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1. WO2021255238 - LITHIUM-IONEN-ZELLE MIT HOHER SPEZIFISCHER ENERGIEDICHTE

Veröffentlichungsnummer WO/2021/255238
Veröffentlichungsdatum 23.12.2021
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2021/066609
Internationales Anmeldedatum 18.06.2021
IPC
H01M 10/052 2010.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
10Sekundärelemente; Herstellung derselben
05Akkumulatoren mit nichtwässrigen Elektrolyten
052Li-Akkumulatoren
H01M 10/0583 2010.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
10Sekundärelemente; Herstellung derselben
05Akkumulatoren mit nichtwässrigen Elektrolyten
058Aufbau oder Herstellung
0583von Akkumulatoren mit gefalteten Aufbauelementen, außer gewickelten, d.h. gefalteten positiven oder negativen Elektroden oder Trennelementen, z.B. mit "Z"-förmigen Elektroden oder Trennelementen
H01M 10/0587 2010.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
10Sekundärelemente; Herstellung derselben
05Akkumulatoren mit nichtwässrigen Elektrolyten
058Aufbau oder Herstellung
0587von Akkumulatoren, die nur gewickelte Aufbauelemente aufweisen, d.h. gewickelte positive Elektroden, gewickelte negative Elektroden und gewickelte Trennelemente
H01M 50/107 2021.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
50Bauliche Einzelheiten oder Herstellungsverfahren der nicht-aktiven Teile von elektrochemischen Zellen mit Ausnahme von Brennstoffzellen, z.B. Hybrid-Zellen
10Primäre Gehäuse, Ummantelungen oder Hüllen einer einzelnen Zelle oder einzelnen Batterie
102gekennzeichnet durch ihre Form oder physikalische Struktur
107mit kurvenförmigem Querschnitt, z.B. rund oder elliptisch
H01M 50/409 2021.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
50Bauliche Einzelheiten oder Herstellungsverfahren der nicht-aktiven Teile von elektrochemischen Zellen mit Ausnahme von Brennstoffzellen, z.B. Hybrid-Zellen
40Scheider; Membranen; Scheidewände; Abstandsstücke im Inneren der Zellen
409Scheider, Membranen oder Scheidewände, gekennzeichnet durch das Material
H01M 50/559 2021.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
MVerfahren oder Mittel, z.B. Batterien, für die direkte Umwandlung von chemischer in elektrische Energie
50Bauliche Einzelheiten oder Herstellungsverfahren der nicht-aktiven Teile von elektrochemischen Zellen mit Ausnahme von Brennstoffzellen, z.B. Hybrid-Zellen
50Stromleitende Verbindungen für Zellen oder Batterien
543Polanschlüsse
552gekennzeichnet durch ihre Form
559Polanschlüsse, angepasst für Zellen mit kurvenförmigem Querschnitt, z.B. runde, elliptische oder knopfförmige Zellen
CPC
H01M 10/052
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
05Accumulators with non-aqueous electrolyte
052Li-accumulators
H01M 10/0587
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
05Accumulators with non-aqueous electrolyte
058Construction or manufacture
0587of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
H01M 50/107
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
50Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
102characterised by their shape or physical structure
107having curved cross-section, e.g. round or elliptic
H01M 50/409
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
50Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
H01M 50/559
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
50Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
50Current conducting connections for cells or batteries
543Terminals
552characterised by their shape
559Terminals adapted for cells having curved cross-section, e.g. round, elliptic or button cells
Y02E 60/10
YSECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
60Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
10Energy storage using batteries
Anmelder
  • VARTA MICROBATTERY GMBH [DE]/[DE]
Erfinder
  • PYTLIK, Edward
  • ENSLING, David
Vertreter
  • OSTERTAG & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB
Prioritätsdaten
20181273.219.06.2020EP
Veröffentlichungssprache Deutsch (de)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) LITHIUM-IONEN-ZELLE MIT HOHER SPEZIFISCHER ENERGIEDICHTE
(EN) LITHIUM-ION CELL WITH A HIGH SPECIFIC ENERGY DENSITY
(FR) PILE LITHIUM-ION À HAUTE DENSITÉ D'ÉNERGIE SPÉCIFIQUE
Zusammenfassung
(DE) Bekannt ist eine Lithium-Ionen-Zelle (100), die einen bandförmigen Elektroden-Separator-Verbund (104) mit der Sequenz Anode (120) / Separator (118) / Kathode (130) umfasst, wobei die Anode (120) und die Kathode (130) jeweils einen Stromkollektor (110; 115) mit einem ersten und einen zweiten Längsrand (110e; 115e) umfassen und die Stromkollektoren jeweils einen Hauptbereich (122, 126), der mit einer Schicht aus dem jeweiligen Elektrodenmaterial (123, 125) beladen ist, sowie einen freien Randstreifen (121, 117), der sich entlang des ersten Längsrands (110e, 115e) erstreckt und der nicht mit dem Elektrodenmaterial beladen ist, aufweisen. Der Verbund (104) liegt in Form eines Wickels mit zwei endständigen Stirnseiten vor und ist von einem Gehäuse umschlossen. Die Anode (120) und die Kathode (130) sind innerhalb des Verbunds (104) versetzt angeordnet, so dass der erste Längsrand (110e) des Anodenstromkollektors aus einer der endständigen Stirnseiten und der erste Längsrand (115e) des Kathodenstromkollektors aus der anderen der endständigen Stirnseiten austritt. Die Zelle (100) weist ein metallisches Kontaktelement (101a, 102, 155) auf, mit dem einer der ersten Längsränder (110e, 115e) in unmittelbarem Kontakt steht und durch Verschweißung verbunden ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Separator (118) mindestens ein anorganisches Material umfasst, das seine Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen Belastungen verbessert.
(EN) A lithium ion cell (100) is known comprising a strip-type electrode-separator composite (104) with the sequence: anode (120 / separator (118) / cathode (130), wherein the anode (120) and the cathode (130) each comprise a current collector (110; 115) with a first and a second longitudinal edge (110e, 115e) and the current collectors each have a main region (122, 126) provided with a layer made of the respective electrode material (123, 125), and a free edge strip (121, 117) extending along the first longitudinal edge (110e, 115e) and not provided with the electrode material. The composite (104) is provided in the form of a winding with two terminal end sides and is surrounded by a housing. The anode (120) and the cathode (130) are arranged offset within the composite (104), such that the first longitudinal edge (110) of the anode current collector passes out of one of the terminal end sides and the first longitudinal edge (115e) of the cathode current collector passes out of the other one of the terminal end sides. The cell (100) has a metal contact element (101a, 102, 155), with which one of the first longitudinal edges (110e, 115e) is in direct contact and is connected via welding. According to the invention, the separator (118) comprises at least one inorganic material which improves its resistance to thermal stress.
(FR) L'invention concerne une pile au lithium-ion (100) qui est connue en ce qu'elle comprend un composite électrode-séparateur de type bande (104) séquencé comme suit : anode (120) / séparateur (118) / cathode (130). L'anode (120) et la cathode (130) comprennent chacune un collecteur de courant (110 ; 115) avec un premier et un second bord longitudinal (110e, 115e) et les collecteurs de courant présentent chacun une région principale (122, 126) pourvue d'une couche constituée du matériau d'électrode respectif (123, 125), et une bande de bord libre (121, 117) s'étendant le long du premier bord longitudinal (110e, 115e) et non pourvue du matériau d'électrode. Le composite (104) se présente sous la forme d'un enroulement ayant deux côtés d'extrémité terminaux et est entouré par un boîtier. L'anode (120) et la cathode (130) sont disposées de manière décalée à l'intérieur du composite (104), de telle sorte que le premier bord longitudinal (110) du collecteur de courant d'anode sort de l'un des côtés d'extrémité de borne et que le premier bord longitudinal (115e) du collecteur de courant de cathode passe à l'extérieur de l'autre côté d'extrémité de borne. La pile (100) présente un élément de contact métallique (101a, 102, 155) qui est en contact direct et relié par soudage à l'un des premiers bords longitudinaux (110e, 115e). Selon l'invention, le séparateur (118) comprend au moins un matériau inorganique qui améliore sa résistance à la contrainte thermique.
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