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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2242825
Lithium (Li / SO 2) Batterien
Name des Erfinders: Pleshakov MS (RU); Belonenko SA (RU); Yalyushev NI (RU)
Der Name des Patentinhabers: Engineering Company Ltd. "Orion HIT"
Korrespondenzanschrift: 346410, Region Rostow, Nowotscherkassk, st .. Mayakovsky, 32, Ingenieurbüro "Orion HIT", MS Pleshakova
Startdatum des Patents: 2242825
Die Erfindung betrifft Elektroindustrie und bei der Herstellung von Li / SO 2 Batterie verwendet werden.
Das technische Ergebnis der Erfindung ist , die Explosion Li / SO 2 Batterie zu erhöhen, seine Ressourcen zu, und die Unterdrückung der dendritoobrazovaniya Prozess auf der Lithiumelektrodenoberfläche. Gemäß der Erfindung wird die Oberfläche des Separators der Anode zugewandt ist , wodurch die Trennschicht 40-60 Mikrometer dick, die aus 90-95 Gew% kolloidalen Graphit und Fluoroplastlösung zusammengesetzt ist -. 5.10 wt%, bezogen auf Trockenrückstand ..
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Elektroindustrie und bei der Herstellung von Li / SO2 - Batterie verwendet werden.
Bekannte Erfindung (Lithium - Ionen - Getter Elektrode und eine verbesserte elektrochemische Zelle , die enthält gleiche: Pat 5.006.428 US MKI 5 H 01 M 2/16 / Gocbel Franz Hossain Sohrab; Yardney Technische Produkt, Inc. - №442033, erklärte 23,11 ..... 89; Publ 04/09/91 ;. NKI 429/101) Schäden an der Batterie mit einer Lithium - Anode, aufgrund Dendritenwachstums während der Ladung und Überladung (0,9 M in Thionylchlorid LiAlCl 4) zu verhindern , schlägt eine Getter Elektrode zu verwenden , wird zwischen Kathode und Anode angeordnet und von diesen Elektroden steklovoylochnymi Separatoren isoliert. Der Getter steklovoylochnoy Elektrode wird mit einer Mischung von Kohle und wirkt als eine Kathode mit einer relativ niedrigen Stromdichte mit einer dünnen Schicht aus Graphit aus Papier. Erreicht Getterelektrode die Dendriten, die Lebensdauer einer Lithium-Batterie lösen wesentlich erhöht und behielt seine Kapazität.
Jedoch haben Studien gezeigt, dass die Verwendung in der Anmeldung beschrieben, die Getter-Elektrode in Lithium-Batterien, führt zu erheblichen Verlust an Selbstentladung und Batteriekapazität.
Bekannte Lithiumbatterie (Prototyp), wobei die Anodenoberfläche elektronisch leitfähigen partikulären Kohlenstoff enthaltenden Beschichtung behandelt wird , die nicht nur die Bildung von stabilen Passivierungsschicht fördert und verhindert das Auftreten von Dendriten , sondern reduziert auch die Grenzflächenwiderstand, ist es auf diesem Niveau während der gesamten Lebensdauer der Batterie erhalten bleibt. (Diskontinuierlicher Oberfläche der Elektrode in einer Lithium - Batterie Particulate - Schnittstelle für Elektrolysezellen und elektrolytischen Verfahren : Pat 5.503.946, MKI H 04 M 4/62 / Fauteux Denis G., Shi Jic, Gary Richard, Arthur D. Little, Inc. №314878; .. 29.09.1994 angegeben ;. Publ 1996.04.02 ;. NKI 429/50).
Die beschriebenen Verwendung in der so beschichtete Anode Patent nicht auf die Bildung einer stabilen passivierenden Schicht führen und hemmt Dendritbildung Verfahren in dem Ausmaß, das die Anforderungen für Lithiumbatterien genügen würde. Studien haben gezeigt, dass die Beschichtung der Zusammensetzung von dem in dem Patent angegeben ist, durch Fragilität gekennzeichnet. Abschälen trat Kohlenstoffbeschichtung auf der Oberfläche der Lithiumelektrode und der auf der Oberfläche des Lithiums gebildet Dendriten geöffnet, zerstört vollständig die aufgebrachte Schicht aus Kohlenstoffmaterial. Dendriten zerstört Separator, ein Kurzschluss auftritt, und Batterie-Modelle wurden durch die Explosion zerstört.
Bevor hatten die Autoren eine Aufgabe , die Explosion Li / SO2 Batterie zu erhöhen, ihre Ressourcen zu erhöhen , indem eine stabile Passivierungsschicht und Unterdrückung dendritoobrazovaniya Prozess auf der Lithium - Elektrodenoberfläche bildet.
Dieses Problem wird dadurch auf der Separatoroberfläche lösen der Anode zugewandten, beschichtete Trennschicht 40-60 Mikrometer dick, bestehend aus Graphit von 90-95 Gew.% Einer kolloidalen Lösung und Polytetrafluoräthylen 5-10 Gew.%, Bezogen auf Trockenrückstand.
Die Erfindung besteht in der Tatsache , dass die Dendriten auf der Oberfläche der Lithiumelektrode ausgebildet sind kurzgeschlossen an der Trennschicht, die auf der Oberfläche des Separators abgeschieden wird , um die Lithiumelektrode zugewandt ist . Als Ergebnis dieser Wechselwirkung auf der Oberfläche der Lithiumelektrode bildet eine stabile passivierende Schicht, die dendritoobrazovaniya Prozess verhindert. Eingeführt in die Trennschicht fest das Bindemittel (Polytetrafluorethylen kolloidale Lösung) hält es auf der Oberfläche des Separators und gibt ihm einen guten plastischen Eigenschaften. Die Dicke von 40-60 Mikrometern aufgrund der Festigkeitseigenschaften der Trennschicht. Mit einer Dicke von weniger als 40 Mikrometer, ist die Abstandsschicht haben nicht die gewünschten Festigkeitseigenschaften und erfüllt nicht seine Funktion während der gesamten Lebensdauer der Batterie. Die Dicke der Abstandsschicht 60 Mikrometer unpraktisch , weil Dies führt zu einer Verdickung der Elektroden und blockiert nicht den positiven Effekt Weiteren die erhalten wurde , wenn die Dicke der Abstandsschicht 60 Mikron. Wenn auf die Trennschicht von Dendriten im Anfangsmoment des Radfahrens ausgesetzt und zunehmender abnehmElektrodenDicke des Blocks (den Effekt von "Atmen") während der anschließenden Radfahren ist die Trennschicht nicht beeinflussen, es bricht nicht und zieht nicht ab von der Oberfläche des Separators ab und führt seine Funktionen für die Dauer der Lebensdauer der Batterie.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Für die Herstellung der Trennschicht kolloidalem Graphit Grade C-1 und kolloidale PTFE - Lösung (Wasser-Alkohol - Suspension von PTFE) Marke F4-D BSKHIT Zeichen Trennzeichen . Zubereitete Lösung von Graphit in wässriger Suspension in PTFE Alkohol - Verhältnis verwendet 90-95 Gew% Graphit und Fluorkunststoff - alkoholischer Suspension -. 5-10 Gewichts-% Trockenrückstand .. Die Lösung wurde durch Aufsprühen aufgebracht auf die Oberfläche des Separators nicht zur Bildung einer Schicht 40-60 Mikron dick geglüht wird. Separatoren wurden für 1 Stunde bei einer Temperatur von 100 ± 5 ° C getrocknet und für 5-10 Minuten bei einer Temperatur von 280-300 ° C getempert.
Beispiel
Für die Versuche wurden 4 Series R6 Batterien der Größe von Laborproben gesammelt (3 Stück in jeder Reihe) und teilchenförmigem Lithiumelektroden, eine zweischichtige Separator und der Elektrolyt BSKHIT Li-AlCl 4 & middot ; NSO 2 (n = 3 bis 9).
Die Tests wurden auf einem automatischen Lade-Entlade-Stand durchgeführt. Die Ladung und Entladung Stromdichte von 1 mA / cm 2.
Testergebnisse der Batterien Layouts auf der Anzahl und der Dicke der Trenngraphitschicht in der Tabelle ab.
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Tests haben gezeigt, daß die vorgeschlagene Zusammensetzung und die Dicke der Abstandsschicht für den Explosions ermöglichen und erheblich die Lebensdauer von Batterien verlängern. Die Beispiele Zusammensetzung und die Dicke der Abstandsschicht in Übereinstimmung mit den Merkmalen, die in den Ansprüchen angegeben, und eine Testbatterie mit Abscheider mit einer Trennschicht beschichtet zusammengebaut, mit der Erreichung des genannten technischen Ergebnisses die Möglichkeit der praktischen Durchführung der beanspruchten Erfindung zu bestätigen. Basierend auf dem Vorstehenden kann gemß der beanspruchten Erfindung abgeschlossen werden, das Kriterium "industrielle Anwendbarkeit". Somit ermöglicht die obigen Stand der Technik Analyse uns zu versichern, dass wir die beanspruchte Kombination von wesentlichen Merkmale sind in den Ansprüchen festgelegt, ist nicht bekannt, dass eines der Kriterien erfüllt - ". Neuheit" |
Studium der technischen Lösungen, um wesentliche Merkmale der Erfindung zu identifizieren, zusammenfällt mit dem Prototyp Merkmalen gefunden, dass der Kontakt die beanspruchte Erfindung nicht deutlich von dem Stand der Technik dem Fachmann im Stand der Technik sein. Wir glauben, dass die vorgeschlagene Lösung das Kriterium der "erfinderischen Tätigkeit" erfüllt.
Basierend auf den oben, wir glauben, dass unsere vorgeschlagene technische Lösung durch das Patent der Russischen Föderation der vorliegenden Erfindung und geschützt zu finden.
FORDERUNGEN
Li / SO 2 Batterie umfassend eine Anode, einen Separator, eine Kathode und einen Elektrolyten Trennschicht aus einem Kohlenstoffmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht 40-60 Mikrometer dick auf die Oberfläche des Separators aufgebracht , um die Anode zugewandt ist , und besteht aus einem Graphit - 90-95 Gew .% und eine kolloidale PTFE - Lösung von 5 bis 10 Gew.% Trockenrückstand.
Druckversion
Erscheinungsdatum 05.11.2006gg
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