专利摘要:
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Polymer-Zelle beschrieben, das die Schritte des Herstellens einer Trockenmischung für eine Anode und einer Trockenmischung für eine Kathode, des Extrudierens der Trockenmischung für die Anode und der Trockenmischung für die Kathode zu einer Anodenmasse und einer Kathodenmasse, wobei wenigstens eine der Anodenmasse und der Kathodenmasse unter Zuführen von Ethylencarbonat extrudiert wird, des getrennten Laminierens der Anodenmasse und der Kathodenmasse auf einen Ableiter zu einem Anodenlaminat und einem Kathodenlaminat, des wenigstens teilweisen Entfernens des Ethylencarbonats aus dem Anodenlaminat und/oder dem Kathodenlaminat, des Kalandrierens des Anodenlaminats und des Kathodenlaminats und des Zusammenfügens des Anodenlaminats und des Kathodenlaminats mit einem dazwischen angeordneten Separato aufweist.A process is disclosed for making a lithium polymer cell comprising the steps of preparing a dry mix for an anode and a dry mix for a cathode, extruding the dry mix for the anode, and dry mixing for the cathode to an anode mass and a cathode mass wherein at least one of the anode mass and the cathode mass is extruded to supply ethylene carbonate, separately laminating the anode mass and the cathode mass onto a drain to an anode laminate and a cathode laminate, at least partially removing the ethylene carbonate from the anode laminate and / or the cathode laminate, Calendering the anode laminate and the cathode laminate and assembling the anode laminate and the cathode laminate with a separator therebetween.
公开号:DE102004012476A1
申请号:DE102004012476
申请日:2004-03-15
公开日:2005-10-06
发明作者:Holger Brandner;Michael Gampe;Peter Dipl.-Chem. Dr. Pilgram;Karsten Rieck;Markus Dipl.-Chem. Dr. Schweizer-Berberich;Michael Dipl.-Ing. Stolzenberg;Stefan Dipl.-Ing. Theuerkauf;Tim Dipl.-Chem. Dr. Traulsen
申请人:GAIA Akkumulatorenwerke GmbH;
IPC主号:H01M4-04
专利说明:
[0001] DieErfindung bezieht sich auf eine Lithium-Polymer-Zelle, eine Lithium-Polymer-Batteriemit der Zelle sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.TheThis invention relates to a lithium polymer cell, a lithium polymer batterywith the cell and process for its preparation.
[0002] Lithium-PolymerBatterien bestehen aus Anode, Kathode und einem Polymerelektrolytenals Separator. Anode, Kathode und Separator werden zusammengeführt, sodass ein Verbund entsteht, bei dem der Separator als Zwischenlagefür Anode/Kathodedient. Der erhaltene Verbund wird dann zu Mehrfachlagen verarbeitet.Nach dem Einhausen und Polen liegt eine Lithium-Polymer Batterievor.Lithium-polymerBatteries consist of anode, cathode and a polymer electrolyteas a separator. Anode, cathode and separator are merged, sothat a composite arises in which the separator as an intermediate layerfor anode / cathodeserves. The resulting composite is then processed into multiple layers.After Einhausen and Poland is a lithium-polymer batteryin front.
[0003] Einzelheitenzur Herstellung und zum System sind im Stand der Technik bekanntund dem „Handbook ofBattery Materials" Hrsg.J.O. Besenhard, Verlag VCH, Weinheim, 1999, zu entnehmen. SpezielleHerstellungsverfahren, wie z.B. das sogenannte Bellcore-Verfahrensind in „LithiumIon Batteries",Hrsg. M. Wakihara und O. Yamamoto, Verlag VCH, Weinheim 1998 S.235 u. Fig. 10.9 beschrieben. Des Weiteren sind im „Handbookof Batteries" III.Edit., D. Linden, Th. B. Reddy, Mc Graw-Hill 2001, im Kapitel 34und Kapitel 35 Li-Ionen Batterien und ihre Herstellung beschrieben.detailsfor the manufacture and the system are known in the artand the "Handbook ofBattery Materials "Ed.J. O. Besenhard, Verlag VCH, Weinheim, 1999, refer. SpecificManufacturing process, such as the so-called Bellcore methodare in "lithiumIon Batteries ",Edited by M. Wakihara and O. Yamamoto, Verlag VCH, Weinheim 1998 S.235 u. Fig. 10.9 described. Furthermore, in the "Handbookof Batteries "III.Edit., D. Linden, Th. B. Reddy, Mc Graw-Hill 2001, in Chapter 34and Chapter 35 Li-ion batteries and their preparation.
[0004] ZurHerstellung von Lithium-Polymer-Batterien werden bisher grundsätzlich zweiunterschiedliche Verfahren verwendet. Bei einem Beschichtungsverfahrenwird der fürdie Kathoden- bzw.Anodenmasse erforderliche Polymerbinder gelöst (z.B. 5-10%ige Fluorelastomer-Homo-oder Copolymerisate in N-Methyl-pyrrolidon (NMP))und die dabei entstehende Polymerlösung mit den kathoden- bzw.anodenspezifischen Zusätzenwie Lithium-interkalierbare Metalloxide bzw. LithiuminterkalierbareKohlenstoffe (Ruß,Graphit o.ä.)versetzt und dispergiert. Dann wird diese Dispersion mit der Filmbeschichtungstechnikauf Stromkollektoren (Folien, Bändern,Netzen o.ä.)aufgetragen.toProduction of lithium polymer batteries are basically twodifferent methods used. In a coating processwill the forthe cathode orAnodemasse required polymer binder dissolved (for example, 5-10% fluoroelastomer homo-or copolymers in N-methyl-pyrrolidone (NMP))and the resulting polymer solution with the cathode oranode-specific additivessuch as lithium-intercalatable metal oxides or lithium intercalatableCarbons (soot,Graphite or similar)mixed and dispersed. Then this dispersion with the film coating techniqueon current collectors (foils, tapes,Nets or similar)applied.
[0005] EineVariante der oben beschriebenen Beschichtungsverfahren besteht darin,wässrigePolymerdispersionen anstelle der Polymerlösungen mit organischen Lösungsmittelnzu verwenden.AVariant of the coating methods described above isaqueousPolymer dispersions instead of the polymer solutions with organic solventsto use.
[0006] DasBellcore-Verfahren ist eine weitere Variante der vorher beschriebenenBeschichtungsverfahren. In diesem Verfahren wird in die Anoden-bzw. Kathodenmasse ein Bestandteil (z.B. Dibutylphthalat, DBP) mit eingearbeitet,der vor der Zusammenführungvon Anode/Kathode/Separator im sogenannten Bellcore-Verfahren (s.o.)herausgelöstwird, um so eine ausreichende Porosität, d.h. ein ausreichendes Aufnahmevermögen für die Leitsalzlösung (Elektrolyt),zu schaffen.TheBellcore method is another variant of the previously describedCoating process. In this process, into the anodeor cathode material, a constituent (for example dibutyl phthalate, DBP) with incorporated,the before the mergerof anode / cathode / separator in the so-called Bellcore method (see above)leachedso as to provide sufficient porosity, i. adequate absorption capacity for the electrolyte solution,to accomplish.
[0007] Diedurch diese Verfahren erhaltenen Beschichtungen werden nach demTrocknen zu prismatischen Zellen oder Wickelzellen verarbeitet (gewickelt),wobei als Zwischenlage ein so genannter Separator z.B. aus Cellgardo.ä. mitporösenStrukturen verwendet wird. Das derartig hergestellte System wirdeingehaust und vor dem Verschließen mit Leitsalzlösung gefüllt.Thecoatings obtained by these methods are used according to theDrying to prismatic cells or wound cells processed (wound),wherein as separator a so-called separator e.g. from Cellgardetc. WithporousStructures is used. The system thus produced becomeshoused and filled with conductive salt solution before sealing.
[0008] Einanderes Verfahren ist die Extrusion von Separator (Polymer-Gel-Elektrolyt)und einer Elektrode (US-A-4818643, EP-B-0 145 498) bzw. die Extrusionvon Anode, Separator und Kathode in parallel geschalteten Extrudernund nachfolgendem Zusammenführender drei Komponenten (DE-A-10020031).OneAnother method is the extrusion of separator (polymer gel electrolyte)and an electrode (US-A-4818643, EP-B-0 145 498) or extrusionof anode, separator and cathode in parallel extrudersand subsequent mergingof the three components (DE-A-10020031).
[0009] DE-A-10020031offenbart ein Extruderverfahren zur trägerlösungsmittelfreien Herstellungvon Lithium-Polymer Batterien.DE-A-10020031discloses an extruder process for carrier solvent-free productionof lithium polymer batteries.
[0010] Dievorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine verbesserte Lithium-Polymer-Zelle,eine verbesserte Lithium-Polymer-Batteriesowie verbesserte Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen.Diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Lithium-Polymer-Zellenach Anspruch 14, ein Verfahren nach Anspruch 15 und eine Lithium-Polymer-Batterienach Anspruch 19 gelöst.Bevorzugte Ausführungsformensind in den abhängigenUnteransprüchendefiniert.TheThe present invention has for its object to provide an improved lithium polymer cell,an improved lithium polymer batteryand to provide improved processes for their production.This object is achieved by a method according to claim 1, a lithium polymer cellaccording to claim 14, a method according to claim 15 and a lithium-polymer batterysolved according to claim 19.Preferred embodimentsare in the dependentdependent claimsAre defined.
[0011] Gemäß dem Vorstehendenbezieht sich die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellungeiner Lithium-Polymer-Zelle mit den Schritten: Herstellen einerTrockenmischung füreine Anode und einer Trockenmischung für eine Kathode, Extrudierender Trockenmischung fürdie Anode und der Trockenmischung für die Kathode zu einer Anodenmasseund einer Kathodenmasse, wobei wenigstens eine der Anodenmasse undder Kathodenmasse unter Zuführenvon Ethylencarbonat extrudiert wird, getrenntes Laminierender Anodenmasse und der Kathodenmasse auf einen Ableiter zu einemAnodenlaminat und einem Kathodenlaminat, wenigstens teilweisesEntfernen des Ethylencarbonats aus dem Anodenlaminat und/oder demKathodenlaminat, Kalandrieren des Anodenlaminats und des Kathodenlaminats,und Zusammenfügendes Anodenlaminats und des Kathodenlaminats mit einem dazwischenangeordneten Separator.In accordance with the foregoing, the present invention relates to a process for producing a lithium polymer cell, comprising the steps of: Preparing a dry mix for an anode and a dry mix for a cathode, Extruding the dry mix for the anode and the dry mix for the cathode to an anodes mass and a cathode mass, wherein at least one of the anode mass and the cathode mass is extruded while supplying ethylene carbonate, separately laminating the anode mass and the cathode mass onto an arrester to form an anode laminate and a cathode laminate, at least partially removing the ethylene carbonate from the anode laminate and / or the cathode laminate, Calendering the anode laminate and the cathode laminate, and Assembling the anode laminate and the cathode laminate with a separator therebetween.
[0012] DieVerwendung von Ethylencarbonat ermöglicht ein verbessertes Fließverhaltenbeim Extrudieren. In der vorliegenden Erfindung ist es unter anderemdeswegen vorteilhaft, das Ethylencarbonat in einem separaten Schrittnach dem Extrudieren zu entfernen, da eine Lithium-Polymer-Zelle,aus der das Ethylencarbonat entfernt wurde, bei der weiteren Verarbeitungzu einer Batterie leichter mit Elektrolyt befüllt werden kann. Durch dieVerwendung von Ethylencarbonat werden also bessere Konfektionierungsbedingungenerzielt. Durch das anschließendeKalandrieren wird zudem die Qualität der Elektroden hinsichtlichHaftung und Innenwiderstand weiter verbessert.TheUse of ethylene carbonate allows for improved flow behaviorwhen extruding. Among others, it is in the present inventiontherefore advantageous, the ethylene carbonate in a separate stepafter extruding, since a lithium polymer cell,from which the ethylene carbonate was removed in further processingto a battery can be easily filled with electrolyte. By theUse of ethylene carbonate will therefore be better confectioning conditionsachieved. By the subsequentCalendering is also concerned with the quality of the electrodesAdhesion and internal resistance further improved.
[0013] Esist zu beachten dass sich der Begriff „Elektrodenmasse" in der vorliegendenErfindung auf die Anodenmasse und/oder die Kathodenmasse bezieht.ItIt should be noted that the term "electrode mass" in the presentInvention relates to the anode material and / or the cathode material.
[0014] Zurbesseren Verarbeitbarkeit des mit Ethylencarbonat versetzten Materialswährenddes Extrudierens ist es bevorzugt, dass das Extrudieren bei Temperaturenvon 120–160°C erfolgt.tobetter processability of offset with ethylene carbonate materialwhileIn extrusion, it is preferred that extrusion at temperaturesof 120-160 ° C takes place.
[0015] Umdie Fließfähigkeitzu erhöhenund die Elektrodenmasse auf besonders verfahrensökonomische und einfache Weiseextrudieren zu können,ist es bevorzugt, dass das Ethylencarbonat zu 20 bis 40 Masse-%, mehrbevorzugt 25 bis 35 Masse-%, zu der Anodenmasse zugeführt wird,bezogen auf die Gesamtmasse der Anodenmasse.Aroundthe fluidityto increaseand the electrode mass in a particularly procedural economic and simple wayto extrude,For example, it is preferred that the ethylene carbonate be 20 to 40 mass%, morepreferably 25 to 35% by mass, to which anode mass is supplied,based on the total mass of the anode mass.
[0016] Ausden gleichen Gründenist es bevorzugt, dass das Ethylencarbonat zu 10 bis 30 Masse-%,mehr bevorzugt 15 bis 25 Masse-%, zu der Kathodenmasse zugeführt wird,bezogen auf die Gesamtmasse der Kathodenmasse.Outthe same reasonsit is preferred that the ethylene carbonate is 10 to 30% by mass,more preferably 15 to 25% by mass, to which cathode material is supplied,based on the total mass of the cathode material.
[0017] Umdie Weiterverarbeitbarkeit Anoden- und/oder Kathodenmasse und dasspätereBefüllender Zelle mit Elektrolyt zu verbessern, wird das Ethylencarbonatim Schritt des Entfernens des Ethylencarbonats bevorzugt zu 0,1–100 Masse-%,mehr bevorzugt zu 30–100Masse-% bezogen auf die gesamte Ethylencarbonatmasse entfernt.Aroundthe further processibility anode and / or cathode material and thelatterfillTo improve the cell with electrolyte, is the ethylene carbonatein the step of removing the ethylene carbonate, preferably 0.1-100 mass%,more preferably 30-100Mass% based on the total ethylene carbonate mass removed.
[0018] Umden Laminierungsschritt zu vereinfachen und erhöhte Haftung in diesem Schrittzwischen dem Ableiter und der Elektrodenmasse zu erzielen, wirddie Anodenmasse und/oder die Kathodenmasse bevorzugt mit einer Schichtdickevon 30–80 μm extrudiert.Aroundto simplify the lamination step and increased adhesion in this stepbetween the arrester and the electrode mass isthe anode material and / or the cathode composition preferably with a layer thicknessextruded from 30-80 microns.
[0019] Umeine erhöhteStabilitätund damit eine bessere weitere Verarbeitbarkeit der extrudiertenElektrodenmasse zu erzielen, werden die Anodenmasse und/oder dieKathodenmasse vorzugsweise zwischen eine Polyethylenfolie extrudiert.Aroundan increasedstabilityand thus a better further processability of the extrudedTo achieve electrode mass, the anode material and / or theCathode mass preferably extruded between a polyethylene film.
[0020] Hinsichtlichder Haftung zwischen dem Ableiter und der Elektrodenmasse ist esweitergehend vorteilhaft, dass das Laminieren z.B. bei Temperaturenvon 8090°Cerfolgt.Regardingit is the adhesion between the arrester and the electrode massfurther advantageous that lamination e.g. at temperaturesfrom 8090 ° Che follows.
[0021] Umein möglichsteinfaches und schnelles Entfernen des Ethylencarbonats zu erzielen,dessen Vorteile bereits oben beschrieben wurden, ist es bevorzugt,das Entfernen des Ethylencarbonats durch Erhitzen bei Temperaturenvon 140–200°C vorzunehmen.Aroundone possibleto achieve simple and rapid removal of the ethylene carbonate,its advantages have already been described above, it is preferableremoving the ethylene carbonate by heating at temperaturesfrom 140-200 ° C.
[0022] Zudemist es fürdie Produktionseffizienz vorteilhaft, wenn das Kalandrieren z.B.mit einer Geschwindigkeit von 4–5m/min erfolgt.moreoveris it forthe production efficiency is advantageous when calendering e.g.at a speed of 4-5m / min.
[0023] Dievorliegende Erfindung stellt zudem eine Lithium-Polymer-Zelle bereit, diedurch das vorstehend beschriebene Verfahren erhältlich ist.TheThe present invention also provides a lithium polymer cell whichobtainable by the method described above.
[0024] Zudembezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Lithium-Polymer-Batteriemit der vorstehenden Lithium-Polymer-Zelle sowie auf ein Verfahrenzur Herstellung einer solchen Batterie. Dabei kann die Lithium-Polymer-Zellewie nachstehend beschrieben zu einer Wickelzelle weiterverarbeitetwerden, allerdings sind auch andere Batterieformen mit der Zelle,beispielsweise Flachzellen, gut dafür geeignet, dass die Lithium-Polymer-Zelleder vorliegenden Erfindung in diesen verwendet wird.In addition, the present invention relates to a lithium polymer battery with the above Lithium polymer cell and a method for producing such a battery. In this case, the lithium polymer cell can be further processed into a wound cell as described below, but other battery shapes with the cell, such as flat cells, are well suited for using the lithium polymer cell of the present invention therein.
[0025] Dievorliegende Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahrenzur Herstellung einer Lithium-Polymer-Batterie mit den Schritten: Herstelleneiner Lithium-Polymer-Zelle durch das vorstehend beschriebene Verfahren, Wickelnder Lithium-Polymer-Zelle, Ausklingen der gewickelten Lithium-Polymer-Zellemit anschließendemKontaktieren, Einhausen der kontaktierten Lithium-Polymer-Zellein einem Gehäuseund Verschweißender Lithium-Polymer-Zelle mit dem Gehäuse, Trocknen der eingehaustenund verschweißtenLithium-Polymer-Zelle, Evakuierender getrockneten Lithium-Polymer-Zelle und Befüllen der evakuierten Lithium-Polymer-Zellemit Elektrolyt, Verschließender befülltenZelle mit anschließendemFormieren.The present invention further relates to a method for producing a lithium-polymer battery, comprising the steps of: Producing a lithium-polymer cell by the method described above, Winding the lithium polymer cell, Decay of the wound lithium-polymer cell followed by contact, Housing the contacted lithium polymer cell in a housing and welding the lithium polymer cell to the housing, Drying the housed and welded lithium polymer cell, Evacuating the dried lithium polymer cell and filling the evacuated lithium polymer cell with electrolyte, Closing the filled cell with subsequent forming.
[0026] Hinsichtlicheiner einfachen Verarbeitung bei ausreichender Sicherheit der Batterieist es vorteilhaft, dass das Verschließen vorzugsweise durch Vernietenerfolgt.Regardinga simple processing with sufficient safety of the batteryit is advantageous that the closure preferably by rivetinghe follows.
[0027] Esist zudem bevorzugt, dass das Formieren über 10–24 h erfolgt, da auf dieseWeise eine Batterie mit ausreichender Kapazität und hoher Zyklenstabilität besondersgut erhalten werden kann. Aus dem gleichen Grund ist es vorteilhaft,dass vor dem Formieren für1 bis 24 h ein Lagerungschritt durchgeführt wird.Itis also preferred that the formation takes place over 10-24 h, since on thisMake a battery with sufficient capacity and high cycle stability especiallycan be well preserved. For the same reason it is beneficialthat before forming for1 to 24 h a storage step is performed.
[0028] Dievorliegende Erfindung stellt zudem eine Lithium-Polymer-Batterie bereit,die durch das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellungeiner solchen Lithium-Polymer-Batterieerhältlichist. Diese Lithium-Polymer-Batterie besteht aus Anode, Kathode,Separator und Stromkollektoren, wobei der Separator jeweils zwischender Anode und der Kathode vorhanden ist und mit einer Mischung getränkt ist,die Elektrolyt enthält,der vorzugsweise mindestens ein Lithium-Leitsalz und ein aprotisches Lösungsmittelenthält.TheThe present invention also provides a lithium polymer batteryby the method of preparation described abovesuch a lithium-polymer batteryavailableis. This lithium polymer battery consists of anode, cathode,Separator and current collectors, the separator between eachthe anode and the cathode are present and soaked in a mixture,contains the electrolyte,preferably at least one lithium conducting salt and an aprotic solventcontains.
[0029] Weiterist es bevorzugt, dass in der Lithium-Polymer-Batterie gemäß der vorliegendenErfindung Li-interkalierbarer Kohlenstoff in der Anode enthaltenist. Zudem ist es bevorzugt, dass die Kathode Li-interkalierbareSchwermetalloxide enthält.Furtherit is preferred that in the lithium-polymer battery according to the presentInvention Li-intercalatable carbon contained in the anodeis. In addition, it is preferred that the cathode be Li-intercalatableContains heavy metal oxides.
[0030] Bevorzugtumfasst die Anodenmasse der Lithium-Polymer-Batterie interkalationsfähige synthetische und/odernatürlicheKohlenstoffmaterialien, insbesondere in einem Anteil von 80–95 Masse-%.Zudem ist es bevorzugt, dass die Kathodenmasse interkalationsfähiges Metalloxidumfasst, vorzugsweise in einem Anteil von 85–95 Masse-%.PrefersThe anode mass of the lithium-polymer battery includes intercalatable synthetic and / ornaturalCarbon materials, in particular in a proportion of 80-95% by mass.In addition, it is preferred that the cathode mass intercalatable metal oxidecomprises, preferably in a proportion of 85-95% by mass.
[0031] Esist bevorzugt, dass in den erfindungsgemäßen Verfahren die extrudiertenElektroden auf metallische Ableiterfolien auflaminiert werden. Entsprechendist es bevorzugt, dass die extrudierten Elektroden in der Lithium-Polymer-Zellebzw. der Lithium-Polymer-Batterie, die gemäß den Verfahren der vorliegendenErfindung hergestellt wurden, auf metallische Ableiterfolien auflaminiertsind. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass als Ableiter für die Kathodeprimerbeschichtete Aluminiumfolien verwendet werden, während alsAbleiter fürdie Anode bevorzugt primerbeschichtete Cu-Folien verwendet werden. Dabei wirdals Primer bevorzugt Terfluorprimer THV 220 D o.ä. eingesetzt.ItIt is preferred that in the inventive process, the extrudedElectrodes are laminated to metallic conductor foils. Correspondingit is preferred that the extruded electrodes in the lithium polymer cellor the lithium-polymer battery, which according to the methods of the presentInvention were laminated to metallic Ableitfolienare. It is particularly preferred that as a drain for the cathodeprimer-coated aluminum foils are used while asArrester forthe anode is preferably used primer-coated Cu films. It willpreferred as a primer is terfluorprimer THV 220 D or the like used.
[0032] AlsElektrolyt fürdie erfindungsgemäße Lithium-Polymer-Batterie wird bevorzugtein Gemisch aus Leitsalz und aprotischem Lösungsmittel verwendet.WhenElectrolyte forthe lithium-polymer battery according to the invention is preferredused a mixture of conducting salt and aprotic solvent.
[0033] DieLithium-Polymer-Batterie der vorliegenden Erfindung ist insbesonderefür einezylindrische Batterie vom so genannten Bobbin-Typ geeignet, wiesie z.B. in beschrieben wird. Beispielhaft lassen sich doppelte D-Zellen(DD-Zellen) mit einer Längevon 60–75mm bis hin zu einer längevon 120–150mm angeben.TheLithium polymer battery of the present invention is particularlyfor onecylindrical battery of the so-called bobbin type suitable asthey e.g. is described in. By way of example, double D cells can be used(DD cells) with a lengthfrom 60-75mm up to a lengthfrom 120-150specify mm.
[0034] ImFolgenden sollen die beigefügtenFiguren kurz erläutertwerden.in theThe following are the attachedFigures briefly explainedbecome.
[0035] Die 1 zeigteine Auftragung der spezifischen Kapazität gegen die Zyklenzahl für eine Lithium-Polymer-Batteriegemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung.The 1 shows a plot of the specific capacity versus the number of cycles for a lithium-polymer battery according to an embodiment of the present invention.
[0036] Die 2 zeigteine Auftragung der Entladekapazität gegen die Spannung für eine Ausführungsform derLithium-Polymer-Batteriegemäß der vorliegendenErfindung, die fürzwölf unterschiedlicheC-Raten ermittelt wurde.The 2 Figure 12 shows a plot of discharge capacity versus voltage for one embodiment the lithium-polymer battery according to the present invention, which was determined for twelve different C-rates.
[0037] Die 3 zeigteine Auftragung der Entladekapazität gegen die Spannung für eine Ausführungsform derLithium-Polymer-Batteriegemäß der vorliegendenErfindung, die bei einer konstanten Entladungsrate von C/2 für fünf unterschiedlicheTemperaturen ermittelt wurde.The 3 FIG. 12 shows a plot of discharge capacity versus voltage for an embodiment of the lithium polymer battery of the present invention determined at a constant discharge rate of C / 2 for five different temperatures. FIG.
[0038] Die 4 zeigteine Auftragung des Verhältnisseszwischen dem Strom und der durchschnittlichen Spannung während derEntladung bei fünfunterschiedlichen Temperaturen füreine Ausführungsformder Lithium-Polymer-Batterie gemäß der vorliegendenErfindung.The 4 Figure 12 shows a plot of the ratio between the current and the average voltage during discharge at five different temperatures for one embodiment of the lithium-polymer battery according to the present invention.
[0039] 5 zeigtso genannte Ragone-Auftragungen für eine Ausführungsform der Lithium-Polymer-Batteriegemäß der vorliegendenErfindung bei fünfunterschiedlichen Temperaturen. 5 shows so-called ragone plots for one embodiment of the lithium-polymer battery according to the present invention at five different temperatures.
[0040] ImFolgenden wird das Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Polymer-Zelle gemäß der Erfindung unterBezugnahme auf eine bevorzugte konkrete Ausführungsform näher erläutert.in theThe following is the method for producing a lithium polymer cell according to the invention underReference to a preferred specific embodiment explained in more detail.
[0041] Solangenichts anderes angegeben ist, bezieht sich in der Erfindung „%" auf „Masse-%".So longUnless otherwise indicated, in the invention "%" refers to "mass%".
[0042] Eswerden z.B. 91% Graphit (MCMB (Osaka Gas, SGB-L (Kropfmühl) mit1% Leitruß (Ensaco250,SuperP), 5% Kynar 761 und 3% Kynar 2801 vermischt und für 24 h bei130 °C imVakuum unter Argon getrocknet.Itare used e.g. 91% graphite (MCMB (Osaka gas, SGB-L (Kropfmühl) with1% carbon black (Ensaco250,SuperP), 5% Kynar 761 and 3% Kynar 2801 and mixed for 24 h130 ° C inVacuum dried under argon.
[0043] Z.B.werden 90% Al-dotiertes LiNiCoOx (H.C. Starck, TODA) mit 2% Leitruß (Ensaco250,SuperP), 5% Kynar 761 und 3% Kynar 2801 vermischt und für 24 h bei130°C imVakuum unter Argon getrocknet.For example,90% Al-doped LiNiCoOx (H.C. Starck, TODA) with 2% carbon black (Ensaco250,SuperP), 5% Kynar 761 and 3% Kynar 2801 and mixed for 24 h130 ° C inVacuum dried under argon.
[0044] AlsExtruder wird beispielsweise ein Doppelwellenextruder (Collin) verwendet,in dem die jeweilige, vorausgehend erhaltene Materialmischung gemischtund geknetet wird, währendEthylencarbonat zugeführt wird,indem dieses vorzugsweise übereine beheizte Pumpe (z.B. 80°C)gefördertwird.WhenExtruder, for example, a twin-screw extruder (Collin) is used,in which the respective, previously obtained material mixture mixedand kneaded whileEthylene carbonate is supplied,this preferably overa heated pump (e.g., 80 ° C)promotedbecomes.
[0045] DieExtrusion der vorstehend erhaltenen Trockenmischungen erfolgt indieser Ausführungsformbei etwa 160°Cmit Ethylencarbonat als Fließhilfsmittel.Ethylencarbonat ist nicht zyklenschädlich und ermöglicht durchKristallisation bei Raumtemperatur das spätere Laminieren der Elektrodeauf den metallischen Ableiter. Extrudiert wird in diesem Fall zwischenPolyethylenfolien (25 μm),was aber nicht unbedingt notwendig ist. Die erforderliche Schichtdicke(30–80μm) wird hierbeidurch Kalandrieren der im heißenZustand plastischen Masse erreicht. Die Temperatur des Kalandersbeträgtz.B. 90°C.Die Ethylencarbonat-Gehalte liegen in dieser Ausführungsformfür dieAnoden zwischen 25% und 35%, bei den Kathoden zwischen 15% und 25%.TheExtrusion of the dry mixtures obtained above takes place inthis embodimentat about 160 ° Cwith ethylene carbonate as flow aid.Ethylene carbonate is not harmful to the cycle and is made possible byCrystallization at room temperature, the subsequent lamination of the electrodeon the metallic arrester. Extruded in this case betweenPolyethylene films (25 μm),which is not necessary. The required layer thickness(30-80μm) is hereby calendering in the hotState of plastic mass reached. The temperature of the calenderise.g. 90 ° C.The ethylene carbonate contents are in this embodimentfor theAnodes between 25% and 35%, for cathodes between 15% and 25%.
[0046] Dievorausgehend extrudierten Elektroden werden z.B. bei 80–90 °C auf metallischeAbleiterfolien beidseitig auflaminiert. Für die Anoden wird beispielsweiseeine mit einer elektrochemischen Behandlung versehene, chromatfreieKupferfolie (Gould, Dicke 14–20 μm) verwendet.Zur Herstellung der Kathoden werden beispielsweise mit THV-Primer,z.B. THV 220 D, beidseitig beschichtete Aluminiumfolien (Toyo, Dicke20 um) verwendet. Die Elektroden könneen nach dem Laminieren ineinem IR-Ofen getrocknet werden. Dabei beträgt die Oberflächentemperaturauf der Folie vorzugsweise 140–200°C. Das Entfernendes Ethylencarbonats ermöglichtes, die gewickelten Zellen besser befüllen zu können.Thepreviously extruded electrodes are e.g. at 80-90 ° C on metallicAbleitfolien laminated on both sides. For the anodes, for examplea provided with an electrochemical treatment, chromate-freeCopper foil (Gould, thickness 14-20 microns) used.For the preparation of the cathodes, for example with THV primer,e.g. THV 220 D, both sides coated aluminum foil (Toyo, thickness20 μm). The electrodes can after lamination indried in an IR oven. The surface temperature is therebypreferably 140-200 ° C on the film. The removalof the ethylene carbonate allowsto be better able to fill the wound cells.
[0047] DieGeschwindigkleit des Kalandrierens beträgt z.B. 4–5 m/min.TheRate of calendering is e.g. 4-5 m / min.
[0048] Indieser Ausführungsformwerden die beidseitig beschichtete Anode (Cu) und die beidseitigbeschichtete Kathode (Al) werden zusammen mit 2 Lagen Separatordurch Wickeln zusammengefügt,so dass sich stets eine Abfolge von Anode-Separator-Kathode-Separator-Anode usw.ergibt.Inthis embodimentbe the both sides coated anode (Cu) and the two sidescoated cathode (Al) are combined with 2 layers of separatorassembled by winding,so that there is always a sequence of anode-separator-cathode-separator anode, etc.results.
[0049] DasFolgende bezieht sich auf eine bevorzugte konkrete Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Verfahrenszur Herstellung einer Lithium-Polymer-Batterie mit der vorstehenderhaltenen Lithium-Polymer-Zelle.TheThe following refers to a preferred specific embodimentthe method according to the inventionfor producing a lithium polymer battery with the aboveobtained lithium polymer cell.
[0050] Indieser Ausführungsformwird der Zellwickel an der Stirnseite ausgeklingt, so dass vorzugsweise2 Lamellenortsätzestehen bleiben, die dann mit einem Ableiterpol kontaktiert werden.Inthis embodimentthe cell coil is decoupled at the end, so that preferably2 lamella extensionsremain standing, which are then contacted with a Ableiterpol.
[0051] DasEinhausen und Verschweißenerfolgt gemäß bekanntenVerfahren.TheEinhausen and weldingtakes place in accordance with knownMethod.
[0052] Dererhaltene eingehauste und verschweißte Zellwickel wird in diesemFall im Vakuum getrocknet.Of thereceived encased and welded cell wraps is in thisCase dried in vacuum.
[0053] Indieser Ausführungsformwird anschließendder Zellwickel evakuiert, im Vakuum mit Elektrolyt befüllt unddann verschlossen. Das Verschließen erfolgt durch vernieten.Inthis embodimentwill followthe cell coil evacuated, filled with electrolyte in vacuo andthen closed. The closure is done by riveting.
[0054] DieZelle wird z.B. über10–24h formiert, wobei vor dem Formieren ein Lagerungsschritt von 1 bis24 h erfolgen kann.TheCell is e.g. above10-24h, wherein prior to forming a storage step from 1 to24 h can be done.
[0055] Für den Ablaufder einzelnen Verfahrensschritte der erfindungsgemäßen Verfahrengemäß der vorstehendbeschriebenen konkreten Ausführungsformenergibt sich:For the processthe individual process steps of the inventive methodaccording to the abovedescribed specific embodimentssurrendered:
[0056] DieWickellängepro Zelle beträgtin diesem Fall 3 m. Mit einer Geschwindigkeit von beispielsweiseV = 30 mm/s ergibt sich fürdie Anode oder Kathode eine Laminierung von 108 m/h, bzw. 54 m/hfür dieAnode und 54 m/h Kathode.Thewinding lengthper cellin this case 3 m. For example, at a speed ofV = 30 mm / s results forthe anode or cathode lamination of 108 m / h, or 54 m / hfor theAnode and 54 m / h cathode.
[0057] Mitder oben erwähntenbevorzugten Geschwindigkeit von V ≈ 4–5 m/minergibt sich füreinmaliges Kalandrieren eine Leistung von 300 m verarbeitetes Laminatpro Stunde, mit der Aufteilung 150 m/h Anode und 150 m/h Kathodelassen sich so 50 Zellen je h herstellen.Withthe above mentionedpreferred speed of V ≈ 4-5 m / minarises forone-time calendering a performance of 300 m of processed laminateper hour, with the division 150 m / h anode and 150 m / h cathodeit is possible to produce 50 cells per hour.
[0058] Inder vorstehend beschriebenen Ausführungsform können 8–10 Zellenje h gewickelt werden.InIn the embodiment described above, 8-10 cellsbe wound each h.
[0059] Inder vorstehend beschriebenen Ausführungsform können 8–10 Zellenje Arbeitskraft je Stunde hergestellt werden, wenn 4 Schnittvorgänge und4 Schweißungenvorgenommen werden und die hergestellte Stückzahl insgesamt groß ist.InIn the embodiment described above, 8-10 cellsper worker are produced per hour if 4 cutting operations and4 weldsbe made and the number of pieces produced is large.
[0060] Inder vorstehend beschriebenen Ausführungsform können 8–10 Zellenje Arbeitskraft je h ohne Rüstzeitenund bei genau passenden Teilen eingehaust und verschweißt werden.InIn the embodiment described above, 8-10 cellsper worker per hour without set-up timesand be housed and welded in exactly fitting parts.
[0061] DieTrockenzeit beträgtim Fall der vorstehenden Ausführungsform12 h, wobei die Kapazitätder Trocknungsvorrichtung bei 80 Zellen liegt.TheDrying time isin the case of the above embodiment12 h, the capacitythe drying device is 80 cells.
[0062] Wenndie Zellen zum Verschließenbeispielsweise vernietet werden, ergibt sich eine Produktionsleistungvon 12 Zellen je h, wobei Celgard als Separator verwendet werdenkann.Ifthe cells for closingFor example, riveted, results in a production capacityof 12 cells per hr, using Celgard as a separatorcan.
[0063] Inden nachstehenden Beispielen bezieht sich die Angabe „μm" stets auf die Dickeder jeweiligen dünnenFolien bzw. Filme.InIn the following examples, the term "μm" always refers to the thicknessthe respective thin onesSlides or films.
[0064] Ineinem Vakuum-Mischtrockner wird eine Mischung von 23,75 kg Lithiumcobaltoxid,1 kg Polyvinylidendifluorid (PvdF) und 0,25 kg Acetylenruß für 12 Stundenbei 120°Chomogenisiert und getrocknet.Ina vacuum mixer, a mixture of 23.75 kg of lithium cobalt oxide,1 kg of polyvinylidene difluoride (PvdF) and 0.25 kg of acetylene black for 12 hoursat 120 ° Chomogenized and dried.
[0065] Ineinem Vakuum-Mischtrockner wird eine Mischung von 23,5 kg MCMB(MesoCarbon Micro Beads) und 1,5 kg Polyvinylidendifluorid (PvdF) für 12 Stundenbei 120°Chomogenisiert und getrocknet.InIn a vacuum mixer, a mixture of 23.5 kg MCMB (MesoCarbon Micro Beads) and 1.5 kg polyvinylidene difluoride (PvdF) for 12 hoursat 120 ° Chomogenized and dried.
[0066] Dieim Beispiel 1 hergestellte Trockenmischung wird durch Zugabe von15 Gew.-% Ethylencarbonat (Kathode) bzw. durch Zugabe von 25 Gew.-%Ethylencarbonat (Anode) bei 130°Cin einem Doppelschneckenextruder zu einem thermoplastischen Filmaufgearbeitet und durch eine Düsezwischen zwei Polymer-Folien (PET, 25 μm) gepresst. Die Schichtdickeder Elektrode wird durch Auswalzen des plastischen Elektrodenfilms auf90 μm eingestellt.Die Elektrode wird mit den Deckfolien aufgerollt.TheDry mixture prepared in Example 1 is prepared by adding15% by weight of ethylene carbonate (cathode) or by adding 25% by weightEthylene carbonate (anode) at 130 ° Cin a twin-screw extruder to a thermoplastic filmworked up and through a nozzlepressed between two polymer films (PET, 25 microns). The layer thicknessThe electrode is formed by rolling out the plastic electrode film90 μm adjusted.The electrode is rolled up with the cover sheets.
[0067] Vonden im Beispiel 2 hergestellten Elektroden werden die Deckfolienabgewickelt und das Elektrodenmaterial bei einer Temperatur von60°C aufeinen Folienableiter (Kathode: Aluminium; Anode: Kupfer) beidseitigauflaminiert. Vor dem Aufwickeln der Elektroden wird das Ethylencarbonatin einem Infrarotofen thermisch entfernt.Fromthe electrodes prepared in Example 2 are the cover sheetsunwound and the electrode material at a temperature of60 ° C ona foil conductor (cathode: aluminum, anode: copper) on both sideslaminated. Before the electrodes are wound up, the ethylene carbonate becomesthermally removed in an infrared oven.
[0068] Diehergestellten Zellen werden gewickelt, so dass eine Lithium-Polymer-Zelleerhalten wird. Diese Lithium-Polymer-Zelle wird ausgeklingt, kontaktiert,eingehaust, evakuiert und mit Elektrolyt befüllt, so dass noch zu formierendeLithium-Polymer-Batterienerhalten werden.Theproduced cells are wound, leaving a lithium polymer cellis obtained. This lithium polymer cell is decayed, contacted,housed, evacuated and filled with electrolyte, so that still to be formedLithium polymer batteriesto be obtained.
[0069] ImFolgenden werden die physikalischen und elektrischen Eigenschaftender erhaltenen Lithium-Polymer-Batterien aufgeführt. Dabei wurden die entsprechendenMessungen jeweils an wie oben beschrieben formierten Zellen durchgeführt.Hereinafter, the physical and electrical properties of the obtained lithium Po lymer batteries listed. The corresponding measurements were carried out in each case on cells shaped as described above.
[0070] DieFormation der Batterien erfolgt mit einem konstanten Strom von 0,60A bis zu einem Potential von 4,2 V und anschließend bei konstantem Potenzialvon 4,2 V, bis der Strom auf < 0,12A gefallen ist (CCCV-constant current constant voltage). Die Entladungfindet mit 0,60 A bis zur unteren Spannungsgrenze von 3,0 V statt.Im Anschluss werden zur Qualitätssicherungund Kapazitätsbestimmungzwei weitere Zyklen durchgeführt.Die Ladung geschieht mit 1,8 A bis 4,2 V und bei konstantem Potenzialbis der Strom unter 0,18 A gefallen ist. Die Entladung erfolgt mit1,8 A bis zur Schlussspannung von 3,0 V.TheFormation of the batteries takes place with a constant current of 0.60A up to a potential of 4.2V and then at constant potentialfrom 4.2V until the current reaches <0.12A has fallen (CCCV-constant current constant voltage). The dischargetakes place at 0.60 A up to the lower voltage limit of 3.0V.Following are for quality assuranceand capacity determinationtwo more cycles performed.The charge happens with 1.8 A to 4.2 V and at constant potentialuntil the current has fallen below 0.18A. The discharge takes place with1.8 A to the final voltage of 3.0 V.
[0071] Umdie Zyklenstabilitätder in Beispiel 5 formierten Batterie zu messen, wird diese mit3 A bis 4,2 V geladen, dann wird in einer Konstantpotenzialphasebei 4,2 V nachgeladen, bis der Strom auf unter 0,3 A gefallen ist.Die Entladung erfolgt mit 4,8 A. Die untere Abschaltspannung beträgt 3,0 V.Die 1 zeigt eine Auftragung der spezifischen Kapazität gegendie Zyklenzahl. Wie aus 1 ersichtlich zeichnet sichdie gemäß der vorliegendenErfindung erhaltene Batterie durch eine hohe Zyklenbeständigkeitaus, d.h. die spezifische Kapazität nimmt selbst über große Zyklenzahlenhin nicht übermäßig ab.To measure the cycle stability of the battery formed in Example 5, it is charged at 3 A to 4.2 V, then recharged at 4.2 V in a constant potential phase until the current has fallen below 0.3 A. The discharge takes place at 4.8 A. The lower cut-off voltage is 3.0 V. The 1 shows a plot of the specific capacity versus the number of cycles. How out 1 As can be seen, the battery obtained according to the present invention is characterized by a high cycle stability, ie the specific capacity does not decrease excessively even over large numbers of cycles.
[0072] DieLadung der im Beispiel 5 erhaltenen formierten Batterie erfolgtmit 6 A bis 4,2 V, in einer Konstantpotenzialphase wird bei 4,2V nachgeladen, bis der Strom auf unter 0,6 A gefallen ist. Die Entladungerfolgt bei unterschiedlichen Strömen zwischen 6 (1C) und 126A (21C). Die untere Abschaltspannung beträgt 2,7 V.TheCharge of the formed battery obtained in Example 5 takes placewith 6 A to 4.2 V, in a constant potential phase is at 4.2V is charged until the current has fallen below 0.6A. The dischargeoccurs at different currents between 6 (1C) and 126A (21C). The lower cut-off voltage is 2.7 V.
[0073] Die 2 zeigteine Auftragung der Entladekapazität gegen die Spannung, wobeiin diesem Beispiel eine Entladekapazität/Spannungscharakteristik für zwölf unterschiedlicheC-Raten ermittelt wurde. Dabei zeigt sich über einen breiten Bereich derEntladekapazitätein fürBatterien erwünschtes überaus geringesAbsinken des Spannungswerts.The 2 shows a plot of the discharge capacity versus the voltage, in which example a discharge capacity / voltage characteristic was determined for twelve different C-rates. It shows over a wide range of discharge capacity for batteries desired extremely low drop in the voltage value.
[0074] DieserTest wurde analog zu Beispiel 7 durchgeführt, wobei Entladeprofile für unterschiedlicheBetriebstemperaturen bei einer konstanten Entladungsrate von C/2gemessen wurden. Die Ergebnisse sind in 3 gezeigt.Dabei zeigen die erfindungsgemäßen Batterienwie schon im Beispiel 7 selbst bei sehr tiefen und vergleichsweisehohen Temperaturen hervorragende Spannungscharakteristiken.This test was carried out analogously to Example 7, wherein discharge profiles for different operating temperatures at a constant discharge rate of C / 2 were measured. The results are in 3 shown. As in Example 7, the batteries according to the invention show excellent voltage characteristics even at very low and comparatively high temperatures.
[0075] Für die wieoben hergestellten Batterien gemäß der vorliegendenErfindung wurde fürverschiedenen Temperaturen das Verhältnis zwischen dem Strom einerseitsund der durchschnittlichen Spannung während der Entladung andererseitsbestimmt. Die in 4 gezeigten Ergebnisse veranschaulichendie hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Batterienhinsichtlich einer bei hoher Temperatur über einen großen Bereichdes Stromwerts sich nur geringfügigveränderndendurchschnittlichen Spannung.For the batteries according to the present invention as prepared above, for various temperatures, the ratio between the current, on the one hand, and the average voltage during on the other hand. In the 4 The results shown illustrate the excellent characteristics of the batteries according to the invention with respect to a high voltage over a wide range of the current value, only slightly changing average voltage.
[0076] Für die Hochernergiezellen,d.h. fürdie wie vorstehend erhaltenen Batterien, der vorliegenden Erfindungwurden so genannte Ragone-Auftragungen ermitttelt. Diese sind in 5 veranschaulicht.Im unteren Bereich der spezifischen Energie ist nur eine Impulsentladung über einigeSekunden möglich.In den Ragone-Auftragungen wird die Abhängigkeit der spezifischen Energie(in Wh/kg) von der spezifischen Leistung (in W/kg) angegeben, d.h.spezifische Energie (Wh/kg)/spezifische Leistung (W/kg). In diesemZusammenhang gibt Vlow die untere Abschaltspannungan.For the high energy cells, ie for the batteries obtained as above, of the present invention, so-called ragone plots were determined. These are in 5 illustrated. In the lower part of the specific energy only a pulse discharge over a few seconds is possible. The ragone plots show the specific energy dependence (in Wh / kg) of the specific power (in W / kg), ie specific energy (Wh / kg) / specific power (W / kg). In this context, V low indicates the lower cut-off voltage.
权利要求:
Claims (19)
[1]
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Polymer-Zellemit den Schritten: Herstellen einer Trockenmischung für eine Anodeund einer Trockenmischung füreine Kathode, Extrudieren der Trockenmischung für die Anodeund der Trockenmischung fürdie Kathode zu einer Anodenmasse und einer Kathodenmasse, wobeiwenigstens eine der Anodenmasse und der Kathodenmasse unter Zuführen vonEthylencarbonat extrudiert wird, getrenntes Laminieren derAnodenmasse und der Kathodenmasse auf einen Ableiter zu einem Anodenlaminat undeinem Kathodenlaminat, wenigstens teilweises Entfernen desEthylencarbonats aus dem Anodenlaminat und/oder dem Kathodenlaminat, Kalandrierendes Anodenlaminats und des Kathodenlaminats, und Zusammenfügen desAnodenlaminats und des Kathodenlaminats mit einem dazwischen angeordnetenSeparator.Process for producing a lithium polymer cellwith the steps:Preparing a dry mix for an anodeand a dry mix fora cathode,Extruding the dry mix for the anodeand the dry mix forthe cathode to an anode mass and a cathode mass, whereinat least one of the anode mass and the cathode mass while supplyingEthylene carbonate is extruded,separate lamination of theAnodenmasse and the cathode material on a trap to an anode laminate anda cathode laminate,at least partial removal of theEthylene carbonate from the anode laminate and / or the cathode laminate,calenderingthe anode laminate and the cathode laminate, andMerging theAnodenlaminats and the cathode laminate with an interposedSeparator.
[2]
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Extrudieren bei Temperaturen von 120–160°C erfolgt.Method according to claim 1, characterized in thatthe extrusion takes place at temperatures of 120-160 ° C.
[3]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Ethylencarbonat zu 20 bis 40 Masse-% zuder Anodenmasse zugeführtwird, bezogen auf die Gesamtmasse der Anodenmasse.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the ethylene carbonate to 20 to 40% by massfed to the anode massis based on the total mass of the anode mass.
[4]
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Ethylencarbonat zu 25 bis 35 Masse-% zu der Anodenmassezugeführtwird, bezogen auf die Gesamtmasse der Anodenmasse.Method according to claim 3, characterizedthat the ethylene carbonate to 25 to 35% by mass to the anode masssuppliedis based on the total mass of the anode mass.
[5]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Ethylencarbonat zu 10 bis 30 Masse-% zuder Kathodenmasse zugeführtwird, bezogen auf die Gesamtmasse der Kathodenmasse.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the ethylene carbonate to 10 to 30 mass% tofed to the cathode massis based on the total mass of the cathode material.
[6]
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass das Ethylencarbonat zu 15 bis 25 Masse-% zu der Kathodenmassezugeführtwird, bezogen auf die Gesamtmasse der Kathodenmasse.Method according to claim 5, characterized in thatthat the ethylene carbonate to 15 to 25 mass% to the cathode masssuppliedis based on the total mass of the cathode material.
[7]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Ethylencarbonat in dem Entfernungsschrittzu 0,1–100Masse-% bezogen auf die gesamte Ethylencarbonatmasse entfernt wird.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the ethylene carbonate in the removal stepto 0.1-100Mass% based on the total ethylene carbonate mass is removed.
[8]
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass das Ethylencarbonat in dem Entfernungsschritt zu 30–100 Masse-%bezogen auf die gesamte Ethylencarbonatmasse entfernt wird.Method according to claim 7, characterized in thatthe ethylene carbonate in the removal step is 30-100 mass%based on the total ethylene carbonate mass is removed.
[9]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Anodenmasse und/oder die Kathodenmassemit einer Schichtdicke von 30–80 μm extrudiertwird.Method according to one of the preceding claims, characterizedin that the anode mass and / or the cathode massextruded with a layer thickness of 30-80 micronsbecomes.
[10]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Anodenmasse und/oder die Kathodenmassezwischen eine Polyethylenfolie extrudiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterizedin that the anode mass and / or the cathode massis extruded between a polyethylene film.
[11]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Laminieren bei Temperaturen von 80–90°C erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the lamination takes place at temperatures of 80-90 ° C.
[12]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Entfernen des Ethylencarbonats durch Erhitzenbei Temperaturen von 140–200°C erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that the removal of the ethylene carbonate by heatingat temperatures of 140-200 ° C takes place.
[13]
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das Kalandrieren mit einer Geschwindigkeitvon 4–5m/min erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterizedcharacterized in that calendering at a speedfrom 4-5m / min.
[14]
Lithium-Polymer-Zelle, erhältlich durch ein Verfahrennach irgendeinem der Ansprüche1 bis 13.Lithium polymer cell, obtainable by a processaccording to any of the claims1 to 13.
[15]
Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Polymer-Batteriemit den Schritten: Herstellen einer Lithium-Polymer-Zelle durchein Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, Wickelnder Lithium-Polymer-Zelle, Ausklingen der gewickelten Lithium-Polymer-Zellemit anschließendemKontaktieren, Einhausen der kontaktierten Lithium-Polymer-Zellein einem Gehäuseund Verschweißender Lithium-Polymer-Zelle mit dem Gehäuse, Trocknen der eingehaustenund verschweißtenLithium-Polymer-Zelle, Evakuierender getrockneten Lithium-Polymer-Zelle und Befüllen der evakuierten Lithium-Polymer-Zellemit Elektrolyt, Verschließender befülltenZelle mit anschließendemFormieren.Process for producing a lithium-polymer batterywith the steps:Making a lithium polymer cell bya method according to any one of claims 1 to 13,Wrapthe lithium polymer cell,Ausklingen the wound lithium polymer cellfollowed byTo contact,Enclosing the contacted lithium polymer cellin a housingand weldingthe lithium-polymer cell with the housing,Dry the housedand weldedLithium-polymer cell,Evacuatethe dried lithium polymer cell and filling the evacuated lithium polymer cellwith electrolyte,closethe filledCell followed byForming.
[16]
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass das Verschließendurch Vernieten erfolgt.Method according to claim 15, characterized in thatthat closingdone by riveting.
[17]
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,dass das Formieren über10–24h erfolgt.Method according to claim 15 or 16, characterizedthat forming over10-24h takes place.
[18]
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichent,dass vor dem Formieren für 1bis 24 h ein Lagerungschritt durchgeführt wird.Method according to one of claims 15 to 17, characterizedthat before forming for 1a storage step is carried out until 24 h.
[19]
Lithium-Polymer-Batterie erhältlich durch ein Verfahrennach irgendeinem der Ansprüche15 bis 18.Lithium polymer battery available through a processaccording to any of the claims15 to 18.
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题
Wang et al.1999|Spinel Li [Li1/3Ti5/3] O4 as an anode material for lithium ion batteries
KR101273100B1|2013-06-13|고속 충방전 성능의 리튬 이차 셀
JP5092272B2|2012-12-05|Lead-acid battery and method for producing lead-acid battery
JP4177612B2|2008-11-05|Lithium ion secondary battery
DE69636385T2|2007-09-27|NON-aqueous SECONDARY CELL
CN1988222B|2013-03-20|阴极活性材料和锂离子二次电池
DE60212274T2|2007-05-31|ELECTROCHEMICAL DEVICE USING MULTICOMPONENTS COMPOSITE MEMBRANE FILM
US8592070B2|2013-11-26|Lithium rechargeable battery
US5772934A|1998-06-30|Process to produce lithium-polymer batteries
EP3208869B1|2019-10-09|Wiederaufladbare elektrochemische zelle
KR101313437B1|2013-10-01|리튬이온 전지용 양극, 그 제조방법, 및 상기 양극을 이용한 리튬이온전지
EP1665447B1|2017-04-12|Elektrochemische batteriezelle
EP2634841B1|2016-12-14|Separator mit Beschichtungsschicht einer anorganischen und organischen Mischung, und Batterie damit
DE60021239T2|2006-05-24|Rechargeable lithium battery and manufacturing method therefor
DE69936706T2|2008-04-30|LITHIUM BATTERY BACK
DE60103407T2|2005-06-02|ELECTRODE OF PARTICLES AND ELECTROLYTIC FOR A RECHARGEABLE LITHIUM-ION BATTERY
EP1359637B1|2006-05-31|Verfahren zur Herstellung eines galvanischen Elements
DE69908803T2|2004-05-19|CONNECTED ELECTRODE WITH PTC POLYMER
EP2197069A1|2010-06-16|Wiederaufladbare batterie mit einem wasserfreien elektrolyt und prozess zur herstellung der wiederaufladbaren batterie
DE3890245C2|1992-12-10|
JP5007061B2|2012-08-22|High-efficiency design lithium-ion secondary battery
US10637097B2|2020-04-28|Organic/inorganic composite electrolyte, electrode-electrolyte assembly and lithium secondary battery including the same, and manufacturing method of the electrode-electrolyte assembly
DE102017110902A1|2017-11-23|A Polymerization Process for Forming Polymeric Ultrathin Conformal Coatings on Electrode Materials
KR101503195B1|2015-03-16|이차 전지
WO2011024250A1|2011-03-03|非水電解液型リチウムイオン二次電池の製造方法
同族专利:
公开号 | 公开日
DE102004012476B4|2007-10-25|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
2005-10-06| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
2006-01-19| 8128| New person/name/address of the agent|Representative=s name: TBK-PATENT, 80336 MüNCHEN |
2006-01-19| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: DILO TRADING AG, ZUG, CH |
2008-04-24| 8364| No opposition during term of opposition|
2012-12-06| R088| Exclusive licence registered|
2015-03-26| R082| Change of representative|
2020-10-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
2020-11-20| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0010400000 Ipc: H01M0010050000 |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
DE102004012476A|DE102004012476B4|2004-03-15|2004-03-15|Process for producing a lithium polymer cell and a lithium polymer battery|DE102004012476A| DE102004012476B4|2004-03-15|2004-03-15|Process for producing a lithium polymer cell and a lithium polymer battery|
[返回顶部]