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1. (WO2012110219) METAL-SULPHUR BATTERY SYSTEM
Latest bibliographic data on file with the International Bureau   

Pub. No.:    WO/2012/110219    International Application No.:    PCT/EP2012/000609
Publication Date: 23.08.2012 International Filing Date: 10.02.2012
IPC:
H01M 2/40 (2006.01), H01M 10/39 (2006.01)
Applicants: VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT [DE/DE]; 38436 Wolfsburg (DE) (For All Designated States Except US).
SCHEFFLER, Rouven [DE/DE]; (DE) (For US Only).
WINTER, Martin [DE/DE]; (DE) (For US Only).
PASSERINI, Stefano [IT/DE]; (DE) (For US Only).
SPEIDEL, Angela-Kristina [DE/DE]; (DE) (For US Only).
GRÖGER, Oliver [DE/DE]; (DE) (For US Only)
Inventors: SCHEFFLER, Rouven; (DE).
WINTER, Martin; (DE).
PASSERINI, Stefano; (DE).
SPEIDEL, Angela-Kristina; (DE).
GRÖGER, Oliver; (DE)
Agent: VOLKSWAGEN AG [DE/DE]; Brieffach 1770 38436 Wolfsburg (DE)
Priority Data:
10 2011 011 797.0 19.02.2011 DE
10 2011 120 959.3 20.10.2011 DE
Title (DE) METALL-SCHWEFEL-BATTERIESYSTEM
(EN) METAL-SULPHUR BATTERY SYSTEM
(FR) SYSTÈME DE BATTERIE MÉTAL-SOUFRE
Abstract: front page image
(DE)Die Erfindung betrifft ein Metall-Schwefel-Batteriesystem mit mindestens einer elektrochemischen Metall-Schwefel-Zelle (2, 2a, 2b, 2c, 2d). Die Metall-Schwefel-Zelle (2, 2a, 2b, 2c, 2d) besitzt einen Schichtaufbau aus einer auf einem Metall basierenden Anode (3), einer auf Schwefel basierenden Kathode (4, 4a, 4b) und einem die Anode (3) und die Kathode (4) trennenden Separator (5, 5a, 5b), der durchlässig ist für Ionen des Metalls. Ferner umfasst die Metall-Schwefel-Zelle (2, 2a, 2b, 2c, 2d) noch einen mit der Anode (3) in elektrischer Wirkverbindung stehenden Anodenableiter (7) und einen mit der Kathode (4) in elektrischer Wirkverbindung stehenden Kathodenableiter (8). Der Separator (5, 5a) ist mindestens dreischichtig aufgebaut mit einer mittleren Schicht (15), die einen flüssigen und/oder gelartigen Elektrolyt (6) enthält, und je mindestens einer Festelektrolytschicht (16, 17) zwischen der mittleren Schicht (15) und der Anode (3) einerseits und der Kathode (4) andererseits. Alternativ oder zusätzlich kann der Separator (5, 5b) mindestens zweischichtig aufgebaut sein, mit einer der Kathode (4) zugewandten, Anionen blockierenden Schicht (25), die eine Ionen-Leitfähigkeit für die Ionen des Metalls hat, die mindestens 100-fach höher ist als die Ionen-Leitfähigkeit für ein Sm2--lon aus der Gruppe m = 2 bis 8, und einer für zumindest die Ionen des Metalls durchlässigen Polymerelektrolytschicht (26), die der Anode (3) zugewandt ist. Der Separator (5, 5b) hat eine Dicke (d2) von mindestens 10 μm, wobei die Polymerelektrolytschicht (26) dicker als die der Kathode (4) zugewandte, Anionen blockierende Schicht (25) ist und eine Ionen-Leitfähigkeit für die Ionen des Metalls von mindestens 10-4 S/cm hat.
(EN)The invention relates to a metal-sulphur battery system having at least one electrochemical metal-sulphur cell (2, 2a, 2b, 2c, 2d). The metal-sulphur cell (2, 2a, 2b, 2c, 2d) has a layer structure comprising an anode (3) which is based on a metal, a cathode (4, 4a, 4b) which is based on sulphur, and a separator (5, 5a, 5b) which separates the anode (3) and the cathode (4) and is permeable to ions of the metal. The metal-sulphur cell (2, 2a, 2b, 2c, 2d) also comprises an anode conductor (7), which is electrically operatively connected to the anode (3), and a cathode conductor (8) which is electrically operatively connected to the cathode (4). The separator (5, 5a) is of at least three-layer construction with a central layer (15) which contains a liquid and/or gel-like electrolyte (6), and in each case at least one solid electrolyte layer (16, 17) between the central layer (15) and the anode (3) on the one hand and the cathode (4) on the other. As an alternative or in addition, the separator (5, 5b) can be of at least two-layer construction, with a layer (25) which faces the cathode (4), blocks anions and has an ion conductivity for the ions of the metal which is at least 100 times greater than the ion conductivity for an Sm2- ion from the group where m = 2 to 8, and a polymer electrolyte layer (26) which is permeable to at least the ions of the metal and faces the anode (3). The separator (5, 5b) has a thickness (d2) of at least 10 μm, wherein the polymer electrolyte layer (26) is thicker than the layer (25) which faces the cathode (4), blocks anions and has an ion conductivity for the ions of the metal of at least 10-4 S/cm.
(FR)L'invention concerne un système de batterie métal-soufre doté d'au moins un élément métal-soufre électrochimique (2, 2a, 2b, 2c, 2d). L'élément métal soufre (2, 2a, 2b, 2c, 2d) possède une structure de couche constituée d'une anode (3) à base de métal, d'une cathode (4, 4a, 4b) à base de soufre et d'un séparateur (5, 5a, 5b) séparant l'anode (3) et la cathode (4) et laissant passer les ions du métal. L'élément métal-soufre (2, 2a, 2b, 2c, 2d) comprend en outre encore un déflecteur d'anode (7) en liaison fonctionnelle électrique avec l'anode (3) et un déflecteur de cathode (8) en liaison fonctionnelle électrique avec la cathode (4). Le séparateur (5, 5a) comprend au moins trois couches, une couche centrale (15) contenant un électrolyte liquide et/ou ayant la consistance d'un gel (6) et respectivement au moins une couche d'électrolyte solide (16, 17) entre la couche centrale (15) et l'anode (3) et la cathode (4). En variante ou en plus, le séparateur (5, 5b) peut comprendre au moins deux couches, une couche (25) bloquant les anions tournée vers la cathode (4) et présentant une conductivité ionique pour les ions du métal au moins 100 fois plus élevée que la conductivité ionique pour un ion Sm2- choisi dans le groupe m = 2 à 8, et une couche d'électrolyte polymère (26) laissant passer au moins les ions du métal et tournée vers l'anode (3). Le séparateur (5, 5b) présente une épaisseur (d2) d'au moins 10 μm, la couche d'électrolyte polymère (26) étant plus épaisse que la couche (25) tournée vers la cathode (4) et bloquant les anions et présentant une conductivité ionique pour les ions du métal supérieure à au moins 10-4 S/cm.
Designated States: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
African Regional Intellectual Property Organization (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
Eurasian Patent Organization (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM)
European Patent Office (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
African Intellectual Property Organization (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Publication Language: German (DE)
Filing Language: German (DE)