى (ج).
يفضل Wad استخدام الموصل الأيوني الصلب كعازل أو جهاز فصل بين الإلكترود السالب والموجب. يفضل أن يتم الفصل الإلكتروني بين الإلكترودات الموجبة والسالبة في خلية البطارية أو بين نوعين من الإلكترودات داخل خلية البطارية بواسطة مباعد رقيق غير موصل
إلكترونيًا؛ الذي يتكون من الموصل الأيوني الصلب؛ أو الموصل الأيوني الصلب مع المواد الصلبة؛ أو المحتوي على الموصل الأيوني الصلب. في حالة فصل نوعي الإلكترودات إلكترونيًا في خلية البطارية بطبقات خرفية مسامية خشنة أو ناعمة؛ نسيج خزفي رقيق أو زجاجي؛ مواد غير منسوجة ذات مرشح رقيق أو ما شابه ذلك؛ يمكن استخدام الطرق الموصوفة لإنتاج وملء الموصل الأيوني الصلب النقي أو الطرق الموصوفة في الأمثلة (أ) إلى (د) لإدخال الموصل الأيوني الصلب. من ناحية أخرى؛ يمكن تحديد أبعاد كميات الموصل الأيوني الصلب طبقًا للطرق والأمثلة المذكورة أعلاه بحيث يتم ملء المسام أو أحجام العوازل أو أجهزة الفصل. طبقًا للأمثلة (أ) إلى (د)؛ يفضل تطبيق سلفيد الليثيوم المسحوق جيدًا أو خلائط منه 0 كطبقة رقيقة مباشرةً على نوع واحد من الإلكترودات أو كلا النوعين. طبقًا لذلك يتشكل بعدئذ الموصل الأيوني الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت لثيو ثنائي كلورو ألومينات الليثيوم أثناء الملء بالتفاعل مع محلول منحل بالكهرياء سائل؛ كما هو موصوف أعلاه في () إلى (د). لتشكل طبقة عازلة أو فاصلة منفصلة إلكترونيًاء يتم تطبيق كمية صغيرة من المادة الرابطة؛ على سبيل «JB 74 وزن/ وزن؛ على مساحيق سلفيد الليثيوم أو؛ كما هو موصوف 5 أعلاه في () إلى (د)؛ قبل تطبيقها على نوع واحد من الإلكترودات أو على كلا النوعين لزيادة الاستقرار الميكانيكي أثناء تجميع البطارية. لهذا الغرض؛ على سبيل المثال؛ يعد THV (بوليمر ثلاثي مُشكل من TRE (رباعي فلورو إيثيلين HEP ((tetrafluoroethylene (سداسي فلورو بروييلين (hexafluoropropylene و VDF (فنيليدين فلوريد ((vinylidene fluoride مُذاب في أسيتون cacetone حيث يتم تعليق سلفيد الليثيوم المسحوق جيدًا أو خلائط منه؛ مناسبًا. بعد 0 تطبيق الخليط على إلكترود والتبخر اللاحق للأسيتون؛ تتشكل طبقة مستقرة ميكانيكيًا من الخليط المُطبق. في تجسيد بديل» يمكن جمع المواد dle lial للخيارات المذكورة أعلاه في () إلى (د)؛ أي؛ مسحوق الليثيوم المطحون جيدًا أو باستخدام كمية متزايدة من المادة الرابطة؛ Ue بحيث تُشكل طبقة الخليط الرقيقة غشاء ذاتي الدعم بعد التصليب. يمكن ترتيب مثل هذه الغشاء كطبقة عازلة
أو فاصلة بين الإلكترودات المجاورة أثناء إنتاج خلايا البطارية؛ بحيث يتم منع الاتصال الكهربي
عند صب المنحل بالكهرياء السائل في خلية البطارية؛ يتشكل الموصل الأيوني الصلب oli التفاعل مع رباعي كلورو ألومينات الليثيوم للمتحل بالكهرياء مع سلفيد الليثيوم المطحون جيدًا
أو مع خليط مسحوق جيدًا من سلفيد الليثيوم مع كلوريد الليثيوم وكلوريد الألومينيوم المتساوي
(linia أو مع خليط من سلفيد الليثيوم أو كلوريد الألومينيوم مسحوق جيدًاء الذين تم إدخالهم في الإلكترودات كما هو موصوف أعلاه بموجب (أ) إلى (د). يكون للموصل الأيوني الصلب خاصية العازل أو جهاز الفصل. في أحد التجسيدات؛ يكون لخلية البطارية بالتالي طبقة عازلة أو فاصلة؛ ناتجة بتفاعل سلفيد الليثيوم مع المنحل بالكهرياء السائل على أو مباشرةً على إلكترود.
10 في تجسيد بديل؛ تحتوي خلية البطارية Wad على جهاز فصل AT مناسب؛ على سبيل
المثال» مرشح ذو نسيج زجاجي؛ متاح تجاريًا بموجب الاسم lating Pall 0.25 مم.
تتمثل إحدى مزايا الموصل الأيوني الصلب في أنه على عكس المحاليل المنحلة بالكهرباء العضوية لخلايا أيون الليثيوم المستخدمة شائعًا في الممارسة فهو غير قابل للاشتعال. تحدث مخاطر السلامة المعروفة لخلايا أيون الليثيوم بشكل خاص بسبب المحلول المنحل بالكهرباء
5 العضوي الخاص بها. عند اشتعال خلية أيون الليثيوم أو حتى انفجارهاء فإن المذيب العضوي للمحلول المنحل بالكهرباء يُشكل المادة القابلة للاحتراق. يفضل أن تكون البطارية طبقًا للاختراع؛ التي تحتوي على الموصل الأيوني الصلب؛ خالية أساسًا من المواد العضوية؛ حيث يشير المصطلح "أساسًا "essentially إلى حقيقة أن كمية المواد العضوية الموجودة Lh حال صغيرة 13a بحيث لا تشكل أي مخاطر تتعلق بالسلامة.
20 يحتوي الموصل الأيوني الصلب طبقًا للاختراع على ثاني أكسيد الكبريت في الصيغ الموصوفة أعلاه 502 0 K(ASX2)p x أو 502 x q 8520476)»)ا. في هذه dali يمكن استخدام 502 في AT صورة ممكنة؛ أي؛ بأقل كميات ممكنة من الشوائب.
إذا كانت خلية البطارية لا تزال تحتوي على كمية فائضة صغيرة من 2264 بعد اكتمال البطارية؛ فسيتم استخدامها طبقًا لتفاعل التفريغ الذاتي الموصوف أعلاه.
بمجرد أن المادة (KAXS تحديدًا 4ا0ا8نا؛ لم تعد موجودة على الأقل بعد استهلاك جميع الأيونات -02 في خلية البطارية؛ فإن التفريغ الذاتي طبقًا للمعادلات الموصوفة أعلاه؛ أو المعادلة المماثلة؛ لا تحدث بشكل مفاجئ إذا كانت الحروف المختصرة >ا؛ A وكل لا تمثل الليثيوم أو الألومينيوم أو الكلور. لذلك؛ لا يوجد استهلاك لأيونات الليثيوم أو كمية الشحنة ولا تتشكل أملاح مترسبة أو ALG للذويان بشكل محدود. وبالتالي؛ فإنه يكفي أيضًا للتشغيل طويل الأجل لخلية البطارية أن يتم ملؤها مبدئيًا فقط بكمية مخفضة بشكل كبير من الموصل الأيوني الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت عند المقارنة مع خلايا البطارية التقليدية المملوءة بمنحلات بالكهرياء محتوية على 502 سائلة. بالمقارنة مع خلايا البطارية التقليدية المملوءة بمنحلات بالكهرباء محتوية على 502 سائلة؛ يمكن 0 تقليل كمية الموصلات الأيونية الصلبة المحتوية على ثاني أكسيد الكبريت المراد إدخالها خلال إنتاج البطارية إلى الثلث Bugis بحيث يكون للبطارية كثافة طاقة أعلى. باستخدام الإلكترود الجديد؛ لا يحدث تفاعل طبقًا للمعادلة الموصوفة أعلاه (المعادلة .)١ كنتيجة؛ يمكن على نحو مفيد حذف الإدخال الإضافي لكمية الشحنة أو كمية أيونات الليثيوم لتعويض التفريغ الذاتي طبقًا للمعادلة (المعادلة ا). كنتيجة لذلك؛ يمكن تحديد أبعاد قدرات 5 الإلكترودات بشكل مناسب أكثر. وبالتالي يتم الاحتفاظ بكمية الموصل الأيوني الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت والمشترك في عمليات الشحن والتفريغ بشكل كامل تقريبًا طوال العمر الافتراضي لخلية البطارية. يمكن تحقيق انخفاض في كمية السائل الأصلية للمنحل بالكهرياء واستبدال منحل بالكهرباء بموصل أيوني صلب محتوي على ثاني أكسيد الكبربت تحديدًا في التجسيد المفضل؛ حيث يكون للإلكترود الموجب مسامية أقل من 725 أقل من 720؛ أقل من 715 وبصورة بديلة؛ تحديدًا أقل من 712. بصورة بديلة أو بصورة إضافية؛ من المفضل في تجسيد إضافي أن يكون للإلكترود السالب مسامية أقل من 725؛ أقل من 720؛ أقل من 715؛ وبصورة بديلة؛ تحديدًا أقل من J12
يمكن تحقيق انخفاض مماثل في مسامية إلكترود تحديدًا في ذلك؛ إلى الإلكترود المعني؛ الذي يفضل تشكله باستخدام جسيمات (Raby تضاف بشكل مناسب جسيمات من نفس المادة لكن بقطر ral تحديدًا 8/3. يؤدي هذا إلى وضع جسيمات أصغر في فجوات بين الجسيمات الأكبر. بالإضافة إلى المسامية الأقل؛ Bale ما يكون لهذه الإلكترودات استقرار ميكانيكي أعلى.
يمكن زيادة الطاقة المحددة وشدة الطاقة للبطارية من 65 واط في الساعة/ كجم أو 200 واط في الساعة/ لتر من البطارية التقليدية التي تم تدويرها مسبقًا إلى أكثر من 155 واط في الساعة/ كجم أو أكثر من 470 واط في الساعة/ لتر باستخدام الموصل الأيوني الصلب وتقليل المسامية؛ على سبيل المثال» من 730 إلى 712. يمكن بالتالي زيادة القدرة الاسمية للبطارية المنشورية بأبعاد خارجية بمقدار 130 مم«130 00 24.5% مم؛ على سبيل المثال» من حوالي 22
0 أمبير في الساعة من البطارية التقليدية التي تم تدويرها مسبقًا لأكثر من 61 أمبير في الساعة.
يتم عمومًا تصميم مبيت البطارية بحيث لا يمكن اختراقه ببخار الماء أو الأكسجين. يفضل أن يكون المبيت الفلزي ذو الضغط الداخلي المتزايد مناسبًا للبطاريات طبقًا للاختراع. إذا كان من الممكن ضبط ضغط ثاني أكسيد الكبريت لنطاق درجة حرارة التشغيل بحيث لا يكاد هناك أي ضغط داخلي متزايد؛ تكون Lad خلايا cual) مناسبة.
يتم تقليل الانخفاض في القدرة على عدد الدورات بشكل كبير باستخدام موصل أيوني صلب محتوي على ثاني أكسيد الكبريت طبقًا للاختراع. يتم كبح التفريغ الذاتي بحيث لا يكون ME للقياس عمليًا.
(Ohta, N.; Takada, K.; Zhang, L.; Ma, R.; Osada, M.; ٠ في الأدبيات تم وصف مقاومة اتصال أيون الليثيوم Sasaki, 1.: Adv.
Mater., 18 (2006) 2226)
0 العالية عند الطبقة الجدارية بين إلكترود والموصل الأيوني الصلب على أنها مشكلة أساسية عند استخدام الموصلات الأيونية الصلبة. في الحالة المذكورة أعلاه؛ ترجع المقاومة العالية عند الطبقة الجدارية إلى ما يسمى منطقة الشحنة الحيزية التي تتشكل بطول الطبقة الجدارية. فيها يتم استنفاذ أيون الليثيوم على جانب الموصل الأيوني الصلب للحفاظ على توازن الجهد الكيميائي في الطبقة الجدارية. لقد ثبت أن منطقة الشحنة الحيزية يمكن تقليلها أو تجنبها بإدخال طبقة حاجزة.
طبقًا لفهم المخترع؛» تعمل طبقة ثاني ثيونيت الليثيوم كطبقة حاجزة في خلايا البطارية باستخدام الموصل الأيوني الصلب المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت. على سبيل (JB يتشكل على الإلكترود السالب عند جهود أقل من 3 فولط مقابل LifLi+ من خلال تقليل ثاني أكسيد الكبريت عند شحن الخلية لأول مرة. من الممكن تطبيق Wa على الأقل طبقات حاجزة (LINDO3 (ic (dig jae على سطح الإلكترودات. مع ذلك؛ كما هو موصوف في الطلب الدولي 2015/067795؛ يفضل أيضًا توليد طبقة ثاني ثيونيت الليثيوم ثابتة تحديدًا على الإلكترود الموجب. لذلك من المفيد أن يكون الموصل الأيوني الصلب Gada للاختراع خالٍ أساسًا من المواد التي تهاجم؛ Cul أو بطريقة أخرى تُحلل أو تُتلف طبقة ثاني ثيونيت الليثيوم المرغوية. يشير 0 المصطلح JW أساسًا "essentially free إلى أن المادة موجودة على الأكثر بكمية صغيرة بحيث لا تُحلل/ تتلف طبقة ثاني ثيونيت الليثيوم. تكون أمثلة هذه المواد؛ التي لا يُفترض وجودها عبارة عن عوامل مؤكسدة؛ مثل كلور؛ كلوريد الثيونيل» وكلوريد السلفوريل. على نحو محدد؛ يتسبب كلوريد الثيونيل في تكوين طبقة تغطية خاملة ومتزايدة تدريجيًا لكلوريد الليثيوم على الإلكترود السالب؛ الذي يتعارض على أية حال مع التكوين المطلوب لطبقة 5 ثاني ثيونيت الليثيوم. يمكن كما يلي إنتاج خلية بطارية كهربية كيميائية مع الموصل الأيوني الصلب الموصوف أعلاه ومع مسام خلية البطارية المملوءة من الإلكترود السالب. يمكن إنتاج إلكترود موجب مناسب فيها يُقلب 794 وزن/ وزن من فوسفات حديد الليثيوم»؛ المتاح Glad بموجب الاسم التجاري TMAX= (LFP-1 مع 74 من THY لمادة رابطة؛ المتاح تجاريًا؛ على سبيل المثال» من 3M وبموجب 0 الاسم التجاري THY 221 AZ 070600 و72 عامل تحسين موصلي؛ مباع من قبل TIMCAL بموجب الاسم التجاري SUPER P® في أسيتون لتشكيل عجينة. يتم إدخال هذه العجينة في رغوة نيكل؛ التي تكون متاحة؛ على سبيل المثال» من Duranice Applied Materials بعد تبخير المذيب؛ يتم ضغط رغوة النيكل باستخدام العجينة بشمك مبدئي 1.6 مم إلى 0.6 مم ثم يعالج Bs عند 120 "مئوية.
في أحد التجسيدات؛ يمكن إنتاج إلكترود سالب مناسب فيها يُقلب 715 وزن/ وزن من سلفيد ليثيوم مطحون جيدًاء أي؛ بقطر حبيبي 050 أقل من 5 ميكرومتر؛ في أسيتون لتشكيل عجينة بنسبة 785 وزن/ وزن من الجرافيت؛ الذي يتاح تجاريًا من TIMCAL بموجب الاسم التجاري 51050؛ وبتم لصقه في )852 نيكل» المتاحة Glas من Duranice Applied Materials 5 بعد تبخير الأسيتون» يتم ضغط رغوة النيكل المملوءة بسلفيد الليثيوم والجرافيت من lat مبدئي 0.8 مم إلى 0.4 مم. في أحد التجسيدات؛ يمكن بعد ذلك وضع 9 إلكترودات سالبة و8 إلكترودات موجبة بترتيب بديل في مبيت البطارية؛ على سبيل المثال» مبيت من صلب لا يصدأن حيث يُرتب كل جهاز فصل واحد بين الإلكترود السالب والإلكترود الموجب المجاور. يفضل أن تكون الإلكترودات 0 المُرتبة على الجزءِ الخارجي لمجموعة الإلكترود عبارة عن إلكترودات سالبة. يمكن بعد ذلك إغلاق Cane البطارية بغطاء؛ حيث يكون للغطاء أنبوب ملء ويتصل الغطاء بإحكام ببقية المبيت بطريقة كتيمة للغاز» على سبيل (JE) عن طريق اللحام في حالة مبيت مصنوع من صلب لا يصداً. عند درجة حرارة -20"مثوية تقريبًا؛ يمكن بعدئذ ملء المبيت ب 502 8 LIAICIA x منحل بالكهرباء ؛ حيث المنحل بالكهرياء المذكور (لا يزال) سائلًا. لهذا الغرض» يتم تحديد أبعاد كمية المصبوب في المنحل بالكهرياء بحيث يكون 780 وزن/ وزن؛ يفضل أكثر من 780 وزن/ وزن» وتحديدًا 7100 من رباعي كلورو ألومينات الليثيوم المُدخل كافي لاكتمال تحول سلفيد الليثيوم. يتم بعد ذلك تخزين البطارية المملوءة لفترة زمنية أطول؛ على سبيل المثال؛ لمدة 7 أيام وعند درجة حرارة 40"مئوية. خلال هذه الفترة؛ يتم تحويل المنحل بالكهرياء السائل المُدخل إلى الموصل الأيوني الصلب بالتفاعل مع سلفيد الليثيوم حيث يظل gia صغير من المنحل بالكهرباء 0 في الحالة السائلة؛ الذي Bale ما يكون في هذا التجسيد بحد أقصى 720 وزن/ وزن من الموصل الأيوني الصلب. يتم بعد ذلك تصريف المنحل بالكهرياء السائل المتبقي المذكور من البطارية مقلويًا Wl) على عقب وعبر أنبوب ملء الغطاء . قبل عملية الشحن» gl في الحالة المبدئية؛ تحتوي أساسًا خلية البطارية المكتملة فقط على الموصل الأيوني الصلب كالمنحل بالكهرياء وفي أحد التجسيدات تحتوي على أقل من 710 وزن/ 5 وزن من المحول الأيوني الصلب كمنحل بالكهرياء سائل؛ في تجسيد مفضل تحتوي على أقل من
— 4 2 — وزن/ وزن من المحول الأيوني الصلب كمنحل بالكهرياء سائل؛ وفي تجسيد مفضل تحديدًا تحتوي على أقل من 71 وزن/ وزن من المحول الأيوني الصلب كمنحل بالكهرباء.
Claims (1)
- عناصر الحماية 1- موصل أيوني صلب solid ionic conductor لخلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن لها الصيغة المتكافئة 502 0 x 852706(0)»؛ حيث K يمثل كاتيون من مجموعة «Ca (Mg (Na Li أو pate Jia A Zn من المجموعة الرئيسية (AI 5 يمثل الكبريت sulfur أو السيلينيوم X° 5 X selenium يمثلان هالوجين Jia SO2 5 halogen ثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide حيث تكون القيمة العددية 0 أكبر من صفر وأقل من أو تساوي 100. 2- موصل أيوني صلب Gy solid ionic conductor لعنصر الحماية 1؛ Cum تكون القيمة العددية 8 أقل من 50. 3- موصل أيوني صلب solid ionic conductor وفقًا لعنصر الحماية 1؛ Cum تكون القيمة 0 العددية 6 أقل من 10. (ase -4 أيوني صلب solid ionic conductor وفقًا لعنصر الحماية 1؛ Cum تكون القيمة العددية 0 أقل من 5. 5- موصل أيوني صلب solid ionic conductor وفقًا لعنصر الحماية 1؛ Cum تكون القيمة العددية 0 أقل من 2. 5 6- موصل أيوني صلب Gy solid ionic conductor لأحد عناصر الحماية 1 إلى 5؛ حيث X XC يمثلان الهالوجين halogen نفسه. 7- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن؛ تشمل إلكترود سالب وموجب وموصل أيوني صلب solid ionic conductor وفقًا لعنصر الحماية 1. 8- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة sale الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 حيث يكون خال من المواد ذات الصيغة المتكافئة (KAXG حيث يتم تحديد كا و8 و كما في عنصر الحماية 1. 9- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 أو 8؛ حيث يكون الإلكترود السالب GIA من الموصل الأيوني الصلب solid ionic conductor 0- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 حيث 5 يكون الإلكترود الموجب WA من الموصل الأيوني الصلب solid ionic conductor1- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 حيث تحتوي Gane على أقل من 710 وزن/ وزن من الموصل الأيوني الصلب 10016 solid conductor كالمتحل بالكهرياء السائل. 2- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية ALE لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية oF حيث تحتوي Gane على أقل من 75 وزن/ وزن من الموصل الأيوني الصلب solid ionicconductor كالمتحل بالكهرياء السائل. 3- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية ALE لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7© حيث تحتوي Wane على أقل من 71 وزن/ وزن من الموصل الأيوني الصلب solid ionic conductor كالمنحل بالكهرياء الساثل.0 14- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن Uy لعنصر الحماية 7 حيث تشمل 502 حر في الحالة الغازية فقط. 5- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 حيث تحتوي خلية البطارية على الموصل الأيوني الصلب solid ionic conductor في عازل وجهاز فصل و/أو في فراغات مجوفة واقعة بين الإلكترود الموجب والسالب.5 16- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7© حيث يكون للإلكترود الموجب أو السالب مسامية أقل من 725. 7- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 حيث يكون للإلكترود الموجب أو السالب مسامية أقل من 720. 8- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية ALE لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 حيث0 يكون للإلكترود الموجب أو السالب مسامية أقل من 715. 9- خلية بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 7 حيث يكون للإلكترود الموجب أو السالب مسامية أقل من 712. 0- بطارية كهروكيميائية غير مائية قابلة sale الشحن تشمل مبيت وخلية بطارية واحدة على الأقل وفقًا لعنصر الحماية 7.5 21- طريقة لإنتاج بطارية غير مائية قابلة لإعادة الشحن بموصل أيوني صلب solid ionic Gy conductor لعنصر الحماية 1؛ تشمل مبيت وإالكترود سالب واحد على الأقل وإلكترود موجبواحد على الأقل مرتبين في المبيت؛ وحيث يتم إدخال سلفيد الليثيوم lithium sulfide في المبيت؛ - ملء المبيت بمنحل بالكهرياء سائل لتشكيل الموصل الأيوني الصلب solid ionic conductor و - تخزين المبيت المملوء بمنحل بالكهرياء سائل. 2- طريقة لإنتاج بطارية غير مائية قابلة لإعادة الشحن وفقًا لعنصر الحماية 21 حيث يتم إدخال سلفيد الليثيوم lithium sulfide في المبيت على إلكترود موجب واحد على الأقل أو سالب واحد على الأقل. 3- الطريقة وفقًا لعنصر الحماية 21 حيث يحتوي المنحل بالكهرياء السائل على مادة منحلة 0 من رباعي كلورو ألومينات الليثيوم lithium tetrachloroaluminate وثاني أكسيد الكبريت.sulfur dioxide 4- الطريقة Uy لعنصر الحماية 21 تشمل؛ قبل ملء المبيت بالمنحل بالكهرياء السائل؛ خطوات خلط سلفيد الليثيوم lithium sulfide مع مادة رابطة؛ وتطبيق طبقة من الخليط على واحد على الأقل من الإلكترود السالب الواحد على الأقل والإلكترود الموجب الواحد على الأقل؛ وإدخال 5 واحد على الأقل من الإلكترود السالب الواحد على الأقل والإلكترود الموجب الواحد على الأقل مع الطبقة في مبيت البطارية. 5- طريقة لإنتاج بطارية غير مائية قابلة لإعادة الشحن لها موصل أيوني صلب solid ionic conductor وفقًا لعنصر الحماية 1 تشمل مبيت وعلى الأقل إلكترود سالب واحد وإلكترود موجب واحد مرتبين في المبيت» وحيث يتم إدخال سلفيد الليثيوم lithium sulfide والملح الموصل 0 للمنحل بالكهرياء السائل أو نذائر منه أو كلوريد الألومنيوم aluminum chloride في المبيت؛ - ملء المبيت بثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide سائل؛ و - تخزين المبيت المملوء بثاني أكسيد الكبريت sulfur dioxide سائل. 6- طريقة لإنتاج بطارية غير مائية قابلة sale الشحن وفقًا لعنصر الحماية 25؛ حيث يتم 5 إدخال سلفيد الليثيوم lithium sulfide والملح الموصل للمنحل بالكهرباء السائل أو نذائر منه أو كلوريد الألومنيوم aluminum chloride في المبيت أو على واحد على الأقل من الإلكترودات.—_ 2 8 —_ ب JA ٍ ىم | I RNR . مما مم ; ; ٠ ا با سح بحا ا ا 0 jo ya NN . LL “i o Ta ا RRR a nN RR RA “~ Elin tae اا > NN 2 Lal NL Na ا a 2 Ln a HME Nh LL NN NY 2 LL i BB 3 8 NN nh 0 A 3 RR ER a 3 NN a = 1 a nN LE NR BY ae Te 88 8 LL a NN NN v 3 LL aa 0 0 0 ا oR 3 Ne 88 ND mR RE 0 AIR ا ل د 0 NN Nh LL NR } 3 ا اا 0 اا / BNE Rk RAR ER HED a N OR a nN LN { ! a in NN a R NN SEE Ea Ho 8 8 EER La Na RX AE J Ni ¥ Loe pfs he 3 i . LL LL 3 4 ا ا ل د 1 A a Jan NN LL . : boas Loe BRR 8 AN RRR ah 1 RRR NN a 3 "م 3 Bn, . 3 Le re ا 3 0 ا ب a NE INL Nn ا 1 NE aan RN WN Nal 2 NRE = 8 + 8 8 ا ب ا ٍ: ا 0 8 : ا َ 3 ا اا اا oe = 3 aa NAN LE NR Ta ha N RQ AN = fos 8 iP LL NR Naha Ne 3 : ا ا MH LL “ LL 1 an a aN LL > NE ENR al RE TREES aa 3 Ta WR } O Sa = Nu i . a a Pom haem 0 ard i La LL a LL Nah Naa ب : اتن a —— الس a SE RRR RRRالحاضهة الهيلة السعودية الملضية الفكرية Swed Authority for intallentual Property pW RE .¥ + \ ا 0 § ام 5 + < Ne ge ”بن اج > عي كي الج دا لي ايام TEE ببح ةا Nase eg + Ed - 2 - 3 .++ .* وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها of سقوطها لمخالفتها ع لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف ع النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية. »> صادرة عن + ب ب ٠. ب الهيئة السعودية للملكية الفكرية > > > ”+ ص ب 101١ .| لريا 1*١ uo ؛ المملكة | لعربية | لسعودية SAIP@SAIP.GOV.SA
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102018105271.5A DE102018105271A1 (de) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | Festionenleiter für wiederaufladbare elektrochemische Batteriezellen |
| PCT/EP2018/086327 WO2019170274A1 (de) | 2018-03-07 | 2018-12-20 | Festionenleiter für wiederaufladbare elektrochemische batteriezellen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA520420101B1 true SA520420101B1 (ar) | 2023-02-20 |
Family
ID=65011980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA520420101A SA520420101B1 (ar) | 2018-03-07 | 2020-09-06 | موصل أيوني صلب لخلايا البطارية الكهروكيميائية القابلة لإعادة الشحن |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11811014B2 (ar) |
| EP (1) | EP3762988A1 (ar) |
| JP (1) | JP7326352B2 (ar) |
| KR (1) | KR102427352B1 (ar) |
| CN (1) | CN111819724B (ar) |
| AU (1) | AU2018412051A1 (ar) |
| BR (1) | BR112020018134A2 (ar) |
| CA (1) | CA3092785A1 (ar) |
| DE (1) | DE102018105271A1 (ar) |
| IL (1) | IL277147B1 (ar) |
| MX (1) | MX2020009233A (ar) |
| PH (1) | PH12020551356A1 (ar) |
| RU (1) | RU2747843C1 (ar) |
| SA (1) | SA520420101B1 (ar) |
| WO (1) | WO2019170274A1 (ar) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016106947A1 (de) * | 2016-04-14 | 2017-10-19 | Fortu New Battery Technology Gmbh | Elektrolyt für wiederaufladbare elektrochemische Batteriezellen |
| DE102021132739A1 (de) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Batteriespeicher mit einer Sicherheitsvorrichtung und ein Verfahren zum Auslösen der Sicherheitsvorrichtung |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362794A (en) | 1980-10-02 | 1982-12-07 | Eic Corporation | Electrolyte |
| DE3852188T2 (de) * | 1987-03-04 | 1995-07-06 | New Brunswick Telephone Co | Lithium-Lithiumnitrid-Anode. |
| EP1201004B1 (de) | 1999-06-18 | 2004-12-01 | Hambitzer, Günther, Dr. | Wiederaufladbare elektrochemische zelle |
| RU2187178C2 (ru) * | 1999-10-05 | 2002-08-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Твердотельный химический источник тока |
| ES2750338T3 (es) | 2003-09-23 | 2020-03-25 | Innolith Assets Ag | Celda de batería electroquímica |
| RU2295178C2 (ru) * | 2005-04-21 | 2007-03-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Высокоэнергетические батарейные системы" (ООО "ВЭБС") | Твердотельный вторичный источник тока |
| CN101779316A (zh) * | 2007-05-22 | 2010-07-14 | 蒂艾克思股份有限公司 | 非水电解质和包括同一非水电解质的电化学装置 |
| DE102013112385A1 (de) * | 2013-11-11 | 2015-05-13 | Günther Hambitzer | Wiederaufladbare elektrochemische Zelle |
| KR101586194B1 (ko) * | 2014-09-16 | 2016-01-20 | 전자부품연구원 | 금속염화물과 알칼리금속염화물을 함유하는 양극 및 그를 포함하는 알칼리금속이온 이차 전지 |
| DE102016106947A1 (de) | 2016-04-14 | 2017-10-19 | Fortu New Battery Technology Gmbh | Elektrolyt für wiederaufladbare elektrochemische Batteriezellen |
| DE102016125177A1 (de) * | 2016-12-21 | 2018-06-21 | Fortu New Battery Technology Gmbh | Elektrode-Separator-Element mit einer keramischen Separatorschicht |
-
2018
- 2018-03-07 DE DE102018105271.5A patent/DE102018105271A1/de active Pending
- 2018-12-20 CA CA3092785A patent/CA3092785A1/en active Pending
- 2018-12-20 KR KR1020207025346A patent/KR102427352B1/ko active IP Right Grant
- 2018-12-20 MX MX2020009233A patent/MX2020009233A/es unknown
- 2018-12-20 JP JP2020570627A patent/JP7326352B2/ja active Active
- 2018-12-20 IL IL277147A patent/IL277147B1/en unknown
- 2018-12-20 RU RU2020132240A patent/RU2747843C1/ru active
- 2018-12-20 EP EP18833226.6A patent/EP3762988A1/de active Pending
- 2018-12-20 BR BR112020018134-0A patent/BR112020018134A2/pt unknown
- 2018-12-20 CN CN201880090907.8A patent/CN111819724B/zh active Active
- 2018-12-20 US US16/976,181 patent/US11811014B2/en active Active
- 2018-12-20 WO PCT/EP2018/086327 patent/WO2019170274A1/de unknown
- 2018-12-20 AU AU2018412051A patent/AU2018412051A1/en active Pending
-
2020
- 2020-08-28 PH PH12020551356A patent/PH12020551356A1/en unknown
- 2020-09-06 SA SA520420101A patent/SA520420101B1/ar unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102018105271A1 (de) | 2019-09-12 |
| KR102427352B1 (ko) | 2022-07-28 |
| CN111819724B (zh) | 2024-04-02 |
| CN111819724A (zh) | 2020-10-23 |
| MX2020009233A (es) | 2020-10-12 |
| BR112020018134A2 (pt) | 2020-12-22 |
| AU2018412051A1 (en) | 2020-09-24 |
| CA3092785A1 (en) | 2019-09-12 |
| EP3762988A1 (de) | 2021-01-13 |
| RU2747843C1 (ru) | 2021-05-17 |
| JP7326352B2 (ja) | 2023-08-15 |
| PH12020551356A1 (en) | 2021-08-23 |
| KR20200118116A (ko) | 2020-10-14 |
| US11811014B2 (en) | 2023-11-07 |
| JP2021517349A (ja) | 2021-07-15 |
| IL277147B1 (en) | 2024-04-01 |
| WO2019170274A1 (de) | 2019-09-12 |
| IL277147A (en) | 2020-10-29 |
| US20200411903A1 (en) | 2020-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vaalma et al. | Non-aqueous K-ion battery based on layered K0. 3MnO2 and hard carbon/carbon black | |
| Kaur et al. | Surface coatings for cathodes in lithium ion batteries: from crystal structures to electrochemical performance | |
| EP3103150B1 (en) | Anode compositions and alkali metal batteries comprising same | |
| CA2787918C (en) | Rechargeable electrochemical battery cell | |
| Hong et al. | Vanadium modified LiFePO4 cathode for Li-ion batteries | |
| US4436796A (en) | All-solid electrodes with mixed conductor matrix | |
| EP1201004B1 (de) | Wiederaufladbare elektrochemische zelle | |
| Sveinbjörnsson et al. | The LiBH4-LiI solid solution as an electrolyte in an all-solid-state battery | |
| US9680151B2 (en) | Sub-stoichiometric, chalcogen-containing-germanium, tin, or lead anodes for lithium or sodium ion batteries | |
| Wang et al. | Superionic conduction and interfacial properties of the low temperature phase Li7P2S8Br0. 5I0. 5 | |
| KR102628721B1 (ko) | 나노입자 재료 및 불화물 이온 배터리의 제조 방법 | |
| CN100440590C (zh) | 非水溶剂二次电池用电极材料、电极及二次电池 | |
| US9748564B2 (en) | Electrode compositions and related energy storage devices | |
| SA520420101B1 (ar) | موصل أيوني صلب لخلايا البطارية الكهروكيميائية القابلة لإعادة الشحن | |
| EP3984090A1 (en) | Lithium-ion conducting haloboro-oxysulfides | |
| Frusteri et al. | Characterization and testing of cathode materials for high temperature sodium nickel‑ironchloride battery | |
| KR20230144025A (ko) | 칼코겐화물계 또는 황화물계 이온-전도성 구조체를포함하는 고상 전해질 재료 | |
| Giner et al. | Communication–Electrochemical Evaluation of MnxFe1-xPO4 (0≤ x≤ 1) Cathode Materials for Na-Ion Batteries | |
| Nentwich et al. | Battery concepts: The past, the present, and research highlights | |
| CN107078336A (zh) | Na‑FeCl2 ZEBRA型电池 | |
| KR102330436B1 (ko) | 충전이 가능한 칼슘-리튬-산소 이차전지 | |
| OA19875A (en) | Solid ionic conductor for rechargeable electrochemical battery cells. | |
| Heller et al. | Sub-stoichiometric, chalcogen-containing-germanium, tin, or lead anodes for lithium or sodium ion batteries | |
| KR20240021727A (ko) | 칼코겐화물계 또는 황화물계 이온-전도성 구조체를포함하는 고상 전해질 재료 | |
| Frusteri et al. | Development of Novel Materials to Use as Cathode in Na-Mecl2 High Temperature Batteries: Characterization and Testing |