Литий-полимерный аккумулятор и способ его изготовления



Литий-полимерный аккумулятор и способ его изготовления
Литий-полимерный аккумулятор и способ его изготовления
Литий-полимерный аккумулятор и способ его изготовления

 


Владельцы патента RU 2564201:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) (RU)

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литий-полимерного или литий-ионного аккумулятора. Литий-полимерный аккумулятор (ЛПА) представляет собой призматический или цилиндрический аккумулятор, состоящий из нескольких идентичных параллельно соединенных отрицательных и положительных электродов, где в качестве связующего электродов и электролита используется один и тот же гель-полимерный электролит на основе бутадиеннитрильного каучука с солью лития. Технический результат: повышение емкости и мощности литий-ионного аккумулятора и снижение себестоимости. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при производстве литий-полимерного аккумулятора.

Литий-полимерный аккумулятор (ЛПА) [1] это разновидность литий-ионного аккумулятора (ЛИА), где вместо жидкого электролита используется твердополимерный или гель-полимерный электролит. По своим удельным и эксплуатационным электрохимическим характеристикам они превосходят все известные типы аккумуляторов.

При этом они обладают рядом недостатков, таких как низкая мощность вследствие высокого внутреннего сопротивления из-за низкой проводимости электролита и активных материалов электродов, а также высокая стоимость.

В производстве литий-ионного аккумулятора в основном используются электролиты на основе диметилкарбоната (ДМК), диэтилкарбоната (ДЭК) и этиленкарбоната (ЭК) [1].

Недостатками известных электролитов является следующее.

Данные электролиты стабилизируют эксплуатационные характеристики литий-ионного аккумулятора при циклировании, однако они обладает существенными недостатками, такими как высокая необратимая емкость (Qirr) и высокая стоимость. Использование дешевых электролитов на основе пропиленкарбоната (ПК) затруднено, так как углеграфитовые электроды ЛИА в данных электролитах разрушаются при циклировании [1].

В настоящее время широкое применение в производстве литий-ионного аккумулятора нашли полимерные электролиты, и такие аккумуляторы принято называть литий-полимерными.

Полимерные материалы [2], способные проводить электрический ток, подразделяют на электропроводящие полимеры (conducting polymers) - материалы с преимущественно электронной проводимостью, и полимерные электролиты (polymer electrolytes) - преимущественно ионные проводники. В отдельных случаях полимерные электролиты обладают электронной проводимостью, сопоставимой по величине с ионной, и являются, по существу, смешанными проводниками.

Изготовление полимерных электролитов в виде тонких пленок (порядка нескольких десятков мкм) позволяет варьировать размер устройств в широких пределах, от миниатюрных сенсоров до дисплеев с большой поверхностью, и при этом придать им любую желаемую форму. При соответствующем подборе полимера такие электролиты характеризуются гибкостью, эластичностью, механической прочностью, хорошей адгезией к твердым поверхностям и т.д. К числу несомненных достоинств этого класса материалов относятся дешевизна, легкость приготовления и доступность компонентов. Из всех существующих полимерных электролитных систем наиболее перспективными для практического использования считаются системы типа полимер - соль, не содержащие низкомолекулярных органических соединений, или твердые полимерные электролиты. Однако физико-химические свойства таких материалов (в первую очередь транспортные) нуждаются в совершенствовании. Это и сдерживает массовое использование твердых полимерных электролитов, в частности, в литий-ионных аккумуляторах.

Полимерные электролиты подразделяются на несколько больших групп, различающихся по своему компонентному составу и свойствам. Наибольшее распространение среди полимерных электролитов общего состава «полимер - низкомолекулярная жидкость - соль» получили гелевые электролиты. Они представляют собой пространственную сетку, образованную макромолекулами или их агрегатами, в которой распределен раствор соли в диполярном апротонном растворителе (ДАР). Гелевые полимерные электролиты имеют достаточно высокую проводимость, сравнимую с проводимостью жидких неводных электролитов (до 10-3 - 10-4 Ом-1см-1) и в ряде случаев вполне удовлетворительные механические свойства. Пластифицированные полимерные электролиты отличаются от гелевых значительно более низким содержанием ДАР; как правило, заметно ниже и их электропроводность (на несколько порядков величины). Они вызывают значительно меньший интерес, чем гелевые.

Известен литий-ионный аккумулятор, включающий электродную часть, состоящую из разделенных сепараторами положительных и отрицательных электродов. Электродная часть состоит из нескольких идентичных параллельно соединенных блоков, при этом плоскости электродов расположены параллельно плоскостям, на которых размещены внешние токоотводы (борны) аккумулятора. Положительные и отрицательные электроды, составляющие блок, уложены один на другой, соединены сваркой с токоотводами соответствующего знака, блоки связаны между собой при помощи сварки токоотводов с общими разнополюсными шинами, присоединенными к внешним токовыводам (борнам) (RU ПМ 69323, МПК Н01М 10/40, опуб. 07.12.2007, бюл. №34).

Недостатками известного устройства являются большие габариты и сложная конструкция устройства.

Наиболее близким к заявляемому решению является тяговый литий-полимерный аккумулятор, включающий герметичный корпус с установленными в нем литий-полимерными перезаряжаемыми источниками тока, электрически связанными между собой последовательно и параллельно посредством токоведущих шин, при этом литий-полимерные источники тока размещены в нескольких слоях теплоизоляционного материала (RU 13 6644, МПК H01M 10/00, опубл. 10.01.2014, бюл. №1).

Недостатками известного устройства также являются большие габариты и сложная конструкция устройства.

Известен способ изготовления электрического аккумулятора, в котором электроды изготавливаются путем смешивания активного материала со связующим в виде водной дисперсии сополимера бутадиена и органического вещества, нанесения смеси на токоотвод и сушки, в качестве органического вещества берут метилметакрилат, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.ч.: активный материал 100, связующее 2,4-24, вода 10-40, а сушку ведут до остаточной влажности 1,0-3,5% (патент РФ 2071621, МКИ 6 Н01М 4/26, Н01М 4/62, Н01М 10/28, заявл. 1994.11.29, опубл. 1997.01.10).

К недостаткам известного способа можно отнести наличие излишних операций по введению в активную массу электродов дополнительного количества воды, сушке активной массы перед нанесением на коллектор тока, необходимость приготовления водной дисперсии сополимера бутадиена и метилметакрилата. Низкая степень осушки электродов, остаточная влажность 1,0-2,5%, не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к активным массам электродов ЛИА.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления перезаряжаемых литий-полимерных батарей без использования технологических растворителей посредством смешивания соответствующих компонентов. Отдельно приготавливают: активную массу катода, содержащую в качестве активного компонента интеркалированный переходный металлоксид, электролитический раствор соли, проводящую добавку и полимер, способный к гелеобразованию в электролитическом растворе соли, активную массу анода, содержащую в качестве активного компонента интеркалированный материал, электролитический раствор соли и полимер, способный к гелеобразованию в электролитическом растворе соли, и полимерный гелеобразный электролит, содержащий электролитический раствор соли и полимер, способный к гелеобразованию в электролитическом растворе соли, после чего соединяют три слоя массы анода, катода и полимерного гелеобразного электролита и слои анода, полимерного гелеобразного электролита и катода наносят послойно на коллекторные пленки. При этом полимерный гелеобразный электролит содержит от 20 до 60 мас. % полимера и от 80 до 40 мас. % электролитического раствора соли. В активных массах электродов и в полимерном гелеобразном электролите содержится один и тот же полимер (патент РФ 2002131165, МПК Н01М 10/40, заявл. 2001.04. 20, опубл. 27.03.2004).

К недостаткам известного способа относятся наличие большого количества операций, сложность технологического процесса.

Изобретения решают единую задачу повышения использования новых материалов для производства литий-полимерного аккумулятора, разработки нового способа изготовления литий-полимерного аккумулятора, который по сравнению с другими способами обеспечивает повышение мощностных и емкостных характеристик литий-полимерного аккумулятора, упрощение технологического процесса, снижение себестоимости производства.

Единым техническим результатом, полученным при осуществлении изобретения, является повышение мощностных и емкостных характеристик литий-полимерного аккумулятора, упрощение технологического процесса, уменьшение экологического риска, снижение взрывобезопасности.

Указанный единый технический результат достигается тем, что в литий-полимерном аккумуляторе, включающем несколько идентичных параллельно соединенных отрицательных и положительных электродов, размещенных в электролите, активная масса отрицательных и положительных электродов содержит в качестве связующего и электролита гель-полимерный электролит на основе бутадиеннитрильного каучука синтетического с тетрафторборатом лития или гексафторидарсенатом лития, электроды, составляющие блок, уложены вертикально или горизонтально, соединены сваркой с токоотводами соответствующего знака, при этом плоскости электродов расположены параллельно плоскостям, на которых размещены внешние токоотводы (борны).

Способ изготовления литий-полимерного аккумулятора включает приготовление активной массы для электродов, нанесение ее на тоководы, сушку, приготовление электролита и сборку, при этом в положительном электроде используют литированный оксид кобальта, или литированный оксид железа, или литированный оксид никеля, связующее электродов и электролит содержит гель-полимерный электролит на основе бутадиеннитрильного каучука, растворенного в метилэтилкетоне с добавлением тетрафторбората лития или гексафторидарсената лития с концентрацией 1-3 М в электролите, а сушку проводят до остаточной влажности 0,001%.

На фиг. 1 изображен литий-ионный аккумулятор; на фиг. 2 - вид сверху, аккумулятор с сепаратором (катоды расположены вертикально, плоскости параллельны); на фиг. 3 - вид сверху, с сепаратором (аноды расположены вертикально).

Литий-полимерный аккумулятор, включает электродный блок аккумулятора, состоящий из нескольких идентичных параллельно соединенных отрицательных и положительных электродов без сепаратора или с сепаратором толщиной 5-6 мкм. Отрицательные электроды состоят из токовывода (1) из медной фольги и активной массы (2). В качестве активной массы отрицательного электрода используют графит, технический углерод и связующее гель-полимерный электролит - бутадиеннитрильный каучук синтетический марки БНКС - 28АМН или СКН-40, растворенный в метилэтилкетоне с добавлением тетрафторбората лития или гексафторарсената лития с концентрацией 1-3 М.

Положительные электроды состоят из токовывода (3) из алюминиевой фольги и активной массы (4). В качестве активной массы положительного элетрода также используют литий кобальтат LiCoO2, или литированный оксид железа LiFePO4, или литированный оксид никеля LiNiO2 и связующее гель-полимерный электролит - бутадиеннитрильный каучук синтетический марки БНКС - 28АМН или СКН-40, растворенный в метилэтилкетоне с добавлением тетрафторбората лития или гексафторарсената лития с концентрацией 1-3 М.

При этом плоскости электродов расположены параллельно плоскостям, на которых размещены внешние токоотводы (борны) аккумулятора, положительные и отрицательные электроды, составляющие блок, уложены вертикально или горизонтально, один за другим, соединены сваркой с токоотводами соответствующего знака.

В качестве электролита (5) используют гель-полимерный электролит бутадиеннитрильный каучук синтетический марки БНКС - 28АМН или СКН-40, растворенный в метилэтилкетоне с добавлением тетрафторбората лития или гексафторарсената лития с концентрацией 1-3 М.

Корпус ЛПА (6) выполнен из гибкого или твердого полимерного материала.

Для изготовления 100 мас.ч. активной массы электродов берется 0-5 мас.ч. активного материала - ацетиленового технического углерода, перемешивается (n 500-800 об/мин), добавляется 4-20 мас.ч. гель-полимерного электролита. В качестве полимерной основы электролита используют раствор бутадиеннитрильного каучука (БНКС-28АМН, или СКН-40) в метилэтилкетоне (20% полимера и 80% растворителя). В полученный раствор добавлят тетрафторборат лития LiBF4 или гексафторарсената лития LiAsF6 с концентрацией 1-3 М. Затем масса перемешивается (n 500-800 об/мин) и обрабатывается на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в режиме синхронизация 6 и интенсивность 6.

Полученную массу наносят на токоотвод, производят сушку при температуре 80°С в течение 0,5 ч, прокатку и прессование. Затем сушат при температуре 80°С и давлении 0,02 МПа в течение 6 ч до остаточной влажности 0,001%.

Полученные электроды обладают высокой прочностью и гибкостью, активная масса электродов не разрушается при многократном изгибе на 180 градусов. Полидисперсность используемых латексов приводит к образованию пространственно-скелетной гидрофильной структуры, обладающей высокой прочностью и проводимостью. Испытания показали, что электроды ЛПА, полученные данным способом, не разрушаются при многократном циклировании в гальваностатическом режиме с плотностью тока до 20 С, увеличивается обратимая емкость на 5-10%, снижается на 20-30% необратимая емкость.

Пример 1. Берут 90 г порошка графита, для спектрального анализа добавляют 40 см3 20%-ного раствора гель-полимерного электролита на основе бутадиеннитрильного каучука марки БНКС-28АМН в метилэтилкетоне с добавлением тетрафторбората лития с концентрацией в электролите 1 моль/дм3, что обеспечивает 10% содержание обезвоженного гель-полимерного электролита в активной массе. Положительный электрод содержит литированный оксид железа. Производят перемешивание в течение 10 мин. Полученную смесь обрабатывают на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в режиме синхронизация 6 и интенсивность 6 в течение 10 мин. Полученную массу наносят на медную фольгу толщиной 0,05, производят сушку при температуре 80°С в течение 0,5 ч, прокатку на вальцах и прессование. Толщина наносимого слоя составляет 50-200 мкм, что контролируется толщиномером. Полученную электродную ленту разрезают на электроды нужного типоразмера, приваривают токоотвод. Затем сушат при температуре 80°С и давлении 0,02 МПа в течение 6 ч до остаточной влажности 0,001% и используют для сборки аккумуляторов.

Пример 2. В условиях примера 1 вводят 20 см3 20%-ного раствора гель-полимерного электролита на основе СКН-40 в метилэтилкетоне, с добавлением гексафторидарсената лития с концентрацией в электролите 1,5 моль/дм3, что обеспечивает 5% содержание обезвоженного гель-полимерного электролита в активной массе. Положительный электрод содержит литированный оксид никеля.

Пример 3. В условиях примера 1 вводят 45 см3 20%-ного раствора гель-полимерного электролита на основе бутадиеннитрильного каучука марки БНКС-28АМН в метилэтилкетоне с добавлением тетрафторбората лития с концентрацией в электролите 2 моль/дм3, что обеспечивает 10% содержание обезвоженного гель-полимерного электролита в активной массе. Положительный электрод содержит литированный оксид кобальта.

Пример 4. В условиях примера 1 вводят 22,5 см3 20%-ного раствора гель-полимерного электролита на основе бутадиеннитрильного каучука в метилэтилкетоне с добавлением гексафторидарсената лития с концентрацией в электролите 3 моль/дм3, что обеспечивает 5% содержание обезвоженного гель-полимерного электролита в активной массе.

Пример 5. В условиях примера 3 вместо графита для спектрального анализа использовали кобальтат лития.

Для положительных электродов применялась масса, состоящая из кобальтата лития, никилата лития, железо-фосфата лития, для отрицательного графит для спектрального анализа, природный графит Курейского месторождения, синтетические графиты CZ-50 и SLC-200 (применяется в серийном производстве) и предлагаемых латексов, процентное содержание которых варьировалось от 5 до 10% по сухому веществу.

Расчетные и экспериментальные данные показали увеличения разрядной емкости литий-полимерного аккумулятора с габаритными размерами 134,5×55,5×56,5 мм по сравнению с литий-ионным аккумулятором со связующим на основе полимера PVDF в том же габарите в 1,23 раза (с 5,5 до 6,7 А·ч/г), с литий-ионным аккумулятором в том же габарите в 1,58 раза.

Достоинства литий-полимерного аккумулятора по сравнению с прототипом заключаются в следующем: при применении гель-полимерного как в качестве электролита, так и в качестве материла связующего положительного и отрицательного электродов можно уменьшить количество активной массы положительного электрода минимум на 20% и, соответственно, толщину, что дополнительно освобождает объем, который может быть использован для размещения дополнительных электродных пар, что позволяет по сравнению с прототипом повысить разрядную емкость и мощность ЛПА на 10-20% в зависимости от габаритных размеров ЛПА и числа рабочих электродов.

Предлагаемый способ позволяет изготавливать электроды для литий-полимерного аккумулятора с воспроизводимыми высокими удельными электрохимическими характеристиками применим также для изготовления электродов для других первичных и вторичных ХИТ.

Источники информации

1. И.А. Кедринский, В.Г. Яковлев. Li-ионные аккумуляторы. Красноярск.: ИПК "Платина". 2002. 266 с.

2. Бушкова О.В. Структурообразование и электроперенос в аморфных твердых полимерных электролитах [Электронный ресурс]: дис. … д-ра хим. наук: 02.00.04. - М.: РГБ, 2006. - (Из фондов Российской Государственной Библиотеки).

3. Жидкая полимеризационноспособная композиция для получения твердых электролитов и способ ее отверждения. Патент РФ 2356131, МПК Н01М 6/18, заявл. 2007.10.15, опубл. 2009.05. 20.

4. Positive Electrode For Lithium Secondary Battery, And Nonaqueous Lithium Secondary Battery. Патент Япония, JP 2008123824, H01M 4/62; H01M 4/02; H01M 4/04; H01M 4/48; H01M 10/40; H01M 4/62; H01M 4/02; H01M 4/04; H01M 4/48; H01M 10/36, заявл. 2006.11.10, опубл. 2008.05.29.

5. Anode For Lithium Battery And Lithium Battery Employing The Same. Патент США, US 2008166633, H01M 4/62; H01M 4/62; H01M 4/62B; H01M 4/04C4; H01M 4/1393; H01M 4/1395, заявл. 2007.01.05, опубл. 2008.07.10.

6. Aqueous Phenolic Resin Composition And Binder. Патент Япония, C08L 61/10; C08G 8/00; C08G 8/10; C08L 21/02; C09J 109/04; C09J 109/08; C09J 109/10; C09J 161/10; C08L 61/00; C08G 8/00; C08L 21/00; C09J 109/00; C09J 161/00, заявл. 2006.02.02, опубл. 2007.08.16.

7. Способ изготовления электродов электрического аккумулятора. Патент РФ 2071621, МКИ 6 Н01М 4/26, H01M 4/62, Н01М 10/28, заявл. 1994.11.29, опубл. 1997.01.10.

8. Электролит и химический источник электрической энергии. Патент РФ 2007131385, МПК Н01М 4/40, заявл. 2006.01.11, опубл. 2009.02.27.

9. Способ изготовления перезаряжаемых литий-полимерных батарей и батарея, изготовленная этим способом. Патент РФ 2002131165, МПК H01M 10/40, заявл. 2001.04.20, опубл. 27.03.2004.

1. Литий-полимерный аккумулятор, содержащий электродный блок, состоящий из нескольких идентичных параллельно соединенных отрицательных и положительных электродов, размещенных в электролите, отличающийся тем, что активная масса отрицательных и положительных электродов и электролита содержит в качестве связующего гель-полимерный электролит на основе бутадиеннитрильного каучука синтетического с тетрафторборатом лития или гексафторидарсенатом лития, при этом электроды в блоке уложены вертикально или горизонтально и соединены сваркой с токоотводами соответствующего знака, при этом плоскости электродов расположены параллельно плоскостям, на которых размещены внешние токоотводы.

2. Способ изготовления литий-полимерного аккумулятора, включающий приготовление активной массы для электродов, нанесение ее на тоководы, сушку, приготовление электролита и сборку, отличающийся тем, что в положительном электроде используют литированный оксид кобальта, или литированный оксид железа, или литированный оксид никеля, а в качестве связующего в электродах и электролите используют гель-полимерный электролит на основе бутадиеннитрильного каучука, растворенного в метилэтилкетоне с добавлением тетрафторбората лития или гексафторидарсената лития с концентрацией 1-3 М в электролите, причем сушку проводят до остаточной влажности 0,001%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к многослойной проводящей пленке, токоотводу, содержащему такую пленку, батарее, содержащей токоотвод и биполярной батарее. Многослойная проводящая пленка включает в себя слой 1, включающий в себя проводящий материал, содержащий полимерный материал 1 с алициклической структурой в основной цепи и проводящие частицы 1, и слой 2, включающий в себя материал, обладающий устойчивостью к потенциалу положительного электрода.
Изобретение относится к способам получения основного материала литий-ионных проводников. Предложен способ получения литий-ионного проводящего материала состава Li7La3Hf2O12, включающий постадийную термообработку с промежуточной перешихтовкой, отличающийся тем, что раствор сульфата гафния обрабатывают раствором гидроокиси аммония, взятом в отношении 1:1, полученный продукт фильтруют и сушат, после чего растворяют в азотной кислоте с концентрацией 3 моль/л и к полученному раствору добавляют растворы нитрата лантана и нитрата лития в стехиометрическом соотношении, приготовленные с избытком (0,04-0,15 моль) азотной кислоты, раствор выдерживают при нагревании и перемешивании до уменьшения объема в два раза, затем добавляют кристаллогидрат лимонной кислоты в количестве 3 моль к 1 моль Hf(IV) и снова выдерживают при температуре 140-150°C до формирования сухого остатка, полученный сухой остаток сушат и осуществляют термообработку в четыре стадии: I стадия - при температуре 350-380°C в течение 2-3 часов; II стадия - при температуре 560-590°C в течение 3-4 часов; III и IV стадии - при температуре 680-710°C и 780-810°C в течение 4-5 часов, соответственно, с перешихтовкой после III стадии.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к перезаряжаемому электрохимическому элементу аккумуляторной батареи, имеющему корпус, положительный электрод, отрицательный электрод и электролит, содержащий двуокись серы и электропроводящую соль активного металла элемента.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании аккумуляторных батарей из литий-ионных накопителей энергии для нужд транспорта и энергетики. Технический результат заявленного изобретения состоит в экономии затрат на аппаратуру температурной автоматики подогрева и совмещении процесса балансировки накопителей батареи с ее подогревом от выбранных накопителей, не допуская их переразрядки и нарушения балансировки. Сущность изобретения состоит в том, что функция нагрева в зимних условиях и терморегуляция батареи возложена на встроенную в батарею иерархическую электронную систему управления путем подключения нагревательных элементов батарейных модулей к ее изолированной энергообменной магистрали постоянного тока через электронные ключи, встроенные и управляемые от блоков управления модулями, связанными с установленными на накопители батареи блоками управления накопителями с температурными датчиками и выравнивающими устройствами.

Изобретение относится к фтор-проводящему твердому электролиту R1-yMyF3-y с тисонитовой структурой, содержащему фториды редкоземельного и щелочно-земельного металлов.

`Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля аккумуляторных батарей, включая высоковольтные батареи, установленные на космических аппаратах, при высоких требованиях к надежности, точности и массе.

Активный материал положительного электрода для электрического устройства содержит первый активный материал и второй активный материал. Первый активный материал состоит из оксида переходного металла, представленного формулой (1): Li1,5[NiaCobMnc[Li]d]O3 …(1), где в формуле (1) a, b, c и d удовлетворяют соотношениям: 0<d<0,5; a+b+c+d=1,5; и 1,0<a+b+c<1,5.

Заявленное изобретение относится к устройству и способу изготовления аккумуляторной батареи, а именно к устройству, укладывающему электроды стопкой, и способу укладывания электродов стопкой.

Изобретение относится к композитному твердому электролиту на основе фаз, кристаллизующихся в системе Bi2O3-BaO-Fe2O3. При этом он содержит, мол.%: Bi2O3 - 67-79, BaO - 17-22, Fe2O3 - 2-16.

Изобретение относится к способам получения электрической энергии и может быть использовано для создания морской электростанции по преобразованию потенциальной энергии ионов морской воды в энергию электрического тока, а также по созданию преобразователей энергии ионов плазмы в электрическую энергию.

Изобретение относится к активному материалу для положительного электрода натриевого аккумулятора, имеющего кристаллическую структуру, принадлежащую к пространственной группе Pn21a, представленному приведенной ниже общей формулой (1): где М представляет, по меньшей мере, один из элементов, выбранный из группы, состоящей из: марганца, железа, кобальта и никеля; А представляет, по меньшей мере, один из элементов, выбранный из группы, состоящей из: кремния, фосфора или серы; x удовлетворяет условию 4≥х≥2; y удовлетворяет условию 4≥y≥1, и оба индекса z и w больше или равны 1. Также изобретение относится к способу получения материала. Предложенный материал имеет высокое рабочее напряжение и может быть заряжаем и разряжаем при высоком напряжении. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 табл., 12 пр., 16 ил.

Предложен токоотвод (3) для биполярных литий-ионных аккумуляторных батарей, по настоящему изобретению, включает в себя: первый электропроводящий слой (3A), который получен добавлением электропроводящего заполнителя к основе, которая содержит содержащую имидную группу смолу; и второй электропроводящий слой (3B), который выполняет функцию изоляции (блокирования) ионов лития. Второй электропроводящий слой (3B) включает в себя: изоляционный слой (3a) на основе смолы, который получен добавлением электропроводящего заполнителя к основе, которая содержит смолу, не содержащую имидной группы; и слой (3b) на основе металла. Этот токоотвод (3) для биполярных литий-ионных аккумуляторных батарей применяют таким образом, что первый электропроводящий слой (3A) находится на стороне слоя активного материала положительного электрода по отношению ко второму электропроводящему слою (3B). Уменьшение поглощения (абсорбции) ионов лития внутри токоотвода и повышение стойкости к повторному заряду и разряду является техническим результатом изобретения. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Заявлен перезаряжаемый литиевый элемент аккумуляторной батареи, имеющий корпус, положительный электрод, отрицательный электрод и электролит, содержащий электропроводящую соль, в котором основой электролита является SO2, и положительный электрод содержит химически активное вещество, имеющее состав LixM'yM"z(XO4)aFb, в котором М' означает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы элементов, включающей Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu и Zn, М" означает, по меньшей мере, один металл, выбранный из группы, включающей металлы групп IIA, IIIA, IVA, VA, VIA, IB, IIB, IIIB, IVB, VB, VIB и VIIIB, Х выбран из группы элементов, включающей Р, Si и S, х имеет величину больше 0, у имеет величину больше 0, z имеет величину больше или равную 0, а имеет величину больше 0 и b имеет величину больше или равную 0. Снижение потери емкости аккумуляторной батареи является техническим результатом изобретения. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 11 ил., 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от собственных источников энергоснабжения. Система контроля работы электромобиля содержит обогревательный контур (11), нагрузочный конденсатор (С12) и первый элемент (L11) удерживания тока. Обогревательный контур (11) соединен с бортовым аккумулятором (5) для образования замкнутой цепи обогрева бортового аккумулятора (5). Первый элемент (L11) удерживания тока соединен с нагрузочным конденсатором (С12) и обогревательным контуром (11) для снижения мешающего воздействия между обогревательным контуром (11) и нагрузочным конденсатором (С12). Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности работы обогревательного контура (11) при движении электромобиля. 21 з.п. ф-лы, 22 ил.

Аккумуляторная батарея с неводным электролитом по изобретению имеет энергогенерирующий элемент (21) со слоем (19) аккумулятора, который включает в себя положительный электрод, включающий слой (15) активного материала положительного электрода, сформированный на поверхности токоотвода (12) положительного электрода, отрицательный электрод, включающий слой (13) активного материала отрицательного электрода, сформированный на поверхности токоотвода (11) отрицательного электрода, и сепаратор (1), размещенный между положительным электродом и отрицательным электродом и содержащий неводный электролит. Значение RA (=Rzjis(2)/Rzjis(1)) отношения между поверхностной шероховатостью (Rzjis(1)) поверхности слоя активного материала отрицательного электрода на стороне в контакте с сепаратором и поверхностной шероховатостью (Rzjis(2)) поверхности сепаратора на стороне в контакте со слоем активного материала отрицательного электрода составляет от 0,15 до 0,85. Получается высокий динамический коэффициент трения, и тем самым может быть предотвращено возникновение несоосности наслоения на стадии наслаивания во время изготовления аккумуляторной батареи с неводным электролитом, что является техническим результатом изобретения. 4 з.п. ф-лы., 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к аккумуляторной батарее с неводным электролитом, которая содержит положительный электрод с активным материалом положительного электрода, способного на введение и отделение анионов, отрицательный электрод с активным материалом отрицательного электрода, способного на накопление и высвобождение металлического лития, или ионов лития, или их обоих; и неводный электролит, образованный растворением соли лития в неводном растворителе, при этом аккумуляторная батарея с неводным электролитом содержит твердую соль лития при 25°C и разрядном напряжении 4,0 В. Повышение разрядной емкости аккумуляторной батареи и удельной энергии на единицу массы, является техническим результатом изобретения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к активному материалу отрицательного электрода для литий-ионной вторичной батареи, содержащему сплав, содержащий Si в диапазоне от 31% по массе или более до 50% по массе или менее, Sn в диапазоне от 16% по массе или более до 41% по массе или менее, Al в диапазоне от 24% по массе или более до 43% по массе или менее и неизбежные примеси в качестве остатка. Также изобретение относится к отрицательному электроду для литий-ионной вторичной батареи, содержащему активный материал отрицательного электрода для литий-ионной вторичной батареи, а также к литий-ионной вторичной батарее. Предлагаемый материал позволяет подавлять аморфно-кристаллическое фазовое превращение, чтобы увеличить продолжительность циклического ресурса, и позволяет обеспечить высокую емкость. 4 н.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Изобретение относится к способу получения солей формулы Ма+[B(Rf)(CN)x(F)y]a - (I), которые могут найти применение в качестве ионных жидкостей. Способ включает реакцию соли щелочного металла формулы Ме+[B(Rf)F3]- (II) с триалкилсилилцианидом с получением соли формулы Ме+[B(Rf)(CN)x(F)y]- (III) и последующую реакцию солевого обмена солей формулы III с солью формулы MA (IV). В формуле I Ма+ означает катион серебра, меди (I), меди (II) или органический катион, Rf означает линейную или разветвленную перфторированную алкильную группу, содержащую от 1 до 4 атомов С, C6F5, С6Н5, частично фторированный фенил или фенил, который моно- или дизамещен перфторалкильной группой, содержащей от 1 до 4 атомов С, где перфторалкильную группу выбирают независимо друг от друга, а означает 1 или 2, х означает 1, 2 или 3, у означает 0, 1 или 2, где 0 исключен в случае Rf=С6Н5, и х+у=3. В формуле II Ме+ означает катион лития, калия, натрия, цезия или рубидия, а Rf имеет значение, указанное выше. В формуле III Ме+, Rf, х и у имеют значения, указанные выше. Алкильная группа триалкилсилилцианида является в каждом случае, независимо друг от друга, линейной или разветвленной алкильной группой, содержащей от 1 до 4 атомов С. В формуле IV М имеет значение, указанное для Ма+, а А выбирают из группы анионов F-, Cl-, Br-, I-, ОН-, [HF2]-, [CN]-, [SCN]- и т.д. Способ позволяет получать соли формулы I с хорошим выходом из доступных исходных веществ. Изобретение относится также к способу получения соединений формулы III, отдельным солям лития формулы III, а также к электролиту и электрохимической ячейке, включающим эти соли. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 38 пр.

Изобретение относится к области изготовления химических источников тока, а именно к аккумуляторной батарее, включающей слоистый элемент, и к способу сборки слоистого элемента. Предотвращение электрического короткого замыкания, улучшение степени охлаждения и повышение надежности сборки слоистого элемента является техническим результатом изобретения. Слоистый элемент включает в себя внешний кожух, положительный электрод, отрицательный электрод, сепаратор, расположенный между положительным электродом и отрицательным электродом, и электропроводящий токоотвод, проходящий через положительный электрод, отрицательный электрод и сепаратор в осевом направлении внешнего кожуха. Положительный электрод, отрицательный электрод и сепаратор уложены стопкой в осевом направлении внешнего кожуха. Первый электрод, который представляет собой один из положительного и отрицательного электродов, находится в контакте с внутренней поверхностью внешнего кожуха, но не находится в контакте с токоотводом. Второй электрод, который представляет собой другой электрод, не находится в контакте с внешним кожухом, но находится в контакте с токоотводом. Внешняя кромка второго электрода накрыта сепаратором. Периферийная кромка отверстия, через которое проходит токоотвод, в первом электроде накрыта сепаратором. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к способу изготовления заключенного в пленочную оболочку аккумулятора. Заключенный в пленочную оболочку аккумулятор (1) имеет аккумуляторный элемент (10), оснащенный множеством электродных пластин, наслоенных через сепараторы, и внешнюю пленку (40) для герметичной изоляции аккумуляторного элемента (10). Покрывающая пленка (50) прикреплена к ямке (51), присутствующей в предварительно определенных областях (60, 62), заданных на поверхности внешней пленки (40). Предварительно определенные области (60, 62) являются областями, полученными исключением областей (61) перекрытия из спроецированных областей, полученных проецированием электродных пластин на поверхность внешней пленки (40), причем области перекрытия являются теми областями, где спроецированные области перекрываются с деталями (13a), расположенными между электродными пластинами на самых внешних слоях и внешней пленкой (40). Можно закрывать ямку (51) на поверхности без увеличения толщины заключенного в пленочную оболочку аккумулятора (1). Снижение общей толщины заключенных в пленочную оболочку аккумуляторов, образующих модульный блок, является техническим результатом изобретения. 5 н. и 8 з.п. ф-лы,10 ил.
Наверх