JPH05211059A - セラミック膜を用いた電池 - Google Patents
セラミック膜を用いた電池Info
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- JPH05211059A JPH05211059A JP4157886A JP15788692A JPH05211059A JP H05211059 A JPH05211059 A JP H05211059A JP 4157886 A JP4157886 A JP 4157886A JP 15788692 A JP15788692 A JP 15788692A JP H05211059 A JPH05211059 A JP H05211059A
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/12—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with flat electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い電圧を発生させるために集積化しても小
型化できる電池を提供する。 【構成】 セラミック膜の使用に基づく薄膜電池が開示
されている。電池は、陽極および陰極の材料がスピンコ
ーティングされる一対の電導コレクターを含む。隔離体
が、電解液をしみこませた多孔性金属酸化セラミック膜
で構成され、その結果、イオンの移動度を維持しなが
ら、電気的隔離は、保たれる。電池の全厚みは、１０ミ
クロン未満であり、１Ｖの範囲の電圧を発生する。
型化できる電池を提供する。 【構成】 セラミック膜の使用に基づく薄膜電池が開示
されている。電池は、陽極および陰極の材料がスピンコ
ーティングされる一対の電導コレクターを含む。隔離体
が、電解液をしみこませた多孔性金属酸化セラミック膜
で構成され、その結果、イオンの移動度を維持しなが
ら、電気的隔離は、保たれる。電池の全厚みは、１０ミ
クロン未満であり、１Ｖの範囲の電圧を発生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、電気化学的電
源に関し、特に、セラミック膜を用いて形成した非常に
薄いアルカリ乾電池に関する。
源に関し、特に、セラミック膜を用いて形成した非常に
薄いアルカリ乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ乾電池は、電気で動作する装置
の需要電力を供給するための電力を蓄積する装置であ
る。乾電池は、その電解液が湿ったペースト状になって
いるのでそのように呼ばれる。半固体状態なので、電解
液がこぼれ出ることはない。今日、一般に、生産され商
用に用いられる乾電池は、円筒形の構造を有する。陰極
は、一般に、添加物を含む二酸化マンガン（ＭｎＯ2)粉
末陰極であり、電池円筒の外側に形成される。陰極層
は、一般にニッケルメッキをしたスチールかんの内側に
コーティングされる。陽極は、電解液と粉末亜鉛の混合
で形成され、電池の円筒中心部に配置される。中央部に
配置された陰極は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）といった
電解質塩基を含むアルカリペーストによって囲まれてい
る。そのようなアルカリ乾電池は、電力が電池より流れ
るに従って、陰極の拡張による陰極の不可逆な分解のた
め、充電不可能である。
の需要電力を供給するための電力を蓄積する装置であ
る。乾電池は、その電解液が湿ったペースト状になって
いるのでそのように呼ばれる。半固体状態なので、電解
液がこぼれ出ることはない。今日、一般に、生産され商
用に用いられる乾電池は、円筒形の構造を有する。陰極
は、一般に、添加物を含む二酸化マンガン（ＭｎＯ2)粉
末陰極であり、電池円筒の外側に形成される。陰極層
は、一般にニッケルメッキをしたスチールかんの内側に
コーティングされる。陽極は、電解液と粉末亜鉛の混合
で形成され、電池の円筒中心部に配置される。中央部に
配置された陰極は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）といった
電解質塩基を含むアルカリペーストによって囲まれてい
る。そのようなアルカリ乾電池は、電力が電池より流れ
るに従って、陰極の拡張による陰極の不可逆な分解のた
め、充電不可能である。
【０００３】本発明は、セラミック膜の技術を利用して
いる。セラミック膜は、金属酸化物の複数の粒子が、固
体で、硬質で、安定しているがしかし多孔質である材料
を形成するように部分的に溶融された物質を組成として
有するものである。セラミック膜の多孔性は、生産段階
での処理条件を操作することによって制御可能であり、
従って、孔のサイズのいかなる希望の範囲に於ける孔も
生成可能である。そのような膜は、広範囲の密度で生成
可能である。代表的には、多孔性金属酸化物セラミック
膜は、ゾルゲル法によって生成される。この方法では、
第一金属粒子が、溶液または懸濁液中の分子先行核から
ある種の無機重合あるいは縮合によって形成される。粒
子は、より大きい酸化金属粒子の凝集とその結果の沈降
を防止するためのペプチゼーション、アグレッシブ攪
拌、または、他の類似した技術によって、懸濁液中にて
部分的可溶酸化金属粒子として維持される。ゾルとして
知られる酸化金属の懸濁液は、水またはアルコールとい
った溶剤を含み、その溶剤を取り除くことで、ゲルと呼
ばれる、ゲル化した、半固体の材料が生成される。ゲル
は、更に、取り除かれる溶剤を有し、ゲルを加熱する
か、燃焼し、ゲルを構成する粒子は、溶融し、その結
果、一体となった多孔性金属酸化セラミック膜が生成さ
れる。そのような多孔性金属酸化セラミック膜の一種が
米国特許No. 5,006,248 に開示されている。この開示で
は、独特の非常に小さなサイズの範囲に属する孔を有す
る材料が説明されている。
いる。セラミック膜は、金属酸化物の複数の粒子が、固
体で、硬質で、安定しているがしかし多孔質である材料
を形成するように部分的に溶融された物質を組成として
有するものである。セラミック膜の多孔性は、生産段階
での処理条件を操作することによって制御可能であり、
従って、孔のサイズのいかなる希望の範囲に於ける孔も
生成可能である。そのような膜は、広範囲の密度で生成
可能である。代表的には、多孔性金属酸化物セラミック
膜は、ゾルゲル法によって生成される。この方法では、
第一金属粒子が、溶液または懸濁液中の分子先行核から
ある種の無機重合あるいは縮合によって形成される。粒
子は、より大きい酸化金属粒子の凝集とその結果の沈降
を防止するためのペプチゼーション、アグレッシブ攪
拌、または、他の類似した技術によって、懸濁液中にて
部分的可溶酸化金属粒子として維持される。ゾルとして
知られる酸化金属の懸濁液は、水またはアルコールとい
った溶剤を含み、その溶剤を取り除くことで、ゲルと呼
ばれる、ゲル化した、半固体の材料が生成される。ゲル
は、更に、取り除かれる溶剤を有し、ゲルを加熱する
か、燃焼し、ゲルを構成する粒子は、溶融し、その結
果、一体となった多孔性金属酸化セラミック膜が生成さ
れる。そのような多孔性金属酸化セラミック膜の一種が
米国特許No. 5,006,248 に開示されている。この開示で
は、独特の非常に小さなサイズの範囲に属する孔を有す
る材料が説明されている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、平板の形状を
有し、極度に薄膜化された材料により形成され、多孔性
金属酸化セラミック隔離材料を用いて構成された、平板
型乾電池に関する。本発明の目的は、極度に薄いが、し
かし、十分な電力発生をもたし、それ故に、高い電圧を
発生させるために積層化しても小型化できる可能性を有
する、多孔性セラミック材料を用いたアルカリ乾電池を
提供することにある。
有し、極度に薄膜化された材料により形成され、多孔性
金属酸化セラミック隔離材料を用いて構成された、平板
型乾電池に関する。本発明の目的は、極度に薄いが、し
かし、十分な電力発生をもたし、それ故に、高い電圧を
発生させるために積層化しても小型化できる可能性を有
する、多孔性セラミック材料を用いたアルカリ乾電池を
提供することにある。
【０００５】本発明の目的は、更に、容易に、かつ、効
率よく製造可能な超薄膜電池を提供することにある。本
発明の目的は、更に、自己電力供給装置を構成する潜在
性を秘めた、種々の形状に加工できる薄膜電池の製造を
可能にすることにある。本発明のその他の目的、利点お
よび特徴は、添付図面および次の説明で明らかになろ
う。
率よく製造可能な超薄膜電池を提供することにある。本
発明の目的は、更に、自己電力供給装置を構成する潜在
性を秘めた、種々の形状に加工できる薄膜電池の製造を
可能にすることにある。本発明のその他の目的、利点お
よび特徴は、添付図面および次の説明で明らかになろ
う。
【０００６】
【実施例】本発明による電池は、極度に薄く構成されて
いる。ほとんどの電池と同様に、本発明による電池も、
電池のための陰極、陽極および隔離体を有する。これら
の層の形成にセラミック膜の技術を使用する効果とし
て、電池を構成する個別の層および層の組み合わせが薄
膜にできる一方、十分な電力を得るための電気的隔離お
よび必要な表面面積は維持される。本発明は、アルカリ
乾電池として説明されるが、他の種類の電池にも本発明
は応用できる。
いる。ほとんどの電池と同様に、本発明による電池も、
電池のための陰極、陽極および隔離体を有する。これら
の層の形成にセラミック膜の技術を使用する効果とし
て、電池を構成する個別の層および層の組み合わせが薄
膜にできる一方、十分な電力を得るための電気的隔離お
よび必要な表面面積は維持される。本発明は、アルカリ
乾電池として説明されるが、他の種類の電池にも本発明
は応用できる。
【０００７】アルカリ二酸化マンガン亜鉛乾電池は、亜
鉛金属陽極、二酸化マンガン陰極、および陽極陰極間の
電荷移動を可能とする吸収された電解液を有す隔離体を
含む。ここで説明する電池にもこの一般的な構造が当て
はまる。このような電池に薄膜陰極を使用する利点は、
既に、コーダシュ (Kordersch)により、電気化学に関す
る包括条約の“一次電池−アルカリ二酸化マンガン亜鉛
電池”(Primary Batteries - Alkaline Manganese Diox
ide-Zinc Batteries inComprehensive Treaties on Ele
ctrochemistry) により説明されている。コーダシュ (K
ordersch)によれば、0.６mmの厚みの二酸化マンガン電
極は、３mmの厚みの一般に使用される円筒電極よりも、
性能に於いて大幅に上回ったとしている。この理由は、
個々のＭｎＯ2 粒子の表面までの反応体（例えばＨ2 Ｏ
あるいはＨ＋）の輸送効率の良さがある。彼は、また、
薄い陰極では、充電性の効率が改善されたとしている。
ここで説明の電池では、陰極は、不活性電導金属膜を含
む基板上に二酸化マンガンおよびグラファイト粒子の混
合物を蒸着することによって、更に、薄くすることが可
能である。金属膜は、陰極の電流コレクターとして動作
する。二酸化マンガンおよびグラファイト粒子の混合物
を使用すると、陰極自身の内部での電導度が改善でき
る。二酸化マンガンおよびグラファイト粒子の電流コレ
クター上への蒸着は、７％から２０％の範囲の、好まし
くは約１５％のグラファイトを含む二酸化マンガン懸濁
に基づくゾルゲルで金属表面をスピンコーティングする
ことで形成できる。懸濁に基づくゾルゲルを使用するス
ピンコーティング技術を用いて、１ミクロンのオーダー
の陰極層を電導金属膜へコーティングして得ることが可
能である。陰極は、多孔性である必要はないが、表面面
積の大きいほうが有利である。
鉛金属陽極、二酸化マンガン陰極、および陽極陰極間の
電荷移動を可能とする吸収された電解液を有す隔離体を
含む。ここで説明する電池にもこの一般的な構造が当て
はまる。このような電池に薄膜陰極を使用する利点は、
既に、コーダシュ (Kordersch)により、電気化学に関す
る包括条約の“一次電池−アルカリ二酸化マンガン亜鉛
電池”(Primary Batteries - Alkaline Manganese Diox
ide-Zinc Batteries inComprehensive Treaties on Ele
ctrochemistry) により説明されている。コーダシュ (K
ordersch)によれば、0.６mmの厚みの二酸化マンガン電
極は、３mmの厚みの一般に使用される円筒電極よりも、
性能に於いて大幅に上回ったとしている。この理由は、
個々のＭｎＯ2 粒子の表面までの反応体（例えばＨ2 Ｏ
あるいはＨ＋）の輸送効率の良さがある。彼は、また、
薄い陰極では、充電性の効率が改善されたとしている。
ここで説明の電池では、陰極は、不活性電導金属膜を含
む基板上に二酸化マンガンおよびグラファイト粒子の混
合物を蒸着することによって、更に、薄くすることが可
能である。金属膜は、陰極の電流コレクターとして動作
する。二酸化マンガンおよびグラファイト粒子の混合物
を使用すると、陰極自身の内部での電導度が改善でき
る。二酸化マンガンおよびグラファイト粒子の電流コレ
クター上への蒸着は、７％から２０％の範囲の、好まし
くは約１５％のグラファイトを含む二酸化マンガン懸濁
に基づくゾルゲルで金属表面をスピンコーティングする
ことで形成できる。懸濁に基づくゾルゲルを使用するス
ピンコーティング技術を用いて、１ミクロンのオーダー
の陰極層を電導金属膜へコーティングして得ることが可
能である。陰極は、多孔性である必要はないが、表面面
積の大きいほうが有利である。
【０００８】充電電池での一つの問題は、電池の充放電
サイクル中に発生する陰極のゆっくりした崩壊である。
これは、一つには、陰極が放電中に拡張するからであ
る。陰極は、安定した電池構造を企図するためには、し
っかりと固定されている必要がある。この陰極構造は、
金属基板上にコーティングされたセラミック材料を使用
しているので、陰極を非常に薄くでき、柔軟な隔離体に
近接させている。陰極材料の基板への蒸着の方法故に、
陰極と電解液との間の接触面積は、大きくなる。
サイクル中に発生する陰極のゆっくりした崩壊である。
これは、一つには、陰極が放電中に拡張するからであ
る。陰極は、安定した電池構造を企図するためには、し
っかりと固定されている必要がある。この陰極構造は、
金属基板上にコーティングされたセラミック材料を使用
しているので、陰極を非常に薄くでき、柔軟な隔離体に
近接させている。陰極材料の基板への蒸着の方法故に、
陰極と電解液との間の接触面積は、大きくなる。
【０００９】電池の電池隔離体は陰極と陽極の接触を防
止していて、従って、電気化学的電圧を維持する目的で
の電池の性能に対して非常に重要である。電池隔離体
は、二つの主要な機能を有している。第一に、隔離体
は、その中に電解液、代表的には、水酸化カリウムとい
った電解質塩を吸収する。第二に、隔離体は、陽極から
の亜鉛のしみだしを防止している。本発明による電池で
は、酸化アルミニウム（ガンマＡｌＯＯＨ）多孔性セラ
ミック膜が、電池隔離体として用いられている。この材
料は、非常に薄い隔離層の利点を電池に与えると共に、
良好な隔離体となることで、二重の目的を果たしてい
る。そのようなアルミナ金属酸化セラミック隔離層は、
多孔性であると共に、良質の隔離体である。更に、孔の
サイズの範囲は、大きい亜鉛の粒子が相対的に不透過な
ように選択可能である。そのような膜は、コロイド状ア
ルミナ（ガンマＡｌＯＯＨ）懸濁の層で仕上がり陰極組
品をスピンコーティングすることによって形成される。
陰極をコロイド懸濁でスピンコーティングすることによ
って、１ミクロンから１０ミクロン、またはそれより厚
い範囲で、選択可能な多孔性を有する多孔性酸化アルミ
ニウムセラミック膜をつくることができる。このような
膜は、多孔性を保持しながら、５００℃の温度まで熱せ
られる。コロイド状ゾルの生成を操作することによっ
て、膜の孔のサイズもまた制御可能である。多孔性隔離
体は、電解液または電解質塩溶液がしみ込ませられる。
止していて、従って、電気化学的電圧を維持する目的で
の電池の性能に対して非常に重要である。電池隔離体
は、二つの主要な機能を有している。第一に、隔離体
は、その中に電解液、代表的には、水酸化カリウムとい
った電解質塩を吸収する。第二に、隔離体は、陽極から
の亜鉛のしみだしを防止している。本発明による電池で
は、酸化アルミニウム（ガンマＡｌＯＯＨ）多孔性セラ
ミック膜が、電池隔離体として用いられている。この材
料は、非常に薄い隔離層の利点を電池に与えると共に、
良好な隔離体となることで、二重の目的を果たしてい
る。そのようなアルミナ金属酸化セラミック隔離層は、
多孔性であると共に、良質の隔離体である。更に、孔の
サイズの範囲は、大きい亜鉛の粒子が相対的に不透過な
ように選択可能である。そのような膜は、コロイド状ア
ルミナ（ガンマＡｌＯＯＨ）懸濁の層で仕上がり陰極組
品をスピンコーティングすることによって形成される。
陰極をコロイド懸濁でスピンコーティングすることによ
って、１ミクロンから１０ミクロン、またはそれより厚
い範囲で、選択可能な多孔性を有する多孔性酸化アルミ
ニウムセラミック膜をつくることができる。このような
膜は、多孔性を保持しながら、５００℃の温度まで熱せ
られる。コロイド状ゾルの生成を操作することによっ
て、膜の孔のサイズもまた制御可能である。多孔性隔離
体は、電解液または電解質塩溶液がしみ込ませられる。
【００１０】薄膜電池の陽極も、また、薄い薄膜層であ
るが、今度は、主にコロイド状亜鉛の混合物により形成
される。陽極は、他の層を形成するのに類似した方法
で、陰極／隔離体組品上に亜鉛のゾルをスピンコーティ
ングすることにより蒸着される。これに替わるものとし
て、セラミックＺｎＯ2 膜が、大きい表面積を有する亜
鉛金属膜を生成するため還元される。もし、充電可能な
電池が必要な場合は、陽極は、充電中に亜鉛がメッキさ
れる銅粉や鉛粉といった構造を含むようにすることが可
能である。
るが、今度は、主にコロイド状亜鉛の混合物により形成
される。陽極は、他の層を形成するのに類似した方法
で、陰極／隔離体組品上に亜鉛のゾルをスピンコーティ
ングすることにより蒸着される。これに替わるものとし
て、セラミックＺｎＯ2 膜が、大きい表面積を有する亜
鉛金属膜を生成するため還元される。もし、充電可能な
電池が必要な場合は、陽極は、充電中に亜鉛がメッキさ
れる銅粉や鉛粉といった構造を含むようにすることが可
能である。
【００１１】本発明による薄膜電池は、一つの導体から
他の導体へと、適当な層を、どちらの順序でも積み重ね
て構成することが可能である。以下に述べるように、薄
膜電池は、陰極導体から陽極導体へと続けて蒸着層を形
成することにより、構成される。処理は、二つの電流コ
レクターから、即ち、導体表面からのどちらでも開始で
きる。
他の導体へと、適当な層を、どちらの順序でも積み重ね
て構成することが可能である。以下に述べるように、薄
膜電池は、陰極導体から陽極導体へと続けて蒸着層を形
成することにより、構成される。処理は、二つの電流コ
レクターから、即ち、導体表面からのどちらでも開始で
きる。
【００１２】薄膜電池の層の概略図が図１に示されてい
る。薄膜電池の種々の層の構成が、シールが取り外され
た状態で図１に示されている。陰極コレクター層、即
ち、金属膜電流コレクター表面、が１２で示される。グ
ラファイトと混合した、二酸化マンガン層を含む陰極自
身は、１４で示され、その厚みは、１ミクロンのオーダ
ーである。酸化アルミニウム隔離層は、１６で示され
る。亜鉛陽極は、１８で示され、その厚みはほぼ陰極と
同じである。陽極電流コレクターは、２０で示され、こ
れもまた、薄膜金属導体シートである。他の実施例で
は、陽極電流コレクター２０が、省略され、電気的接触
は、直接亜鉛金属陽極へなされる。電池の全体のサイズ
に関しては、その総合厚みは５ミクロンから１０ミクロ
ンである。
る。薄膜電池の種々の層の構成が、シールが取り外され
た状態で図１に示されている。陰極コレクター層、即
ち、金属膜電流コレクター表面、が１２で示される。グ
ラファイトと混合した、二酸化マンガン層を含む陰極自
身は、１４で示され、その厚みは、１ミクロンのオーダ
ーである。酸化アルミニウム隔離層は、１６で示され
る。亜鉛陽極は、１８で示され、その厚みはほぼ陰極と
同じである。陽極電流コレクターは、２０で示され、こ
れもまた、薄膜金属導体シートである。他の実施例で
は、陽極電流コレクター２０が、省略され、電気的接触
は、直接亜鉛金属陽極へなされる。電池の全体のサイズ
に関しては、その総合厚みは５ミクロンから１０ミクロ
ンである。
【００１３】この薄膜構造の電池の、従来の二酸化マン
ガン亜鉛電池に比して有する利点は、体積に対する大き
い境界面比である。これにより、電解液と電極との接触
表面が増すので、理論的には、電池の潜在電力サージ能
力を増すことができる。この特性は、他の形状では存在
する物質移動限界を減少させる。二酸化マンガンおよび
アルカリ乾電池の減少を制限しようとすると、陰極層の
結晶への陽子の分子拡散の必要性があると以前、提案さ
れた。非常に薄い陰極層を有するこの構造は、非常に小
さい粒子よりなり、理論的には、この前記の因子を取り
除くか、減少させることによって、電池の性能を増すこ
とができる。更に、薄膜電池は、従来技術による電池と
比較し、極度に薄膜化されているので、従来の構造のも
のより単位長あたりの許容される電圧降下が大きい。例
えば、この構造による電池は約５ミクロンの全厚みで1.
４Ｖの電圧を発生するので、同じ電池が直列接続され、
酸化アルミニウム隔離体が効率よく漏れ電流を抑えると
すると、ほんの１cmの厚みの多重電池によって発生する
電圧の総計は２８００Ｖにもなる。 実施例 チタン性の陰極コレクター基板を有す、図１の構造の二
つの電池が加工された。約２０×２０×0.５mmの大きさ
の二つの薄いチタン板が基板として用いられた。リッタ
ー当たり３０グラムの二酸化マンガン粒子を含む市販の
電解液よりなる水溶懸濁液をアルドリッチケミカル (Al
drich Chemical) より得た。市販の懸濁液の粒子のサイ
ズは、未知であった。スピンコーティング装置であるヘ
ッドウェイリサーチ製ＰＷＭ１０１Ｄスピナー、Ｒ７９
０ボウル (Headway Research PWM101D Spinner, R790 b
owl)を、２０００rpm で、３０秒間、または、目視で乾
燥するまで、用いることによって、懸濁は、チタン板に
コーティングされた。二酸化マンガン懸濁の四つの後続
のコーティングも同様になされた。各コーティングの間
には、陰極コーティングの層を燃焼するため、４００℃
で３０分燃焼される。
ガン亜鉛電池に比して有する利点は、体積に対する大き
い境界面比である。これにより、電解液と電極との接触
表面が増すので、理論的には、電池の潜在電力サージ能
力を増すことができる。この特性は、他の形状では存在
する物質移動限界を減少させる。二酸化マンガンおよび
アルカリ乾電池の減少を制限しようとすると、陰極層の
結晶への陽子の分子拡散の必要性があると以前、提案さ
れた。非常に薄い陰極層を有するこの構造は、非常に小
さい粒子よりなり、理論的には、この前記の因子を取り
除くか、減少させることによって、電池の性能を増すこ
とができる。更に、薄膜電池は、従来技術による電池と
比較し、極度に薄膜化されているので、従来の構造のも
のより単位長あたりの許容される電圧降下が大きい。例
えば、この構造による電池は約５ミクロンの全厚みで1.
４Ｖの電圧を発生するので、同じ電池が直列接続され、
酸化アルミニウム隔離体が効率よく漏れ電流を抑えると
すると、ほんの１cmの厚みの多重電池によって発生する
電圧の総計は２８００Ｖにもなる。 実施例 チタン性の陰極コレクター基板を有す、図１の構造の二
つの電池が加工された。約２０×２０×0.５mmの大きさ
の二つの薄いチタン板が基板として用いられた。リッタ
ー当たり３０グラムの二酸化マンガン粒子を含む市販の
電解液よりなる水溶懸濁液をアルドリッチケミカル (Al
drich Chemical) より得た。市販の懸濁液の粒子のサイ
ズは、未知であった。スピンコーティング装置であるヘ
ッドウェイリサーチ製ＰＷＭ１０１Ｄスピナー、Ｒ７９
０ボウル (Headway Research PWM101D Spinner, R790 b
owl)を、２０００rpm で、３０秒間、または、目視で乾
燥するまで、用いることによって、懸濁は、チタン板に
コーティングされた。二酸化マンガン懸濁の四つの後続
のコーティングも同様になされた。各コーティングの間
には、陰極コーティングの層を燃焼するため、４００℃
で３０分燃焼される。
【００１４】次に二つの電池の隔離体が生成された。水
溶ガンマアルミナ（ＡｌＯＯＨ）ゾルが準備された。ア
ルミナゾルは、リッター当たり６０グラムのアルミナ粒
子を含んでいた。ゾルは、７５０rpm で、９０秒間、陰
極仕上げ組品に対してスピンがかけられた。コーティン
グされた陰極組品は、５００℃で、１時間、燃焼され
た。出来上がった陰極および支持基板組品は、膜に水酸
化カリウム電解液を浸透させるため一晩、６Ｍ ＫＯＨ
に浸された。
溶ガンマアルミナ（ＡｌＯＯＨ）ゾルが準備された。ア
ルミナゾルは、リッター当たり６０グラムのアルミナ粒
子を含んでいた。ゾルは、７５０rpm で、９０秒間、陰
極仕上げ組品に対してスピンがかけられた。コーティン
グされた陰極組品は、５００℃で、１時間、燃焼され
た。出来上がった陰極および支持基板組品は、膜に水酸
化カリウム電解液を浸透させるため一晩、６Ｍ ＫＯＨ
に浸された。
【００１５】電池が電力発生可能であることを確認する
ために、陰極および陽極コレクターの両用に共通の亜鉛
薄膜材を用いた。約１０×１０×0.１mmの大きさの亜鉛
薄膜片が、切断され、図１に示されるようにアルミナ膜
の上に直接配置された。各全体組品は、今度は、全構成
要素、特に、亜鉛薄膜と隔離体がしっかり接触するよう
に、Ｃ型クランプの両絶縁端に強くはさみ込まれた。二
つの電極の間の電圧降下がディジタルテスターを用いて
計測された。両電池は、共に、高いが、多少バラツキの
ある開路電圧を示した。一方の電池は、0.９１Ｖであ
り、もう一方の電池は、1.４Ｖであった。このようにし
て構成された電池の厚みは、１ミクロンから５ミクロン
であると計算された。
ために、陰極および陽極コレクターの両用に共通の亜鉛
薄膜材を用いた。約１０×１０×0.１mmの大きさの亜鉛
薄膜片が、切断され、図１に示されるようにアルミナ膜
の上に直接配置された。各全体組品は、今度は、全構成
要素、特に、亜鉛薄膜と隔離体がしっかり接触するよう
に、Ｃ型クランプの両絶縁端に強くはさみ込まれた。二
つの電極の間の電圧降下がディジタルテスターを用いて
計測された。両電池は、共に、高いが、多少バラツキの
ある開路電圧を示した。一方の電池は、0.９１Ｖであ
り、もう一方の電池は、1.４Ｖであった。このようにし
て構成された電池の厚みは、１ミクロンから５ミクロン
であると計算された。
【００１６】大きい表面積の構造を有する構造よりも平
板形亜鉛陽極を用いたこれらのテスト用電池は、電池設
計に対するこのアプローチが実現可能であることを示し
た。より大きい表面積を有するスピンコーティングされ
た亜鉛層を用いることで、もっと効率のよい電力発生が
可能であることが予測できる。本発明は、上述の特定実
施例に限定されることなく、請求項に規定されるよう
に、全ての他の変形例をも含む。
板形亜鉛陽極を用いたこれらのテスト用電池は、電池設
計に対するこのアプローチが実現可能であることを示し
た。より大きい表面積を有するスピンコーティングされ
た亜鉛層を用いることで、もっと効率のよい電力発生が
可能であることが予測できる。本発明は、上述の特定実
施例に限定されることなく、請求項に規定されるよう
に、全ての他の変形例をも含む。
【図１】本発明により構成されるアルカリ乾電池の層の
断面図である。
断面図である。
フロントページの続き (72)発明者 マーク エイ アンダーソン アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 53705 マディソン チャドボーン アベ ニュー 2114
Claims (9)
- 【請求項１】 導体金属材料よりなる陰極コレクター
と、前記陰極コレクターに蒸着された陰極表面と、電解
液が浸透した多孔性金属酸化セラミック膜より形成され
る隔離体と、導体金属材料より形成される陽極とを有す
ることを特徴とする薄膜電池。 - 【請求項２】 前記電池が１０ミクロンより薄い総厚み
を有することを特徴とする請求項１記載の薄膜電池。 - 【請求項３】 前記隔離体がガンマアルミナ膜であるこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜電池。 - 【請求項４】 前記アルミナ膜が５ミクロンより薄い厚
みを有することを特徴とする請求項３記載の薄膜電池。 - 【請求項５】 前記電解液が、水溶液水酸化カリウムで
あることを特徴とする請求項１記載の薄膜電池。 - 【請求項６】 前記陰極表面が二酸化マンガンの粒子に
よりスピンコーティングした表面であることを特徴とす
る請求項１記載の薄膜電池。 - 【請求項７】 前記二酸化マンガンの表面がグラファイ
トと混合していることを特徴とする請求項６記載の薄膜
電池。 - 【請求項８】 前記陽極は、金属膜コレクター上に形成
された亜鉛粉によるスピンコーティングにより形成され
た表面であることを特徴とする請求項１記載の薄膜電
池。 - 【請求項９】 金属導体膜の陰極コレクターと、前記陰
極コレクター膜上に二酸化マンガン粒子のスピンコーテ
ィングにより蒸着され、グラファイトと混合していて、
厚みが３ミクロンより薄い、陰極表面と、５００℃の温
度まで燃焼された多孔性酸化アルミナセラミック膜で構
成され、かつ、電解液が浸透した、隔離体と、電導金属
膜よりなる陽極コレクターと、前記コレクター上に蒸着
された亜鉛粒子の陽極表面とを含む特徴を有する薄膜電
池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/717789 | 1991-06-18 | ||
| US07/717,789 US5208121A (en) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | Battery utilizing ceramic membranes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211059A true JPH05211059A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=24883514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4157886A Pending JPH05211059A (ja) | 1991-06-18 | 1992-06-17 | セラミック膜を用いた電池 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5208121A (ja) |
| EP (1) | EP0523840B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05211059A (ja) |
| AT (1) | ATE137066T1 (ja) |
| CA (1) | CA2071435A1 (ja) |
| DE (1) | DE69209913T2 (ja) |
| ES (1) | ES2086068T3 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514353A (ja) * | 1999-11-08 | 2003-04-15 | ネオフォトニクス・コーポレイション | 特定サイズの粒子を含む電極 |
| WO2016075995A1 (ja) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | 日本碍子株式会社 | 水酸化物イオン伝導性セラミックスセパレータを用いた二次電池 |
| US9583754B2 (en) | 2007-10-03 | 2017-02-28 | Sony Corporation | Heat-resistant insulating layer-provided separator containing heat-resistant resin and oxidation-resistant ceramic particles and non-aqueous electrolyte secondary battery |
| USRE47520E1 (en) | 2000-04-10 | 2019-07-16 | Celgard, Llc | Separator for a high energy rechargeable lithium battery |
| JP2021523513A (ja) * | 2018-05-07 | 2021-09-02 | アイ テン | 薄層電気化学デバイスに用いられる電解質用の多孔質セラミック |
Families Citing this family (90)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5208121A (en) * | 1991-06-18 | 1993-05-04 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Battery utilizing ceramic membranes |
| US5279624A (en) * | 1992-11-27 | 1994-01-18 | Gould Inc. | Solder sealed solid electrolyte cell housed within a ceramic frame and the method for producing it |
| DE4241276A1 (de) * | 1992-12-08 | 1994-06-09 | Hambitzer Guenther Dr Rer Nat | Verfahren zum Herstellen einer Elektrode für elektrochemische Zellen, Elektrode und wiederaufladbares Element auf Basis einer solchen Elektrode |
| US5554460A (en) * | 1994-07-05 | 1996-09-10 | Motorola, Inc. | Multi-layered coated membrane electrodes for electrochemical cells and cells using same |
| US5705292A (en) * | 1995-06-19 | 1998-01-06 | Sony Corporation | Lithium ion secondary battery |
| US5514494A (en) * | 1995-06-19 | 1996-05-07 | Corning Incorporated | Battery separator |
| US5554464A (en) * | 1995-07-26 | 1996-09-10 | Corning Incorporated | Honeycomb battery separator |
| EP0769822A1 (en) * | 1995-10-11 | 1997-04-23 | Corning Incorporated | Honeycomb battery structure |
| US5738955A (en) * | 1995-10-23 | 1998-04-14 | Corning Incorporated | Deep-discharge battery separator |
| US5652043A (en) * | 1995-12-20 | 1997-07-29 | Baruch Levanon | Flexible thin layer open electrochemical cell |
| AU2677997A (en) * | 1996-04-29 | 1997-11-19 | Corning Incorporated | Alkaline battery and separator |
| CA2237457A1 (en) * | 1997-05-19 | 1998-11-19 | Richard S. Bogner | Battery cell with spray-formed separator |
| US5965291A (en) * | 1997-11-03 | 1999-10-12 | Wilson Greatbatch Ltd. | Perforated film for modifying the electrochemical surface area of a cell |
| US6153337A (en) | 1997-12-19 | 2000-11-28 | Moltech Corporation | Separators for electrochemical cells |
| US6175214B1 (en) | 1998-10-14 | 2001-01-16 | Raytheon Company | High voltage power supply using thin metal film batteries |
| US8021778B2 (en) | 2002-08-09 | 2011-09-20 | Infinite Power Solutions, Inc. | Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate |
| US7993773B2 (en) | 2002-08-09 | 2011-08-09 | Infinite Power Solutions, Inc. | Electrochemical apparatus with barrier layer protected substrate |
| US8445130B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-05-21 | Infinite Power Solutions, Inc. | Hybrid thin-film battery |
| US8404376B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-03-26 | Infinite Power Solutions, Inc. | Metal film encapsulation |
| US8236443B2 (en) | 2002-08-09 | 2012-08-07 | Infinite Power Solutions, Inc. | Metal film encapsulation |
| US8431264B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-04-30 | Infinite Power Solutions, Inc. | Hybrid thin-film battery |
| US20070264564A1 (en) | 2006-03-16 | 2007-11-15 | Infinite Power Solutions, Inc. | Thin film battery on an integrated circuit or circuit board and method thereof |
| US8394522B2 (en) | 2002-08-09 | 2013-03-12 | Infinite Power Solutions, Inc. | Robust metal film encapsulation |
| JP2004235111A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Ebara Corp | イオン伝導体及びその製造方法 |
| US8728285B2 (en) | 2003-05-23 | 2014-05-20 | Demaray, Llc | Transparent conductive oxides |
| WO2005011043A1 (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウムイオン二次電池 |
| US7914920B2 (en) * | 2003-10-09 | 2011-03-29 | The Gillette Company | Battery separator |
| US7557433B2 (en) * | 2004-10-25 | 2009-07-07 | Mccain Joseph H | Microelectronic device with integrated energy source |
| CN100544078C (zh) * | 2004-02-18 | 2009-09-23 | 松下电器产业株式会社 | 二次电池 |
| WO2005098997A1 (ja) | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 非水電解液二次電池 |
| CN100452487C (zh) * | 2004-06-22 | 2009-01-14 | 松下电器产业株式会社 | 二次电池及其制造方法 |
| US7959769B2 (en) | 2004-12-08 | 2011-06-14 | Infinite Power Solutions, Inc. | Deposition of LiCoO2 |
| KR101127370B1 (ko) | 2004-12-08 | 2012-03-29 | 인피니트 파워 솔루션스, 인크. | ＬｉＣｏＯ２의 증착 |
| US8883354B2 (en) | 2006-02-15 | 2014-11-11 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
| CN101523571A (zh) | 2006-09-29 | 2009-09-02 | 无穷动力解决方案股份有限公司 | 柔性基板上沉积的电池层的掩模和材料限制 |
| US8197781B2 (en) | 2006-11-07 | 2012-06-12 | Infinite Power Solutions, Inc. | Sputtering target of Li3PO4 and method for producing same |
| US7799455B2 (en) * | 2006-11-29 | 2010-09-21 | The Gillette Company | Battery separator and method of making same |
| US20090291365A1 (en) * | 2006-12-19 | 2009-11-26 | General Electric Company | Energy storage device and method |
| US7632604B2 (en) * | 2006-12-19 | 2009-12-15 | General Electric Company | Energy storage device and method |
| US20090233170A1 (en) * | 2006-12-19 | 2009-09-17 | General Electric Company | Energy storage device and method |
| US20080206632A1 (en) * | 2007-02-23 | 2008-08-28 | Wang Ruike R | Battery separator |
| TWI560928B (en) | 2012-01-20 | 2016-12-01 | Prologium Technology Co Ltd | Electricity supply system and ceramic separator thereof |
| US9231239B2 (en) | 2007-05-30 | 2016-01-05 | Prologium Holding Inc. | Electricity supply element and ceramic separator thereof |
| WO2009032313A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-12 | Ceramatec, Inc. | Lithium-sulfur battery with a substantially non- porous membrane and enhanced cathode utilization |
| TWI361579B (en) * | 2007-09-17 | 2012-04-01 | Htc Corp | Communication apparatus and network search method thereof |
| US8012621B2 (en) | 2007-11-26 | 2011-09-06 | Ceramatec, Inc. | Nickel-metal hydride battery using alkali ion conducting separator |
| US9209445B2 (en) | 2007-11-26 | 2015-12-08 | Ceramatec, Inc. | Nickel-metal hydride/hydrogen hybrid battery using alkali ion conducting separator |
| WO2009070600A2 (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Ceramatec, Inc. | Substantially solid, flexible electrolyte for alkili-metal-ion batteries |
| CA2705270C (en) * | 2007-11-27 | 2016-07-26 | Ceramatec, Inc. | Process for recovering alkali metals and sulfur from alkali metal sulfides and polysulfides |
| US8268488B2 (en) | 2007-12-21 | 2012-09-18 | Infinite Power Solutions, Inc. | Thin film electrolyte for thin film batteries |
| EP2225406A4 (en) | 2007-12-21 | 2012-12-05 | Infinite Power Solutions Inc | PROCEDURE FOR SPUTTER TARGETS FOR ELECTROLYTE FILMS |
| JP5705549B2 (ja) | 2008-01-11 | 2015-04-22 | インフィニット パワー ソリューションズ， インコーポレイテッド | 薄膜電池および他のデバイスのための薄膜カプセル化 |
| US20090189567A1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-07-30 | Joshi Ashok V | Zinc Anode Battery Using Alkali Ion Conducting Separator |
| US10320033B2 (en) | 2008-01-30 | 2019-06-11 | Enlighten Innovations Inc. | Alkali metal ion battery using alkali metal conductive ceramic separator |
| JP5595377B2 (ja) | 2008-04-02 | 2014-09-24 | インフィニット パワー ソリューションズ， インコーポレイテッド | エネルギー取入れに関連したエネルギー貯蔵デバイスに対する受動的過不足電圧の制御および保護 |
| WO2010019577A1 (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-18 | Infinite Power Solutions, Inc. | Energy device with integral collector surface for electromagnetic energy harvesting and method thereof |
| US8323817B2 (en) * | 2008-09-12 | 2012-12-04 | Ceramatec, Inc. | Alkali metal seawater battery |
| WO2010030743A1 (en) | 2008-09-12 | 2010-03-18 | Infinite Power Solutions, Inc. | Energy device with integral conductive surface for data communication via electromagnetic energy and method thereof |
| US8508193B2 (en) | 2008-10-08 | 2013-08-13 | Infinite Power Solutions, Inc. | Environmentally-powered wireless sensor module |
| US9475998B2 (en) | 2008-10-09 | 2016-10-25 | Ceramatec, Inc. | Process for recovering alkali metals and sulfur from alkali metal sulfides and polysulfides |
| WO2010107833A2 (en) * | 2009-03-16 | 2010-09-23 | Ceramatec, Inc. | Sodium-sulfur battery with a substantially non-porous membrane and enhanced cathode utilization |
| EP2928004B1 (en) | 2009-05-26 | 2018-04-04 | Optodot Corporation | Method of making a lithium battery |
| US8599572B2 (en) | 2009-09-01 | 2013-12-03 | Infinite Power Solutions, Inc. | Printed circuit board with integrated thin film battery |
| DK2497133T3 (en) * | 2009-11-05 | 2019-04-08 | Field Upgrading Usa Inc | SODIUM BASED SOLID SECONDARY CELL WITH A CERAMIC SODIUM CONDUCTIVE SEPARATOR |
| US20110117413A1 (en) * | 2009-11-19 | 2011-05-19 | Yichun Wang | Alkaline Battery Separators with Ion-Trapping Molecules |
| US20110300432A1 (en) | 2010-06-07 | 2011-12-08 | Snyder Shawn W | Rechargeable, High-Density Electrochemical Device |
| EP2596538B1 (en) | 2010-07-19 | 2018-12-19 | Optodot Corporation | Separators for electrochemical cells |
| WO2012021323A2 (en) | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Ceramatec, Inc. | Alkali metal aqueous battery |
| EP2426773B1 (en) * | 2010-09-03 | 2017-11-29 | GS Yuasa International Ltd. | Battery |
| JP5858325B2 (ja) | 2010-09-03 | 2016-02-10 | 株式会社Ｇｓユアサ | 電池 |
| JP5818150B2 (ja) | 2010-11-05 | 2015-11-18 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子用電極、それを用いた蓄電素子、および蓄電素子用電極の製造方法 |
| WO2012075079A2 (en) | 2010-12-01 | 2012-06-07 | Ceramatec, Inc. | Moderate temperature sodium battery |
| US10854929B2 (en) | 2012-09-06 | 2020-12-01 | Field Upgrading Usa, Inc. | Sodium-halogen secondary cell |
| WO2014077660A1 (ko) * | 2012-11-19 | 2014-05-22 | 주식회사 엘지화학 | 전기화학소자용 분리막 및 그의 제조방법 |
| KR102294032B1 (ko) | 2013-04-29 | 2021-08-27 | 옵토도트 코포레이션 | 증가된 열 전도율을 갖는 나노기공성 복합체 분리기들 |
| CN106660355B (zh) | 2014-08-27 | 2019-10-11 | 3M创新有限公司 | 电多层层合转印膜 |
| US9508976B2 (en) | 2015-01-09 | 2016-11-29 | Applied Materials, Inc. | Battery separator with dielectric coating |
| US12040506B2 (en) | 2015-04-15 | 2024-07-16 | Lg Energy Solution, Ltd. | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
| US10381623B2 (en) | 2015-07-09 | 2019-08-13 | Optodot Corporation | Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods |
| US10610873B2 (en) | 2015-07-24 | 2020-04-07 | Jason D Lalli | Filtration system utilizing actuated flow control valve |
| DE102015223704B4 (de) * | 2015-11-30 | 2018-10-25 | Robert Bosch Gmbh | Membranelektrodenanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung, Brennstoffzelle, Abgassonde und elektrochemisches Bauelement |
| CN107275670A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-10-20 | 钟旭航 | 锂离子动力电池及其制作方法、其隔膜及隔膜的制作方法，以及用于形成隔膜的浆料 |
| US10770705B2 (en) | 2017-08-17 | 2020-09-08 | Applied Materials, Inc. | Olefin separator free Li-ion battery |
| FR3080957B1 (fr) | 2018-05-07 | 2020-07-10 | I-Ten | Electrodes mesoporeuses pour dispositifs electrochimiques en couches minces |
| WO2019221142A1 (ja) * | 2018-05-17 | 2019-11-21 | 日本碍子株式会社 | リチウム二次電池 |
| CN112534636A (zh) | 2018-08-21 | 2021-03-19 | 应用材料公司 | 在用于电池的隔板上的超薄陶瓷涂层 |
| FR3109672B1 (fr) * | 2020-04-28 | 2022-10-14 | I Ten | Procede de fabrication d’une electrode poreuse, et microbatterie contenant une telle electrode |
| CN117256062A (zh) | 2021-04-29 | 2023-12-19 | 24M技术公司 | 具有多个隔膜的电化学电池及其生产方法 |
| TW202443944A (zh) | 2022-12-16 | 2024-11-01 | 美商２４Ｍ科技公司 | 用於最小化及預防電化電池中形成枝晶的系統及方法 |
| US12431545B1 (en) | 2024-03-26 | 2025-09-30 | 24M Technologies, Inc. | Systems and methods for minimizing and preventing dendrite formation in electrochemical cells |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314327A (en) * | 1976-06-22 | 1978-02-08 | Suwa Seikosha Kk | Battery |
| JPS58126679A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | Hitachi Ltd | 薄膜リチウム電池の電極形成法 |
| JPS62226871A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-05 | イビデン株式会社 | 高耐酸性セラミツクペ−パ− |
| JPS6435868A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Nippon Telegraph & Telephone | Thin type lead storage battery and its manufacture |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB801204A (en) * | 1953-09-25 | 1958-09-10 | Erik Gustaf Hysing | Improvements in or relating to electrode constructions for galvanic batteries |
| DE1134432B (de) * | 1959-09-18 | 1962-08-09 | Accumulatoren Fabrik Ag | Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensatzes fuer galvanische Elemente, insbesondere elektrische Akkumulatoren, und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
| US3042732A (en) * | 1959-10-14 | 1962-07-03 | Union Carbide Corp | Anodes for alkaline cells |
| FR1441686A (fr) * | 1965-04-28 | 1966-06-10 | Comp Generale Electricite | Dispositif d'accumulation d'énergie électrique et procédé de fabrication |
| US3379569A (en) * | 1965-06-14 | 1968-04-23 | Mc Donnell Douglas Corp | Battery having an integral composite electrode-separator unit |
| FR1471511A (fr) * | 1965-06-14 | 1967-03-03 | Douglas Aircraft Co | Batterie pour la production d'énergie électrique |
| US3379570A (en) * | 1965-10-21 | 1968-04-23 | Mc Donnell Douglas Corp | Battery containing a sintered aluminosilicate separator |
| US3446669A (en) * | 1966-06-07 | 1969-05-27 | Mc Donnell Douglas Corp | Sintered metal oxide battery separator and battery |
| US3539394A (en) * | 1968-05-08 | 1970-11-10 | Mc Donnell Douglas Corp | Separator for electrochemical devices |
| US3625771A (en) * | 1969-03-27 | 1971-12-07 | Mc Donnell Douglas Corp | Battery separator |
| DE2233546A1 (de) * | 1971-07-10 | 1973-01-25 | Tanferna | Elektrische batterie |
| US4034144A (en) * | 1976-07-27 | 1977-07-05 | Yardney Electric Corporation | Separator for secondary alkaline batteries |
| DE3032552A1 (de) * | 1980-08-29 | 1982-04-29 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Verfahren zur herstellung einer elektrochemischen hochtemperaturzelle |
| US5006248A (en) * | 1989-10-23 | 1991-04-09 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Metal oxide porous ceramic membranes with small pore sizes |
| US5208121A (en) * | 1991-06-18 | 1993-05-04 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Battery utilizing ceramic membranes |
-
1991
- 1991-06-18 US US07/717,789 patent/US5208121A/en not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-06-08 EP EP92305208A patent/EP0523840B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-08 AT AT92305208T patent/ATE137066T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-06-08 ES ES92305208T patent/ES2086068T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-08 DE DE69209913T patent/DE69209913T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-17 JP JP4157886A patent/JPH05211059A/ja active Pending
- 1992-06-17 CA CA002071435A patent/CA2071435A1/en not_active Abandoned
-
1993
- 1993-05-03 US US08/056,452 patent/US5342709A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314327A (en) * | 1976-06-22 | 1978-02-08 | Suwa Seikosha Kk | Battery |
| JPS58126679A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-28 | Hitachi Ltd | 薄膜リチウム電池の電極形成法 |
| JPS62226871A (ja) * | 1986-03-27 | 1987-10-05 | イビデン株式会社 | 高耐酸性セラミツクペ−パ− |
| JPS6435868A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-06 | Nippon Telegraph & Telephone | Thin type lead storage battery and its manufacture |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003514353A (ja) * | 1999-11-08 | 2003-04-15 | ネオフォトニクス・コーポレイション | 特定サイズの粒子を含む電極 |
| USRE47520E1 (en) | 2000-04-10 | 2019-07-16 | Celgard, Llc | Separator for a high energy rechargeable lithium battery |
| US9583754B2 (en) | 2007-10-03 | 2017-02-28 | Sony Corporation | Heat-resistant insulating layer-provided separator containing heat-resistant resin and oxidation-resistant ceramic particles and non-aqueous electrolyte secondary battery |
| WO2016075995A1 (ja) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | 日本碍子株式会社 | 水酸化物イオン伝導性セラミックスセパレータを用いた二次電池 |
| CN107078357A (zh) * | 2014-11-13 | 2017-08-18 | 日本碍子株式会社 | 使用氢氧化物离子传导性陶瓷隔板的二次电池 |
| US10446821B2 (en) | 2014-11-13 | 2019-10-15 | Ngk Insulators, Ltd. | Secondary battery using hydroxide ion-conductive ceramic separator |
| JP2021523513A (ja) * | 2018-05-07 | 2021-09-02 | アイ テン | 薄層電気化学デバイスに用いられる電解質用の多孔質セラミック |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69209913D1 (de) | 1996-05-23 |
| US5208121A (en) | 1993-05-04 |
| US5342709A (en) | 1994-08-30 |
| EP0523840A1 (en) | 1993-01-20 |
| CA2071435A1 (en) | 1992-12-19 |
| ES2086068T3 (es) | 1996-06-16 |
| DE69209913T2 (de) | 1996-10-24 |
| ATE137066T1 (de) | 1996-05-15 |
| EP0523840B1 (en) | 1996-04-17 |
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