KR19990087037A - 작은 내부 저항 리튬 이온 배터리용 재료 및 방법 - Google Patents

작은 내부 저항 리튬 이온 배터리용 재료 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR19990087037A
KR19990087037A KR1019980705643A KR19980705643A KR19990087037A KR 19990087037 A KR19990087037 A KR 19990087037A KR 1019980705643 A KR1019980705643 A KR 1019980705643A KR 19980705643 A KR19980705643 A KR 19980705643A KR 19990087037 A KR19990087037 A KR 19990087037A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
collector
battery
electrode
polymer
coated
Prior art date
Application number
KR1019980705643A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100310076B1 (ko
Inventor
안토니 에스. 고즈
폴 씨. 워랜
Original Assignee
엔, 마이클 그로브
텔코디아 테크놀로지스, 인코포레이티드
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 엔, 마이클 그로브, 텔코디아 테크놀로지스, 인코포레이티드 filed Critical 엔, 마이클 그로브
Publication of KR19990087037A publication Critical patent/KR19990087037A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100310076B1 publication Critical patent/KR100310076B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • H01M4/622Binders being polymers
    • H01M4/623Binders being polymers fluorinated polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/665Composites
    • H01M4/667Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025Organic electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • H01M4/625Carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/72Grids
    • H01M4/74Meshes or woven material; Expanded metal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/49115Electric battery cell making including coating or impregnating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

중합체 적층 리튬 이온 재충전 가능 배터리의 전기 전도성 콜렉터 엘리먼트(23)는 표면 산화물이 세척되고 배터리 전해질 성분에 불활성인 접착성 전도 중합체 필름(34)으로 코팅되고 절연 콜렉터 표면 산화물의 재발 형성을 막아서, 효과적인 전극/콜렉터 전기 전도성을 유지하고 내부 배터리 저항을 상당히 감소시킨다.

Description

작은 내부 저항 리튬 이온 배터리용 재료 및 방법
특히, 본 발명은 그물 모양의 콜렉터 포일을 포함하는 배터리에 관한 것이고 전극/콜렉터 포일 인터페이스를 습윤하는 전해질 용액의 절연 효과뿐 아니라, 부분적으로 상기 콜렉터 포일의 표면상에 형성된 절연 금속 산화물로서 상기 배터리의 내부 전기 저항 인자를 감소시키기 위한 수단을 제공한다.
본 발명이 사용할 수 있는 통상적인 적층된 중합체 조성물 배터리 구조는 예를들어 미국특허 제 5,460,904 호 및 제 5,478,668 호에 기술된다. 상기 배터리는 리튬 삽입 합성물 및 전기 접속용 일차 단자를 제공하는 금속 포일 전류 콜렉터 엘리먼트와 함께 및 상기 엘리먼트에 적층된 탄소 각각의 양 및 음의 중합체 매트릭스 전극 조성물 층을 포함한다.
상기 산업 분야에서 공지된 바와같이, 배터리 구조 각 부재의 개별적인 전기 저항은 외부의 낮은 임피던스 장치를 포함하는 임의의 이용 회로에서 비생산적인 로드 및 에너지 소모를 나타내는 전체적인 내부 배터리 저항에 영향을 미친다. 상기 내부 저항을 극복하는데 낭비되는 전력은 배터리의 효율을 직접적으로 떨어뜨릴뿐 아니라, 부가적으로 배터리내에서 배터리 동작 및 배터리 부재, 바꿔말하면 전극 및 전해질의 보전에 해로운 효과를 가지는 열 레벨을 생성한다. 상기 효과는 상기 적층된 리튬 이온 재충전 가능 배터리의 중합체 부재에 특히 민감하다.
많은 전기 저항 소스는 바람직하게 상기된 특허에 기술된 바와같은 중합체 매트릭스 리튬 삽입 합성물 및 배터리 셀의 탄소 전극 조성물이 사용된 전류 콜렉터 포일, 특히 알루미늄의 표면상에 쉽게 형성되는 산화물에서 관찰되었다. 또한 이들 셀의 저항에 이바지하는 것은 전극 부재의 팽윤 및 팽창과 전극 및 콜렉터 표면 사이 용액의 침입을 유발하는 활성 전해질 용액을 유입하는 것이고, 그것에 의해 이들 부재를 통하여 우수한 전기 전도도를 보장하는 견실한 물리적 접촉이 방해된다.
본 발명은 2차 재충전 가능 배터리에 관한 것으로, 특히 층진 중합체 조성물 전극 및 통상적으로 금속 포일인 전기 전도 콜렉터 부재와 함께 적층된 전해물 엘리먼트로 구성된 배터리에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 중합체 적층 배터리 구조의 각 단면의 투시도.
도 2는 도 1의 배터리 구조에 사용된 전류 콜렉터 그리드 부재 단면의 평면도.
도 3은 본 발명의 보호 콜렉터 코팅을 도시하는 라인 4-4에 따라 얻어진 도 2의 전류 콜렉터 부재 섹션의 입단면도.
도 4는 상기 구조내의 코팅된 콜렉터 부재 증착시 변형을 도시하는 통상적인 중합체 적층 배터리 구조의 입면도.
도 5는 본 발명에 따른 처리 및 비처리 콜렉터 부재를 포함하는 리튬 이온 셀의 상대적인 충전/방전 사이클 도.
본 발명은 전극 및 콜렉터 부재 사이에 강한 물리적, 전기-전도성 본딩을 유지할뿐 아니라, 콜렉터 엘리먼트상에 절연 금속 산화물의 형성을 실질적으로 제거하는 효과적인 수단을 제공하여, 산업적으로 우수한 리튬 이온 삽입 배터리의 내부 저항을 크게 감소시킨다.
본 발명의 실시예에서, 통상적으로 구리 및 알루미늄 포일dlrh 바람직하게 개방된 메쉬(mesh) 그리드 형태의 금속 콜렉터 엘리먼트는 제조 동안 형성된 처리 오일 및 금속 산화물을 제거하기 위하여 용매 및 에칭 용액으로 표면-처리된다. 그후, 콜렉터 포일 표면은 코팅된 콜렉터 부재 및 관련된 중합체 바탕 전극 사이에 전기 전도도를 유지하기 위하여 사용하는 카본블랙같은 균질하게 분산된 전기 전도성 재료를 포함하는 보호, 금속 접착성, 비팽윤 중합체 조성물로 코팅된다.
코팅 조성물의 중합체는 배터리 셀 전극 및 분리기 부재로부터, 가소제, 예를들어, DBP를 추출하기 위하여 사용된 에테르, 에스테르, 또는 알코올 같은 용매 및 활성 전해질 용액을 포함하는 고리형 및 비고리형 카보네이트같은 리튬염 용매에 의해 실질적으로 녹지않고 바람직하게 습윤되거나 팽윤되지 않은 임의의 재료일 수 있다. 폴리(에틸렌-코-아크릴산) 공중합체같은 폴리오레핀-바탕 조성물은 이런 임무에 적합하다. 상기 선택된 중합체 매트릭스는 추후의 산화 작용을 방지하는 강한 접착성 보호 필름을 제공할뿐 아니라, 추후에 제공된 처리 용매 및 전해질 용액에 의한 접촉중에 계속적인 전도성 질의 악화를 방지한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 기술된다.
전형적인 중합체 바탕 리튬 이온 배터리 구조는 관련된 전류 콜렉터 부재(12)를 가지는 양의 전극 조성물 층(13)의 단일 적층부, 중간 분리기/전해질층(14), 및 관련된 전류 콜렉터 부재(16)를 가지는 음의 전극 조성물층(15)을 포함하는 도 1의 모델에 도시된다. 처음에 적층을 위하여 어셈블리될 때, 구조물 구성요소는 통상적으로; 전극(13)으로서, 56 중량부의 LiMn2O4삽입 합성물 및 16중량부의 디부틸프탈레이트(DBP)로 가소된 16 중량부의 88:12 비닐아이덴플루오라이드:헥사플루오로프로필렌(PVdF:HFP)의 접합제 매트릭스에 분산된 6 중량부 카본블랙의 300 ㎛ 두께 필름; 분리기(14)로서, 50 중량부의 DBP로 가소된 30 중량부의 공중합체에 분산된 20 중량부의 콜로이덜 실리카의 85 ㎛ 두께 필름; 및 전극(15)으로서, 56 중량부의 마이크로비드 코크 및 23 중량부의 DBP로 가소된 15 중량부의 공중합체에 분산된 3 중량부의 카본블랙의 200 ㎛ 두께 필름을 포함한다.
상기된 특허에서 기술된 바와같이, 배터리 구조의 사전 적층 처리는 중합체 매트릭스로부터 DBP 가소제의 용매 추출 단계를 포함하고, 도 1에 도시된 바와같이 구리 콜렉터 포일(16) 및 알루미늄 콜렉터 포일(12)의 한쪽 또는 양쪽은 용매 침투를 위한 적당한 경로를 형성하기 위하여, Delker Corporation사에 의해 판매되는 MicroGrid 정밀 포일같은 50 ㎛ 두께 확장된 금속 그리드 형태로 그물 모양으로 만들어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예의 전형적인 예에서, 구리 및 알루미늄 확장 포일 그리드(20)(도 2)의 각각의 섹션은 아크릴 산, 예를들어, Morton International Adcote primer 50c12를 가지는 폴리에틸렌 공중합체의 상업적 이용 가능 수성 현탁액에 분산된 MMM Super P같은 상업적 등급의 전도 배터리 카본블랙 전도 조성물로 코팅된다. 결과적인 전류 콜렉터 재료는 도 3에 도시된 바와같이, 약 1-5 ㎛ 두께 층의 전도 조성물(34)로 싸여진 금속 그리드 기판(23)으로 구성된다.
실시예 1
통상적인 코팅 조성물은 실온에서 1시간동안 약 5 중량부의 카본블랙, 약 100중량부의 약 12% 공중합체 현탁액, 및 약 100중량부의 에탄올을 볼 밀링(ball mill)으로 분산함으로써 제공된다. 상기 분산부는 그리드에서 개방 영역(25)을 보유하는 그리드 기판을 딥(dip) 또는 스프레이 코팅하는 동안 사용하기 좋은 점도를 제공하기 위하여 에탄올의 중량부와 거의 같게 얇아진다. 코팅 조성물로 그리드 기판 부분을 스프레이하기 전에, 오일 및 산화물은 포일 표면으로부터 아센톤 린스로 제거되고, 알루미늄 그리드를 위하여, KOH 또는 NaOH의 1N 수성 용액에 약 50 초동안 담겨진 다음, 물 및 아세톤을 헹구고 말린다. 전도성 코팅 조성물이 인가되고, 코팅된 그리드 재료는 실온에서 공기에 말려진다. 카본의 양은 말려진 코팅부에서 약 5-50% 중량부의 범위, 바람직하게 약 30% 중량부에서 유용하다는 것이 발견되었다.
본 발명에 따른 상기 처리에 의해 달성된 저항의 개선 사항을 측정할 때, 160 ㎟ 섹션의 처리되고 처리되지 않은 구리 그리드의 쌍이 간단한 검사 셀을 형성하기 위하여 약 180㎛ 두께의 상기 코크 전극 조성물 필름의 각각의 부분에 적층된다. 이들 셀은 실제 배터리 셀 처리를 나타내는 여러 스테이지에서 횡방향 전기 저항이 검사된다. 처음에 제공된 바와같이, 처리:비처리 콜렉터 셀의 비교 저항은 0.26Ω:0.6Ω이다. DBP 가소제중 메탄올 추출후에, 셀은 0.15Ω:0.5Ω이다. 마지막으로, 셀이 전극 조성물을 실질적으로 포화시키기 위하여 1 M LiPF6/EC/DMC 전해질 용액에 담겨진후, 상기 검사는 0.20Ω:6.0Ω의 저항을 가리킨다. 유사한 검사 셀이 알루미늄 그리드 및 LiMn2O4전극 조성물 필름에 제공된다. 처리:비처리 셀의 단계적 저항 검사는 1.0Ω:1.57Ω, 0.72Ω:0.65Ω, 및 0.83Ω:14.0Ω을 형성한다.
실시예 2
실시예 1의 코팅된 콜렉터 그리드 재료는 10 및 40(도 4)으로 도시된 바와같이 배터리 셀 적층부를 제조하기 위한 상기된 전극 및 분리기 부재(13, 14, 15)에 어셈블리된다. 코팅된 콜렉터 부재에 의해 나타난 높은 레벨의 전기 전도성으로 인해, 상기 부재는 셀 구조의 임의의 목표된 위치에 각각 배치될 수 있다. 예를들어, 각각의 콜렉터 부재는 제조 열 및 압력을 인가하는 중에 적층되고 만약 그리드 형태이면, 관련된 전극의 어떤 목표된 깊이에 삽입될 도 1에 도시된 바와같은 각각의 전극 필름 또는 층위에 겹쳐질 수 있다. 선택적으로, 도 4에 도시된 바와같이, 내부 셀 저항을 부가적으로 감소시키기 위하여 코팅된 그리드 콜렉터 부재(41)는 전체적으로 전극내에 배치되도록 전극 재료(41)의 섹션 사이에 적층되거나, 그리드 콜렉터 부재(49)는 관련된 전극(47) 및 분리기 부재(45) 사이 인터페이스에 어셈블리된다. 상기 후자의 실시예에서, 연장된 콜렉터 그리드 탭(42 또는 48)이 액세스 가능한 셀 단자를 제공한다.
적층후, 도 1에 도시된 바와같은 완성된 배터리 셀은 전극 및 분리기 매트릭스 조성물로부터 모든 DBP 가소제를 실질적으로 추출하기 위하여 메탄올에 담금으로써 상기된 특허에 기술된 바와같이 처리된다. 이들 재료에 추출 용매의 쉬운 액세스는 적어도 하나의 콜렉터 부재의 그리드 개구부에 의해 보장된다. 상기된 방식으로, 같은 중량부의 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디메틸 카보네이트(DMC)의 혼합물중 1 M LiPF6전해질 용액에 담금으로써 셀의 추후 활성화는 충전/방전 사이클링을 위한 셀을 제공하였다. 상기 셀은 약 50-150 mΩ/Ah 용량의 상당히 우수한 내부 저항을 나타내었다.
실시예 3
본 발명의 콜렉터 코팅 조성물의 효과적인 양을 정하기 위한 비교적인 실시예에서, 유사한 셀은 미국특허 제 5,470,357 호에 기술된 방식으로 제조되었다. 즉, 콜렉터 그리드 엘리먼트는 얇게 사전 처리되고, 전극 및 콜렉터 부재 사이에 적층 접착을 향상시키기 위하여 PVdF:HFP 전극 매트릭스 중합체의 주요 코팅이 후-처리된다. 전해질 용액에 의한 추출 및 활성화후, 셀은 약 600-2000 mΩ/Ah 용량의 내부 저항을 나타낸다. 명확하게, 기능이 전극 및 분리기 공중합체 매트릭스를 팽윤하고 침투하는 것에 따르는 일반적으로 사용된 용매 및 전해질 용액은 콜렉터 엘리먼트 일차 코팅부에 침투되고 전극 및 콜렉터 포일 표면 사이 전기 연속성을 감소시키고 내부 저항을 증가시킨다. 이들 결과는 셀-처리 용매에 실질적으로 활성이없는 바람직한 콜렉터 코팅 조성물 중합체의 사용으로 달성된 장점을 가리킨다.
본 발명의 콜렉터 엘리먼트 처리 효율성의 부가적인 도시는 도 5의 비교적인 사이클링 트레이스이고, 상기 도 5는 동일한 일정한 전류 로드하에서 보다 낮은 레벨의 생산 전압 출력뿐 아니라, 4.5 V에서 충전 전류를 차단하기 전에 처리되지 않은 샘플에서 리듐 이온의 보다 작은 중간삽입물 분리에 의해 나타난 이용할 수 있는 보다 작은 충전 정도를 증명한다.
개선된 내부 셀 저항에 이바지하는 상기된 방식의 다수의 다른 실시예가 당업자에 의해 발생되고, 상기 변화는 첨부된 청구범위에 한정된 바와같이 본 발명의 범위내로 한정된다.

Claims (18)

  1. 양 및 음의 전극 부재 사이에 배치된 분리기 부재와 상기 양 및 음의 전극 부재에 접촉하는 각각의 전류 콜렉터 부재를 가지는 양 및 음의 전극을 포함하는 작은 내부 저항 배터리를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 콜렉터 부재는 금속 전류 콜렉터 엘리먼트를 포함하고, 상기 콜렉터 부재가 상기 전극 부재와 접촉하기 전에,
    a) 상기 콜렉터 엘리먼트의 표면은 절연 재료가 세척되고,
    b) 상기 세척된 콜렉터 엘리먼트는 접착성 전기-전도 중합체 조성물로 코팅되는 것을 특징으로 하는 작은 내부 저항 배터리 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 조성물은 중합체 매트릭스 전체에 분산된 전기 전도 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 작은 내부 저항 배터리 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 유기 용매 전해질 용액과 상기 배터리를 접촉하는 단계를 더 포함하고 상기 코팅된 조성물 매트릭스는 상기 용매에 불활성인 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 작은 내부 저항 배터리 제조 방법.
  4. 양 및 음의 전극 몸체 부재 사이에 배치된 분리기를 가지는 양 및 음의 전극 몸체 부재를 배치하는 단계를 포함하는데, 각각의 전극 및 분리기 부재는 호환할 수 있는 가소제를 포함하는 가요적인, 중합체 필름 조성물을 포함하고; 상기 전극 부재와 접촉하여 각각의 가요적인 전기 전도 전류 콜렉터 부재를 배치하는 단계; 및 단일 가요적인 적층 배터리 구조를 형성하기 위하여 인접한 부재에 각각의 상기 부재를 본딩하는 단계를 포함하는 재충전 가능 배터리를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 콜렉터 부재는 금속 전류 콜렉터 엘리먼트를 포함하고 상기 콜렉터 부재를 배치하기 전에,
    a) 상기 콜렉터 엘리먼트의 표면은 절연 재료가 세척되고;
    b) 상기 세척된 콜렉터 엘리먼트는 접착성 전기-전도 중합체 조성물로 코팅되는 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전도 조성물은 중합체 매트릭스 전체에 분산된 전기 전도 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 콜렉터 엘리먼트는 개방 메쉬 그리드이고 상기 전도 조성물은 콜렉터 부재에 개방 메쉬 구조를 유지하기 위하여 상기 엘리먼트상에 코팅되는 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 용매를 사용하여 상기 가소제의 적어도 일부분을 추출하는 단계를 더 포함하고 상기 매트릭스 중합체는 상기 용매에 불활성인 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 전해질 용액과 돌출된 배터리 구조를 접촉하는 단계를 더 포함하고, 상기 매트릭스 중합체는 상기 용액에 불활성인 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 콜렉터 부재는 각각의 전극 부재의 최외부 표면에 적어도 부분적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 콜렉터 부재는 각각의 전극 부재 몸체내에 배치되는 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  11. 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 콜렉터 부재는 각각의 전극 부재 및 상기 분리기 부재 사이 인터페이스에 배치되는 것을 특징으로 하는 재충전 가능 배터리 제조 방법.
  12. 양 및 음의 전극 몸체 부재 사이에 배치된 분리기 부재를 가지는 양 및 음의 전극 몸체를 포함하는데, 각각의 상기 전극 및 분리기 부재는 가요성, 중합체 필름 조성물을 포함하고, 및 상기 전극 부재와 접촉하는 각각의 가요성 전기 전도 전류 콜렉터 부재를 포함하고, 각각의 상기 부재는 단일 가요성 적층 배터리 구조를 형성하기 위하여 인접 부재에 본딩되는 작은 내부 저항 재충전 가능 배터리에 있어서,
    a) 상기 콜렉터 부재는 금속 전류 콜렉터 엘리먼트를 포함하고, 상기 부재의 표면은 절연 재료가 세척되고,
    b) 상기 세척 콜렉터 엘리먼트는 접착성 전기 전도 중합체 조성물로 코팅되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전도성 조성물은 중합체 매트릭스 전체에 분산된 전기 전도성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  14. 제 13 항에 있어서, 유기 용매의 전해질 용액을 더 포함하고 상기 코팅된 조성물 매트릭스는 상기 용매에 불활성인 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리.
  15. 제 13 항에 있어서, 적어도 하나의 상기 콜렉터 엘리먼트는 개방 메쉬 그리드이고 상기 전도성 조성물은 콜렉터 부재에 개방 메쉬 구조를 유지하기 위하여 상기 엘리먼트상에 코팅되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 콜렉터 부재는 각각의 전극 부재의 최외부 표면에 적어도 부분적으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 콜렉터 부재는 각각의 전극 부재 몸체내에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 콜렉터 부재는 각각의 전극 부재 및 상기 분리기 부재 사이 인터페이스에 배치되는 것을 특징으로 하는 배터리.
KR1019980705643A 1996-01-23 1996-07-15 작은내부저항리튬이온배터리용재료및방법 KR100310076B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/589,944 US5554459A (en) 1996-01-23 1996-01-23 Material and method for low internal resistance LI-ion battery
US8/589,944 1996-01-23
US08/589,944 1996-01-23
PCT/US1996/011741 WO1997027636A1 (en) 1996-01-23 1996-07-15 Material and method for low internal resistance li-ion battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990087037A true KR19990087037A (ko) 1999-12-15
KR100310076B1 KR100310076B1 (ko) 2002-01-12

Family

ID=24360221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980705643A KR100310076B1 (ko) 1996-01-23 1996-07-15 작은내부저항리튬이온배터리용재료및방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5554459A (ko)
EP (1) EP0876684A1 (ko)
JP (1) JPH11502972A (ko)
KR (1) KR100310076B1 (ko)
AU (1) AU702636B2 (ko)
CA (1) CA2241409A1 (ko)
WO (1) WO1997027636A1 (ko)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1050306A (ja) * 1996-07-31 1998-02-20 Toyota Autom Loom Works Ltd 水素吸蔵合金電極の製造方法
US5840371A (en) * 1997-07-02 1998-11-24 Bell Communications Research, Inc. Treatment for improved conductivity of collector-electrode interface in laminated lithium-ion rechargeable batteries
JP3508514B2 (ja) * 1997-11-18 2004-03-22 松下電器産業株式会社 有機電解質電池
JP3973003B2 (ja) * 1998-04-13 2007-09-05 Tdk株式会社 シート型電気化学素子
KR100276966B1 (ko) * 1998-07-31 2001-02-01 이병길 2차전지용 금속 알루미늄과 구리 집전체의 전처리 방법
US6159635A (en) * 1998-09-29 2000-12-12 Electrofuel Inc. Composite electrode including current collector
KR100303829B1 (ko) * 1998-10-13 2001-10-19 김순택 리튬폴리머전지및그제조방법
KR100367284B1 (ko) 1999-02-22 2003-01-09 티디케이가부시기가이샤 2차전지 및 그 제조방법
US6261722B1 (en) 1999-07-28 2001-07-17 Sankar Dasgupta Lithium battery having improved current collecting means
US7387851B2 (en) * 2001-07-27 2008-06-17 A123 Systems, Inc. Self-organizing battery structure with electrode particles that exert a repelling force on the opposite electrode
KR101356250B1 (ko) * 2000-10-20 2014-02-06 매사츄세츠 인스티튜트 오브 테크놀러지 2극 장치
CA2433670A1 (en) 2000-12-29 2002-07-11 The University Of Oklahoma Conductive polyamine-based electrolyte
KR100404733B1 (ko) * 2001-06-12 2003-11-07 한국과학기술연구원 금속이 피복된 집전체, 이를 이용한 전극 및 이들 전극을포함하는 리튬전지
CN100595964C (zh) 2001-07-27 2010-03-24 麻省理工学院 电池结构、自组织结构及相关方法
US7008722B2 (en) * 2002-04-10 2006-03-07 Sui-Yang Huang Polymer-gel lithium ion battery
US20060105244A1 (en) * 2002-06-08 2006-05-18 Kejha Joseph B Lithium based electrochemical devices having a ceramic separator glued therein by an ion conductive adhesive
JP4967216B2 (ja) * 2003-12-05 2012-07-04 株式会社Gsユアサ 非水電解質電池
US7087348B2 (en) * 2002-07-26 2006-08-08 A123 Systems, Inc. Coated electrode particles for composite electrodes and electrochemical cells
US7763382B2 (en) * 2002-07-26 2010-07-27 A123 Systems, Inc. Bipolar articles and related methods
US7318982B2 (en) * 2003-06-23 2008-01-15 A123 Systems, Inc. Polymer composition for encapsulation of electrode particles
JP4041044B2 (ja) * 2003-09-18 2008-01-30 Tdk株式会社 電気化学デバイスの製造方法
KR100664390B1 (ko) * 2004-03-19 2007-01-02 주식회사 엘지화학 새로운 정공 주입 또는 수송용 물질 및 이를 이용한 유기발광 소자
US20060115718A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Delphi Technologies, Inc. Lithium ion polymer multi-cell and method of making
CN100459237C (zh) * 2005-07-25 2009-02-04 万向电动汽车有限公司 铜网或铝网清洗工艺
TWI467840B (zh) * 2005-09-02 2015-01-01 A123 Systems Inc 奈米組成電極以及其相關裝置
JP5705408B2 (ja) 2005-09-02 2015-04-22 エー123 システムズ, インコーポレイテッド 電池セル構造及びその組み立て方法
US8084158B2 (en) * 2005-09-02 2011-12-27 A123 Systems, Inc. Battery tab location design and method of construction
CN101161360B (zh) * 2006-10-11 2010-05-12 万向电动汽车有限公司 清洗聚合物锂离子电池集流体的方法
US20090202903A1 (en) 2007-05-25 2009-08-13 Massachusetts Institute Of Technology Batteries and electrodes for use thereof
US8236441B2 (en) 2007-07-24 2012-08-07 A123 Systems, Inc. Battery cell design and methods of its construction
US8501345B2 (en) * 2007-11-30 2013-08-06 A123 Systems Llc Battery cell design with asymmetrical terminals
JP4433329B2 (ja) * 2008-04-02 2010-03-17 トヨタ自動車株式会社 リチウム二次電池の正極およびその製造方法
CN101714669B (zh) 2009-05-26 2011-05-04 张新 凝胶聚合物锂离子电池及其制造方法
US8541117B2 (en) * 2009-11-11 2013-09-24 Blackberry Limited Low noise battery with a magnetic compensation structure for wireless mobile communication device
FR2961637B1 (fr) * 2010-06-16 2012-07-27 Commissariat Energie Atomique Collecteur de courant avec moyens d'etancheite integres, batterie bipolaire comprenant un tel collecteur
US9065093B2 (en) 2011-04-07 2015-06-23 Massachusetts Institute Of Technology Controlled porosity in electrodes
US10211433B2 (en) 2012-11-27 2019-02-19 Apple Inc. Battery packaging
US9711770B2 (en) 2012-11-27 2017-07-18 Apple Inc. Laminar battery system
US10033029B2 (en) 2012-11-27 2018-07-24 Apple Inc. Battery with increased energy density and method of manufacturing the same
JP2014137915A (ja) * 2013-01-17 2014-07-28 Nippon Zeon Co Ltd 電気化学素子電極用導電性接着剤組成物
US9899661B2 (en) 2013-03-13 2018-02-20 Apple Inc. Method to improve LiCoO2 morphology in thin film batteries
US20140272561A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Apple Inc. Alternative Current Collectors for Thin Film Batteries and Method for Making the Same
US9887403B2 (en) 2013-03-15 2018-02-06 Apple Inc. Thin film encapsulation battery systems
US9570775B2 (en) 2013-03-15 2017-02-14 Apple Inc. Thin film transfer battery systems
US9601751B2 (en) 2013-03-15 2017-03-21 Apple Inc. Annealing method for thin film electrodes
US10141600B2 (en) 2013-03-15 2018-11-27 Apple Inc. Thin film pattern layer battery systems
US10930915B2 (en) 2014-09-02 2021-02-23 Apple Inc. Coupling tolerance accommodating contacts or leads for batteries
US10569480B2 (en) 2014-10-03 2020-02-25 Massachusetts Institute Of Technology Pore orientation using magnetic fields
US10675819B2 (en) 2014-10-03 2020-06-09 Massachusetts Institute Of Technology Magnetic field alignment of emulsions to produce porous articles
FR3083649B1 (fr) * 2018-07-05 2020-06-26 Armor Collecteur de courant a grille et dispositifs et procedes associes
US11824220B2 (en) 2020-09-03 2023-11-21 Apple Inc. Electronic device having a vented battery barrier

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2710907C3 (de) * 1977-03-12 1979-11-08 Rheinisch-Westfaelisches Elektrizitaetswerk Ag, 4300 Essen Metall/Kunststoff-Träger für Elektroden von Akkumulatoren
US4215190A (en) * 1979-06-08 1980-07-29 Ferrando William A Lightweight battery electrode
US4540641A (en) * 1983-07-18 1985-09-10 Gte Communications Products Corporation Electrochemical cell
FR2562330B1 (fr) * 1984-03-28 1987-02-27 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique de grande energie specifique, a impedance initiale reduite
US4585715A (en) * 1984-06-29 1986-04-29 Union Carbide Corporation Metal cathode collector having a protective surface layer of a metal oxide
DE3506659A1 (de) * 1985-02-26 1986-08-28 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verbundelektrode
US5368959A (en) * 1993-03-30 1994-11-29 Valence Technology, Inc. Current collectors for electrochemical cells and batteries
US5478668A (en) * 1993-11-30 1995-12-26 Bell Communications Research Inc. Rechargeable lithium battery construction

Also Published As

Publication number Publication date
AU702636B2 (en) 1999-02-25
JPH11502972A (ja) 1999-03-09
CA2241409A1 (en) 1997-07-31
US5554459A (en) 1996-09-10
AU6495296A (en) 1997-08-20
WO1997027636A1 (en) 1997-07-31
EP0876684A4 (ko) 1998-11-11
EP0876684A1 (en) 1998-11-11
KR100310076B1 (ko) 2002-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100310076B1 (ko) 작은내부저항리튬이온배터리용재료및방법
KR100460570B1 (ko) 슈퍼커패시터 구조물 및 그의 제조 방법
US5587253A (en) Low resistance rechargeable lithium-ion battery
US5846675A (en) Current collector for lithium ion batteries
KR100573722B1 (ko) 재충전가능한 리튬 배터리용 전해질 함유 입상 전극
KR100985365B1 (ko) 전기화학적 전지
US6051343A (en) Polymeric solid electrolyte and lithium secondary cell using the same
KR20000077418A (ko) 고체 전해질 전지
KR101631250B1 (ko) 내식성이 향상된 전기화학소자
KR20180109709A (ko) 전기 화학 디바이스
US20060105244A1 (en) Lithium based electrochemical devices having a ceramic separator glued therein by an ion conductive adhesive
WO2003105258A1 (en) Lithium based electrochemical devices having a ceramic separator glued therein by an ion conductive adhesive
JP4366775B2 (ja) 固体電解質電池
US10497962B2 (en) Electrode including an increased active material content
US20160028048A1 (en) Lithium battery and method of manufacturing the same
JP3508455B2 (ja) リチウムイオン電池用負極板及びその製造方法
US9640834B2 (en) Lithium battery and method of manufacturing the same
KR100354249B1 (ko) 리튬 폴리머 전지
CN1207209A (zh) 用于低内阻锂离子电池的材料及该电池的制造方法
KR100787418B1 (ko) 이온전도성이 향상된 리튬 2차 전지 및 그 제조방법
JP2018137062A (ja) 非水電解質二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee