WO2023094582A1 - Gehäuse zur aufbewahrung einer aluminiumchlorid aufweisenden ionischen flüssigkeit sowie batteriezelle mit einem solchen gehäuse - Google Patents

Gehäuse zur aufbewahrung einer aluminiumchlorid aufweisenden ionischen flüssigkeit sowie batteriezelle mit einem solchen gehäuse Download PDF

Info

Publication number
WO2023094582A1
WO2023094582A1 PCT/EP2022/083251 EP2022083251W WO2023094582A1 WO 2023094582 A1 WO2023094582 A1 WO 2023094582A1 EP 2022083251 W EP2022083251 W EP 2022083251W WO 2023094582 A1 WO2023094582 A1 WO 2023094582A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
housing
cell
electrolyte
film
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/083251
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrike Wunderwald
Maximilian Wassner
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Publication of WO2023094582A1 publication Critical patent/WO2023094582A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • 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
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1243—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the internal coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H01M50/129—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material

Definitions

  • Housing for storing an ionic liquid containing aluminum chloride and battery cell with such a housing
  • Exemplary embodiments relate to a housing for storing an ionic liquid containing aluminum chloride. Further exemplary embodiments relate to a battery cell with a housing for storing an ionic liquid containing aluminum chloride. Further exemplary embodiments relate to a configuration of a corrosion-resistant aluminum ion battery cell.
  • a liquid electrolyte In a conventional aluminum ion battery (AIB), the reversible charge transport is realized by a liquid electrolyte.
  • This electrolyte usually consists of aluminum chloride (AICI3) and another component.
  • AICI3 aluminum chloride
  • Such an electrolyte can be assigned to the ionic liquids (IL) or the subgroup of the so-called deep eutectic solvents (DES, dt. strong eutectic solvents), which have a very high Lewis acidity. This property is associated with a very strong corrosive effect on metals and plastics.
  • ADGB aluminum dual-ion graphite battery
  • the cell chemistry of the ADGB is based on an aluminum anode, a graphite cathode and an ionic liquid with the addition of AICI3, which as an electrolyte enables charge transport.
  • AICI3 ethyl-methylimidazolium chloride:AICl3
  • EMIm[CI]:AICl3 ethyl-methylimidazolium chloride
  • numerous other electrolytes are known which can be assigned to the subgroup of deep eutectic solvents type IV, such as urea-hAICh or acetamide (AcAm):AICl3 or other combinations of amides with AICI3 [1].
  • electrolytes eg IL and DES
  • IL and DES are very strong Lewis acids to which many metals and plastics are not resistant.
  • Selected long-term stable metals that are required as current collectors on the cathode side are molybdenum and tungsten [2]. Due to its lower brittleness, molybdenum foil is often used as a corrosion-resistant current collector.
  • the active material is applied to the molybdenum foil in the form of graphite particles with the addition of a binder using an aqueous slurry.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • FEP fluoroethylene-propylene
  • these fluorine-containing polymers are problematic in terms of thermoplastic properties. They can only be welded to a limited extent, which is a necessary processing step for the airtight sealing of the cell. The ability to deep-draw the pouch bag for the use of multi-layer electrodes is also limited.
  • Polyamide (PA) or polyethylene terephthalate (PET) is used for the outer electrically insulating coating of the pouch.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a concept for a housing for a battery cell which is easier to produce and/or more resistant to the above-mentioned electrolytes.
  • the reversible charge transport in a battery is usually realized by an aluminum chloride (AICI3) electrolyte that has a very high Lewis acidity and thus a strong has a corrosive effect on metals and plastics.
  • AICI3 aluminum chloride
  • the present invention is therefore based on the idea of using (the polymer) polyetheretherketone (PEEK) as an inner protective layer in a housing of a battery cell, which has, for example, a metallic layer such as an aluminum layer (as a diffusion barrier).
  • a housing can be designed, for example, as a foil bag (pouch cell), as a cylindrical cell or as a prismatic cell (hard casing).
  • Exemplary embodiments create a housing for storing an ionic liquid containing aluminum chloride, the housing being a multi-layer housing, the housing having a diffusion-tight [e.g. metallic] layer, the housing having a layer containing polyetheretherketone, PEEK, the polyetheretherketone, PEEK, layer, when the housing is filled with the ionic liquid containing aluminum chloride, is arranged between the diffusion-tight [e.g. metallic] layer and the ionic liquid containing aluminum chloride [e.g. to protect the diffusion-tight [e.g. metallic] layer from the ionic liquid containing aluminum chloride] .
  • the housing may be a housing for an aluminum-graphite dual-ion battery cell (AGDIB).
  • the protective layer can be a coating or film comprising polyetheretherketone.
  • the protective layer can be a polyetheretherketone coating or a polyetheretherketone film.
  • the protective layer may have a thickness of 100 ⁇ m [e.g. or 50 pm] or less.
  • the multi-layer housing may include a metallic layer, with the protective layer interposed between the electrolyte and the metallic layer [e.g. to protect the metallic layer from the electrolyte].
  • the metallic layer can be an aluminum layer.
  • the multi-layer housing can have an electrical insulation layer, it being possible for the metallic layer to be arranged between the protective layer and the electrical insulation layer.
  • it can include polyamide, PA.
  • the electrical insulation layer can be a polyamide coating or a polyamide film.
  • the electrolyte can be an ionic liquid.
  • the electrolyte can be a strong eutectic solvent [eg, Deep Eutectic Solvent, DES].
  • the ionic liquid can be aluminum chloride.
  • the multi-layer cell housing can be a foil pouch.
  • the multi-layer cell casing can be a cylindrical casing.
  • the multi-layer cell housing can be a prismatic housing.
  • the battery cell can be an aluminum ion cell [e.g. Aluminum Graphite Dual Ion Battery Cell (AGDIB)].
  • ALDIB Aluminum Graphite Dual Ion Battery Cell
  • a first electrode of the two electrodes may include aluminum.
  • a second electrode of the two electrodes can have graphite particles as the active material.
  • FIG. 1 For exemplary embodiments, create a pouch cell with a multi-layer film bag, two electrodes [e.g. anode and cathode] and a separator placed between the two electrodes [e.g. to electrically insulate the two electrodes from each other], wherein the two electrodes and the separator are arranged in the multi-layer foil bag, wherein the multi-layer foil bag is filled with an electrolyte, wherein a foil layer of the multi-layer foil bag which is in contact with the electrolyte contains polyetheretherketone, PEEK, having.
  • PEEK polyetheretherketone
  • the film layer that is in contact with the electrolyte can be a polyetheretherketone coating or a polyetheretherketone film.
  • the multi-layer foil bag can have a metallic foil layer, it being possible for the foil layer which is in contact with the electrolyte to be arranged between the metallic foil layer and the electrolyte.
  • the metallic foil layer can be an aluminum foil.
  • the multi-layer film bag can have an electrical insulation layer, in which case the metal film layer can be arranged between the electrical insulation layer and the film layers that are in contact with the electrolyte.
  • the electrical insulation layer can be a polyamide coating or a polyamide film.
  • the method includes a step of providing a multi-layer cell housing.
  • the method also includes a step of providing two electrodes in the multi-layer cell housing.
  • the method includes a step of providing a separator between the two electrodes.
  • the method comprises a step of filling the housing with an electrolyte, with an electrolyte [e.g. direct] protective layer in contact [e.g. protective layer or protective film] of the multi-layer cell housing polyetheretherketone, PEEK.
  • an electrolyte e.g. direct] protective layer in contact [e.g. protective layer or protective film] of the multi-layer cell housing polyetheretherketone, PEEK.
  • the step of providing the multi-layer cell housing can have the following steps: providing a metallic layer; and providing the protective layer, the protective layer being arranged between the metallic layer and the electrolyte after the multi-layer cell housing has been filled with the electrolyte.
  • the protective layer can be a polyetheretherketone film.
  • the protective layer can be provided by coating the metallic layer.
  • the metallic layer can be an aluminum foil.
  • the step of providing the multi-layer cell housing can include the following step: providing an electrical insulation layer, with the metallic layer being arranged between the electrical insulation layer and the protective layer.
  • the electrical insulation layer can be provided by coating the metallic layer with polyamide, PA.
  • Further exemplary embodiments create a method for producing a pouch cell.
  • the method includes a step of providing a multi-layer film bag.
  • the method also includes a step of providing two electrodes in the multi-layer film bag.
  • the method includes a step of providing a separator between the two electrodes.
  • the method also includes a step of filling the multi-layer film bag with an electrolyte, with a protective layer of the multi-layer film bag that is in contact with the electrolyte having polyetheretherketone, PEEK.
  • the step of providing the multi-layer foil bag can have the following steps: providing a metallic foil; coating a first side of the metallic foil with polyetheretherketone to obtain the protective layer; folding the metallic foil into a bag, so that the protective layer is arranged in an interior of the bag, at least partially closing the bag.
  • the step of providing the multi-layer foil bag can have the following steps: providing a metallic foil; providing a polyetheretherketone film as a protective layer on a first side of the metallic film; folding the metallic foil and the polyetheretherketone foil into a pouch so that the polyetheretherketone foil is located in an interior of the pouch; and at least partially closing the bag.
  • the bag can be at least partially closed by welding and/or gluing.
  • the step of providing the multi-layer film bag can have the following step: coating a second side of the metallic film with polyamide, PA.
  • the bag can be sealed completely airtight after the two electrodes and the separator have been introduced and the bag has been filled with the electrolyte.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a section of a housing for storing an ionic liquid containing aluminum chloride, according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2a shows a schematic plan view of a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2b shows a schematic cross-sectional view along the section axis A-A of the battery cell shown in Fig. 2a, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method for producing a battery cell, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a flow chart of a method for producing a pouch cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a section of a housing 10 for storing an ionic liquid 11 containing aluminum chloride (e.g. an electrolyte), according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • an ionic liquid 11 containing aluminum chloride e.g. an electrolyte
  • the housing 10 can be a multi-layer housing which has at least one diffusion-tight (e.g. metallic) layer 12 and a layer 14 comprising polyetheretherketone (PEEK).
  • PEEK polyetheretherketone
  • the housing 10 e.g. in a housing interior 20, can enclose a volume or form an airtight chamber, e.g. for receiving the ionic liquid 11 containing aluminum chloride.
  • the layer 14 containing PEEK can be arranged between the diffusion-tight layer 12 and the ionic liquid 11 containing aluminum chloride.
  • the layer 14 comprising PEEK may be adjacent to a first side (e.g. inner side) 17 of the diffusion-tight/metallic layer 12, the first side 17 of the diffusion-tight/metallic layer 12 facing the housing interior 20 or the volume enclosed by the housing 10.
  • the layer 14 having PEEK can thus form or be a protective layer which is designed to protect the diffusion-tight/metallic layer 12 from the ionic liquid having aluminum chloride.
  • the PEEK-comprising layer 14 may be a PEEK-comprising coating or film, such as a PEEK coating or a PEEK film.
  • the PEEK-comprising layer 14 may have a thickness of 100 ⁇ m or less, such as 50 ⁇ m or less.
  • the diffusion-tight layer 12 can include aluminum.
  • the diffusion-tight layer 12 can be an aluminum layer.
  • the housing 10 can also have an optional electrical insulation layer 16 in exemplary embodiments.
  • the diffusion-tight layer 12 can be arranged between the electrical insulation layer 16 and the layer 14 comprising PEEK.
  • the electrical insulation layer 16 can be arranged adjacent to a second side (e.g. outer side) 19 of the diffusion-tight layer 12, with the second side 19 facing away from the housing interior 20 or towards a housing exterior 22.
  • the electrical insulation layer 16 can have polyamide, PA.
  • the electrical insulation layer 16 can be a polyamide coating or a polyamide film.
  • the housing 10 may be a housing for a battery cell, such as an aluminum ion battery cell (AIB), for example an aluminum graphite dual ion battery cell (AGDIB).
  • AIB aluminum ion battery cell
  • ATDIB aluminum graphite dual ion battery cell
  • the housing 10 can be a (multi-layer) film bag (or pouch bag/pouch bag/multi-layer pouch film), a cylindrical housing or a prismatic housing. Exemplary embodiments of a battery cell with the housing 10 shown in FIG. 1 are described below.
  • FIG. 2a shows a schematic plan view of a battery cell 30 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2b shows a schematic cross-sectional view of the section axis A-A of the battery cell 30 shown in FIG. 2a.
  • the battery cell 30 comprises a multi-layer cell housing 10, as has already been described in detail above with reference to FIG 34 (e.g. to electrically insulate the two electrodes 32 and 34 from each other), the two electrodes 32 and 34 and the separator 36 being arranged in the multi-layer cell casing 10, the multi-layer cell casing 10 being filled with an electrolyte 11, and A protective layer 14 (see FIG. 1; e.g. protective layer or protective film) of the multi-layer cell housing 10 which is in (e.g. direct) contact with the electrolyte 11 comprises PEEK.
  • a volume enclosed by the cell housing 10 can be filled with the electrolyte 11 .
  • the electrolyte 11 may be an ionic liquid, such as an ionic liquid comprising aluminum chloride.
  • the electrolyte 11 can be a strong eutectic solvent.
  • the first electrode 32 of the two electrodes may include aluminum.
  • the first electrode 32 can be an aluminum electrode, such as an aluminum anode
  • the second electrode 34 of the two electrodes can have graphite particles as the active material.
  • the second electrode 34 can be a graphite electrode, such as a graphite cathode.
  • the battery cell 30 in embodiments, a first contact 33 for the first electrode 32, such as a first electrical contact (eg tab or terminal lug) for connecting / contacting the battery cell, and a second contact 35 for the second electrode 34, such as a second electrical contact (eg tab or terminal lug) for connecting / contacting the battery cell.
  • a first electrical contact 33 for the first electrode 32 such as a first electrical contact (eg tab or terminal lug) for connecting / contacting the battery cell
  • a second contact 35 for the second electrode 34 such as a second electrical contact (eg tab or terminal lug) for connecting / contacting the battery cell.
  • battery cell 30 may be an aluminum ion (AIB) battery cell, such as an aluminum graphite dual ion (AGDIB) battery cell.
  • AIB aluminum ion
  • ATDIB aluminum graphite dual ion
  • the multi-layer cell housing 10 can be a foil bag (e.g. a pouch bag), as is shown by way of example in FIGS. 2a and 2b.
  • the foil bag can be sealed at the edges, as indicated by reference numeral 13 in FIG. 2a.
  • the film bag can have any shape, such as a polygonal shape, a shape rounded at the corners, an oval shape or a round shape.
  • the present invention is not limited to the design of the multi-layer cell housing 10 as a film bag. Rather, the multi-layer cell housing 10 can also be a cylindrical cell housing or a prismatic cell housing in exemplary embodiments.
  • the battery cell is a corrosion-resistant aluminum-ion battery cell configuration in the form of a pouch cell.
  • the following description is applicable to other battery cell designs.
  • an aluminum foil with a thickness of 10-100 ⁇ m can be used as the anode.
  • graphite particles for example with a size of 5-200 ⁇ m, in particular approx. 50 ⁇ m, can be mixed with approx. 2 m% carboxymethyl cellulose (CMC) as a binder for the cathode and mixed in an aqueous solution to form an aqueous slurry ) are processed.
  • the current collector can be applied in the form of a molybdenum foil, for example by means of manual application or by means of film drawing with subsequent drying.
  • a glass fiber paper or a polyacrylonitrile (PAN) membrane can be used as a separator.
  • PAN polyacrylonitrile
  • ethyl-methyl-imidazolium chloride:AlCl 3 (EMIm[Cl]:AICl 3 ) or amide:AlCl 3 can be used as the electrolyte.
  • the cell housing can have a multi-layer foil bag.
  • an aluminum foil can be coated with the polymer PEEK, which is corrosion-resistant to the electrolyte, on the inner side that is in contact with the electrolyte.
  • the outer side of the film can be coated with PA.
  • the polymer coating can take place by means of lamination or lining.
  • the aluminum foil protected on both sides in this way can be cut to size according to the dimensions of the electrodes and the separator and welded on three sides to form a bag (single-layer foil bag).
  • a separate PEEK film bag being introduced into an Al film bag which is only coated with PA on one side, ie on the outside ( two-layer foil bag).
  • metal strips made of aluminum or molybdenum can be welded to the anode and the cathode, which tabs allow the battery cell to be contacted outside of the foil pouch.
  • the tabs can also be provided with a PEEK coating in the area of the weld seam for the airtight welding of the film bag (single-layer or two-layer design).
  • the electrodes can be introduced with the separator into the foil bag, in the case of a two-layer design into the inner PEEK foil bag.
  • the film bag in particular the inner PEEK film bag in a two-layer design, can be pre-welded, leaving a small opening for filling the electrolyte and for sucking off excess gas from the interior of the film bag.
  • the inside of the pouch bag can be sucked off and hermetically/airtightly sealed.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method 100 for manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
  • the method 100 includes a step 102 of providing a multi-layer cell housing. Furthermore, the method 100 includes a step 104 of providing two electrodes in the multi-layer cell housing. Furthermore, the method 100 includes a step 106 of providing a separator between the two electrodes. Furthermore, the method 100 includes a step of filling the housing with an electrolyte, wherein a protective layer (eg protective layer or protective film) of the multilayer cell housing that is in (eg direct) contact with the electrolyte has PEEK.
  • a protective layer eg protective layer or protective film
  • the step 102 of providing the multi-layer cell housing can have the following steps: providing a metallic layer; and providing the protective layer, the protective layer being arranged between the metallic layer and the electrolyte after the multi-layer cell housing has been filled with the electrolyte.
  • the protective layer can be provided by coating the metallic layer.
  • the protective layer can be provided by providing a polyetheretherketone film.
  • the metallic layer can be an aluminum foil.
  • the step of providing the multi-layer cell housing can include the following step: providing an electrical insulation layer, with the metallic layer being arranged between the electrical insulation layer and the protective layer.
  • the electrical insulation layer can be provided by coating the metallic layer with polyamide, PA.
  • the electrical insulation layer can be provided by providing a PEEK film.
  • FIG. 4 shows a flowchart of a method 120 for producing a pouch cell according to an embodiment of the present invention.
  • the method 120 includes a step 122 of providing a multi-layer film bag. Furthermore, the method 120 includes a step 124 of providing two electrodes in the multi-layer film bag. Furthermore, the method 120 comprises a step of providing 126 a separator between the two electrodes. Furthermore, the method 120 includes a step 128 of filling the multi-layer film bag with an electrolyte, with a protective layer in contact with the electrolyte having the multi-layer film bag polyetheretherketone, PEEK.
  • PEEK polyetheretherketone
  • the step 122 of providing the multi-layer foil bag can have the following steps: providing a metallic foil; coating a first side of the metallic foil with polyetheretherketone to obtain the protective layer; folding the metallic foil into a bag, so that the protective layer is arranged in an interior of the bag, at least partially closing the bag.
  • the step 122 of providing the multi-layer foil bag can include the following steps: providing a metallic foil; providing a polyetheretherketone film as a protective layer on a first side of the metallic film; folding the metallic foil and the polyetheretherketone foil into a pouch so that the polyetheretherketone foil is located in an interior of the pouch; and at least partially closing the bag.
  • the bag can be at least partially closed by welding and/or gluing.
  • the step 122 of providing the multi-layer foil bag can have the following step: coating a second side of the metallic foil with polyamide, PA.
  • the bag can be sealed completely airtight after the two electrodes and the separator have been introduced and the bag has been filled with the electrolyte.
  • aspects have been described in the context of a device, it should be understood that these aspects also represent a description of the corresponding manufacturing process, so that a block or component of a device is also to be understood as a corresponding manufacturing process step or as a feature of a manufacturing process step. Similarly, aspects described in connection with or as a manufacturing method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware Apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer, or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the essential process steps can be performed by such an apparatus.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

Ausführungsbeispiele schaffen ein Gehäuse zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit, wobei das Gehäuse ein mehrlagiges Gehäuse ist, wobei das Gehäuse eine diffusionsdichte Lage aufweist, wobei das Gehäuse eine Polyetheretherketon, PEEK, aufweisende Lage aufweist, wobei, wenn das Gehäuse mit der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit befüllt ist, die Polyetheretherketon, PEEK, aufweisende Lage zwischen der diffusionsdichten Lage und der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit angeordnet ist.

Description

Gehäuse zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit sowie Batteriezelle mit einem solchen Gehäuse
Beschreibung
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Gehäuse zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Batteriezelle mit einem Gehäuse zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit. Weitere Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Konfiguration einer korrosionsbeständigen Aluminium-Ionen- Batteriezelle.
Bei einer herkömmlichen Aluminium-Ionen-Batterie (AIB) wird der reversible Ladungstransport durch einen flüssigen Elektrolyten realisiert. In der Regel besteht dieser Elektrolyt aus Aluminiumchlorid (AICI3) und einer weiteren Komponente. Ein solcher Elektrolyt ist den ionischen Flüssigkeiten (engl. ionic liquids, IL) bzw. der untergeordneten Gruppe der sog. Deep Eutectic Solvents (DES, dt. stark eutektischen Lösungsmitteln) zuzuordnen, die eine sehr hohe Lewis-Acidität aufweisen. Mit dieser Eigenschaft ist eine sehr starke korrosive Wirkung gegen Metalle und Kunststoffe verbunden.
Diese Problematik soll im Folgenden anhand einer Aluminium-Dual-Ionen-Graphit-Batterie, ADGB, beispielhaft beschrieben werden. Die Zellchemie der ADGB basiert auf einer Aluminium-Anode, einer Graphit-Kathode und einer ionischen Flüssigkeit mit Zugabe von AICI3, die als Elektrolyt den Ladungstransport ermöglicht. Dazu wird häufig Ethyl-Methyl- lmidazoliumchlorid:AICl3 (EMIm[CI]:AICl3) als ionische Flüssigkeit eingesetzt. Es sind jedoch zahlreiche weitere Elektrolyte bekannt, die der Untergruppe der Deep Eutectic Solvents Typ IV zugeordnet werden können, wie z.B. HarnstofhAICh oder Acetamid (AcAm):AICl3 oder weitere Kombinationen von Amiden mit AICI3 [1]. Diese Elektrolyte (z.B. IL und DES) sind sehr starke Lewis-Säuren, gegen die zahlreiche Metalle und Kunststoffe nicht beständig sind. Ausgewählte langzeitbeständige Metalle, die als Stromableiter auf Kathodenseite benötigt werden, sind Molybdän und Wolfram [2], Aufgrund seiner geringeren Sprödigkeit wird häufig Molybdänfolie als korrosionsbeständiger Stromableiter eingesetzt. Das Aktivmaterial wird in Form von Graphit-Partikeln unter Zugabe von einem Binder mittels einer wässrigen Aufschlämmung (engl. slurry) auf die Molybdänfolie aufgetragen. Für das Zellgehäuse sind Al- Folienbeutel (sog. Pouchbeutel) mit einer inneren elektrisch isolierenden und korrosionsbeständigen Beschichtung aus fluorhaltigen Polymeren wie Polytetrafluorethylen (PTFE) und Fluorethylen-Propylen (FEP) bekannt [3], Diese fluorhaltigen Polymere sind jedoch problematisch hinsichtlich der thermoplastischen Eigenschaften. So lassen sie sich nur bedingt verschweißen, was jedoch ein notwendiger Bearbeitungsschritt für das luftdichte Versiegeln der Zelle notwendig ist. Auch ist eine Tiefziehbarkeit des Pouchbeutels für den Einsatz mehrlagiger Elektroden eingeschränkt. Für die äußere elektrisch isolierende Beschichtung des Pouchbeutels wird Polyamid (PA) oder Polyethylenterephthalat (PET) eingesetzt.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Konzept für ein Gehäuse für eine Batteriezelle zu schaffen, welches einfacher herzustellen und/oder beständiger gegen oben genannte Elektrolyte ist.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Patentansprüchen.
Wie oben bereits erwähnt wurde, wird der reversible Ladungstransport in einer Batterie, wie z.B. einer Aluminium-Ionen-Batterie (AIB), in der Regel durch einen Aluminiumchlorid (AICI3) aufweisenden Elektrolyten realisiert, der eine sehr hohe Lewis-Acidität und somit eine starke korrosive Wirkung gegen Metalle und Kunststoffe aufweist. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, in einem Gehäuse einer Batteriezelle, welches beispielsweise eine metallische Lage, wie z.B. eine Aluminiumlage, (als Diffusionsbarriere) aufweist, (das Polymer) Polyetheretherketon (PEEK) als innere Schutzschicht einzusetzen. Ein solches Gehäuse kann bei Ausführungsbeispielen z.B. als Folienbeutel (Pouchzelle), als zylindrische Zelle oder als prismatische Zelle (engl. hard casing) ausgeführt werden.
Ausführungsbeispiele schaffen ein Gehäuse zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit, wobei das Gehäuse ein mehrlagiges Gehäuse ist, wobei das Gehäuse eine diffusionsdichte [z.B. metallische] Lage aufweist, wobei das Gehäuse eine Polyetheretherketon, PEEK, aufweisende Lage aufweist, wobei die Polyetheretherketon, PEEK, aufweisende Lage, wenn das Gehäuse mit der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit befüllt ist, zwischen der diffusionsdichten [z.B. metallische] Lage und der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit angeordnet ist [z.B. um die diffusionsdichte [z.B. metallische] Lage vor der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit zu schützen]. Bei Ausführungsbeispielen kann das Gehäuse ein Gehäuse für eine Aluminium-Graphite- Dual-Ionen-Batteriezelle (AGDIB) sein
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Batteriezelle mit einem mehrlagigen Zellgehäuse, zwei Elektroden [z.B. Anode und Kathode] und einem Separator, der zwischen den zwei Elektroden angeordnet ist [z.B. um die zwei Elektroden elektrisch voneinander zu isolieren], wobei die zwei Elektroden und der Separator in dem mehrlagigen Zellgehäuse angeordnet sind, wobei das mehrlagige Zellgehäuse mit einem Elektrolyten gefüllt ist, wobei eine mit dem Elektrolyten [z.B. direkt] in Kontakt stehende Schutzlage [z.B. Schutzschicht oder Schutzfolie] des mehrlagigen Zellgehäuses Polyetheretherketon, PEEK, aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Schutzlage eine Polyetheretherketon aufweisende Beschichtung oder Folie sein.
Beispielsweise kann die Schutzlage eine Polyetheretherketon-Beschichtung oder eine Polyetheretherketon-Folie sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Schutzlage eine Dicke von 100 pm [z.B. oder 50 pm] oder weniger aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann das mehrlagige Gehäuse eine metallische Lage aufweisen, wobei die Schutzlage zwischen dem Elektrolyten und der metallischen Lage angeordnet sein kann [z.B. um die metallische Lage vor dem Elektrolyten zu schützen].
Bei Ausführungsbeispielen kann die metallische Lage eine Aluminiumlage sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann das mehrlagige Gehäuse eine elektrische Isolationslage aufweisen, wobei die metallische Lage zwischen der Schutzlage und der elektrischen Isolationslage angeordnet sein kann.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Polyamid, PA, aufweisen.
Beispielsweise kann die elektrische Isolationslage eine Polyamid-Beschichtung oder eine Polyamid-Folie sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Elektrolyt eine ionische Flüssigkeit sein. Bei Ausführungsbeispielen kann der Elektrolyt ein stark eutektisches Lösungsmittel [z.B. Deep Eutectic Solvent, DES] sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann die ionische Flüssigkeit Aluminiumchlorid sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann das mehrlagige Zellgehäuse ein Folienbeutel sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann das mehrlagige Zellgehäuse ein zylindrisches Gehäuse sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann das mehrlagige Zellgehäuse ein prismatisches Gehäuse sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Batteriezelle eine Aluminium-Ionen-Zelle [z.B. Aluminium- Graphite-Dual-Ionen-Batteriezelle (AGDIB)] sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine erste Elektrode der zwei Elektroden Aluminium aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann eine zweite Elektrode der zwei Elektroden Graphitpartikel als Aktivmaterial aufweisen.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen eine Pouchzelle mit einem mehrlagigen Folienbeutel, zwei Elektroden [z.B. Anode und Kathode] und einem Separator, der zwischen den zwei Elektroden angeordnet ist [z.B. um die zwei Elektroden elektrisch voneinander zu isolieren], wobei die zwei Elektroden und der Separator in dem mehrlagigen Folienbeutel angeordnet sind, wobei der mehrlagige Folienbeutel mit einem Elektrolyten gefüllt ist, wobei eine mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Folienlage des mehrlagigen Folienbeutels Polyetheretherketon, PEEK, aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Folienlage eine Polyetheretherketon-Beschichtung oder eine Polyetheretherketon-Folie sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der mehrlagige Folienbeutel eine metallische Folienlage aufweisen, wobei die mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Folienlage zwischen der metallischen Folienlage und dem Elektrolyten angeordnet sein kann.
Bei Ausführungsbeispielen kann die metallische Folienlage eine Aluminiumfolie sein. Bei Ausführungsbeispielen kann der mehrlagige Folienbeutel eine elektrische Isolationslage aufweisen, wobei die metallische Folienlage zwischen der elektrischen Isolationslage und der mit dem Elektrolyten in Kontakt stehenden Folienlagen angeordnet sein kann.
Bei Ausführungsbeispielen kann die elektrische Isolationslage eine Polyamid-Beschichtung oder eine Polyamid-Folie sein.
Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens eines mehrlagigen Zellgehäuses. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens von zwei Elektroden in dem mehrlagigen Zellgehäuse. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Separators zwischen den zwei Elektroden. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Befüllens des Gehäuses mit einem Elektrolyten, wobei eine mit dem Elektrolyten [z.B. direkt] in Kontakt stehende Schutzlage [z.B. Schutzschicht oder Schutzfolie] des mehrlagigen Zellgehäuses Polyetheretherketon, PEEK, aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt des Bereitstellens des mehrlagigen Zellgehäuses folgende Schritte aufweisen: Bereitstellen einer metallischen Lage; und Bereitstellen der Schutzlage, wobei die Schutzlage nach dem Befüllen des mehrlagigen Zellgehäuses mit dem Elektrolyten zwischen der metallischen Lage und dem Elektrolyten angeordnet ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Schutzlage eine Polyetheretherketon-Folie sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Schutzlage durch Beschichten der metallischen Lage bereitgestellt werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die metallische Lage eine Aluminiumfolie sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt des Bereitstellens des mehrlagigen Zellgehäuses folgenden Schritt aufweisen: Bereitstellen einer elektrischen Isolationslage, wobei die metallische Lage zwischen der elektrischen Isolationslage und der Schutzlage angeordnet ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die elektrische Isolationslage durch Beschichten der metallischen Lage mit Polyamid, PA, bereitgestellt werden. Weitere Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Herstellen einer Pouchzelle. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bereitstellens eines mehrlagigen Folienbeutels. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens von zwei Elektroden in dem mehrlagigen Folienbeutel. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Separators zwischen den zwei Elektroden. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Befüllens des mehrlagigen Folienbeutels mit einem Elektrolyten, wobei eine mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Schutzlage des mehrlagigen Folienbeutels Polyetheretherketon, PEEK, aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels folgende Schritte aufweisen: Bereitstellen einer metallischen Folie; Beschichten einer ersten Seite der metallischen Folie mit Polyetheretherketon, um die Schutzlage zu erhalten; Zusammenklappen der metallischen Folie zu einem Beutel, so dass die Schutzlage in einem inneren des Beutels angeordnet ist, zumindest teilweises Verschließen des Beutels.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels folgenden Schritte aufweisen: Bereitstellen einer metallischen Folie; Bereitstellen einer Polyetheretherketon-Folie als Schutzlage auf einer ersten Seite der metallischen Folie; Zusammenklappen der metallischen Folie und der Polyetheretherketon-Folie zu einem Beutel, so dass die Polyetheretherketon-Folie in einem Inneren des Beutels angeordnet ist; und zumindest teilweises Verschließen des Beutels.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Beutel durch Verschweißen und/oder Verkleben zumindest teilweise verschlossen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels folgenden Schritt aufweisen: Beschichten einer zweiten Seite der metallischen Folie mit Polyamid, PA.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Beutel nach dem Einbringen der zwei Elektroden und des Separators sowie der Befüllung des Beutels mit dem Elektrolyten vollständig luftdicht verschlossen werden.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts eines Gehäuses zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf eine Batteriezelle, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2b eine schematische Querschnittansicht entlang der Schnittachse A-A der in Fig. 2a gezeigten Batteriezelle, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Batteriezelle, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Pouchzelle, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, so dass deren Beschreibung untereinander austauschbar ist.
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Ausschnitts eines Gehäuses 10 zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit 11 (z.B. eines Elektrolyten), gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, kann das Gehäuse 10 ein mehrlagiges Gehäuse sein, welches zumindest eine diffusionsdichte (z.B. metallische) Lage 12 und eine Polyetheretherketon (PEEK) aufweisende Lage 14 aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Gehäuse 10, z.B. in einem Gehäuseinneren 20, ein Volumen einschließen bzw. eine luftdichte Kammer bilden, z.B. zur Aufnahme der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit 11.
Die PEEK aufweisende Lage 14 kann hierbei, wenn das Gehäuse 10 mit der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit 11 (z.B. einem Elektrolyten) befüllt ist, zwischen der diffusionsdichten Lage 12 und der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit 11 angeordnet sein. Mit anderen Worten, die PEEK aufweisende Lage 14 kann benachbart zu einer ersten Seite (z.B. inneren Seite) 17 der diffusionsdichten / metallischen Lage 12 angeordnet sein, wobei die erste Seite 17 der diffusionsdichten / metallischen Lage 12 dem Gehäuseinneren 20 bzw. dem vom Gehäuse 10 eingeschlossenen Volumen zugewandt ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die PEEK aufweisende Lage 14 somit eine Schutzlage bilden bzw. sein, die ausgebildet ist, um die diffusionsdichte / metallische Lage 12 vor der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit zu schützen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die PEEK aufweisende Lage 14 eine PEEK aufweisende Beschichtung oder Folie sein, wie z.B. eine PEEK-Beschichtung oder eine PEEK-Folie.
Bei Ausführungsbeispielen kann die PEEK aufweisende Lage 14 eine Dicke von 100 pm oder weniger aufweisen, wie z.B. von 50 pm oder weniger.
Bei Ausführungsbeispielen kann die diffusionsdichte Lage 12 Aluminium aufweisen. Beispielsweise kann die diffusionsdichte Lage 12 eine Aluminiumlage sein.
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, kann das Gehäuse 10 bei Ausführungsbeispielen ferner eine optionale elektrische Isolationslage 16 aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die diffusionsdichte Lage 12 zwischen der elektrischen Isolationslage 16 und der PEEK aufweisenden Lage 14 angeordnet sei. Mit anderen Worten, die elektrischen Isolationslage 16 kann benachbart zu einer zweiten Seite (z.B. äußeren Seite) 19 der diffusionsdichten Lage 12 angeordnet sein, wobei die zweite Seite 19 dem Gehäuseinneren 20 abgewandt bzw. einem Gehäuseäußeren 22 zugewandt ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die elektrische Isolationslage 16 Polyamid, PA, aufweisen. Beispielsweise kann die elektrische Isolationslage 16 eine Polyamid-Beschichtung oder eine Polyamid-Folie sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Gehäuse 10 ein Gehäuse für eine Batteriezelle, wie z.B. eine Aluminium-Ionen-Batteriezelle (AIB), beispielsweise eine Aluminium-Graphite-Dual- lonen-Batteriezelle (AGDIB), sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann das Gehäuse 10 ein (mehrlagiger) Folienbeutel (oder Pouchbeutel / Pouchtasche / mehrlagige Pouchfolie), ein zylindrisches Gehäuse oder ein prismatisches Gehäuse sein. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele einer Batteriezelle mit dem in Fig. 1 gezeigten Gehäuse 10 beschrieben.
Fig. 2a zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Batteriezelle 30, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, während Fig. 2b eine schematische Querschnittansicht der Schnittachse A-A der in Fig. 2a gezeigten Batteriezelle 30 zeigt.
Die Batteriezelle 30 umfasst ein mehrlagiges Zellgehäuse 10, wie dies oben anhand von Fig. 1 bereits ausführlich beschrieben wurde, zwei Elektroden 32 und 34, wie z.B. eine Anode 32 und eine Kathode 34, und einen Separator 36, der zwischen den zwei Elektroden 32 und 34 angeordnet ist (z.B. um die zwei Elektroden 32 und 34 elektrisch voneinander zu isolieren), wobei die zwei Elektroden 32 und 34 und der Separator 36 in dem mehrlagigen Zellgehäuse 10 angeordnet sind, wobei das mehrlagige Zellgehäuse 10 mit einem Elektrolyten 11 gefüllt ist, und wobei eine mit dem Elektrolyten 11 (z.B. direkt) in Kontakt stehende Schutzlage 14 (vgl. Fig. 1 ; z.B. Schutzschicht oder Schutzfolie) des mehrlagigen Zellgehäuses 10 PEEK aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann ein vom Zellgehäuse 10 eingeschlossenes Volumen mit dem Elektrolyten 11 gefüllt sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Elektrolyt 11 eine ionische Flüssigkeit sein, wie z.B. eine ionische Aluminiumchlorid aufweisende Flüssigkeit. Bei Ausführungsbeispielen kann der Elektrolyt 11 ein stark eutektisches Lösungsmittel sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann die erste Elektrode 32 der zwei Elektroden Aluminium aufweisen. Beispielsweise kann die erste Elektrode 32 eine Aluminium-Elektrode sein, wie z.B. eine Aluminium-Anode
Bei Ausführungsbeispielen kann die zweite Elektrode 34 der zwei Elektroden Graphitpartikel als Aktivmaterial aufweisen. Beispielsweise kann die zweite Elektrode 34 eine Graphit- Elektrode, wie z.B. eine Graphitkathode sein.
Wie in Fig. 2a zu erkennen ist, kann die Batteriezelle 30 bei Ausführungsbeispielen einen ersten Kontakt 33 für die erste Elektrode 32, wie z.B. einen ersten elektrischen Kontakt (z.B. Tab oder Anschlussfahne) zum Anschließen / Kontaktieren der Batteriezelle, und einen zweiten Kontakt 35 für die zweite Elektrode 34, wie z.B. einen zweiten elektrischen Kontakt (z.B. Tab oder Anschlussfahne) zum Anschließen / Kontaktieren der Batteriezelle, aufweisen.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Batteriezelle 30 eine Aluminium-Ionen- Batteriezelle (AIB), wie z.B. eine Aluminium-Graphite-Dual-Ionen-Batteriezelle (AGDIB), sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann das mehrlagige Zellgehäuse 10 ein Folienbeutel (z.B. eine Pouchtasche) sein, wie dies Beispielhaft in Fig. 2a und 2b gezeigt ist. Hierbei kann der Folienbeutel an den Rändern versiegelt sein, wie dies in Fig. 2a durch Bezugszeichen 13 gekennzeichnet ist. Auch wenn in Fig. 2a beispielhaft ein rechteckiger Folienbeutel gezeigt ist, sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr kann der Folienbeutel eine beliebige Form aufweisen, wie z.B. eine mehreckige Form, eine an den Ecken abgerundete Form, eine ovale Form oder eine runde Form.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführung des mehrlagigen Zellgehäuses 10 als Folienbeutel beschränkt ist. Vielmehr kann das mehrlagige Zellgehäuse 10 bei Ausführungsbeispielen auch ein zylindrisches Zellgehäuse oder ein prismatisches Zellgehäuse sein.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Hierbei wird im Folgenden beispielhaft davon ausgegangen, dass die Batteriezelle eine korrosionsbeständige Aluminium-Ionen-Batteriezellkonfiguration in Form einer Pouchzelle ist. Die folgende Beschreibung ist jedoch auf andere Ausführung der Batteriezelle anwendbar.
Bei Ausführungsbeispielen kann als Anode eine Aluminiumfolie z.B. der Dicke von 10-100 pm eingesetzt werden. Bei Ausführungsbeispielen können für die Kathode Graphit-Partikel z.B. der Größe von 5 - 200 pm, insbesondere von ca. 50 pm, mit ca. 2 m% Carboxymethylcellulosen (CMC) als Binder versetzt und in wässriger Lösung zu einer wässrigen Aufschlämmung (engl. slurry) verarbeitet werden. Bei Ausführungsbeispielen kann der Auftrag auf den Stromableiter in Form einer Molybdän-Folie erfolgen, z.B. mittels manuellem Aufträgen oder mittels Filmziehen mit anschließender Trocknung. Bei Ausführungsbeispielen kann als Separator ein Glasfaserpapier oder eine Polyacrylonitrile (PAN)-Membran genutzt werden. Bei Ausführungsbeispielen können als Elektrolyt kommen Ethyl-Methyl-lmidazoliumchlorid:AICI3 (EMIm[CI]:AICI3) oder Amid:AICI3 zum Einsatz kommen. Bei Ausführungsbeispielen kann das Zellgehäuse einen mehrlagig aufgebauten Folienbeutel aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen kann eine Aluminium-Folie dazu auf der inneren Seite, die in Kontakt mit dem Elektrolyten ist, mit dem gegen den Elektrolyten korrosionsbeständigen Polymer PEEK beschichtet werden. Bei Ausführungsbeispielen kann die äußere Folienseite mit PA beschichtet werden. Bei Ausführungsbeispielen kann die Polymerbeschichtung mittels Laminieren oder Kaschieren erfolgen. Bei Ausführungsbeispielen kann die so beidseitig geschützte Aluminium Folie entsprechend der Abmessungen der Elektroden und des Separators maßgerecht zugeschnitten und an drei Seiten zu einem Beutel verschweißt (einlagiger Folienbeutel) werden. Alternativ kann bei Ausführungsbeispielen innenseitig auf eine feste Verbindung der PEEK-Folie mit der Al-Folie verzichtet werden, wobei ein separater PEEK-Folienbeutel in einen Al-Folienbeutel, der nur einseitig, d.h. an der äußeren Seite mit PA beschichtet ist, eingebracht wird (zweilagiger Folienbeutel). Bei Ausführungsbeispielen können an die Anode und die Kathode Metallstreifen aus Aluminium oder Molybdän, sogenannte Tabs angeschweißt werden, die eine Kontaktierung der Batteriezelle außerhalb des Folienbeutels ermöglichen. Bei Ausführungsbeispielen können für das luftdichte Verschweißen des Folienbeutels (einlagige oder zweilagige Ausführung) die Tabs in Bereich der Schweißnaht ebenfalls mit einer PEEK-Beschichtung versehen werden. Bei Ausführungsbeispielen können die Elektroden mit dem Separator in den Folienbeutel eingebracht werden, bei zweilagiger Ausführung in den inneren PEEK-Folienbeutel. Bei Ausführungsbeispielen kann eine Vorschweißung des Folienbeutels, insbesondere des inneren PEEK-Folienbeutels bei zweilagiger Ausführung, erfolgen, bei der eine kleine Öffnung zum Befüllen des Elektrolyten und zum Absaugen überschüssigen Gases aus dem Inneren des Folienbeutels verbleibt. Bei Ausführungsbeispielen kann nach dem Befüllen der Zelle mit Elektrolyt das Innere des Pouchbeutels abgesaugt und hermetisch/luftdicht verschlossen werden.
Fig. 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zum Herstellen einer Batteriezelle, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt 102 des Bereitstellens eines mehrlagigen Zellgehäuses. Ferner umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 104 des Bereitstellens von zwei Elektroden in dem mehrlagigen Zellgehäuse. Ferner umfasst das Verfahren 100 einen Schritt 106 des Bereitstellens eines Separators zwischen den zwei Elektroden. Ferner umfasst das Verfahren 100 einen Schritt des Befüllens des Gehäuses mit einem Elektrolyten, wobei eine mit dem Elektrolyten (z.B. direkt) in Kontakt stehende Schutzlage (z.B. Schutzschicht oder Schutzfolie) des mehrlagigen Zellgehäuses PEEK aufweist. Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt 102 des Bereitstellens des mehrlagigen Zellgehäuses folgende Schritte aufweisen: Bereitstellen einer metallischen Lage; und Bereitstellen der Schutzlage, wobei die Schutzlage nach dem Befüllen des mehrlagigen Zellgehäuses mit dem Elektrolyten zwischen der metallischen Lage und dem Elektrolyten angeordnet ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die Schutzlage durch Beschichten der metallischen Lage bereitgestellt werden. Alternativ kann die Schutzlage durch Bereitstellen einer Polyetheretherketon-Folie bereitgestellt werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann die metallische Lage eine Aluminiumfolie sein.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt des Bereitstellens des mehrlagigen Zellgehäuses folgenden Schritt aufweisen: Bereitstellen einer elektrischen Isolationslage, wobei die metallische Lage zwischen der elektrischen Isolationslage und der Schutzlage angeordnet ist.
Bei Ausführungsbeispielen kann die elektrische Isolationslage durch Beschichten der metallischen Lage mit Polyamid, PA, bereitgestellt werden. Alternativ kann die elektrische Isolationslage durch Bereitstellen einer PEEK-Folie bereitgestellt werden.
Fig. 4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahren 120 zum Herstellen einer Pouchzelle, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 120 umfasst einen Schritt 122 des Bereitstellens eines mehrlagigen Folienbeutels. Ferner umfasst das Verfahren 120 einen Schritt 124 des Bereitstellens von zwei Elektroden in dem mehrlagigen Folienbeutel. Ferner umfasst das Verfahren 120 einen Schritt des Bereitstellens 126 eines Separators zwischen den zwei Elektroden. Ferner umfasst das Verfahren 120 einen Schritt 128 des Befüllens des mehrlagigen Folienbeutels mit einem Elektrolyten, wobei eine mit dem Elektrolyten in Kontakt stehende Schutzlage das mehrlagigen Folienbeutels Polyetheretherketon, PEEK, aufweist.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt 122 des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels folgende Schritte aufweisen: Bereitstellen einer metallischen Folie; Beschichten einer ersten Seite der metallischen Folie mit Polyetheretherketon, um die Schutzlage zu erhalten; Zusammenklappen der metallischen Folie zu einem Beutel, so dass die Schutzlage in einem inneren des Beutels angeordnet ist, zumindest teilweises Verschließen des Beutels. Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt 122 des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels folgenden Schritte aufweisen: Bereitstellen einer metallischen Folie; Bereitstellen einer Polyetheretherketon-Folie als Schutzlage auf einer ersten Seite der metallischen Folie; Zusammenklappen der metallischen Folie und der Polyetheretherketon- Folie zu einem Beutel, so dass die Polyetheretherketon-Folie in einem Inneren des Beutels angeordnet ist; und zumindest teilweises Verschließen des Beutels.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Beutel durch Verschweißen und/oder Verkleben zumindest teilweise verschlossen werden.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Schritt 122 des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels folgenden Schritt aufweisen: Beschichten einer zweiten Seite der metallischen Folie mit Polyamid, PA.
Bei Ausführungsbeispielen kann der Beutel nach dem Einbringen der zwei Elektroden und des Separators sowie der Befüllung des Beutels mit dem Elektrolyten vollständig luftdicht verschlossen werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Herstellungsverfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Herstellungsverfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Herstellungsverfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Herstellungsverfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Referenzen
[1] G. A. Elia, K. V. Kravchyk, M. V. Kovalenko, J. Chacone, A. Holland, R. G. A. Wills. J. Power Sources. 2021 , Bd. 481 , S. 228870
[2] S. WAng, K. V. Kravchyk, A. N. Filippin, II. Müller, A. N. Tiwari, S. Buechler, M. I. Bodnarchuk, M. V. Kovalenko. Adv. Sei. 2018, Bd. 5, S. 1700712 [3] US 2020/0036033 A1

Claims

Patentansprüche
1. Batteriezelle (30), mit folgenden Merkmalen: einem mehrlagigen Zellgehäuse (10), zwei Elektroden (32, 34), und einem Separator (36), der zwischen den zwei Elektroden (32, 34) angeordnet ist, wobei die zwei Elektroden (32, 34) und der Separator (36) in dem mehrlagigen Zellgehäuse (10) angeordnet sind, wobei das mehrlagige Zellgehäuse (10) mit einem Elektrolyten (11) gefüllt ist, wobei eine mit dem Elektrolyten (11) in Kontakt stehende Schutzlage (14) des mehrlagigen Zellgehäuses (10) Polyetheretherketon, PEEK, aufweist.
2. Batteriezelle (30) nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Schutzlage (14) eine Polyetheretherketon aufweisende Beschichtung oder Folie ist.
3. Batteriezelle (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schutzlage (14) eine Dicke von 100 pm oder weniger aufweist.
4. Batteriezelle (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das mehrlagige Zellgehäuse (10) eine metallische Lage (12) aufweist, wobei die Schutzlage (14) zwischen dem Elektrolyten (11) und der metallischen Lage (12) angeordnet ist.
5. Batteriezelle (30) nach Anspruch 4, wobei die metallische Lage (12) eine Aluminiumlage ist.
6. Batteriezelle (30) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei das mehrlagige Zellgehäuse (10) eine elektrische Isolationslage (16) aufweist, wobei die metallische Lage (12) zwischen der Schutzlage (14) und der elektrischen Isolationslage (16) angeordnet ist.
7. Batteriezelle (30) nach Anspruch 6, wobei die elektrische Isolationslage (16) Polyamid, PA, aufweist.
8. Batteriezelle (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Elektrolyt (11) eine ionische Flüssigkeit ist, oder wobei der der Elektrolyt (11) ein stark eutektisches Lösungsmittel ist.
9. Batteriezelle (30) nach Anspruch 8, wobei die ionische Flüssigkeit Aluminiumchlorid aufweist.
10. Batteriezelle (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das mehrlagige Zellgehäuse (10) ein Folienbeutel ist.
11. Batteriezelle (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das mehrlagige Zellgehäuse (10) ein zylindrisches Gehäuse ist.
12. Batteriezelle (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das mehrlagige Zellgehäuse (10) ein prismatisches Gehäuse ist.
13. Batteriezelle (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, 18 wobei die Batteriezelle (30) eine Aluminium-Ionen-Zelle ist. Batteriezelle (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei eine erste Elektrode (32) der zwei Elektroden (32, 34) Aluminium aufweist, und/oder wobei eine zweite Elektrode (34) der zwei Elektroden (32, 34) Graphitpartikel als Aktivmaterial aufweist. Pouchzelle (30), mit folgenden Merkmalen: einem mehrlagigen Folienbeutel (10), zwei Elektroden (32, 34), und einem Separator (36), der zwischen den zwei Elektroden (32, 34) angeordnet ist, wobei die zwei Elektroden (32, 34) und der Separator (36) in dem mehrlagigen Folienbeutel (10) angeordnet sind, wobei der mehrlagige Folienbeutel (10) mit einem Elektrolyten (11) gefüllt ist, wobei eine mit dem Elektrolyten (11) in Kontakt stehende Folienlage (14) des mehrlagigen Folienbeutels (10) Polyetheretherketon, PEEK, aufweist. Pouchzelle (30) nach Anspruch 15, wobei die mit dem Elektrolyten (11) in Kontakt stehende Folienlage (14) eine Polyetheretherketon-Beschichtung oder eine Polyetheretherketon-Folie ist. Pouchzelle (30) nach einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei der mehrlagige Folienbeutel (10) eine metallische Folienlage (12) aufweist, wobei die mit dem Elektrolyten (11) in Kontakt stehende Folienlage (14) zwischen der metallischen Folienlage (12) und dem Elektrolyten (11) angeordnet ist. 19 Pouchzelle (30) nach Anspruch 17, wobei die metallische Folienlage (12) eine Aluminiumfolie ist. Pouchzelle (30) nach einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei der mehrlagige Folienbeutel (10) eine elektrische Isolationslage (16) aufweist, wobei die metallische Folienlage (12) zwischen der elektrischen Isolationslage (16) und der mit dem Elektrolyten (11) in Kontakt stehenden Folienlagen (14) angeordnet ist. Pouchzelle (30) nach Anspruch 19, wobei die elektrische Isolationslage (16) eine Polyamid-Beschichtung oder eine Polyamid-Folie ist. Verfahren (100) zum Herstellen einer Batteriezelle (30), wobei das Verfahren aufweist:
Bereitstellen (102) eines mehrlagigen Zellgehäuses (10),
Bereitstellen (104) von zwei Elektroden (32, 34) in dem mehrlagigen Zellgehäuse (10),
Bereitstellen (106) eines Separators (36) zwischen den zwei Elektroden (32, 34),
Befüllen (108) des Zellgehäuses (10) mit einem Elektrolyten (11), wobei eine mit dem Elektrolyten (11) in Kontakt stehende Schutzlage (14) des mehrlagigen Zellgehäuses (10) Polyetheretherketon, PEEK, aufweist. Verfahren (100) nach Anspruch 21 , wobei der Schritt (102) des Bereitstellens des mehrlagigen Zellgehäuses (10) aufweist:
Bereitstellen einer metallischen Lage (12), und
Bereitstellen der Schutzlage (14), 20 wobei die Schutzlage (14) nach dem Befüllen des mehrlagigen Zellgehäuses (10) mit dem Elektrolyten (11) zwischen der metallischen Lage (12) und dem Elektrolyten (11) angeordnet ist.
23. Verfahren (100) nach Anspruch 22, wobei die Schutzlage (14) eine Polyetheretherketon-Folie ist.
24. Verfahren (100) nach Anspruch 22, wobei die Schutzlage (14) durch Beschichten der metallischen Lage (12) bereitgestellt wird.
25. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die metallische Lage (12) eine Aluminiumfolie ist.
26. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 22 bis 25, wobei der Schritt (102) des Bereitstellens des mehrlagigen Zellgehäuses (10) aufweist:
Bereitstellen einer elektrischen Isolationslage (16), wobei die metallische Lage (12) zwischen der elektrischen Isolationslage (16) und der Schutzlage (14) angeordnet ist.
27. Verfahren (100) nach Anspruch 26, wobei die elektrische Isolationslage (16) durch Beschichten der metallischen Lage (12) mit Polyamid, PA, bereitgestellt wird.
28. Verfahren (120) zum Herstellen einer Pouchzelle (30), wobei das Verfahren (120) aufweist:
Bereitstellen (122) eines mehrlagigen Folienbeutels (10), 21
Bereitstellen (124) von zwei Elektroden (32, 34) in dem mehrlagigen Folienbeutel (10),
Bereitstellen (126) eines Separators (36) zwischen den zwei Elektroden (32, 34),
Befüllen (128) des mehrlagigen Folienbeutels mit einem Elektrolyten (11), wobei eine mit dem Elektrolyten (11) in Kontakt stehende Schutzlage (14) des mehrlagigen Folienbeutels Polyetheretherketon, PEEK, aufweist. Verfahren (120) nach Anspruch 28, wobei der Schritt (122) des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels (10) aufweist:
Bereitstellen einer metallischen Folie (12),
Beschichten einer ersten Seite (17) der metallischen Folie (12) mit
Polyetheretherketon, um die Schutzlage (14) zu erhalten,
Zusammenklappen der metallischen Folie (12) zu einem Beutel, so dass die Schutzlage (14) in einem inneren des Beutels angeordnet ist, zumindest teilweises Verschließen des Beutels. Verfahren (120) nach Anspruch 28, wobei der Schritt (122) des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels (10) aufweist:
Bereitstellen einer metallischen Folie (12),
Bereitstellen einer Polyetheretherketon-Folie (14) als Schutzlage (14) auf einer ersten Seite (17) der metallischen Folie (12),
Zusammenklappen der metallischen Folie (12) und der Polyetheretherketon-Folie (14) zu einem Beutel, so dass die Polyetheretherketon-Folie (14) in einem Inneren des Beutels angeordnet ist, zumindest teilweises Verschließen des Beutels. 22 Verfahren (120) nach einem der Ansprüche 29 bis 30, wobei der Beutel durch Verschweißen und/oder Verkleben zumindest teilweise verschlossen wird. Verfahren (120) nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , wobei der Schritt (122) des Bereitstellens des mehrlagigen Folienbeutels aufweist:
Beschichten einer zweiten Seite (19) der metallischen Folie (12) mit Polyamid, PA. Verfahren (120) nach einem der Ansprüche 29 bis 31 , wobei der Beutel nach dem Einbringen der zwei Elektroden (32, 34) und des Separators (36) sowie der Befüllung des Beutels mit dem Elektrolyten (11) vollständig luftdicht verschlossen wird. Gehäuse (10) zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit (11), wobei das Gehäuse (10) ein mehrlagiges Gehäuse ist, wobei das Gehäuse eine diffusionsdichte Lage (12) aufweist, wobei das Gehäuse (10) eine Polyetheretherketon, PEEK, aufweisende Lage (14) aufweist, wobei die Polyetheretherketon, PEEK, aufweisende Lage (14), wenn das Gehäuse (10) mit der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit (11) befüllt ist, zwischen der diffusionsdichten Lage (12) und der Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit (11) angeordnet ist. Gehäuse (10) nach Anspruch 34, wobei das Gehäuse (10) ein Gehäuse für eine Aluminium-Graphite-Dual-Ionen- Batteriezelle (30) (AGDIB) ist.
PCT/EP2022/083251 2021-11-29 2022-11-25 Gehäuse zur aufbewahrung einer aluminiumchlorid aufweisenden ionischen flüssigkeit sowie batteriezelle mit einem solchen gehäuse WO2023094582A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021213444.0 2021-11-29
DE102021213444.0A DE102021213444B3 (de) 2021-11-29 2021-11-29 Gehäuse zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit sowie Batteriezelle mit einem solchen Gehäuse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023094582A1 true WO2023094582A1 (de) 2023-06-01

Family

ID=84488225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/083251 WO2023094582A1 (de) 2021-11-29 2022-11-25 Gehäuse zur aufbewahrung einer aluminiumchlorid aufweisenden ionischen flüssigkeit sowie batteriezelle mit einem solchen gehäuse

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021213444B3 (de)
WO (1) WO2023094582A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130244094A1 (en) * 2010-11-02 2013-09-19 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Lithium storage battery comprising an ionic liquid electrolyte
US20200036033A1 (en) 2018-07-02 2020-01-30 AB Systems, Inc. Aluminum-ion battery assembly
EP3706195A1 (de) * 2017-10-30 2020-09-09 Kyocera Corporation Batteriezelle und batteriezellstapel

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6003655B2 (ja) 2011-02-16 2016-10-05 日立化成株式会社 二次電池
US9627679B2 (en) 2012-03-08 2017-04-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sealed battery and method for manufacturing the same
DE102017221532A1 (de) 2017-11-30 2019-06-06 Varta Microbattery Gmbh Dünne, sekundäre Miniaturzelle mit metallischem, mittels eines Kunststoffdeckels verschlossenem Gehäuse und Verfahren zu ihrer Herstellung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130244094A1 (en) * 2010-11-02 2013-09-19 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Lithium storage battery comprising an ionic liquid electrolyte
EP3706195A1 (de) * 2017-10-30 2020-09-09 Kyocera Corporation Batteriezelle und batteriezellstapel
US20200036033A1 (en) 2018-07-02 2020-01-30 AB Systems, Inc. Aluminum-ion battery assembly

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DI-YAN WANG ET AL: "Advanced rechargeable aluminium ion battery with a high-quality natural graphite cathode", NATURE COMMUNICATIONS, vol. 8, 1 January 2017 (2017-01-01), pages 14283, XP055546700, DOI: 10.1038/ncomms14283 *
G. A. ELIAK. V. KRAVCHYKM. V. KOVALENKOJ. CHACONEA. HOLLANDR. G. A. WILLS., J. POWER SOURCES., vol. 481, 2021, pages 228870
HAHN ROBERT ET AL: "Micro patterned test cell arrays for high-throughput battery materials research", 2017 SYMPOSIUM ON DESIGN, TEST, INTEGRATION AND PACKAGING OF MEMS/MOEMS (DTIP), IEEE, 29 May 2017 (2017-05-29), pages 1 - 6, XP033123894, DOI: 10.1109/DTIP.2017.7984484 *
MCKERRACHER R D ET AL: "Comparison of carbon materials as cathodes for the aluminium-ion battery", CARBON, vol. 144, 1 April 2019 (2019-04-01), pages 333 - 341, XP085616920, ISSN: 0008-6223, DOI: 10.1016/J.CARBON.2018.12.021 *
S. WANGK. V. KRAVCHYKA. N. FILIPPINU. MÜLLERA. N. TIWARIS. BUECHLERM. I. BODNARCHUKM. V. KOVALENKO, ADV. SCI., vol. 5, 2018, pages 1700712

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021213444B3 (de) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007063181B4 (de) Einzelzelle für eine Batterie sowie Verfahren zu deren Herstellung
DE102007063184B4 (de) Einzelzelle für eine Batterie zur elektrischen Kontaktierung
DE60021239T2 (de) Wiederaufladbare Lithiumbatterie und Herstellungsverfahren dafür
DE112014001918T5 (de) Kollektorplatte für eine Energiespeichereinrichtung und Herstellungsverfahren
DE3838575A1 (de) Elektrische zelle
DE112009003624T5 (de) Verfahren und Entwurf für äußerlich angewandtes Laserverschweißen von inneren Verbindungen in einer elektrochemischen Hochleistungszelle
EP1359633A1 (de) Galvanisches Element mit dünnen Elektroden
EP3032611B1 (de) Batterie mit präzis positioniertem aufbau
DE102017200823A1 (de) Energiespeichervorrichtung, Energiespeichergerät und Verfahren zum Herstellen der Energiespeichervorrichtung
DE112016004465T5 (de) Energiespeichereinrichtung
DE102012018041A1 (de) Isolation von elektrochemischen Energiespeichern
WO2002025752A1 (de) Gehäuse für elektrochemische zellen
DE102021213444B3 (de) Gehäuse zur Aufbewahrung einer Aluminiumchlorid aufweisenden ionischen Flüssigkeit sowie Batteriezelle mit einem solchen Gehäuse
DE102008059963B4 (de) Einzelzelle für eine Batterie und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010050046A1 (de) Elektrochemiche Zelle und Verfahren zu deren Herstellung
WO2011020594A1 (de) Elektrochemische zelle
EP3284119B1 (de) Batterie mit prismatischem metallgehäuse
EP2243179B1 (de) Verfahren zur herstellung einer einzelzelle für eine batterie
EP3618147B1 (de) Batteriezelle und verfahren zur herstellung derselben
DE102012217442A1 (de) Batteriezelle mit Anordnung zum einfachen Wechseln eines Gehäusepotentials
DE102012213420A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Anschlusskontaktierung für eine Elektrode eines elektrochemischen Speichers, Verfahren zum Herstellen eines elektrochemischen Speichers und elektrochemischer Speicher
DE102008032270A1 (de) Stromableiter für eine galvanische Zelle
DE102013206636A1 (de) Batteriezelle mit einem aus mindestens zwei Teilen bestehenden Deckel sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle
DE102014201157A1 (de) Elektrochemischer Energiespeicher
DE102013016782A1 (de) Einzelzelle für eine Batterie

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22822402

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)