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1. WO2004021474 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF A SEPARATOR, ESPECIALLY FOR LITHIUM-ION BATTERIES

Publication Number WO/2004/021474
Publication Date 11.03.2004
International Application No. PCT/EP2003/007155
International Filing Date 04.07.2003
Chapter 2 Demand Filed 09.12.2003
IPC
B01D 69/12 2006.01
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
DSEPARATION
69Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
12Composite membranes; Ultra-thin membranes
H01M 2/14 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
2Constructional details, or processes of manufacture, of the non-active parts
14Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements
H01M 2/16 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
2Constructional details, or processes of manufacture, of the non-active parts
14Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements
16characterised by the material
CPC
H01M 50/44
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
44Fibrous material
H01M 50/449
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
449having a layered structure
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
Applicants
  • CREAVIS GESELLSCHAFT FÜR TECHNOLOGIE UND INNOVATION MBH [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • HENNIGE, Volker [DE]/[DE] (UsOnly)
  • HYING, Christian [DE]/[DE] (UsOnly)
  • HÖRPEL, Gerhard [DE]/[DE] (UsOnly)
Inventors
  • HENNIGE, Volker
  • HYING, Christian
  • HÖRPEL, Gerhard
Common Representative
  • CREAVIS GESELLSCHAFT FÜR TECHNOLOGIE UND INNOVATION MBH
Priority Data
102 38 940.324.08.2002DE
Publication Language German (DE)
Filing Language German (DE)
Designated States
Title
(DE) VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SEPARATORS, INSBESONDERE FÜR LITHIUM-IONEN-BATTERIEN
(EN) METHOD FOR THE PRODUCTION OF A SEPARATOR, ESPECIALLY FOR LITHIUM-ION BATTERIES
(FR) PROCEDE DE PRODUCTION D'UN SEPARATEUR, NOTAMMENT POUR BATTERIES IONS-LITHIUM
Abstract
(DE)
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Separatoren, insbesondere elektrische Separatoren sowie die Separatoren selbst. Ein elektrischer Separator ist ein Separator, der in Batterien und anderen Anordnungen, in denen Elektroden, z. B. unter Aufrechterhaltung von Ionenleitfähigkeit, voneinander separiert werden müssen, eingesetzt wird. Der Separator ist vorzugsweise ein dünner, poröser, isolierender Stoff mit hoher Ionendurchlässigkeit, guter mechanischer Festigkeit und Langzeitstabilität gegen die im System, z. B. im Elektrolyten der Batterie, verwendeten Chemikalien und Lösemittel. Er soll in Batterien die Kathode von der Anode elektrisch völlig isolieren. Außerdem muss er dauerelastisch sein und den Bewegungen im System, z. B. im Elektrodenpaket beim Laden und Entladen, folgen.Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst, bei dem ein Substrat mit einer porösen keramischen Beschichtung versehen wird, wobei der Beschichtungsprozess so gesteuert wird, dass das Substrat mit einer maximalen Spannung in Längsrichtung von 10 N/cm geführt wird. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Beschichtung eine deutlich höhere Haltbarkeit aufweist als bei Separatoren, die nach herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden, da eine Deformation, insbesondere elastische oder plastische Deformation, und ein Schrumpf des Substratmaterials weitestgehend vermieden wird.
(EN)
The invention relates to a method for the production of separators, especially electric separators, and the separators themselves. An electric separator is a separator which can be used in batteries and other devices wherein, for example, the electrodes must be separated from each other in order to maintain ion conductivity. Preferably, the separator is a thin, porous, isolating material which is highly permeable with respect to ions, which exhibits good mechanical resistance and long-term stability with regard to chemicals and solvents used in the system, i.e. in the electrolytes of the battery. The separator should fully insulate the cathode electrically from the anode. The separator must be permanently elastic and respond to movements in the system, e.g. in the electrode packet during charging and discharging. According to the invention, this is achieved by providing a substrate with a porous ceramic coating. The coating process is controlled in such a way that the substrate is guided with a maximum stress of 10N/cm in a longitudinal direction. Increased durability can be thus be obtained, in comparison with separators produced according to conventional methods, since a deformation, especially an elastic or plastic deformation, and shrinkage of the substrate material can be substantially avoided.
(FR)
L'invention concerne un procédé permettant de produire des séparateurs, notamment des séparateurs électriques, ainsi que les séparateurs en tant que tels. Un séparateur électrique est un séparateur utilisé dans des batteries et d'autres systèmes, dans lesquels des électrodes, par ex. avec maintien de la conductivité des ions, doivent être séparées. Ledit séparateur est de préférence une substance isolante, mince et poreuse, à haute perméabilité aux ions, présentant une bonne résistance mécanique et une bonne stabilité à long terme, vis-à-vis de produits chimiques et de solvants utilisés dans le système, par ex. dans les électrodes d'une batterie. Le séparateur doit isoler entièrement sur le plan électrique la cathode de l'anode, dans des batteries. Le séparateur doit en outre avoir une élasticité continue et suivre les mouvements intervenant dans le système, par ex. dans le paquet d'électrodes, au moment de la charge et de la décharge. A cet effet, il est prévu d'utiliser le procédé suivant, selon lequel un substrat est muni d'un revêtement céramique poreux. Le processus de revêtement est régulé de sorte que le substrat soit guidé avec une tension maximale dans le sens longitudinal de 10 N/cm. Cette mesure permet audit revêtement d'avoir une durabilité nettement supérieure à celle de séparateurs produits selon des procédés classiques, étant donné qu'une déformation, notamment une déformation élastique ou plastique et un retrait du matériau constituant le substrat sont évités dans une large mesure.
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