KR20200024724A - 가압 전기화학 전지 및 그 제조방법 - Google Patents

가압 전기화학 전지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200024724A
KR20200024724A KR1020190104417A KR20190104417A KR20200024724A KR 20200024724 A KR20200024724 A KR 20200024724A KR 1020190104417 A KR1020190104417 A KR 1020190104417A KR 20190104417 A KR20190104417 A KR 20190104417A KR 20200024724 A KR20200024724 A KR 20200024724A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrochemical cell
cell
solid electrolyte
pressurized
sheet
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
KR1020190104417A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102885561B1 (ko
Inventor
토레스 마르티네츠 마뉴엘
Original Assignee
토레스 마르티네츠 마뉴엘
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 토레스 마르티네츠 마뉴엘 filed Critical 토레스 마르티네츠 마뉴엘
Publication of KR20200024724A publication Critical patent/KR20200024724A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102885561B1 publication Critical patent/KR102885561B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • 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
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/643—Cylindrical cells
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H01M10/6557—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange arranged between the cells
    • 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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • 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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
    • 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
    • H01M10/05—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
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

가압 전기화학 전지 및 이를 제조하는 공정으로, 이 전지는 커넥터(1, 2)에 연결되는 복수의 전기 에너지 콜렉터(5)들을 가지며 복수의 전극 시트(13)들과 전극 시트(13)들 사이에 삽입된 복수의 고체 전해질 시트(14)를 포함하는 적어도 하나의 전기화학 셀(3)로의 복수의 커넥터(1, 2)들과, 그리고 전기 화학 셀(3)과 접촉하도록 배치되며 챔버(4)를 변형시키는 유체가 공급되어 전기화학 셀(3)을 가압하는 적어도 하나의 변형 챔버(4)를 구비한다.

Description

가압 전기화학 전지 및 그 제조방법{PRESSURIZED ELECTROCHEMICAL BATTERY AND PROCESS FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전기 에너지의 저장 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 구성요소들 간의 접촉들을 최적화하고 견딜 수 있는 사이클들의 수와 함께 전지의 저장 및 방전 용량을 개선한, 고체 전해질(solid electrolyte)을 가지는 전기화학 수단에 의한 에너지 저장 시스템과 이를 제조하는 공정에 관한 것이다.
전기화학 전지의 기술분야는 다른 기술들과 응용분야들을 통해 현저히 발전해온 기술분야이다. 현재 선도적인 전지 기술은 주로 질량 단위 당의 에너지의 큰 축적 용량과 복수의 충전 및 방전 사이클들에 대한 내구성(resistance)에 기인하여 리튬 이온전지이다.
이 전지들은 구성요소들의 집합(set)으로 구성된다. 이중에서 주된 구성요소는 전극들, 즉 양극 및 음극과 전해질이다. 양극은 흑연 등의 활물질로 구성되고 음극은 산화리튬 등의 다른 활물질로 구성되며, 양자는 일반적으로 시트 형태heet format)이다. 이 물질들은 리튬 원자들이 방출되거나 축적되도록 한다. 전해질은 일반적으로 리튬 이온들이 이 매질을 통해 이동하도록 하는 능력을 가지는 리튬염의 어떤 양(load)을 가지는 물질이다. 이 전지의 작동원리는 양극과 음극 두 전극들이 연결되고 리튬 이온들의 이동을 허용하는 전해질을 통해 접촉되면 산화환원 반응(red-ox reaction)에 의해 전류의 생성을 유발할 수 있는, 환원 전위(reduction potential)를 생성할 수 있는 두 활물질들이라는 것이다.
산화리튬 내의 다른 흔한(common) 물질들과 함께 지각 내의 리튬의 희소성은 공급 문제와 독점 때문에 대체 물질로의 연구를 촉진해왔다. 리튬과 비교하여, 가장 간단한 대체재는 유사한 구조를 가지지만 리튬과 달리 지구상에서 가장 풍부한 원소 중의 하나 알칼리 금속인 나트륨이다. 나트륨의 사용은 리튬과 비교하여(더 낮은 전력 밀도, 더 큰 원자 크기, 다른 활물질 및 전해질 등의) 몇 가지 조정 인자(conditioning factor)들을 포함하지만 작용의 원리는 동일하여, 특히 전지의 최종 중량이 이동형 응용분야보다 덜 결정적인 고정형 응용분야에 대해 전지의 재질 원가를 절감하는 연구에 있어 가장 흥미로운 분야로 간주된다.
전술한 주된 구성요소들에 추가하여, 일반적으로 (알루미늄, 동 등의) 전기 도체로 사용되어 활물질들 간의 접촉과 생성된 전류의 전류 외부로의 전도를 촉진하는 일련의 재료들이 양극과 음극에 사용된다. 특히 액체 전해질이 사용되는 경우 전극들 간의 직접 접촉이 전지를 손상시키는 화학 반응들을 야기할 수 있으므로 양극과 음극 간의 분리 물질이 일반적으로 사용된다. 이 분리 물질은 일반적으로 이온들의 통과를 허용하는 미세 천공(microperforated) 폴리머이다.
작동의 최적화를 위해서는 때로 특정한 온도를 유지할 필요가 있으므로, 전지 온도의 관리가 이 기술의 관건(critical aspect)이다. 또한 전지를 손상 또는 심지어 파괴시키는“열 폭주(thermal runaways)” 또는 발열(exothermal) 반응으로 알려진 제어되지 않은 열적 상황도 방지되어야 한다.
전해질 분야 내에서는, 이미 언급된 액체 전해질이 일반적으로 사용되는데, 일반적으로 어떤 양(load)의 리튬염을 가지는 유기 용제에 기반하고 있다. 그러나 이 방식의 전해질은 제조 공정에서뿐 아니라 전지 작동 동안 불량한 성능과 더 짧은 사용수명을 초래하는 접촉과 마모 면에서 일련의 문제점들을 가진다. 이러한 이유로, 전지 분야는 이러한 문제들이 제거되는 고체 전해질(solid electrolyte)의 사용을 모색하기 시작하였다.
고체 전해질을 사용한 전지의 개발에 대하여는 현재 하나의 주된 문제가 존재하는데, 이는 활물질들과 전해질 간에 우수한 접촉을 생성할 능력이다. 이 접촉이 좋지 않으면 이온들이 한 전극에서 다른 전극으로 이동하기 더 어려워지고, 이에 따라 충전/방전 용량과 심지어 전지의 출력 밀도도 낮아진다.
또한, 특히 나트륨 이온 전지의 경우, 한 전극으로부터 다른 전극으로의 이온들의 이동이 전극들의 용적의 현저한 변경을 수반해, 일부 구성요소들에 변형과 균열을 야기할 수 있으며, 이는 전지의 손상 또는 전체적 상실로 이어질 수 있다.
또한, 현재 전지 분야에서는, 제조 공정들이 한정된 생산속도와 반자동 제조 공정으로 소형 셀(cell)의 제조에 중점을 두고 있다. 이는 최종적인 시나리오에 있어서, 전지에서의 리튬의 원가가 약 2%인데 비해, 전지의 전체 원가의 중요한(significant) 35%에서의 셀들의 추정 제조 원가로 셀들이 전체 원가의 65%로 나타날 수 있다.
이하에는 예로서 현재의 달리 말해, 주로 리튬과 액체 전해질, 그리고 낮은 자동화 수준의 제조 공정들을 사용하는 전지 제조 공정들을 보이는 일련의 문헌들이 열거된다.
문헌 WO2018008682는 전지 제조 공정을 기재하고 있지만, 이는 그 조성에 액체 전해질을 사용하여 제조가 복잡하고 작동 동안 성능에 저하를 초래한다.
문헌 US2018219252는 고체 전해질 전지의 제조 공정을 기재하고 있지만, 원소의 희소성에도 불구하고 그 활물질에 리튬을 사용하며, 전해질과 전극 사이에 가해지는 압력을 제어하는 시스템을 사용하지 않는다.
문헌 US20020192553은 가역 작동을 하는 나트륨-이온 전지를 제공하지만 그 전해질이 액상(liquid state)이어서, 전지의 제조 공정의 자동화를 복잡하게 하고 그 사용수명을 단축시킨다.
문헌 KR101439080은 전극들과 전해질 간의 접촉 면적을 최대화하여 가능한 최대의 성능을 달성하는 고체 전해질을 가지는 나트륨 전지를 기재하고 있지만, 상기 접촉을 촉진하고 전지 작동 동안 이를 조절할 수 있는 추가적 수단을 사용하지 않는다.
문헌 US2017250406은 나트륨 금속 양극과 나트륨 이온들의 고체 세라믹 전해질 도체를 가지는 나트륨-이온 전지를 제공하지만, 그 효율이 전극들과 전해질 간의 접촉의 품질에 크게 좌우되고, 접촉을 촉진하거나 최대화시키는 어떤 추가적 시스템을 사용하지 않으며, 정확한 작동을 위해 제2 전해질의 추가를 요구한다.
본 발명은 전지의 활물질들과 전해질 간의 접촉을 증가시킬 수 있는 향상된 구조적 실행을 가져, 전지의 성능과 전기 충전 용량을 향상시킬 수 있는 전기화학 전지에 관련된다. 본 발명은 또한 제조 공정의 자동화를 가능하게 하여 높은 생산속도를 달성할 수 있는 전기화학 전지의 제조 공정에도 관련된다.
본 발명의 목적인 가압 전기화학 전지(pressurized electrochemical battery)는:
- 복수의(several) 양극 및 음극 커넥터들과.
- 커넥터들에 연결된 복수의 전기 에너지 콜렉터(collector)들을 가지는 적어도 하나의 전기화학 셀(electrochemical cell)로:
- 복수의 전극 시트(electrode sheet)들과, 및
- 전극 시트들 사이에 삽입된 복수의 고체 전해질 시트(solid electrolyte sheet)들을 포함하는 전기화학 셀과, 그리고
- 전기화학 셀과 접촉하도록 배치된 적어도 하나의 변형(가능한) 챔버(deformable chamber)로, 전기화학 셀에 압력을 인가하도록 챔버를 변형시키는 유체가 공급되는 변형 챔버를 구비한다.
이는 유체가 공급되는 변형 챔버가 전기화학 셀의 다른 시트들 간의 표면 접촉을 조절 및 제어할 수 있어, 전지 성능을 최적화하고, 전지의 저장 및 방전 용량을 향상시키며, 전지가 그 사용수명 동안 견딜 수 있는 충전 사이클의 수를 증가시킨다.
본 발명의 한 예시적 실시예에 따르면, 전지는 복수의(various) 전기화학 셀들을 구비하는데, 각 셀은 두 변형 챔버 사이에 눌린다. 바람직하기로, 전기화학 셀들은 원통형 구조를 가져 동심 분포(concentric distribution)에 따라 배치되는데, 그러면 전지에 의해 점유되는 면적을 최적화하고 그 제조를 간단하게 할 수 있다.
변형 챔버는 유체 공급 콜렉터들의 시스템에 연결되어, 상기 유체에 의해 챔버들에 의해 가해지는 압력이 조절될 수 있고, 전지가 냉각될 수 있는데, 이는 특히 전지의 저장 용량을 향상시킨다.
바람직하기로, 콜렉터 시스템은 콜렉터 시스템 및 압력 조절기(pressure regulator)로의 유입 흐름(intake flow)을 제어하여 변형 챔버들 내부의 압력을 조정하는 배송 시스템(delivery system)을 가진다.
각 전극 시트는 활물질의 두 층들과 도전 재질의 한 층을 구비하는데, 활물질의 층들이 도전 물질의 층의 양측을 부분적으로 덮으며, 도전 물질의 층의 단부들이 활물질의 층들에 대해 돌출하여, 콜렉터(collector)들에 대한 도전 물질의 층의 상기 돌출부를 사용하여 전지 커넥터들에 연결된 전기화학 셀들로부터 전기 에너지를 취득한다.
한 예시적 실시예에 따르면, 전극 시트들은 동일한 활물질의 양극 시트들과 음극 시트들로 형성된다. 다른 예시적 실시예에 따르면, 전극 시트들은 다른 활물질들의 양극 시트들과 음극 시트들로 형성된다. 달리 말해, 전극 시트들의 일부(several)는 양극 커넥터에 연결되고 다른 전극 시트들은 음극 커넥터에 연결되는데, 상기 시트들은 동일 재질 또는 다른 재질들로 구성될 수 있다.
바람직하기로, 고체 전해질은 폴리머, 세라믹, 또는 복합 재질로 구성된다.
본 발명의 다른 목적은:
- 고체 전해질 시트 상에 오버레이(overlay)된 제1 시트인 전극 시트를 가지는 제1 롤(roll)을 사용하는 단계와,
- 고체 전해질의 다른 시트 상에 오버레이된 제2 시트인 다른 전극 시트를 가지는 제2 롤을 사용하는 단계와,
- 그 위치에 변형 챔버가 위치하는 회전 스핀들(rotating spindle)을 사용하는 단계와,
- 변형 챔버 상에 고체 전해질 시트를 가지는 제1 전극 시트와 다른 고체 전해질 시트를 가지는 제2 전극 시트를 번갈아(alternately) 감는 단계와,
- 전극 시트들과 고체 전해질과, 및 변형 챔버로 형성된 조립체(assembly)를 피복하는(encapsulating) 단계를
구비하는 가압 전기화학 전지의 제조 공정으로 달성된다.
이에 따르면 자동화될 수 있어 높은 생산속도를 달성하며, 이에 따라 전지의 단위 제조 원가를 최소화시킬 수 있는 전지화학 전지의 제조 공정을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 가압 전기화학 전지의 사시도.
도 2는 앞 도면의 가압 전기화학 전지의 일부의 종단면도.
도 3은 고체 전해질 시트 상에 배치된 전극 시트를 형성하는 층들의 개략도.
도 4는 앞 도면의 전극 시트의 부분도.
도 5는 연속 전극 시트들을 가지는 도 1 및 도 2의 가압 전기화학 전지의 부분 단면도.
도 6은 불연속 전극 시트들을 가지는 도 1 및 도 2의 가압 전기화학 전지의 부분 단면도.
도 7은 도 1 및 도 2의 예시적 실시예로 표현된 바와 같은 가압 전기화학 전지의 제조를 수행하는 장치의 사시도.
도 1은 본 발명의 한 바람직한 실시예에 따른 가압 전기화학 전지를 도시하는데, 여기서 전지는 원통형 구조를 가지지만, 이 구조에 한정되는 것은 아니며 전지는 본 발명의 개념의 변경 없이 다른 형상을 채택할 수도 있다.
도 2의 단면도는 도 1의 전지의 바람직한 실시예의 내부 구조를 보인다. 전지는 복수의(several) 커넥터(connector; 1, 2)들 또는 단자(terminal)들을 가지는데, 상기 커넥터들은 양극 커넥터(1)와 음극 커넥터(2)이고, 이를 통해 전지에 저장된 전기 에너지가 충전 및 방전된다.
도 2의 바람직한 예시적 실시예에서, 전지는 전기화학 셀(electrochemical cell; 3)들의 집합(set)을 구비하는데, 셀(3) 각각은 유체를 수납하는 두개의 변형 챔버(deformable chambers; 4)들 사이에 배치되어, 상기 유체가 챔버(4)의 크기를 변경하여 이를 변형시키고, 이에 따라 전기화학 셀(3)을 구성하는 요소들을 가압함으로써 그 사이의 적절한 접촉(contact)을 보장한다.
도 2의 전기화학 셀(3)들 상에 도시된 수직의 검은 화살표들은 변형 챔버(4)들이 셀(3)들 상에 압력을 인가하는 방향을 나타낸다. 도 2의 다른 흑색 화살표들은 챔버(4)들에 수납되는 유체의 방향을 나타낸다.
도 1 및 도 2의 바람직한 실시예에서, 전기화학 셀(3)들은 원통형 구조를 가지며 동심 분포에 따라 배치되어, 점유 공간의 최적화를 가능하게 한다.
선택적으로, 전기화학 셀(3) 각각은 개별적으로 또는 그 전체에 집합적으로 밀봉 재질로 덮이거나 밀봉 피복(sealing encapsulation) 내에 배치될 수 있다.
또한 선택적으로, 전지의 전기화학 셀(3)들의 각각을 분리하는 내부 구조적 구성요소들이 존재할 수 있다.
어느 경우건, 가장 단순화된 구조에서, 전지는 한 장변이 변형 챔버(4)에 접촉하도록 배치되고 반대쪽 장변이 전지의 고정부에 접촉하도록 배치된 단일의 전기화학 셀(3)을 가질 수 있다. 바람직하기로, 상기 단일의 셀(3)은 두 변형 챔버(4)사이에 배치될 수 있다.
전기화학 셀(3)들은 그 단부들의 각각에 복수의(several) 콜렉터(collector; 5)들을 가진다. 콜렉터(5)들은 복수의 플랜지(flange; 6)들로 고정되고 복수의 전기 도체(electrical conductor; 7)들로 커넥터(connector; 1, 2)들에 연결된다. 셀(3)의 단부들 중의 하나의 콜렉터(5)는 양극 커넥터(1)에 전기적으로 연결되고 셀(3)의 다른 단부의 콜렉터(5)들은 음극 커넥터(2)에 전기적으로 연결된다.
변형 챔버(4)들의 각각은, 이를 통해 챔버(4)들에 공급되는 유체가 순환하는 콜렉터(collector; 8)들의 시스템에 연결된 유체 유입구(intake) 및 유출구(outlet)를 가진다.
바람직하기로, 챔버(4)들에 공급되는 유체는 냉각 유체로, 변형 챔버들은 이중의 기능을 가지는데, 한편으로는 전기화학 셀(3)들에 인가되는 압력을 조절하고, 다른 한편으로는 전지를 냉각시킨다.
이에 따라, 챔버(4)들은 조정 가능한 온도와 압력을 가지며, 이들은 전지의 측정된 작동 조건들에 따라 조정될 수 있다. 압력과 온도는 충전, 방전 또는 휴지의 전지의 과정 상태에 따라 다를 수 있다.
작동 조건들에 기반하여 압력이 변경될 수 있으므로, 전기화학 셀(3)을 구성하는 요소들 간의 접촉을 향상시키는 것에 더하여, 전지는 충전 및 방전 과정 동안 겪는 이온 교환에 따른 셀(3) 내의 용적 변화에 맞춰질 수 있다.
바람직하기로, 콜렉터(8)들의 시스템은 배송 시스템(delivery system; 9)과 압력 조절기(pressure regulator; 10)를 가진다. 배송 시스템(9)은 콜렉터(8)들의 시스템의 유입 측에 위치하여 콜렉터(8)들의 시스템으로의 유입 흐름의 조정 및 이에 의한 전지 온도의 조정을 가능하게 하는 반면, 압력 조절기(10)는 변형 챔버(4)들 내주의 압력의 조정 및 이에 의한 셀(3)을 구성하는 요소들 단의 접촉의 조정을 가능하게 한다.
전기화학 셀(3)들은 전지 내부의 진공 및 제어된 분위기(controlled atmosphere)의 조건들 하에 배치된다. 이에 따라 전기화학 셀(3)들은 그 단부들에서 복수의 옆 덮개(lateral cover; 11)들로 폐쇄되는 두 변형 챔버(4)들 사이에 형성(define)되는 하우징(housing) 내에 설치된다. 상기 옆 덮개(11)들은 챔버(4)들의 유체가 전기화학 셀(3)들의 하우징을 변형시킬 때의 수축을 흡수할 수 있게 하는 복수의 팽창 밀봉(expansion seal; 12)들을 가진다.
전기화학 셀(3)들은 복수의 전극 시트(13)들과 복수의 고체 전해질 시트(14)로 구성되는데, 전극 시트(13)들이 고체 전해질 시트(14)들 사이에 삽입된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 각 전극 시트(13)는 활물질의 두 층(131)들과 도전 물질(132)의 한 층을 구비한다. 활물질의 층(131)들은 도전 물질의 층(132) 양측에 배치되어 이를 부분적으로 덮음으로써, 도전 물질의 층(132)이 활물질의 층(131)들에 대해 그 단부들에서 돌출하고, 상기 단부들이 커넥터 또는 단자(1, 2)들에 연결될 전기 에너지 콜렉터(5)로 작용하여 전지의 설계에서 기대된 전압 및 전류를 추출 및 생성한다.
도 3에 또한 도시된 바와 같이, 전극 시트(13)는 고체 전해질 시트(14) 상에 배치되는데, 도전 물질 시트(132)의 단부들, 달리 말해 콜렉터(5)들이 도체 전해질 시트(14)에 대해 돌출한다.
전극 시트(13)의 재질은 전지의 최종 화학작용에 좌우될 것인데, 리튬의 경우, 양극 활물질이 흑연이고 음극 활물질이 산화리튬(LCO, LNO, NMO, NMC, ...)이 될 수 있는 반면, 나트륨의 경우에는 전극 시트(13)들이 경질 탄소 등의 활물질을 양극에 사용하고 산화나트륨, 프러시안 블루(Prussian blue), 또는 심지어 유기 기반 물질을 음극 활물질로 사용할 수 있다. 양자 모두의 경우에, 리튬 또는 나트륨 금속이 양극의 활물질로 고려될 수 있다. 고체 전해질(14)은 폴리머 재질, 세라믹 재질, 또는 심지어 복합 재질로 구성될 수 있다.
또한 변형 챔버(4)들은 변형 가능한 재질로 구성될 수 있는데, 이는 엘라스토머(elastomer) 또는 제한된 두께를 가지는 필름(film) 상태의 알루미늄 등의 금속을 포함한다.
전극 시트(13)들은 도 5에 도시된 바와 같이 연속적이거나, 도 6에 도시된 바와 같이 시트(13)들 간에 간극(separation)이 있어 불연속이 될 수 있다. 이는 시트(13)들의 변형에 어느 정도의 유연성을 제공하여, 내부 압력의 인가에 반응하여 시트를 손상시킬 수 있는 기계적 응력을 겪지 않고 시트가 간극 사이로 미끄러질 수 있다.
마찬가지로, 양극 커넥터(1)에 연결된 전극 시트(13)들과 음극 커넥터(2)에 연결된 전극 시트(13)들이 동일한 활물질로 구성되는 경우, 시트(13)들 사이의 간극은 회로 단락(short-circuits)을 방지하는 데 바람직하다.
고체 전해질 시트(14)에 관해서는, 전해질의 재질의 종류에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 제한된 길이를 가지는 시트의 구조를 가지거나, 또는 기계적 특성이 허용한다면 이는 도 5에 도시된 바와 같이 연속적이어서 가해진 압력에 따라 변형할 수 있다.
바람직하기로, 시트(13, 14)들은 전지의 반경 방향으로 이를 통해 냉각 특성을 가지는 추가적 유체의 도관(conduit)들이 구비될 수 있는 복수의(several) 캐비티(cavity)들을 가진다. 상기 캐비티들은 액상 또는 기상 유체를 공급하는 추가적 시스템에 연결되어, 변형 챔버(4)를 통해 순환되는 유체에 추가하여 상기 유체가 상기 도관을 통해 배송되도록 해준다. 캐비티들과 챔버(4)들 모두를 통해 제어된 온도를 가지는 조절된 유체를 사용함으로써 전지의 성능을 향상시키는 열관리를 달성하고, 과열에 연계된 문제들을 방지하며, 심지어 시트(13, 14)들의 집합보다 더 두꺼운 전지의 생성을 가능하게 함으로써 그 저장 용량을 증가시킨다.
도 2에 도시된 실시예에 따르면, 콜렉터(5)들은 바람직하기로 납땜 공정에 의해 서로 연결되고 플랜지(flange; 6)들에 의해 묶임으로써(grouped), 콜렉터(5)에 의해 전기화학 셀(3)들을 구성하는 전극 시트(13)들의 집합이 함께 묶인다. 이는 각 커넥터(1, 2)에 대한 각 셀(3)에 한 접촉 영역(contact zone)에 존재할 것임을 의미한다. (도시되지 않은) 다른 대체적인 구성에서는, 커넥터(1, 2)들의 각각에 대한 도전 물질의 층(132)의 횡방향 단부들의 각각에 한 접촉 영역이 존재할 수 있다.
바람직하기로, 콜렉터(5)들을 커넥터(1, 2)에 연결하는 전기 도체(7)는 유연한 재질로 구성되어, 상기 재질이 전지가 그 작동 동안 겪게 되는 다른 변형들을 견디고 이에 맞추게 된다.
전지는 외부 피복(encapsulation; 15)을 가지도록 설계되었는데, 이는 직렬로 배치될 수 있는 다른 전지들 간의 장벽으로 작용하여, 상기 피복(15)이 전지가 인접 전지들과 직접 접촉하게 되는 것을 방지한다.
이하에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바람직한 실시예의 원통형 구조를 가지는 전지를 제조하는 과정을 설명하지만, 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명의 개념을 변경하지 않고도 원통형 구조 이외의 구조를 가진 전지들에 설명된 과정을 사용하는 것도 자명할 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전지는 와인딩 공정(winding process)으로 제조되는데, 여기서 전극 시트(13)들과 고체 전해질 시트(14)들이 점진적으로 변형 챔버(4) 상에 오버레이(overlay)된다.
이를 위해 제1 시트인 전극 시트(13)를 가지는 제1 롤(16)과, 고체 전해질의 다른 시트(14) 상에 오버레이된 제2 시트인 다른 전극 시트(13)를 가지는 제2 롤(17)들이 사용된다. 후술할 바와 같이, 제1 롤(16)의 시트(13)는 양극 커넥터(1)에 연결되고 제2 롤(17)의 다른 시트(13)는 음극의 커넥터(2)에 연결될 것이다.
또한 변형 챔버(4)가 회전 스핀들(rotating spindle; 18) 상에 배치되어, 챔버(4) 상에 원하는 두께를 가지는 전기화학 셀(3)이 얻어질 때까지 제1 및 제2 롤(16, 17)의 시트(13, 14)들이 상기 변형 챔버(4) 상에 번갈아(in an alternating manner) 감긴다.
고체 전해질 시트(14) 상에 오버레이된 전극 시트(13)는 위에 설명된 도 3에 도시된 것과 유사한 구조를 가진다. 이에 따라 전극 시트(13)는 그 사이에 도전 물질의 층(132)이 위치하여 활물질의 층(131)들에 대해 돌출하는 활물질의 두 층(131)들을 구비한다.
복수의(several) 회전 절단 다이(rotating cutting die; 19)들에 의해 전극 시트(13)들의 단부들이 부분적으로 절단되어 복수의 전기 에너지 콜렉터(5)들을 얻는다. 이를 위해, 전극 시트(13)들이 다이(19)들을 통과하며, 활물질의 층(131)들에 대해 돌출한 도전 물질의 층(132)이 부분적으로 절단된다.
도 7에 상세히 도시된 바와 같이, 제1 롤(16)의 시트(13)의 활물질의 층(131)들에 대해 돌출한 도전 물질의 층(132)이 일측에서만 절단되어(trimmed) 양극 커넥터(1)로의 연결을 위한 콜렉터(5)들이 형성(define)된다. 또한 제2 롤(17)의 시트(13)의 활물질의 층(131)들에 대해 돌출한 도전 물질의 층(132)이 반대측에서만 절단되어 음극 커넥터(2)로의 연결을 위한 콜렉터(5)들이 형성된다.
전기화학 셀(3)들을 얻은 후, 콜렉터(5)들은 플랜지를 붙이고 서로 납땜된 다음, 복수의 전기 도체(7)에 의해 콜렉터(5)들에 전기적으로 서로 연결되며, 셀(3)의 단부들 중의 하나의 콜렉터(5)들이 양극 커넥터(1)에 전기적으로 연결되고 셀(3)의 다른 단부의 콜렉터(5)들이 음극 커넥터(2)에 전기적으로 연결된다. 마지막으로, 전극 시트(13)들과, 고체 전해질(14)과 그리고 변형 챔버(4)로 형성된 조립체가 피복(15) 내에 위치된다.
도 2에 도시된 바와 같은 복수의 전기화학 셀(3)들을 가지는 전지를 얻기 위해서는, 피복과 콜렉터(5)들의 전기 연결에 앞서, 전극 시트(13)들과, 고체 전해질(14)과 그리고 변형 챔버(4)의 조립체들을 감는데, 상기 조립체들을 동심 분포에 따라 서로의 둘레에 감는다.
롤(16, 17)들을 얻기 위해서는, 알루미늄, 동 또는 리튬-알루미늄 합금 등의 다른 첨단 소재(advanced material) 같은 도전 물질의 층(132)들이 자동으로 풀려(unrolled) 도전 물질의 층(132)을 활물질의 층(131)들로 덮는 코팅(coating)을 도포하는 시스템으로 전송된다.
활물질의 층(131)들은 인쇄 시스템, 정전 부착(electrostatic adhesion), 또는 층들을 코팅 또는 도포(priming)하는 다른 어떤 방법에 의해 도포(apply)될 수 있고, 이 층은 심지어 리튬 또는 나트륨 금속 등의 활물질의 층(131)으로 구성될 수도 있다. 전극 시트(13)가 이러한 방법으로 얻어진다.
이어서, 전극 시트(1)의 일측 또는 양측 상에 상기 코팅이 도포된 전극 시트(13) 상에 고체 전해질 코팅이 도포된다. 고체 전해질 시트(14)를 가지는 전극 시트(13)가 이러한 방법으로 얻어진다. 바람직하기로, 고체 전해질 시트(14)는 고체 전해질 재질의 롤로부터 도포된다.
본 발명의 한 구성에서는, 전극 시트(13)와 고체 전해질 시트(14)들은 변형 챔버(4) 상에 감기기 전에 절단된다. 본 발명의 다른 구성에서는, 전극 시트(13)는 절단되지만 고체 전해질 시트(14)는 절단되지 않은 채 남는다. 다른 구성에서는, 시트(13, 14)들에 절단이 이뤄지지 않아 변형 챔버(4) 상에 감긴 시트들이 한정된 길이를 가지지 않고 연속이다.
롤(16, 17)들의 제조에 설명된 공정은 제어된 분위기(controlled atmosphere), 바람직하기로 0.01% 미만의 상대습도와 바람직하기로 내부로의 누설 및 결과적으로 습기가 외피 내로 진입하는 것을 방지하는 가압된 분위기를 가지는 설비 내에서 실행될 것이다. 한 대체적인 구성에서, 설명된 공정은 적절한 작업 조건들을 달성하기 위한 강한 진공을 가지는 설비 내에서 실행될 것이다.
고체 전해질의 도포는 주로 활물질들을 외부 분위기로부터 분리시키는데, 이에 따라 이 공정은 활물질들의 경우에서와 같은 제어된 분위기를 요구하는 특별한 요건들이 없는 분위기에서 수행되어야 한다.
회전 스핀들(18)은 확장 가능 또는 가변 크기여서, 다른 동심의 변형 챔버(4)들을 최적으로 수용할 수 있다. 이는 한 스핀들(18)을 사용하여 다른 내경의 셀(3)들을 가지는 전지들을 제조할 수 있음을 의미한다.
제조 공정의 한 바람직한 구성에서, 스핀들(18)의 온도와 재질이 제어된 열팽창에 의해 제어된 방식으로 관리되어, 구성요소들 간의 최종 조정과 접촉들이 더 정확해질 수 있다.

Claims (15)

  1. 복수의 커넥터(1, 2);
    복수의 전극 시트(13)들과 상기 전극 시트(13)들 사이에 삽입되는 복수의 고체 전해질 시트(14)들을 포함하며, 상기 복수의 커넥터(1, 2)에 연결되는 복수의 전기 에너지 콜렉터(5)들을 가지는 적어도 하나의 전기화학 셀(3); 및
    상기 전기화학 셀(3)과 접촉하도록 배치되는 적어도 하나의 변형 챔버(4)로, 상기 변형 챔버(4)를 변형시켜 상기 전기화학 셀(3)에 압력을 인가하는 유체가 공급되는 변형 챔버(4);를
    구비하는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  2. 청구항 1에서,
    복수의 상기 전기화학 셀(3)들을 구비하고, 상기 각 셀(3)이 두개의 상기 변형 챔버(4)들 사이에서 가압되는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  3. 선행하는 항에서,
    상기 전기화학 셀(3)이 원통형 구조를 가지고 동심 분포에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  4. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 전기화학 셀(3)들의 각각이, 그 단부들이 복수의 팽창 밀봉을 가지는 복수의 옆 덮개(11)로 폐쇄되는 두개의 변형 챔버(4)들 사이에 형성되는 하우징 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  5. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 변형 챔버(4)들이 유체 공급 콜렉터(8)들의 시스템에 연결되는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  6. 선행하는 항에서,
    상기 콜렉터(8)들의 시스템이, 상기 콜렉터(8)들의 시스템으로의 유입 흐름을 제어하는 배송 시스템(9)과, 상기 변형 챔버(4)들 내부의 압력을 조정하는 압력 조절기(10)를 가지는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  7. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 각 전극 시트(13)가 활물질의 두 층(131)들과 도전 물질의 한 층(132)을 구비하고, 상기 활물질의 층(131)들이 상기 도전 물질의 층(132)의 양측을 부분적으로 덮어, 상기 도전 물질의 층(132)의 단부들이 상기 활물질의 층(131)들에 대해 돌출된 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  8. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 전극 시트(13)들이 동일한 활물질의 양극 시트들과 음극 시트들로 구성되는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  9. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 전극 시트(13)들이 서로 다른 활물질들의 양극 시트들과 음극 시트들로 구성되는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  10. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 고체 전해질이 폴리머, 세라믹, 또는 복합 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  11. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 전기 도체(7)들이 유연성이 있는(flexible) 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  12. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에서,
    상기 시트(13)들이 냉각 특성을 가지는 추가적인 유체를 위한 복수의 도관들을 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지.
  13. 선행하는 항들 중의 어느 한 항에 따른 전기화학 전지의 제조방법으로:
    - 고체 전해질 시트(14) 상에 오버레이된 전극 시트(13)를 가지는 제1 롤(16)을 사용하는 단계와,
    - 또다른 고체 전해질 시트(14) 상에 오버레이된 또다른 전극 시트(13)를 가지는 제2 롤(17)을 사용하는 단계와,
    - 변형 챔버(4)가 위치하는 회전 스핀들(18)을 사용하는 단계와,-
    - 상기 변형 챔버(4)에 상기 고체 전해질 시트(14)를 가지는 상기 전극 시트(13)와 상기 또다른 고체 전해질 시트(14)를 가지는 상기 또다른 전극 시트(13)를 번갈아 감는 단계와,
    - 상기 전극 시트(13)들과, 상기 고체 전해질(14)과, 및 상기 변형 챔버(4)에 의해 형성된 조립체를 피복하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지의 제조방법.
  14. 선행하는 항에서,
    상기 피복 단계 이전에, 상기 전극 시트(13)들과, 상기 고체 전해질(14)과, 및 상기 변형 챔버(4)에 의해 형성된 복수의 상기 조립체들이 감기는데, 상기 조립체들이 동심 분포에 따라 서로 감기는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지의 제조방법.
  15. 청구항 13 내지 14 중의 어느 한 항에서,
    복수의 회전 절단 다이(19)로 상기 전극 시트(13)들의 단부들을 부분적으로 절단하여 복수의 전기 에너지 콜렉터(5)를 얻는 것을 특징으로 하는 가압 전기화학 전지의 제조방법.
KR1020190104417A 2018-08-28 2019-08-26 가압 전기화학 전지 및 그 제조방법 Active KR102885561B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201830846A ES2745350B2 (es) 2018-08-28 2018-08-28 Bateria electroquimica presurizada y proceso de fabricacion de la misma
ESP201830846 2018-08-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200024724A true KR20200024724A (ko) 2020-03-09
KR102885561B1 KR102885561B1 (ko) 2025-11-12

Family

ID=69628204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190104417A Active KR102885561B1 (ko) 2018-08-28 2019-08-26 가압 전기화학 전지 및 그 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11211634B2 (ko)
JP (1) JP7469785B2 (ko)
KR (1) KR102885561B1 (ko)
ES (1) ES2745350B2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230108820A (ko) * 2022-01-12 2023-07-19 (주)하나기술 전고체용 이차전지 고온 가압시스템 및 방법
US12401054B2 (en) 2022-01-12 2025-08-26 Hana Technology Co., Ltd. System and method for pressurizing all-solid-state secondary battery at high temperature

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3139110A1 (fr) 2021-11-10 2023-05-10 Hydro Quebec Module de batterie ultra performant avec gestion active et dynamique de pression et de temperature d'operation

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578324A (en) * 1984-10-05 1986-03-25 Ford Aerospace & Communications Corporation Active cooling system for electrochemical cells
KR20050096923A (ko) * 2002-12-23 2005-10-06 밧츠캅 전력저장 어셈블리 와인딩용 장치 아키텍쳐
JP2011129474A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Namics Corp リチウムイオン二次電池
JP2012174341A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Toyota Motor Corp 電池
WO2013008321A1 (ja) * 2011-07-13 2013-01-17 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール
JP2015162270A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 円筒形二次電池の製造方法
JP2015527691A (ja) * 2012-06-11 2015-09-17 ヌクレウス サイエンティフィック， インク．Ｎｕｃｌｅｕｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ， Ｉｎｃ． バッテリアセンブリの動的圧力制御
KR20160107168A (ko) * 2014-01-09 2016-09-13 에이일이삼 시스템즈, 엘엘씨 전기화학적 다중셀 및 이를 위한 방법
KR20160129031A (ko) * 2014-03-17 2016-11-08 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 배터리 셀의 가압 장치

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4383013A (en) * 1980-07-23 1983-05-10 Chloride Silent Power Limited High temperature multicell electrochemical storage batteries
JP4643903B2 (ja) 2001-04-06 2011-03-02 ヴァレンス テクノロジー インコーポレーテッド ナトリウムイオンバッテリ
DE102004005393A1 (de) * 2004-02-04 2005-08-25 Daimlerchrysler Ag Elektrochemischer Energiespeicher
WO2010095230A1 (ja) * 2009-02-19 2010-08-26 トヨタ自動車株式会社 全固体電池
DE102010029872A1 (de) * 2009-07-03 2011-01-05 Visteon Global Technologies, Inc., Van Buren Township Batteriebaugruppe für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge
JPWO2012164723A1 (ja) * 2011-06-02 2014-07-31 トヨタ自動車株式会社 全固体電池の製造方法
JP2014120199A (ja) * 2012-12-12 2014-06-30 Samsung R&D Institute Japan Co Ltd 固体電池
KR101439080B1 (ko) 2013-03-04 2014-09-12 한국기계연구원 나트륨계 전지의 제조 방법
ES2631077T3 (es) 2014-10-14 2017-08-28 Fundación Centro de Investigación Cooperativa de Energías Alternativas, CIC Energigune Fundazioa Batería de sodio con electrolito de cerámica
US9837684B2 (en) * 2015-02-19 2017-12-05 Samsung Electronics Co., Ltd. All solid secondary battery and method of manufacturing the same
JPWO2017057359A1 (ja) 2015-09-29 2018-05-31 株式会社村田製作所 非水電解質二次電池、蓄電デバイス、その製造方法、および蓄電回路
JP6450349B2 (ja) 2016-07-05 2019-01-09 積水化学工業株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578324A (en) * 1984-10-05 1986-03-25 Ford Aerospace & Communications Corporation Active cooling system for electrochemical cells
KR20050096923A (ko) * 2002-12-23 2005-10-06 밧츠캅 전력저장 어셈블리 와인딩용 장치 아키텍쳐
JP2011129474A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Namics Corp リチウムイオン二次電池
JP2012174341A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Toyota Motor Corp 電池
WO2013008321A1 (ja) * 2011-07-13 2013-01-17 トヨタ自動車株式会社 電池モジュール
JP2015527691A (ja) * 2012-06-11 2015-09-17 ヌクレウス サイエンティフィック， インク．Ｎｕｃｌｅｕｓ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ， Ｉｎｃ． バッテリアセンブリの動的圧力制御
KR20160107168A (ko) * 2014-01-09 2016-09-13 에이일이삼 시스템즈, 엘엘씨 전기화학적 다중셀 및 이를 위한 방법
JP2015162270A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 円筒形二次電池の製造方法
KR20160129031A (ko) * 2014-03-17 2016-11-08 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 배터리 셀의 가압 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230108820A (ko) * 2022-01-12 2023-07-19 (주)하나기술 전고체용 이차전지 고온 가압시스템 및 방법
US12401054B2 (en) 2022-01-12 2025-08-26 Hana Technology Co., Ltd. System and method for pressurizing all-solid-state secondary battery at high temperature

Also Published As

Publication number Publication date
ES2745350B2 (es) 2021-11-16
JP2020064848A (ja) 2020-04-23
JP7469785B2 (ja) 2024-04-17
US20200075987A1 (en) 2020-03-05
ES2745350A1 (es) 2020-02-28
US11211634B2 (en) 2021-12-28
US20210167414A1 (en) 2021-06-03
KR102885561B1 (ko) 2025-11-12
US11309577B2 (en) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6569559B1 (en) Method for transferring thermal energy and electrical current in thin-film electrochemical cells
US11309577B2 (en) Pressurized electrochemical battery and process for manufacturing the same
US5449574A (en) Electical device having alternating layers of fibrous electrodes
RU2199800C2 (ru) Газоотделитель для топливных элементов
US6858345B2 (en) Wound bipolar lithium polymer batteries
US11335940B2 (en) Fuel cell stack
WO1998005081A1 (en) An improved bipolar lead-acid battery
KR20140027900A (ko) 리튬 축전지
KR20130114736A (ko) 개량된 배터리 및 조립 방법
EP2169752A1 (en) Fuel cell
EP3387698B1 (en) Battery with variable electrochemical cells configuration
CN104272408B (zh) 水性双电层电容器
CN112563561B (zh) 加压型电化学电池及用于制造其的工艺
US20220037692A1 (en) Electrochemical energy storage cell
EP3904055A1 (en) Sealing portion forming apparatus for folding secondary battery pouch
EP4068410A1 (en) Separator, battery combination, and electric device
KR102358767B1 (ko) 전극 롤 프레스 공정 시 전극 롤 두께를 균일하게 유지시키는 방법
KR20210033322A (ko) 리튬이온 이차전지 및 그 제조방법
EP4376206A1 (en) Cell and electrical device
CN115706281A (zh) 电池单格
CN224082452U (zh) 一种大功率多极耳无极柱水性锂电池
US20240387896A1 (en) Electrochemical Cell Comprising Electrodes, A Separator and Terminals with Channels for Fluid Cooling It
US20250096226A1 (en) Roll press for tailored porosity electrodes
EP4571863A1 (en) Method of metalating an electrode
US20220238906A1 (en) Bipolar aqueous intercalation battery devices and associated systems and methods

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

D22 Grant of ip right intended

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-1-2-D10-D22-EXM-PE0701 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

F11 Ip right granted following substantive examination

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-4-F10-F11-EXM-PR0701 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

U11 Full renewal or maintenance fee paid

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-2-U10-U11-OTH-PR1002 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Year of fee payment: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

Q13 Ip right document published

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-4-4-Q10-Q13-NAP-PG1601 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)