AT528030A4 - Sauerstoffionenbatterie - Google Patents

Sauerstoffionenbatterie

Info

Publication number
AT528030A4
AT528030A4 ATA50838/2024A AT508382024A AT528030A4 AT 528030 A4 AT528030 A4 AT 528030A4 AT 508382024 A AT508382024 A AT 508382024A AT 528030 A4 AT528030 A4 AT 528030A4
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
positrode
measuring
negatrode
ion battery
control electrode
Prior art date
Application number
ATA50838/2024A
Other languages
English (en)
Other versions
AT528030B1 (de
Inventor
Fleig Jürgen
Schmid Alexander
Opitz Alexander
Kubicek Markus
Huber Tobias
Viernstein Alexander
Original Assignee
Univ Wien Tech
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 Univ Wien Tech filed Critical Univ Wien Tech
Priority to ATA50838/2024A priority Critical patent/AT528030B1/de
Application granted granted Critical
Priority to PCT/AT2025/060360 priority patent/WO2026080956A1/de
Publication of AT528030B1 publication Critical patent/AT528030B1/de
Publication of AT528030A4 publication Critical patent/AT528030A4/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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • 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
    • 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
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • 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
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • 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
    • H01M50/183—Sealing members

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

Sauerstoffionenbatterie, umfassend einen Festkörperelektrolyten (6), welcher zum Leiten von Sauerstoffionen geeignet ist, eine erste Elektrode (4, 4‘), welche als Positrode konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten (6) in Kontakt steht, eine zweite Elektrode (5, 5‘), welche als Negatrode konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten (6) in Kontakt steht, wobei Positrode und Negatrode einen Abstand zueinander aufweisen, sodass ein elektronenleitender oder physischer Kontakt zwischen Positrode und Negatrode vermieden wird, eine Isolierschicht, welche die Positrode und Negatrode teilweise umgibt und vorzugsweise von der Gasatmosphäre isoliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht vorzugsweise aus einer Abdeckschicht (1) und einem Metallsubstrat (12, 12‘) besteht und dass die Sauerstoffionenbatterie zumindest eine dritte Elektrode aufweist, welche als Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten (6) in Kontakt steht.

Description

SAUERSTOFFIONENBATTERIE
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sauerstoffionenbatterie, umfassend (i) einen Festkörperelektrolyten, welcher zum Leiten von Sauerstoffionen geeignet ist, (ii) eine erste Elektrode, welche als Positrode konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten in ionenleitenden Kontakt steht, (iii) eine zweite Elektrode, welche als Negatrode konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten in ionenleitenden Kontakt steht, wobei Positrode und Negatrode einen Abstand zueinander aufweisen, sodass ein elektronenleitender und physischer Kontakt zwischen Positrode und Negatrode vermieden wird, und (iv) eine Isolierschicht, welche die Positrode und Negatrode
teilweise umgibt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Konventionelle Methoden zur Energieerzeugung aus fossilen Brennstoffen weisen vielzählige Nachteile auf, darunter hohe Umweltverschmutzung, geringe Effizienz und einen Mangel an erneuerbaren Ressourcen. Aufgrund dessen und vor allem hinsichtlich der Verwirklichung der internationalen Ziele der IEA (International Energy Agency) zur Reduktion von CO>»Emissionen und Luftverschmutzung sowie der Begrenzung des globalen Temperaturanstiegs ist eine nachhaltige Energieerzeugung von großer Bedeutung. Damit einhergehend steigt auch die Nutzung von wiederaufladbaren Batterien bzw. Sekundärbatterien. Sekundärbatterien werden vermehrt in (großflächigen) stationären Energiespeichersystemen, miniaturisierten Energiespeichersystemen und automobile Anwendungen eingesetzt, um unter anderem die
energiebezogenen CO,;-Emissionen des Mobilitätssektors zu reduzieren.
Es ist eine Vielzahl an weitverbreiteten Sekundärbatterien, beispielsweise Blei-Säure-, NickelMetallhydrid- und Lithium-Ionen-Batterien bekannt. Jedoch haben solche Batterien erhebliche Nachteile für den Einsatz als mehrstündige stationäre und/oder miniaturisierte
Energiespeichersysteme.
Potenzielle Systeme für Sekundärbatterien, welche einerseits diese Nachteile vermeiden und andererseits gegenüber Lithium-Ionen-Batterien die Vorteile einer höheren Sicherheit, der Vermeidung der Verwendung von seltenen Elementen und eine erhöhte Lebensdauer bieten, sind Sauerstoffionenbatterie (OIB). Die erhöhte Sicherheit ist dadurch gegeben, dass OIBs aus
unbrennbaren und ungiftigen Materialien bestehen, während die erhöhte Lebensdauer dadurch
Leiten von Sauerstoffionen und Elektronen.
Eine dritte Elektrode, welche als Referenz- oder Hilfselektrode konfiguriert ist, ist in der Publikation „Rechargeable Oxide Ion Batteries Based on Mixed Conducting Oxide Electrodes“ von Schmid, Krammer und Fleig (Advanced Energy Materials, 2023; 13 (11) 2203789,) beschrieben. Die Referenz- oder Hilfselektrode ermöglicht einen anfänglichen Konditionierungsschritt. In diesem Konditionierungsschritt wird eine erste Elektrode derart reduziert, dass diese eine beträchtliche Menge an Sauerstoffleerstellen aufweist, während eine zweite Elektrode im Wesentlichen vollständig mit Sauerstoff gefüllt ist. Jedoch ermöglicht eine solche Referenz- oder Hilfselektrode nicht das Überwachen des Gesundheitszustandes der
Batteriezelle.
Zudem sind Metall-Luft-Batterien u. a. aus WO 2013/093044 A1 bekannt. Die offenbarte Metall-Luft-Batterie kombiniert die Technologien der herkömmlichen Metall-Luft-Batterien mit der von Festkörperoxidbrennstoffzellen und umfasst eine Metallelektrode, eine Luftelektrode mit einem gemischten Elektronen- und Sauerstoffionenleiter und einen Festkörperelektrolyten. Jedoch bildet hierbei die Metallelektrode nicht die Basis für den
Herstellungsprozess.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine metallgestützte Sauerstoffionenbatterie bereitzustellen, welche die Vorteile von metallunterstützten Zellen bietet und den Gesundheitszustand der
Batteriezelle überwachen kann. Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Sauerstoffionenbatterie, umfassend (i) einen
Festkörperelektrolyten, welcher zum Leiten von Sauerstoffionen geeignet ist, (ii) eine erste
Elektrode, welche als Positrode konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des
Negatrode von der Gasatmosphäre.
Im Gegensatz zur Offenbarung in WO 2023/213905 A1 offenbart die erfindungsgemäße Sauerstoffionenbatterie eine dritte Elektrode sowie ein Metallsubstrat. Das Metallsubstrat sorgt für eine verbesserte mechanische Stabilität und Festigkeit, geringere Materialkosten, leichte
Bearbeitbarkeit sowie gute elektrische und thermische Leitfähigkeit.
Die Umkehrung von Degradationsprozessen kann durch die Mess- oder Kontrollelektrode ermöglicht werden. Da über die Mess- oder Kontrollelektrode Sauerstoff aus der Sauerstoffionenbatterie (OIB) heraus- oder in die Sauerstoffionenbatterie hineingepumpt werden kann, kann die Mess- oder Kontrollelektrode für eine möglichst optimale
Sauerstoffmenge in der OIB sorgen.
Eine Sauerstoffionenbatterie (oxygen-ion-battery; OIB) ist ein elektrochemischer FestkörperEnergiespeicher, welcher aus einem Sauerstoffionen (0?) leitenden Elektrolyten und zwei gemischtleitenden, sauerstoffionen- und elektronenleitenden Elektroden besteht. Die beiden gemischtleitenden Elektroden, welche auch als Speicherelektroden bezeichnet werden, stehen in physischem und ionisch leitenden Kontakt mit dem Elektrolyten und weisen eine große Bandbreite in ihrer Sauerstoffstöchiometrie auf. Das Prinzip der elektrochemischen Speicherung beruht auf dem Einbau von Sauerstoff in diese Elektroden und dem Ausbau von Sauerstoff aus diesen Elektroden. Dabei werden Sauerstoffionen aus einer ersten Elektrode
durch den Elektrolyten in eine zweite Elektrode transportiert, während die Elektronen
Elektronen auch bis zu einem gewissen Grad delokalisiert sein).
Der Kontakt zwischen Positrode und Festkörperelektrolyten oder zwischen Negatrode und
Festkörperelektrolyten ist vorzugsweise physisch und ionisch leitend.
Der Festkörperelektrolyt kann aus Ca- oder Y-dotiertem ZrO2 oder dotiertem CeO>‚ bestehen, welches in weiterer Folge in Form eines Einkristalls, eines polykristallinen Dünnfilms oder
eines Pellets vorliegen kann.
In einer weiteren Ausführungsvariante weist der Festkörperelektrolyt eine Dicke von 10 nm bis 1 mm auf und entspricht somit einem Dünnschichtelektrolyten. Der Dünnschichtelektrolyt kann als pulverbasierter Dünnschichtelektrolyt vorliegen oder mittels physikalischen Gasphasenabscheidungsmethoden (PVD) wie Sputtern oder chemischen
Gasphasenabscheidungsmethoden (CVD) hergestellt werden.
Des Weiteren entsprechen Positrode und Negatrode in einer Ausführungsform jeweils einer pulverbasierten Elektrode, welche eine Dicke im Bereich von 100 nm bis 1 mm, vorzugsweise 1 um bis 100 um aufweisen kann. Durch die Verwendung von pulverbasierten Elektroden lassen sich Kosten einsparen, da skalierbare, industrielle Fertigungsmethoden zur Herstellung von Sauerstoffionenbatterien zur Anwendung kommen können. Solche industriellen
Fertigungsmethoden sind beispielsweise Siebdruck, Robocasting, Tintenstrahldruck,
Methoden wie Sputtern angewendet werden.
Um pulverbasierte Elektrolyten oder Elektroden herstellen zu können, werden wie teilweise zuvor beschrieben z.B. Techniken wie Siebdruck, Foliengießen, Tintenstrahldruck, Mikrodosierung und weitere keramische Dünnschichtmethoden verwendet. Darüber hinaus können diese Techniken mit Dünnschichtabscheidungstechniken wie Sputtern kombiniert
werden.
In weiterer Folge können die Positrode und Negatrode jeweils aus einer gemischt ionischen und elektronischen Struktur bestehen, sodass das Leiten von Sauerstoffionen und Elektronen möglich ist. Eine solche Struktur kann unter anderem ein polykristallines redoxaktives Material bieten. Als potenzielle redoxaktive Materialien für Elektroden eigenen sich beispielsweise CaTiOs3-.s, SrTiO3-s, La1-xSrxFeOs-s, Ca1-xSrxFeOs-s, CaMnı1-x TixOs-s, La1-xStxTi1-y„MnyOs-s, CaıxSrxTi1.yMnyOs-5s und Laıj-xSrx«Mnı-yCryOs-s. Hierbei entspricht ö der Variabilität des Sauerstoffgehaltes und dementsprechend kann 6 einen Wert von 0 bis 1 annehmen. Die
Variablen x und y können auch jeweils einen Wert im Bereich von 0 bis 1 annehmen.
Des Weiteren können die Materialien (La1-u-vAuBv)2DwEyG-Oa-4 und Lai:xBaz-x«CuzO7.7 für die Elektroden verwendet werden, wobei die Platzhalter A und B die Elemente Sr, Ca oder Ba umfassen, während die Platzhalter D, E und G die Elemente Ni, Fe, Cu, Mn oder Cr umfassen. Die Variablen u, v, w, y und z sind positive Zahlen, wobei die Summe aus u und v einen Wert zwischen 0 und 1 ergibt, und jene von w, y und z 1 ergibt. Die Variable x kann einen Wert
zwischen 0 und 1 annehmen, während die Variable @ einem Wert zwischen -1 und 1 annimmt.
Durch die Isolation der Positrode und Negatrode von der Gasatmosphäre können Feststoff-GasReaktionen bzw. Sauerstoffaustauschreaktionen zwischen den Elektroden und der umgebenden Atmosphäre verhindert werden. Dies bewirkt eine stabile Batteriekapazität und vermeidet die Selbstentladung der Batterie. Somit eignen sich unter anderem Glas, glasartige Dichtungen, nicht dotiertes ZrO,2, metallische Dichtungen, dotiertes ZrO02 und weitere keramische
Dichtungen als Abdeckschicht.
Stromabnehmer dienen.
Die Mess- oder Kontrollelektrode kann eine Dicke von 10 nm bis 1 mm aufweisen. Die Fläche
der Mess- oder Kontrollelektrode kann 0,1 cm? bis 100 cm? betragen.
Die Mess- oder Kontrollelektrode kann mit dem Festkörperelektrolyten in Kontakt stehen, um die Sauerstoffstöchiometrie der Positrode und Negatrode zu regulieren, wobei die Mess- oder Kontrollelektrode ionenleitend mit der Positrode und/oder Negatrode verbunden ist. Die Messoder Kontrollelektrode kann auch über einen Sauerstoffionenleiter mit der Positrode und/oder
Negatrode verbunden sein.
In einer speziellen Ausführungsvariante steht die Mess- oder Kontrollelektrode über eine
Zwischenschicht mit dem Festkörperelektrolyten in Kontakt.
Zwischen Metallsubstrat und Positrode oder zwischen Metallsubstrat und Negatrode kann eine Kontaktierungsschicht, welche vorzugsweise zur elektronischen Kontaktierung dient, angeordnet sein. Zudem kann eine solche Kontaktierungsschicht zwischen Abdeckschicht und
Positrode oder zwischen Abdeckschicht und Negatrode angeordnet sein.
Neben der dritten Elektrode, welche als Mess- oder Kontrollelektrode konfiguriert ist, kann die Sauerstoffionenbatterie weitere Elektroden umfassen, wobei diese weiteren Elektroden
vorzugsweise auch als Mess- oder Kontrollelektroden konfiguriert sind.
Eine Mess- oder Kontrollelektrode kann ein definiertes Sauerstoffpotential aufweisen, welches durch den Kontakt mit der Umgebungsluft oder durch eine Mischung aus zwei Feststoffen, wie z. B. einem Metall und einem Metalloxid, definiert ist. Die Definition des Sauerstoffpotentials
erfolgt über den Kontakt zwischen Umgebungsluft und Mess- oder Kontrollelektrode.
In Summe mit den durch einen äußeren Stromkreis geleiteten Elektronen fungieren Sauerstoffionen in einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie als Ladungsträger. Beim Ladevorgang einer Sauerstoffionenbatterie kann aus der schwerer zu reduzierenden Elektrode,
welche mit dem Festkörperelektrolyten in Kontakt steht, Sauerstoff durch den
kontinuierlich oder intermittierend stattfinden kann.
In einer Ausführungsform steht eine Mess- oder Kontrollelektrode über einen externen Stromkreis mit der Positrode und Negatrode in elektronenleitenden Kontakt. Einerseits kann hierbei eine Spannung zwischen Mess- oder Kontrollelektrode und Positrode sowie Negatrode anliegen, wenn Sauerstoff in die OIB hineingepumpt oder aus der OIB herausgepumpt werden soll. Andererseits kann der elektronenleitende Kontakt bei Spannungsmessungen zwischen Mess- oder Kontrollelektrode und Positrode sowie Negatrode durch ein Voltmeter getrennt
sein, wobei die Trennung außerhalb der OIB stattfindet.
In einer anderen Ausführungsform steht eine Mess- oder Kontrollelektrode über einen externen Stromkreis mit der Positrode oder Negatrode in elektronenleitenden Kontakt. Sofern Sauerstoff in die OIB hineingepumpt oder aus der OIB herausgepumpt werden soll, kann eine Spannung zwischen der Mess- oder Kontrollelektrode und der Positrode oder Negatrode anliegen. Bei einer Spannungsmessung zwischen Mess- oder Kontrollelektrode und Positrode oder
Negatrode kann der elektronenleitende Kontakt durch ein Voltmeter getrennt sein.
In einer weiteren Ausführungsform steht eine erste Mess- oder Kontrollelektrode über einen externen Stromkreis mit der Positrode in elektronenleitenden Kontakt, während eine zweite Mess- oder Kontrollelektrode über einen externen Stromkreis mit der Negatrode in elektronenleitenden Kontakt steht. Hierbei kann eine Spannung zwischen Mess- oder Kontrollelektrode und Positrode oder Negatrode angelegt sein, wenn Sauerstoff in die OIB hineingepumpt oder aus der OIB herausgepumpt werden soll, während der elektronenleitende Kontakt bei Spannungsmessungen zwischen der ersten Mess- oder Kontrollelektrode und Positrode sowie der zweiten Mess- oder Kontrollelektrode und Negatrode jeweils durch ein
Voltmeter getrennt sein kann.
werden.
Durch die Spannungsmessung zwischen der Positrode oder Negatrode und einer Mess- oder Kontrollelektrode unter Leerlaufbedingungen kann das chemische Sauerstoffpotential jeweils für die Positrode und Negatrode überwacht werden, und zwar unabhängig von der Zellspannung und dem nominalen Ladezustand. Der Begriff Leerlaufbedingungen entspricht hierbei dem Zustand, den eine Sauerstoffionenbatterie nach dem Lade- oder Entladevorgang aufweist. Mittels Überwachung der chemischen Sauerstoffpotentiale ist es möglich Batteriezustände oder Situationen zu identifizieren, in denen sich das chemische Sauerstoffpotential der Positrode oder Negatrode oder Positrode und Negatrode außerhalb des gewünschten Betriebszustandes befindet. Damit sind unter anderem Veränderungen gemeint, die zu effektiven Sauerstoffdrücken von weit über 1 bar in der Positrode sorgen können und somit einen mechanischen Ausfall der Batterie verursachen können. Außerdem sind Veränderungen gemeint, welche die Gesamtsauerstoffmenge des Systems verändern. Beispiele hierfür sind Gaslecks, Sauerstoff, welcher aus der Atmosphäre in eine Elektrode eingebaut wird, Widerstände und abfallende Überspannungen, welche sich außerhalb von definierten Grenzwerten befinden. Zudem ist eine solche Identifikation von Batteriezuständen ohne
Änderung der Gesamtzellspannung möglich.
Die Mess- oder Kontrollelektrode kann derart konfiguriert sein, dass über ein Voltmeter eine Messung der Spannung zwischen einer Mess- oder Kontrollelektrode und der Positrode und/oder Negatrode auch während des Lade- oder Entladevorgangs möglich ist. Diese Messung erlaubt die Überwachung des Innenwiderstandes der Zelle. Anhand des Innenwiderstandes können die Beiträge der einzelnen Zellkomponenten, wie z.B. Elektroden oder Festkörperelektrolyt, bestimmt werden, wodurch die Identifikation des Ursprungs oder Erkennung einer Leistungsminderung einer Zelle möglich ist. Dies entspricht einem Indikator für den Gerätezustand und kann zudem als Frühwarnzeichen für einen drohenden Geräteausfall
dienen.
Die Mess- oder Kontrollelektroden können in den nachfolgenden Modi betrieben werden:
b) Dynamischer Überwachungsmodus, welcher den —Funktionszustand der Sauerstoffionenbatterie über Spannungsmessungen der zu überwachenden Elektrode unter Belastung, also während des Lade- oder Entladeprozesses, überwacht,
c) Potentiostatischer Rückgewinnungsmodus, welcher über eine Mess- oder Kontrollelektrode Sauerstoff in die oder aus der Positrode oder Negatrode pumpt, bis ein gewünschter Wert für das gemessene Potential zwischen Positrode oder Negatrode und entweder einer zweiten Mess- oder Kontrollelektrode oder zwischen Positrode und Negatrode erreicht ist oder
d) Galvanostatischer Rückgewinnungsmodus, welcher über eine Mess- oder Kontrollelektrode Sauerstoff in die Positrode oder Negatrode pumpt, wobei die Menge des
gepumpten Sauerstoffs über Zeit und Pumpstrom steuerbar ist.
Eine Ausführungsvariante sieht eine Interdiffusionsbarriereschicht vor, welche eine Breite von 1 nm bis 10 um aufweisen kann, und zum einen zwischen Festkörperelektrolyt und Positrode sowie zum anderen zwischen Festkörperelektrolyt und Negatrode angeordnet ist. Diese optionale Interdiffusionsbarriereschicht kann aus gadoliniumdotiertem Ceroxid bestehen und
verhindert die Bildung von Isolierschichten, wie z. B. SrZrO3 oder La2Zr207.
In einer speziellen Ausführungsform sind zwei erste Elektroden als Positroden konfiguriert und zwei zweite Elektroden als Negatroden konfiguriert, wobei die Positrode und Negatrode abwechselnd übereinandergestapelt sind und in ionischem Kontakt stehen, wobei der Festkörperelektrolyt die Positroden und Negatroden physisch voneinander trennt. In dieser Ausführungsform können die beiden Positroden mit einem ersten Metallsubstrat in elektronenleitendem Kontakt stehen, während die beiden Negatroden mit einem zweiten
Metallsubstrat in elektronenleitendem Kontakt stehen können.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer metallgestützten Sauerstoffionenbatterie, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Metallsubstrates, welches vorzugsweise gasdicht ist, als Basis des Herstellungsprozesses, wobei auf das Metallsubstrat der weitere Schichtverbund der Sauerstoffionenbatterie aufgebaut wird,
b) Aufbringen einer ersten Elektrode,
c) Aufbringen eines Festkörperelektrolyten,
d) Aufbringen einer zweiten Elektrode,
e) Aufbringen einer dritten Elektrode, welche als Mess- oder Kontrollelektrode konfiguriert ist,
f) elektrische Kontaktierung der Elektroden und
g) Abdichten der Batteriezelle.
Ein solcher Schichtverbund, wie zuvor beschrieben, kann skalierbare und industrielle Herstellungsprozesse und Dünnschichtelektrolyten ermöglichen, wobei möglichst dünne Festkörperelektrolyten den Vorteil bieten, die Betriebstemperatur der Sauerstoffionenbatterie maßgeblich zu senken. Zudem kann das Metallsubstrat zur mechanischen Stabilität,
Gasdichtung und elektrischen Kontaktierung dienen.
Die Schritte a) bis d) können beispielsweise mittels Siebdruck, Rotationsbeschichtung, Sputtern, Robocasting oder Tintenstrahldruck stattfinden. Wird eine andere Methode als
Sputtern verwendet, so kann zwischen Schritt e) und f) ein Sinterschritt ablaufen.
Zudem kann optional nach den Schritten a), b), c) und d) jeweils ein Sinterschritt erfolgen.
In einer Ausführungsform kann nach den Schritten a) und c) jeweils der Zwischenschritt des Aufbringens einer Interdiffusionsbarriereschicht erfolgen, wobei diese Zwischenschritte beispielsweise über die Methoden Siebdruck, Rotationsbeschichtung, sputtern, robocasting
oder Tintenstrahldruck erfolgen können.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Weitere Details und Vorteile der Erfindung werden anhand der beiliegenden Figuren und der
nachfolgenden Figurenbeschreibung erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht und zwei
Mess- oder Kontrollelektroden.
Fig. 2a, 2b, 2c zeigen weitere schematische Darstellungen einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht sowie einer Mess- oder Kontrollelektrode.
Fig. 3a, 3b zeigen jeweils eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht, welche aus einer Abdeckschicht und einem Metallsubstrat besteht, und einer Mess- oder Kontrollelektrode.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht, zwei Messoder Kontrollelektrode, zwei ersten Elektroden und zwei zweiten Elektroden.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht, welche aus einer Abdeckschicht und einem ersten und zweiten Metallsubstrat besteht, zwei Mess- oder Kontrollelektroden, zwei ersten und zwei zweiten Elektroden.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie
Fig. 7 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht und zwei Mess- oder Kontrollelektroden 10, 11. Die in Fig. 1 gezeigte Sauerstoffionenbatterie umfasst eine Isolierschicht, welche aus der Abdeckschicht 1 besteht, dem ersten Stromabnehmer 2, welcher teilweise von der Abdeckschicht 1 umgeben ist und als Kontaktierungsschicht dient, dem zweiten Stromabnehmer 3, welcher teilweise von der Abdeckschicht 1 umgeben ist und als Kontaktierungsschicht dient, der ersten Elektrode 4, welche als Positrode ausgebildet ist und teilweise vom ersten Stromabnehmer 2 umgeben ist, der zweiten Elektrode 5, welche als Negatrode ausgebildet ist und teilweise vom zweiten Stromabnehmer 3 umgeben ist, den Festkörperelektrolyten 6, welcher mit der Positrode und der Negatrode in ionischem Kontakt steht, die erste Interdiffusionsbarriereschicht 7, welche zwischen der Positrode und dem Festkörperelektrolyten 6 angeordnet ist, und die zweite Interdiffusionsbarriereschicht 8, welche zwischen der Negatrode und dem Festkörperelektrolyten 6 angeordnet ist. Zusätzlich umfasst die Sauerstoffionenbatterie aus Fig. 1 die erste Mess- oder Kontrollelektrode 10, welche an
einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten 6 angeordnet ist und ionisch leitend mit
der Positrode und Negatrode verbunden ist, die zweite Mess- oder Kontrollelektrode 11, welche an einem anderen Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten 6 angeordnet ist und ionisch leitend mit der Positrode, Negatrode und der ersten Mess- oder Kontrollelektrode 10 verbunden ist. Die elektrische Verdrahtung 9 kann die jeweilige Mess- oder Kontrollelektrode 10, 11 mit dem ersten oder zweiten Stromabnehmer 2, 3 elektronenleidend verbinden. Die Mess- oder Kontrollelektroden 10, 11 sind in dieser Ausführungsform an derjenigen Oberfläche des
Festkörperelektrolyten 6 angeordnet, welche mit der Atmosphäre in Kontakt stehen kann.
Die Fig. 2a, 2b und 2c zeigen weitere schematische Darstellungen einer Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht sowie die Mess- oder Kontrollelektrode 10. Die in den Figuren 2a, 2b und 2c gezeigte Sauerstoffionenbatterien unterscheiden sich von der in Fig. 1 gezeigten dahingehend, dass nur eine Mess- oder Kontrollelektrode 10 an einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten 6 angeordnet sein kann. Zudem kann die Mess- oder Kontrollelektrode 10 über die elektrische Verdrahtung 9 mit dem ersten und zweiten Stromabnehmer 2, 3 elektronenleitend verbunden sein. Des Weiteren unterscheiden sich die Figuren 2a, 2b und 2c darin, dass die Mess- oder Kontrollelektrode 10 unterschiedliche Größen aufweist, an verschiedenen Bereichen der Oberfläche des Festkörperelektrolyten 6 angeordnet sind und je nach Größe mehr oder weniger
Fläche der Oberfläche des Festkörperelektrolyten 6 bedecken.
Eine erfindungsgemäße Sauerstoffionenbatterie, welche eine Mess- oder Kontrollelektrode 10 und eine Isolierschicht, welche aus einer Abdeckschicht 1 und einem Metallsubstrat 12 besteht, wird außerdem in Fig. 3a und 3b gezeigt. Im Gegensatz zu Fig. 3b umfasst die Sauerstoffionenbatterie in Fig. 3a einen dickeren Festkörperelektrolyten 6, dickere Interdiffusionsbarriereschichten 7, 8, eine kleinere Mess- oder Kontrollelektrode 10 und ein dickeres Metallsubstrat 12, welches sich jedoch nicht über die gesamte Breite der Abdeckschicht 1 erstreckt. Das Metallsubstrat 12 kann in dieser Ausführungsform als
Stromabnehmer fungieren und somit entfällt der zweite Stromabnehmer 3 in den Fig. 3a, 3b.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht, zwei Mess- oder Kontrollelektroden 10, 11, zwei erste Elektroden 4, 4° und zwei zweite Elektroden 5, 5‘. In dieser Ausführungsvariante umgibt ein Teil der Abdecksicht 1 eine obere erste Elektrode 4 und
den ersten Stromabnehmer 2, während ein anderer Teil der Abdeckschicht 1 eine untere zweite
Elektrode 5° und den zweiten Stromabnehmer 3 umgibt. Zudem wechseln sich die ersten Elektroden 4, 4° und zweiten Elektroden 5, 5‘ alternierend ab. Hierbei ist die obere erste Elektrode 4 und die untere erste Elektrode 4° an dem ersten Stromabnehmer 2 angeordnet, während die obere zweite Elektrode 5 und die untere zweite Elektrode 5° an dem zweiten Stromabnehmer 3 angeordnet ist. In dieser Ausführungsvariante gilt auch, dass die jeweilige Mess- oder Kontrollelektrode 10, 11 mit dem jeweiligen ersten oder zweiten Stromabnehmer
2, 3 in elektronenleitendem Kontakt stehen kann.
Im Gegensatz zu Fig. 4 zeigt Fig. 5 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einer Isolierschicht, welche aus der Abdeckschicht 1 und einem ersten sowie zweiten Metallsubstrat 12, 12‘ besteht. Bei dieser Ausführungsform fungiert das erste Metallsubstrat 12 zudem als erster Stromabnehmer 2 und das zweite Metallsubstrat 12‘
als zweiter Stromabnehmer 3.
Darüber hinaus zeigen die Fig. 6 und 7 unterschiedliche Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Sauerstoffionenbatterie mit einem Festkörperelektrolyten 6, welcher als Abdeckschicht 1 oder teilweise als Abdeckschicht 1 fungiert. In Fig. 6 umgibt der Festkörperelektrolyt 6 zwei erste Elektroden 4, 4° und zwei zweite Elektroden 5, 5°. Zusammen mit einem ersten und zweiten Metallsubstrat 12, 12‘ bildet der Festkörperelektrolyt 6 die Isolierschicht. Des Weiteren weist Fig. 6 zwei Mess- oder Kontrollelektroden 10, 11 auf, welche an einem Eckpunkt der Sauerstoffionenbatterie angeordnet sind. Die elektrische
Verdrahtung 9 ist an den zwei Mess- oder Kontrollelektroden 10, 11 angeordnet.
In Fig. 7 ist eine erfindungsgemäße Sauerstoffionenbatterie dargestellt, welche eine Isolierschicht aufweist. Die Isolierschicht wird hierbei durch eine Abdeckschicht 1, einen Festkörperelektrolyten 6 und ein Metallsubstrat 12 gebildet. Die Abdeckschicht 1 umgibt teilweise eine erste Elektrode 4, einen ersten Stromabnehmer 2 und eine erste Interdiffusionsbarriereschicht 7. Zwischen Abdeckdeckschicht 1 und Metallsubstrat 12 ist der Festkörperelektrolyt 6 angeordnet und dieser umgibt teilweise eine zweite Elektrode 5 sowie die erste und zweite Interdiffusionsbarriereschicht 7, 8. Die zweite Elektrode 5 wird außerdem zum Teil vom Metallsubstrat 12 umgeben. Seitlich vom Festkörperelektrolyten 6 ist eine Messoder Kontrollelektrode 10 angeordnet, welche über eine elektrische Verdrahtung 9 elektronenleitend mit dem ersten Stromabnehmer 2 und/oder Metallsubstrat 12 verbunden sein
kann.

Claims (15)

ANSPRÜCHE
1. Sauerstoffionenbatterie, umfassend
(i) einen Festkörperelektrolyten (6), welcher zum Leiten von Sauerstoffionen geeignet ist,
(ii) eine erste Elektrode (4, 4‘), welche als Positrode konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten (6) in Kontakt steht,
(iii) eine zweite Elektrode (5, 5°), welche als Negatrode konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten (6) in Kontakt steht, wobei Positrode und Negatrode einen Abstand zueinander aufweisen, sodass ein elektronenleitender oder physischer Kontakt zwischen Positrode und Negatrode vermieden wird, und
(iv) eine Isolierschicht, welche die Positrode und Negatrode teilweise umgibt und vorzugsweise von der Gasatmosphäre isoliert,
dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht vorzugsweise aus einer Abdeckschicht (1) und einem Metallsubstrat (12, 12‘) besteht und dass die Sauerstoffionenbatterie zumindest eine dritte Elektrode aufweist, welche als Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) konfiguriert ist und mit einem Teil der Oberfläche des Festkörperelektrolyten (6) in Kontakt steht.
2. Sauerstoffionenbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Metallsubstrat (12, 12‘) und Positrode oder Negatrode eine Kontaktierungsschicht angeordnet
ist, welche vorzugsweise zur elektronischen Kontaktierung dient.
3. Sauerstoffionenbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Elektroden vorgesehen sind, wobei diese weiteren Elektroden vorzugsweise als Mess- oder
Kontrollelektroden (10, 11) konfiguriert sind.
4. Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) über einen externen Stromkreis mit der
Positrode und/oder Negatrode in elektronenleitenden Kontakt steht.
5. Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass eine erste Mess- oder Kontrollelektrode (10) über einen externen Stromkreis mit der
Positrode in elektronenleitenden Kontakt steht, während eine zweite Mess- oder
Kontrollelektrode (11) über einen externen Stromkreis mit der Negatrode in
elektronenleitenden Kontakt steht.
6. Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) derart konfiguriert ist, dass eine Spannungsmessung, vorzugsweise über ein Voltmeter, zwischen Mess- oder Kontrollelektrode
(10, 11) und Positrode und/oder Negatrode möglich ist.
7. Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung der Mess- oder Kontrollelektrode (10), Positrode und/oder Negatrode über eine elektronenleitende Kontaktschicht, elektrische Verdrahtung (9) oder das Metallsubstrat (12, 12‘) herstellbar ist.
8. Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) in einem der nachfolgenden Modi betreibbar ist: a) Statischer Überwachungsmodus, welcher den Funktionszustand der Sauerstoffionenbatterie über Spannungsmessungen im Leerlauf überwacht, b) Dynamischer Überwachungsmodus, welcher den Funktionszustand der Sauerstoffionenbatterie über Spannungsmessungen der zu überwachenden Elektrode unter Belastung, also während des Lade- oder Entladeprozesses, überwacht, c) Potentiostatischer Rückgewinnungsmodus, welcher über eine Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) Sauerstoff in die oder aus der Positrode oder Negatrode pumpt, bis ein gewünschter Wert für das gemessene Potential zwischen Positrode oder Negatrode und entweder einer zweiten Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) oder zwischen Positrode und Negatrode erreicht ist oder d) Galvanostatischer Rückgewinnungsmodus, welcher über eine Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) Sauerstoff in die Positrode oder Negatrode pumpt, wobei die
Menge des gepumpten Sauerstoffs über Zeit und Pumpstrom steuerbar ist.
9. Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffionenbatterie eine Interdiffusionsbarriereschicht (7, 8) umfasst, welche zum einen zwischen Festkörperelektrolyt (6) und Positrode und zum anderen zwischen
Festkörperelektrolyt (6) und Negatrode angeordnet ist.
10. Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei erste Elektroden (4, 4°) als Positroden konfiguriert und elektronenleitend mit einem ersten Metallsubstrat (12) verbunden sind, während zwei zweite Elektroden (5, 5‘) als Negatroden konfiguriert und mit einem zweiten Metallsubstrat (12°) elektronenleitend verbunden sind, wobei Positrode und Negatrode abwechselnd übereinandergestapelt sind und in ionischen Kontakt stehen, wobei die Positroden und Negatroden über einen
Festkörperelektrolyten (6) physisch voneinander getrennt sind.
11. Verfahren zum Betreiben einer Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dritte Elektrode als Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) konfiguriert ist und die Überprüfung des Gesundheitszustandes der
Sauerstoffionenbatterie ermöglicht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass über einen externen Stromkreis die Spannung zwischen einer Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) und der
Positrode sowie Negatrode messbar ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass über einen externen Stromkreis die Spannung zwischen einer Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) und der
Positrode oder Negatrode messbar ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Mess- oder Kontrollelektrode (10) über einen externen Stromkreis mit der Positrode in elektronenleitendem Kontakt steht, während eine zweite Mess- oder Kontrollelektrode (11) über einen externen Stromkreis mit der Negatrode in elektronenleitenden Kontakt steht, sodass gleichzeitig eine Spannung zwischen der ersten Mess- oder Kontrollelektrode (10) und Positrode und zwischen der zweiten Mess- oder Kontrollelektrode (11) und Negatrode messbar
ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer metallgestützten Sauerstoffionenbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Metallsubstrates (12, 12‘), welches vorzugsweise gasdicht ist, als Basis für den Herstellungsprozess, wobei auf das Metallsubstrat der weitere
Schichtverbund der Sauerstoffionenbatterie aufgebaut wird,
b) Aufbringen einer ersten Elektrode (4, 4°),
c) Aufbringen eines Festkörperelektrolyten (6),
d) Aufbringen einer zweiten Elektrode (5, 5‘),
e) Aufbringen einer dritten Elektrode, welche als Mess- oder Kontrollelektrode (10, 11) konfiguriert ist,
f) elektrische Kontaktierung der Elektroden (4, 4‘, 5, 5°, 10, 11) und
g) Abdichten der Batteriezelle.
ATA50838/2024A 2024-10-18 2024-10-18 Sauerstoffionenbatterie AT528030B1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50838/2024A AT528030B1 (de) 2024-10-18 2024-10-18 Sauerstoffionenbatterie
PCT/AT2025/060360 WO2026080956A1 (de) 2024-10-18 2025-09-15 Sauerstoffionenbatterie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50838/2024A AT528030B1 (de) 2024-10-18 2024-10-18 Sauerstoffionenbatterie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
AT528030B1 AT528030B1 (de) 2025-09-15
AT528030A4 true AT528030A4 (de) 2025-09-15

Family

ID=97024904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ATA50838/2024A AT528030B1 (de) 2024-10-18 2024-10-18 Sauerstoffionenbatterie

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT528030B1 (de)
WO (1) WO2026080956A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170069932A1 (en) * 2011-06-29 2017-03-09 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
JP2021140903A (ja) * 2020-03-03 2021-09-16 トヨタ自動車株式会社 電極積層体の検査方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2554988B1 (es) 2011-12-22 2018-04-09 Fundacion Centro De Investigacion Cooperativa De Energias Alternativas Cic Energigune Fundazioa Dispositivo electroquímico de almacenamiento de energía
EP4519929B1 (de) 2022-05-03 2026-03-11 Technische Universität Wien Sekundärzellen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170069932A1 (en) * 2011-06-29 2017-03-09 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
JP2021140903A (ja) * 2020-03-03 2021-09-16 トヨタ自動車株式会社 電極積層体の検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
AT528030B1 (de) 2025-09-15
WO2026080956A1 (de) 2026-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018222142A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Festelektrolytmembran oder einer Anode und Festelektrolytmembran oder Anode
DE102018222129A1 (de) Kathodeneinheit und Verfahren zum Herstellen einer Kathodeneinheit
DE102014207531A1 (de) Galvanisches Element mit Festkörperzellenstapel
DE102015210836A1 (de) Diagnoseverfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Brennstoffzellenstapels
WO2012038312A1 (de) Wiederaufladbare energiespeichereinheit
EP3703161A1 (de) Wiederaufladbare batteriezelle mit einem aktiven elektrodendepolarisator
DE102019108521A1 (de) Stapelbatterie
DE102022118225A1 (de) Feste elektrolytbeschichtung aus lithiumdotierten siliciumoxidteilchen als aktives anodenmaterial
DE102011000180A1 (de) Anoden-Gestützte Flachrohr-SOFC und deren Herstellungsverfahren
DE102013222784A1 (de) Elektrochemische Zelle und Verfahren zu deren Herstellung
DE112018001661T5 (de) Festkörperelektrolyt und festkörper-sekundärbatterie
DE102018126189A1 (de) Bulk-festkörperbatterien mit ionen-elektronen-mischleitern
DE102016123910B4 (de) Gasdiffusionselektrode
DE102005014077B4 (de) Interkonnektor für Hochtemperaturbrennstoffzellen und Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzelle
AT528030B1 (de) Sauerstoffionenbatterie
DE102014225452B4 (de) Lithium-Ionen-Zelle
DE102016215666A1 (de) Elektrodenanordnung für Lithium-basierte galvanische Zellen und Verfahren zu deren Herstellung
EP4343879A2 (de) Verfahren zur herstellung von einem halbzeug einer festkörperbatterie, halbzeug einer festkörperbatterie und festkörperbatterie
DE102015210839A1 (de) Diagnoseverfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Brennstoffzellenstapels und Brennstoffzellensystem
WO2019197121A1 (de) Feststoff-elektrolytmaterial für elektrochemische sekundärzelle
DE102017214974A1 (de) Verfahren zum Schutz von Einzelzellen, Brennstoffzellensystem und Kraftfahrzeug
DE112020003883T5 (de) Brennstoff-batteriestapel
DE112017006177T5 (de) Elektrochemisches Vorrichtungssystem
DE102017216565A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Energiespeichereinheit mit einem Festkörperelektrolyten sowie elektrische Energiespeichereinheit mit einem Festkörperelektrolyten
DE102024208666A1 (de) Natrium-Ionen-Akkumulator und Verfahren zur Fertigung eines Natrium-Ionen-Akkumulators