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invention
Fédération de Russie Patent RU2242825

LITHIUM (Li / SO2) BATTERIE

LITHIUM (/ SO 2 Li) batteries

Nom de l'inventeur: Pleshakov MS (RU); Belonenko SA (RU); Yalyushev NI (RU)
Le nom du titulaire du brevet: Engineering Company Ltd. "HIT Orion"
Adresse pour la correspondance: 346410, région de Rostov, Novotcherkassk, st .. Maïakovski, 32, société d'ingénierie "Orion HIT", MS Pleshakova
Date de début du brevet: 2242825

L'invention se rapporte à l' industrie électrique et peut être utilisée dans la fabrication de Li / SO 2 batterie.

Le résultat technique de l'invention est d'augmenter l'explosion Li / SO 2 batterie, augmentant ses ressources, et la suppression du procédé dendritoobrazovaniya sur la surface de l' électrode de lithium. Selon l'invention , la surface du séparateur faisant face à l'anode, ce qui provoque la couche de 40-60 microns d' épaisseur de séparation qui se compose de 90 à 95% en poids de graphite et d'une solution colloïdale fluoroplastique. - 5,10% en poids, sur la base de résidu sec ..

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à l' industrie électrique et peut être utilisée dans la fabrication de piles Li / SO2.

invention Connu (Lithium Ion Getter électrode et une meilleure cellule électrochimique contenant le même: Pat 5,006,428 US MKI 5 H 01 M 2/16 / Gocbel Franz Hossain Sohrab; Yardney technique produit, Inc. - №442033; déclarant 23.11 ..... 89; Publ 09/04/91 ;. NKI 429/101) pour éviter d' endommager la batterie avec une anode de lithium, en raison de la croissance des dendrites pendant la charge et la surcharge (0,9 M dans thionyle LiAlCl 4) propose d'utiliser une électrode de getter est placé entre la cathode et l' anode et isolées à partir des séparateurs de ces électrodes. L'électrode getter steklovoylochnoy est faite de papier avec une mince couche de graphite avec un mélange de charbon et agit en tant que cathode avec une densité de courant relativement faible. Atteint électrode getter dissoudre les dendrites, la durée de vie d'une batterie au lithium est sensiblement augmentée et conserve sa capacité.

Toutefois, des études ont montré que l'utilisation décrite dans la demande, l'électrode de piégeage dans des batteries au lithium, conduit à une perte substantielle d'auto-décharge et la capacité de la batterie.

batterie connue de lithium (prototype), où la surface de l' anode est traitée électroniquement conductrice revêtement carboné particulaire qui non seulement favorise la formation de la couche de passivation stable et empêche l'apparition de dendrites , mais réduit également la résistance interfaciale, la maintenir à ce niveau pendant toute la durée de la batterie entière. (Surface discontinue de l'électrode dans une interface de particules de la batterie au lithium pour les cellules électrolytiques et procédé électrolytique : Pat 5,503,946, MKI H 04 M 4/62 / Fauteux Denis G., Shi Jic, Gary Richard, Arthur D. Little, Inc. №314878; .. 29.09.1994 déclaré ;. Publ 02/04/1996 ;. NKI 429/50).

Cependant, l'utilisation décrite dans le brevet de l'anode ainsi revêtue ne conduit pas à la formation d'une couche de passivation stable et inhibe le processus de formation de dendrites dans la mesure qui satisferait aux exigences pour les batteries au lithium. Des études ont montré que le revêtement de la composition est donnée dans le brevet, caractérisé en ce que la fragilité. Épluchage est produite revêtement de carbone sur la surface de l'électrode de lithium et les dendrites formées sur la surface du lithium ouverte, complètement détruit la couche appliquée de matière de carbone. Dendrites détruit séparateur, un court-circuit se produit, et les modèles de batterie ont été détruits par l'explosion.

Avant que les auteurs ont eu une tâche d'augmenter la batterie / Li explosion SO2, ce qui augmente ses ressources en formant un procédé de dendritoobrazovaniya de la couche de passivation et la suppression stable à la surface de l' électrode de lithium.

Ce problème est résolu par le fait que sur la surface de séparation faisant face à l'anode, la couche revêtue 40-60 microns d' épaisseur de séparateur, constitué de graphite de 90 à 95 en poids.% D'une solution colloïdale et de polytétrafluoréthylène en poids de 5 à 10.%, En un résidu sec.

L'invention consiste dans le fait que les dendrites formées sur la surface de l'électrode de lithium sont court-circuitées à la couche de séparation, qui est déposée sur la surface du séparateur faisant face à l'électrode de lithium. En conséquence de cette interaction sur la surface de l'électrode de lithium forme une couche de passivation stable qui empêche le processus de dendritoobrazovaniya. Introduit dans la couche de séparation du liant (solution colloïdale polytétrafluoréthylène) maintient fermement sur la surface du séparateur et lui confère de bonnes propriétés en matière plastique. L'épaisseur de 40-60 microns en raison des caractéristiques de résistance de la couche de séparation. Avec une épaisseur inférieure à 40 microns, la couche d'espacement ne possède pas les caractéristiques de résistance souhaitées et ne remplit pas sa fonction pendant toute la durée de la batterie entière. L'épaisseur de la couche d'espacement 60 micromètres pas pratique parce Cela conduit à un épaississement des électrodes et ne bloque pas l'effet positif de plus, qui ont été obtenus lorsque l'épaisseur de la couche d'espacement 60 microns. Lorsqu'il est exposé à la couche de séparation de dendrites au moment initial de la bicyclette et à augmenter, ce qui réduit l'épaisseur du bloc d'électrodes (l'effet de "respirer") pendant le cycle ultérieur ne modifie pas la couche de séparation, il ne se fissure pas et ne se détache pas de la surface du séparateur, et remplit ses fonctions pendant toute la durée de vie de la batterie.

RESUME DE L'INVENTION

Pour la fabrication de la couche de séparation en utilisant colloïdale grade graphite C-1 et solution colloïdale PTFE (eau-alcool suspension de PTFE) marque F4-D BSKHIT marque séparateur. solution préparée de graphite en suspension aqueuse dans un rapport d'alcool en PTFE utilisé 90 à 95% en poids de graphite et de la suspension hydroalcoolique fluoroplastique. - 5 à 10% en poids du résidu sec .. La solution a été appliquée par pulvérisation sur la surface du séparateur n'a pas été recuite pour former une couche de 40-60 microns d' épaisseur. Les séparateurs sont séchés à une température de 100 ± 5 ° C pendant 1 heure et recuites à une température de 280-300 ° C pendant 5-10 minutes.

exemple
Pour les essais a été collecté 4 Series piles R6 de taille des échantillons de laboratoire (3 pièces dans chaque série) et de particules électrodes de lithium, un séparateur à deux couches et l'électrolyte BSKHIT Li-AlCl 4 · NSO 2 (n est de 3 à 9).

Des essais ont été effectués sur un support automatique de charge-décharge. La charge et de décharge densité de courant de 1 mA / cm 2.

Les résultats des tests des piles mises en page en fonction du nombre et de l'épaisseur de la séparation de la couche de graphite dans le tableau.

Batterie au lithium. Fédération de Russie Patent RU2242825

Des essais ont montré que la composition et l'épaisseur proposée de la couche d'espacement permettent d'explosion et d'en prolonger la durée de vie des batteries.

Les exemples donnés la composition et l'épaisseur de la couche d'espacement en conformité avec les caractéristiques énoncées dans les revendications, et une batterie de test assemblé avec séparateur revêtu d'une couche de séparation, confirment la possibilité d'une réalisation pratique de l'invention revendiquée avec la réalisation dudit résultat technique. Sur la base de ce qui précède, on peut conclure selon l'invention, le critère de la "applicabilité industrielle" revendiquée.

Ainsi, l'analyse de l'art antérieur ci-dessus nous permet d'affirmer que nous avons la combinaison revendiquée des caractéristiques essentielles énoncées dans les revendications, on ne sait pas, qui répond à l'un des critères - «nouveauté».

Etude des solutions techniques afin d'identifier les caractéristiques essentielles de la présente invention, ce qui coïncide avec les caractéristiques du prototype a constaté que le contact de l'invention revendiquée ne doit pas être clairement à l'homme du métier de l'art antérieur. Nous croyons que la solution proposée répond au critère de «activité inventive».

Sur la base de ce qui précède, nous pensons que notre solution technique proposée peut être trouvé à la présente invention et protégée par le brevet de la Fédération de Russie.

REVENDICATIONS

Li / SO 2 batterie comprenant une anode, un séparateur, une cathode, et une couche d' électrolyte de séparation d'un matériau en carbone, caractérisé en ce que la couche de séparation de 40-60 microns d' épaisseur déposés sur la surface du séparateur faisant face à l'anode, et se compose d'un graphite - 90-95 en poids .% et une solution PTFE colloïdal de 5-10 poids.% de résidu sec.

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Date de publication 05.11.2006gg