TW434935B - Lithium ion battery utilizing carbon foam electrodes detection - Google Patents

Lithium ion battery utilizing carbon foam electrodes detection Download PDF

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Description

434935
五、發明說明（ 發明领城： (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)
本發明係關於高能量經離子電池。更特定地，本發明 係關於-種高能量鋰離子電池其使用碳海棉電極、，且每一 電極具有一電子接電板附著於其上D 發明昔景： 雙石墨鋰電池最初是在1980年代早期被發展用以提 供一能夠輸送非常高的能量密度且重量輕的能量來源。鋰 離子電池發展之背後的驅動力有—段時簡是因為對於一— 重量輕且可重覆充電的電源，，其可體現使用於小的電子裝 置、如膝上里電腦及攝影機，•中之.高能量密度.。 展現出高能量密度及重量輕之電池的其它應用持續 被發展中。、詳言之、電動汽車的應用被認為是此種形式電 源的一有前途的使用、。. 當然電動汽車並不是新的：電動汽車是在2 〇世紀 早期被提出I其是使用水電解質式鉛電池。鉛電池因為其 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 優良的可重覆充電性、而在當時是令人滿意的且在今曰仍 可令人滿意）。、因為鉛電池之不佳的重量對能量密度的必 例的關係，，這些早期的電動汽車很慢且無法作長距離的使 用。 電動汽車傳統上即是時代錯誤的：雖然被賦予摩登的 外冠其仍然遭遇到鉛電池之重量重且低能量密度的缺 點。 這些問題迫使研究的方向轉向鋰電池b在給予對一具 第2頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
4349 3 S 五、發明說明（ 有吸？I x - 的能量對重量的比例之可重覆充電的辅助電池 的要求-p ^ ’、已有許多的工作專注在不同種類的電池的研究 多種類之可重覆充電的鋰電池已產生了許多的興 趣 > 仁是其結果卻並不完全是有前途的 '例如，，使用鋰金 屬負電接之可重覆充電的，•無水電解質電池存在有數個問 題°，此等電池其快速充電性不佳且其循環壽命亦太短，。對 於链電池之本有的安全性亦存在著重大的考量，，主要是因 為在電池被回收時鋰金屬的不規則電鍍： 為了克服這些問題且仍能夠提供一種可應用在電動— α車技術中的電源，，根據鋰隔層插入（intercalation)之可充 電電池被研究。，該鐘離子基的輔助電池為一無水的輔助電 池。，典型地’，鐘或鐘鹽是被提供作為一離子源其被隔層插 入碳電極用以產生一被正電地充電的電極，。 裡離子電極相較於鉛電池而言提供了多項優點/如小 的自我放電特性，•及對於環境是安全的、，至少比鉛電池安 全。.但相對於習知的車用鉛電池而言，，鋰離子電池之最大 的優點是在於其吸引人的能量密度對重量的比例，。因為重 量輕且可提供高能量密度，，所以鋰離予電池在電動汽車的 應用領域中被認為具有極大的潛力 在傳統兹離子電池中的陰極（典型地為一金屬氧化 物，，如Mii2〇4，，Co〇2或NiO)被摻雜了鋰。傳統的鋰離子 電池使用一落解於一或多種有機；容劑中之魏鹽（典型地為 LiPF6或LiCl〇4)。·當被溶解時、在該電解液中之該鹽被分 到成正離子及負離子（視所使用的鹽而定鋰包圍的石墨 第3頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 1 t— ^ it ic n Ja t λ 1*. I J {靖先閱靖背面之注%事項再填寫本頁} 訂. -象. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 34s 3 5 A7 I---- B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（） 纖維電池正離子被隔層插入碳陽極中且負離子被隔層插 入到碳陰極中 當一電荷被施加於韓正或負電極上時’·來自於陰極的 ϋ如一離子般地被輸送離開該陰極及且被隔層插入到該 陽極（碳或趣金屬）。，電壓藉由在被正電地充電的陽極與被 負電地充電之陰極上之電位差而被產生^ 在放電時該過程被倒轉且鋰離子從該陽極流至該液 體電解液中：而該負離子則來自於該陰極：該電池藉由被 吸收回諸電解液中之正及負離子的相等部分而被平衡。 因為麵離子從一電極移動至另一電極用以辟存能 量’、所以鋰離子電池被習稱為一"搖搖椅式電池”。該鋰包 圍的石墨纖維電池使用相同之正電極（碳）隔層插入的原理 及負電極（碳）亦使用相同的隔層插入原理。•這是取代一掺 雜了鐘的金屬氧化物。 該鐘包園的石墨纖維電池在電動車應用中被認為更 有吸引力的。.該鋰包圍的石墨纖維電池，、例如•，原則上比 裡離子電池更為安全。.此外：當表現出可與該鐘離子電池 理論上相容之能量密度時，.該鋰包圍的石墨纖維電池可表 現出比鋰離子電池更可重覆充電循環，。 已有許多的專利被頒發它們教導了组離子電池之一 般結構 '此等專利包括了 L例如：、1 9 9 7年五月2 0日頒發 給 Dahn 等人，，名稱為”ELECTRODES FOR LITHIUM ION BATTERYS USING POL YSIL AZ ANE S CERAMIC WITH LITHIUM"之美國專利第5,631，106號； 1998年二月24日 第41 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} · 線· _° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 434935 ΑΊ Β7 五、發明說明（）
頒發給 Dasgupta 等人 ’·名稱為"RECHARGEBLE LITHIUM BATTERY HAVING IMPROVED RECHARBLE CAPACITY" 之美國專利第5,721,067號；.1998年E 1月6日頒發給
Fujiwara 等人：名稱為"LITHIUM ION SECOBDARY BATTERY "之美國專利第5,705,292號；.1997年十月14
日頒發給 Tomiyama，，名稱為"NON-AQUEOUS LITHIUM
ION SECONDARY BATTERY COMPRISING AT LEAST
TWO LYER OF LITHIUM-CONTAINING TRANSITIONAL METAL-OXIDE"之美國專利第5,677,083號；t 1997年九月-
23 日頒發給 Baker 等人，.名稱為"LITHIUM COPPER OXIDE CATHODE FOR LITHIUM CELLS AND BATTERYS"之美國 專利第5,670,277號；，1997年三月18日頒發給Asami等 人，名稱為"LITHIUM SECONDARY BATTERY”之美國專 利第5,612,155號；.1997年一月21曰頒發給Hossain，名
稱 為 "BIPOLARLIGHIUM-ION RECHARGEABLE BATTERY”之美國專利第5,595,839號；，1 996年十二月24
日頒發給 Gozdz 等人，.名稱為"LOW RESISTANCE RECHARGABLE LITHIUM-ION BATTER Y” 之美國專利第 5，587,253號；.1996年十一月5日頒發給Gozdz等人，名
稱為"HYBRIDE LITHIUM-ION BATTERY POLYMER MATRIX COMPOSITIONS"之美國專利第 5,57 1,634 號； * 1996年十月22日頒發給Margalit '名稱為"LITHIUM ION BATTERY WITH LITHIUM VANADIUM PENTOXIDE POSITIVE ELECTRODE，，之美國專利第 5,567,548 號；1996 第s買 本紙張尺度適用中'國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -I i 1Γ — — — ίΊΙ—J· - I l· {請先閱讀背面之注意事項再填本頁) 訂： --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 434935 A7 B7 五、發明說明（）
年九月10日頒發給Gozdz等人，.名稱為"MATERIAL AND
METHOD FOR LOW INTERNAL RESISTANCE LITHIUM ION BATTERY"之美國專利第5,554,459號；，1996年八月
20 日頒發給 Dasgupta 等人，.名稱為"CURRENTCOLLOZION FOR LITHIUM ION BATTERY"之美國專利第 5,547,782 號；.1 996年三月 5日頒發給 Margalit等人，名稱為 '4 »
” LITHIUM VANADIUM PENTOXIDE POSITIVE ELECTRODE，，之美國專利第5,496,663號；.及1 995年十二 月 26母頒發給 Gozdz等人，、名稱為"RCHARGEABLE LITHIUM BATTERY CONSTRUCTION"之美國專利第 5,478,668 號。，
有數個專利是頒發給 McCullough ,，McCullough等 人，或McCullough, Jr等人的專利，.它們包括.：1 986年十 二月 23 日頒發，•名稱為"LOW RESISTANCE COLLECTOR FRAME FOR ELECTRODONDUCTIVE ORGANIC, CARBON AND GRAPHITIC MATERICALS，，之美國專利第 4,631，118 號；.1989 年五月 16日頒發，，名稱為"SECONDARY BATTERY"之美國專利第4,830,938號,；1996年四月2日 頒發，，名稱為"LINEAR CARBONACEOUS FIBER WITH IMPROVED ELONGABILITY"之美國專利第 5,503,929 號；1996年七月2日頒發，.名稱為"FLEXIBLE CARBON FIBER ELECTRODE WITH LOW MODULUS AND HIGH ELECTRICAL CONDUCTIVITY, BATTERY EMPLOYING THE CARBON FIBER ELECTRODE AND METHOD OF 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 •背 面 之 注 意 事 項 再 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 434935 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ MANUFACTURE"之美國專利第5,532,083號；（及1996年 五月 21 日頒發名稱為"FLEXIBLE CARBON FIBER, CARBON FIBER ELECTRODE AND SECONDARY ENERGY STORAGE DEVICES"之美國專利第 5,518,836 號、。 詳言之，·在前技中石墨成分是以不同的形式被使用.。 例如，.一根據碳海棉之超電容器已被示於1 9 9 3年十一月9 日頒發給Kaschmitter等人之美國專利第5,260,855號中.。 雖然可大體上改善現有技藝，，但習知結合了碳海棉電 極之電^池設計仍未消除對於一實用的鋰電池結構的需 求。、 發明目的及概述： 本發明的一個目的為提供一結合了碳海棉電極之鋰 離子電池。. 本發明的一進一步的目的為在每一碳诲棉電極上提 供一實用的電子接點，。 本發明的另一個目的為提供一電子接點：其具有一通 道形成於其内用以置於該碳海棉電極的一端上且部分地 環繞該端。. 本發明之其它的目的及優點由以下之詳細的說明及 附圖中變得很明顯。，基本上，.本發明包括了 一電池：其具 有至少兩個碳海棉電極。.每一電極被安裝有一由導電材料 所形成的板子。.該板子具有一底侧其被作成可被附著於碳 海棉電極的一端上。.板子可藉由捲邊或相似的變形處理而 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 Φ 之 注 意 事 項 再 本 頁 訂 A7 B7 五、發明說明（） 被固定於該電極上。 * 圖式簡簟說明： 本發明將可在配合附圖來閲讀以下之本發明的較佳 實施例的詳細說明而被更完全地瞭解·’其中相同的標號代 表在各囷中之相同的元件，，及其中： 第1圖為一電池的示意圖、，該電池具有根據本發明之碳海 棉電極， 第2圖為一根據本發明的較佳實施例之雙碳海棉電極電池 的一剖面圖；、 第3圖為一對被一電極隔板隔開來且彼此間隔開的碳電極 的立體圖； 第4圖為根據本發明的另匕實施例之一單一電極的立體 圖，其顯示該接點板與該碳海棉電極是間隔開來的 關係；. 第5.圖為示於第4圖中之單一電極之组合好的立體圖； 第6圖為根據本發明的一雙碳海棉電極的一剖面圖； « 第7圖為在一電池外殼内之電極的另· 一種安排的示意圖； 及- 第8圖為一結合了本發明之較佳實施例的多個電極之電池 的立體圖》 圖號#照說明： 10 電池 12,14 碳海棉電極 r .1 (請先閱讀背面之注意事項再^^本頁> -SJ_ -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 434^36 A7 _B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16 電極隔板 18,20 電子接點 1 24 構件 50 雙碳邱棉電極電池 1 1 1 52 外殼（殼體） 54,56 碳海棉電極 請 I 先 1 58 電極隔板 60,62 電子.接點 閱 讀 64 上壁 66,68 侧壁 背 面 1 之 1 70 通道 72 一端 注 意 事 1 74,76 侧通道 78 接點 項 再 | 1 80 接點引線 1 00,1 00' 電極組件 > 102 接點板 104 碳海棉電極 一 頁 i 1 106 黏著層 108 絕緣層 1 1 200 雙碳海棉電極電池 202 電池外殼 1 1 | 204, 206 槽 208 蓋子 tr 210 水平 312 正極 i 1 1 3 14, 3 18 線 3 16 負極 1 1 300,302,304,306,308,3 1 0 槽 \ 1 發明 詳細說明： 人― )! 該等圖式揭示了本發明之較佳 實施例。，雖然根據 所舉 Γ 1 出之 實施例的結構是較佳的、但應 被瞭解的是，.本發 明之 1 1 其它 的結構亦可在沒有偏離本發明 的精神下被達成.。 該較 r 1 佳實 施例於下文中被說明 1 Γ 第1圖為根據本發明所形成之 一具有碳海棉電極 之舉 1 1 1 例性 電；也的示意圖、該電池被標示 為1 0該電池1 0 包括 1 \ 一對 被一電極隔板1 6所間 隔開來 的碳海棉電極1 2 : 14 〇 t 發明說明（） 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 434i3g
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一對被間隔開來的電子接點i 8，f 20提供與一電子驅動構 件24間的電子連接。，隔板丨6可由一聚合物化的材料，，如 聚丙烯》鐵氟龍（註冊商標）或耐龍，，來製 許多種碳海棉材料可被使用於本發明^^佳的海棉 具有介於10至lOOppi的多孔性•，雖然其它性亦可 被使用 '一舉例性\但絕非限制性，、的海棉是由^^Ridge
National Laboratory’s Metal and Ceramics Divisi}^^ 製造 的、此典型的多孔性包括58.8之顯微多孔性（ppi)、〇.39 之灰塵含量（在攝氏1000度下之重量百分比），.〇.〇4 2 (g/cm3)'. 谷積密度：1.538(g/cm3)之帶（ligament)密度1.623(m2/g) 的表面積：〇.75(ohm-cm)的電阻，，及〇.3(卡/克/ X；)的比熱。 在空氣中之可使用的最大溫度為35〇t：t，而在鈍氣環境中 之可使用的最大溫度為3 50 0°C ».此等材料在0-200。〇時表 現出1.15(ppm/°C )的熱膨脹：在 0-500 °C時表現出 1.65(jjpm/°C )的熱膨脹及在〇-l〇〇〇°C時表現出1.65(ppm/ °C )的熱膨脹。.最重要地，，這些樣本表現出以下的導熱性：. 在 200°C 時為 0.085(W/m-K)，，在 300°C 時為 〇.125(W/m-K)，在 400 °C 時為 0.18(W/m-K),，在 500 °C 時為 0.252(W/m-K)，在 650。(：時為 0.407(W/m-K):及在 800°C 時為 0.625(W/m-K) 被選取的碳海棉是很強的且保持它們的形狀：例如/ 被測試的海棉表現出一帶有I 〇%偏折之625kPa的壓縮強 度及帶有最大偏折之763kPa的壓縮強度：該等被測試的 海㈣表一之…一下一之 第10頁 本紙張尺度適用_國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）
434 Λ7 B7 玉、發明說明（) 拉伸強度（同樣在20 C下）,‘撓曲強度（在2〇它下）為862kpa 而饒曲係數為58‘6(MpaH當然，，包括其它的矽碳化合物 海棉之其它具有不同的特性之海棉亦可被使用.，且是在本 發明的精神與範園之内，。 第2圖為一被標記為5〇之一雙碳海棉電極電池之剖 面圖該電池是根據本發明的較佳實施例而建構的。，電池 50包括一外殼或殼體52，‘其是由習知之結構上剛硬的材 料，.如橡膠或塑膠，‘所製成的：一對被間隔開來的碳海棉 電極5厂’.56被置於由該殼體52所界定的中空部分内/電一 極54 56是由具有經選定的多孔性之開放式槽（eeli)碳海 棉所構成‘。該動孔性被加以選擇用以提供一特定.的表面積 數量 '孔大小的範圍相當的廣且包括—介於每英忖至 5 0 0孔的可能範圍^。 一電極隔板58被置於電極54: 56之間，〇該隔板將電 極54 56與非離子的導電電氣地隔離開來，。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在每一電極54，. 56的一端上分別安裝有電子接點 60 : 62 '接點60，，62提供電能給_將被該電池5〇槭瘀動 之外部構件.。最好是’‘接點6 0 : 6 2是有高導電性材料， 如铜，.所製成’·隨然其它的導電材料，.如黃銅或鋁：亦可 被使用.。 傳統上被使用於鐘離子電池中之液體電解質包括有 機溶劑及導電鹽。•有機溶劑通常為碳酸鹽：最常被使用之 導電鹽為氟磷酸鋰（LiPh)，·其它常用的鹽包括UBF4.， LiAsFfi。， 第11頁 丨本纸張尺度ϊϊ用中國國家標準（CNS)A4規格（21Q x 297公楚） A7 434^30 ______B7_ 五、發明說明（） 第3圖為一對被電極隔板58所隔開來的碳電極6〇.， 62的立體圖s電極接電板60包括—上壁64,及一對相面對 間隔開的側壁66 : 68。· 一通道70是由該上壁64及該對間 隔開的侧壁66 : 6_8所界定：通道7〇與碳海棉電極54的 一端72相配接 '最好是’•一對相對的侧通道74 : 76(詳見 第4圖、將於下文中說明）沿著電極54的上端側被界定用 以與通道70相配接。、一伸出的剛性接點78被提供用以提 供電能給外部的裝置使用' 雖然第3圖（及第4圖）顯示接 點78被置於電極接點板6〇 % 62的上側的中央\接點78 可被置於板60 ’·62的近端。•一可撓曲之由像是鋼篩網所 構成的接點引線8 0可被安裝以供外部的鳴合之用γ 根據第3圖之實施例’接點板6〇的侧壁66 : 68可在 海棉電極54(或56)之上朝向彼此被朝内地壓緊，用以機械 性地爽緊電極的上端。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖為被標記為1 〇〇之根據本發明的一電極组件的 另一貫施例的立體圖 '電極1 0 0包括一接點板I 〇 2，其與 一碳海棉電極1 04彼此間隔開來/(雖然只由一個電極1 〇〇 及一個接點板·102被示出：但其它的電極[未示出]及其它 的接點板[未示出]大體上是相同的。）. 一黏著層.106可被提供於碳海棉電極1〇4與接點板 1 02之間。.層1 〇6是被用來取代（或輔助）第·3圖所示將該 板安裝於該電極上之機械性方法•。該黏著層106是由一導 電材料所形成，•該導電材料可表現出黏著特性.。此等材料 可以是鎳’‘銀，、銅，.鋁或同時表現出黏著及導電特性之任 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐）
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 何被電塗裝的材料。、 一聚合物絕緣層1 08可被提供來密封該接點板1 02 ,* 以作為一可能的添加：該絕緣層.丨〇 8應由一聚碳酸鹽所構 成或由適於此目的之任何有機材料所組成f 第5圖為電極組件〗〇〇的立體圖：如所示的.，絕緣層 1 0 8主要形成一在該組件〖0 〇的上端之上的絕緣蓋.。 第6圖為根據本發明之一被標記為2〇〇的雙碳海棉電 極電池：電池200包括一電池外殼2〇2其包括兩個槽 (cell)2(T4’206:第4圖及第5圖中之兩個此種電極組件及-其說明在此被標記為100，. 100,，.被各置一個於槽204.， 206中。、電解溶液被提供於電池200中達到所示的水平 2 1 0。最好是·’該電解液的水平低於該絕緣層I 〇 g的下端 最好是’，、提供一蓋子208以密封電極1〇〇, 之延伸至 電池外殼202的外部的上端。， 應被瞭解的是’‘雖然兩個被裝入電極的槽被舉例」但 許多槽的一個陣列’·如六個：十個，·或二十四個、都可被 使用。> 此一陣列被示於第7圖中.，其為依據本發明的一電 池的示意圖。如所示的六個槽300，.302，，304: 306,308/ 310被示出。.槽300’t304’、308藉由一共用的線314而被 導電地連接至一共用的正極312，.而槽3 02，. 306 ., 310藉 由一共用的線318而被導電地連接至一共用的負極316.。 第8圖為容納第7圖之多陣列電極的電池200的立體 圖：當然，、該電池設計的其它造形如形狀及大小，.亦可 被使用。， 第13貫 本纸張尺度顧巾額家標準（CNS)A4規格⑵0 x 297公釐） .-------.-l-'yti J (請先閲讀背面之注意事項再t^·-頁) 訂： -線. ο 4-34935 A7 B7 五、發明說明（） 熟悉此技藝者由以上的說明可瞭解到本發明之教導 可以不同的形式來加以實施。，因此，，雖然本發明已根據其 特定的實施例加以說明，，但其實質上的範圍不應因此而受 到侷限，，因為熟悉此技藝者在閱讀了說明書：圖式及申請 專利範圍之後，，本發明之其它變化將會變得很明顯Γ (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第U頁 ‘纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 434S3g 六、申請專利範圍 1. 一種鋰電池i該鋰電池至少包含.： 一電池外殼；. 至少一碳海棉電極1.其具有一上端一第一侧及一 第二側：、 一電子的導電板.，其被安裝於該至少一碳海棉電極 的上端，該板具有一頂端及一第一侧與一從該頂端延伸 出的第二側，.該第一侧至少部分地沿著該碳海棉電極的 第一侧延伸及該第二側至少部分地延著該電極的第二 側延_伸。' 2. 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池，，其包括一被提供 於該電池外殼中之電解質溶液。、 3. 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池，、其進一步包括一 導電的黏附材料，、其被安裝在該碳海棉電極與該板子之 間。、 4. 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池：其中該板子包括 一被提供於其上侧上的接點極。. 5. 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池，，其進一步包括一 絕緣層其至少部分蓋在該板之上及至少部分蓋在該碳 海棉電極之上 第15貝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ί------[-11—裝---： r,' (請先閱讀背面之注意事項再填Vr本頁) 訂： ‘線- 經濟部智慧財產局員工消費舍作社印製 434935 AS B8 C8 D8 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第5項所述之鋰電池，，其中該絕緣層是 由一聚碳酸鹽材料所形成。. 7. 如申請專利範圍第5項所述之鋰電池 '其中該絕緣層是 甴一有機材料所形成。、 8. 如申請專利範圍第1項所述之鋰電池：其中該電池包括 至少四個碳海棉電極？ 9:如申請專利範圍第1項所述之鋰電池；其中該碳海棉電 極具有10至lOOppi的多孔性，。 1 0:如申請專利範圍第1項所述之鋰電池，其中該碳海棉電 極為矽碳化合物海棉〃 (請先閱讀背面之法意事項再表頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 .合 作 杜 印 製 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐）
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI456826B (zh) * 2007-02-22 2014-10-11 Toray Industries 鋰離子二次電池電極結合劑用樹脂、含它之組成物及糊以及使用它之鋰離子二次電池電極

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6979513B2 (en) 2002-06-28 2005-12-27 Firefly Energy Inc. Battery including carbon foam current collectors
US7033703B2 (en) 2002-12-20 2006-04-25 Firefly Energy, Inc. Composite material and current collector for battery
US7341806B2 (en) 2002-12-23 2008-03-11 Caterpillar Inc. Battery having carbon foam current collector
US8399134B2 (en) 2007-11-20 2013-03-19 Firefly Energy, Inc. Lead acid battery including a two-layer carbon foam current collector
WO2013139370A1 (en) 2012-03-19 2013-09-26 Toyota Motor Europe Nv/Sa Three-dimensional carbon foam-supported electrode for metal-air batteries
JP6476944B2 (ja) * 2015-02-06 2019-03-06 株式会社リコー 非水電解液蓄電素子
US10418647B2 (en) 2015-04-15 2019-09-17 Lockheed Martin Energy, Llc Mitigation of parasitic reactions within flow batteries
KR20180042852A (ko) 2015-08-19 2018-04-26 록히드 마틴 에너지, 엘엘씨 플로우 배터리 내의 고형물 저감 방법
US10147957B2 (en) 2016-04-07 2018-12-04 Lockheed Martin Energy, Llc Electrochemical cells having designed flow fields and methods for producing the same
US10381674B2 (en) 2016-04-07 2019-08-13 Lockheed Martin Energy, Llc High-throughput manufacturing processes for making electrochemical unit cells and electrochemical unit cells produced using the same
US10403911B2 (en) 2016-10-07 2019-09-03 Lockheed Martin Energy, Llc Flow batteries having an interfacially bonded bipolar plate-electrode assembly and methods for production and use thereof
US10573899B2 (en) 2016-10-18 2020-02-25 Lockheed Martin Energy, Llc Flow batteries having an electrode with differing hydrophilicity on opposing faces and methods for production and use thereof
US10581104B2 (en) 2017-03-24 2020-03-03 Lockheed Martin Energy, Llc Flow batteries having a pressure-balanced electrochemical cell stack and associated methods

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5260855A (en) * 1992-01-17 1993-11-09 Kaschmitter James L Supercapacitors based on carbon foams
US5426006A (en) * 1993-04-16 1995-06-20 Sandia Corporation Structural micro-porous carbon anode for rechargeable lithium-ion batteries

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI456826B (zh) * 2007-02-22 2014-10-11 Toray Industries 鋰離子二次電池電極結合劑用樹脂、含它之組成物及糊以及使用它之鋰離子二次電池電極

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