JP2020532829A - 複数の集電アレイを備える電極 - Google Patents
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Abstract
Description
[CC−ME]n
を有する連続層のアセンブリの形態であってよく、
式中、MEは電極材料層、CCは多孔質集電層、2≦n≦8、好ましくは2≦n≦4である。
*[CC1−ME−CC1’−ME]n1、
1≦n1≦4、好ましくは1≦n1≦2、MEは電極材料層、CC1は金属M1を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、及びCC1’は金属M1’を含む(又はそれからなる)集電内層、又は、
*{[CC1−ME]n2−[CC1’−ME]n3}u、
1≦n2≦7、1≦n3≦7、1≦u≦2、MEは電極材料層、CC1は金属M1を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、及びCC1’は金属M1’を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、又は
*{[CC1−ME]n4−[CC1’−ME]n5−[CC1−ME]n6}v、
1≦n4≦6、1≦n5≦6、1≦n6≦6、1≦v≦2、MEは電極材料層、CC1は金属M1を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、及びCC1’は金属M1’を含む(又はそれからなる)多孔質集電層。
ME−[CC−ME]p−1
を有する連続層のアセンブリの形態であってよく、
式中、MEは電極材料層、CCは多孔質集電層、2≦p≦8、好ましくは2≦p≦3である。
*ME−[CC1−ME−CC1’−ME]p1、
1≦p1≦4、好ましくは1≦p1≦2、MEは電極材料層、CC1は金属M1を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、及びCC1’は金属M1’を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、又は、
*ME−{[CC1−ME]p2−[CC1’−ME]p3}q、
1≦p2≦7、1≦p3≦7、1≦q≦4、MEは電極材料層、CC1は金属M1を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、及びCC1’は金属M1’を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、又は
*ME−{[CC1−ME]p4−[CC1’−ME]p5−[CC1−ME]p6}r、
1≦p4≦6、1≦p5≦6、1≦p6≦6、1≦r≦3、MEは電極材料層、CC1は金属M1を含む(又はそれからなる)多孔質集電層、及びCC1’は金属M1’を含む(又はそれからなる)多孔質集電層。
−少なくとも1つの正極と、
−少なくとも1つの負極と、
−電解質と、
を含む充電式エネルギー貯蔵装置を有し、
前記装置は、正極又は負極の少なくとも一方は、本発明の第一の目的による電極であることを特徴とする。
−少なくとも1つの正極と、
−少なくとも1つの負極と、
−液体電解質と、
−1つ又は複数の多孔質セパレータと、
を含む充電式エネルギー貯蔵装置であると定義される。
−ポリビニルアルコール、Fluka、モル質量Mw=72000、
−窒化チタン、EASYL、純度99%、
−PKcellブランドNi−Zn電池の分解により回収された酸化ニッケルの正極)、
−電池グレードの水酸化ニッケル(II)(Ni(OH)2)、
−水酸化カリウム(KOH)、Alfa Aesar、純度85%、
−水酸化リチウム(LiOH)、Normapur、純度96%、
−酸化亜鉛(ZnO)、a.m.p.e.r.e.industrie、純度99.9%、
−カルシウムジンケート、EASYL、純度99%、
−ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ROTH、Seal Tape Grade L、
−不織布ポリオレフィン系セパレータ、Viledon、Freudenberg、FS 2203−10、
−ポリプロピレン膜、Celgard(登録商標)3401、
−円形銅発泡体の形態の多孔質集電層、GoodFellow、CU003804、(厚さ800μmまで低減)、
−円形銅グリッドの形態の多孔質集電層、Alfa Aesar、銅線径56μm、ref.46603、
−PKcell−ブランドNi−Zn電池の分解から回収されたニッケル発泡体からなる多孔質集電層。
活物質としてカルシウムジンケート900mg、導電性添加剤として酸化ビスマス42mg及び窒化チタン144mg、ポリマバインダとしてポリビニルアルコール66mg、及び水1.90mlを含む電極材料インクを調製した。
[CC−ME]。
[CC−ME]2。
[CC−ME]3。
−亜鉛系負極E−A、E−1、又はE−2のうちの1つ、
−ニッケル発泡体からなる多孔質集電層の上に堆積されたNiOOH及びNi(OH)2を含む電極材料層を含む、市販のPKcell−ブランドのNi−Zn電池から回収されたニッケル系正極、
−負極と正極との間に挟まれたポリオレフィン系不織布セパレータ及びポリプロピレン膜、セパレータは負極に面し、膜は正極に面する。
−KOH 7MとLiOH 10g/lを含む水溶液を含む電解質、前記水溶液はZnO飽和状態である。
活物質としてカルシウムジンケート450mg、導電性添加剤として酸化ビスマス21mg及び窒化チタン72mg、ポリマバインダとしてポリビニルアルコール33mg、及び水1.90mlを含む電極材料インクを調製した。
[CC−ME]2−CC。
−亜鉛系負極E−B、
−ニッケル発泡体からなる多孔質集電層の上に堆積されたNiOOH及びNi(OH)2を含む電極材料層を含む、市販のPKcell−ブランドのNi−Zn電池から回収された市販の正極、
−負極と正極との間に挟まれたポリオレフィン系不織布セパレータ及びポリプロピレン膜、セパレータは負極に面し、膜は正極に面する。
−KOH 7MとLiOH 10g/lを含む水溶液を含む電解質、前記水溶液はZnO飽和状態である。
活物質としてカルシウムジンケート300mg、導電性添加剤として酸化ビスマス14mg及び窒化チタン48mg、ポリマバインダとしてポリビニルアルコール22mg、及び水1.90mlを含む電極材料インクを調製した。
ME−[CC−ME]3。
−亜鉛系負極3 E−3、
−ニッケル発泡体からなる多孔質集電層の上に堆積されたNiOOH及びNi(OH)2を含む電極材料層を含む、市販のPKcell−ブランドのNi−Zn電池から回収された2つのニッケル系正極7、7’、
−正極7、7’と負極3との間に挟まれた2つのポリオレフィン系不織布セパレータ8、8’及び2つのポリプロピレン膜9、9’、セパレータ8、8’は負極3に面し、膜9、9’は正極7、7’に面する。
−KOH 7MとLiOH 10g/lを含む水溶液を含む電解質、前記水溶液はZnO飽和状態である。
Claims (15)
- 充電式エネルギー貯蔵装置用電極において、2つの外層と、前記2つの外層間に挟まれた複数の内層と、を含み、前記内層及び外層は、複数の電極材料層ME及び複数の多孔質集電層CCを含み、前記電極材料層ME及び集電層CCは、繰返しパターン−[CC−ME]−にしたがって交互に配置され、前記電極の前記2つの外層のうち少なくとも1つは電極材料層MEであることを特徴とする電極。
- 厚さは50μm〜4mmの範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔質集電層CCの少なくとも一部又は各々は、グリッド、穿孔シート、フェルト、メッシュ、織物、又は発泡体の形態であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の電極。
- 前記多孔質集電層CCは、同じであっても異なっていても、導電材料層であることを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の電極。
- 前記電極は、電極材料層MEである1つの外層と、多孔質集電層CCである1つの外層を含むことと、前記電極は:
[CC−ME]n
の構造を有する連続層のアセンブリの形態であり、
式中、MEは電極材料層、CCは多孔質集電層、2≦n≦8であること
を特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の電極。 - 前記電極の他方の外層は電極材料層MEであり、前記電極は、
ME−[CC−ME]p−1
の構造を有する連続層のアセンブリの形態であり、
式中、MEは電極材料層、CCは多孔質集電層、2≦p≦8であること
を特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の電極。 - 前記電極材料層MEの各々は少なくとも1つの電極活物質と、任意選択によりポリマバインダと、任意選択により導電剤とを含むことを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の電極。
- 亜鉛系負極であることを特徴とする、請求項1〜7の何れか1項に記載の電極。
- 前記電極は、前記電極と、対電極と、電解質と、を含む充電式エネルギー貯蔵装置の中に配置されることが意図され、前記電極材料外層MEは対電極の外層と対面することが意図され、前記電解質と直接接触することが意図されることを特徴とする、請求項1〜8の何れか1項に記載の電極。
- −少なくとも1つの正極と、
−少なくとも1つの負極と、
−電解質と、
を含む充電式エネルギー貯蔵装置において、
前記陽極又は負極の少なくとも一方が請求項1〜9の何れか1項において定義される電極であることを特徴とする装置。 - 前記電解質は、前記電極の電極材料層MEである前記外層を通じて請求項1〜9の何れか1項において定義される前記電極と直接接触することを特徴とする、請求項10に記載の装置。
- アルカリ蓄電池、リチウムイオン電池、鉛電池、ニッケル金属水素化物電池、及びスーパーコンデンサから選択されることを特徴とする、請求項10又は11に記載の装置。
- 亜鉛/空気電池及び亜鉛/ニッケル電池から選択されるアルカリ蓄電池であることを特徴とする、請求項10〜12の何れか1項に記載の装置。
- 充電式エネルギー貯蔵装置のエネルギー密度を改善するための請求項1〜9の何れか1項において定義される電極の使用。
- アルカリ蓄電池における請求項1〜9の何れか1項において定義される電極の使用。
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