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WO2008141999A1 - Elektrochemischer energiespeicher - Google Patents

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WO2008141999A1
WO2008141999A1 PCT/EP2008/055975 EP2008055975W WO2008141999A1 WO 2008141999 A1 WO2008141999 A1 WO 2008141999A1 EP 2008055975 W EP2008055975 W EP 2008055975W WO 2008141999 A1 WO2008141999 A1 WO 2008141999A1
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oxygen
electrochemical energy
cathode
energy store
store according
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PCT/EP2008/055975
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French (fr)
Inventor
Sabine Thiemann-Handler
Martin Holger Koenigsmann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to US12/600,780 priority patent/US9608301B2/en
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to an electrochemical energy store according to the preamble of claim 1.
  • lithium-ion accumulators are currently used. These have energy densities of up to approximately 200 Ah / kg as high-energy batteries. As high-performance batteries, energy densities up to approximately 100 Ah / kg are achieved.
  • the solution according to the invention comprises an electrochemical energy store comprising at least one anode and at least one cathode in an electrolyte solution, wherein lithium peroxide (L12O2) is formed at the cathode.
  • L12O2 lithium peroxide
  • the cathode is connected to an oxygen reservoir.
  • the cathode is porous. In this case, it is preferred if the cathode forms a sufficiently large reaction space for volume work during loading and unloading. When charging the electrochemical energy storage lithium peroxide is decomposed and formed during discharge.
  • the cathode comprises a lattice structure which has a carrier material as the reaction surface.
  • the grid structure is preferably made of a metal. Suitable metals are, for example, aluminum, copper, nickel, iron vanadium and alloys of these metals. Furthermore, graphites and other conductive carbon compounds or conductive organic polymers are also suitable.
  • the grid material preferably serves as a current conductor at the same time.
  • the carrier material preferably also contains an electrically conductive material.
  • This is for example graphite.
  • a binder such as a fluorinated copolymer or latex.
  • a suitable fluorinated copolymer is, for example, PVdF.
  • the binder preferably also contains other additives and catalysts.
  • the catalyst used is, for example, electrolytic manganese dioxide (EMD).
  • EMD electrolytic manganese dioxide
  • the cathode is connected to an oxygen reservoir.
  • the oxygen in the oxygen storage is chemically bound in the form of an oxygen-containing compound.
  • the oxygen contained in the oxygen reservoir is stored physically. By storing the oxygen in the oxygen storage ensures that the oxygen required for the cathode reaction is not contaminated by water or carbon dioxide.
  • the oxygen storage When the oxygen is chemically bound in the form of an oxygen-containing compound, the oxygen storage preferably surrounds the cathode.
  • the storage of oxygen takes place, for example, in the form of an oxide, which releases the oxygen easily.
  • the oxygen contained in the oxygen storage is contained in, for example, an oxygen tank or adsorbed in a storage medium.
  • the oxygen tank is preferably a pressure vessel in which pressurized oxygen is contained.
  • the oxygen storage is a gas space within the electrochemical energy storage.
  • the gas space in this case is separated by the cathode from the anode, the separator and the electrolyte.
  • the gas space is sufficiently large to provide sufficient oxygen for a charge and discharge cycle.
  • the oxygen storage is connected via a valve to the cathode.
  • the oxygen storage is preferably the pressure vessel.
  • the oxygen is adsorptively bound in a storage medium, it is possible, on the one hand, for the oxygen to be supplied or removed via a valve of the cathode in order to regulate the oxygen supply or for the oxygen storage in which the oxygen is adsorptively stored, directly connected to the cathode.
  • the oxygen storage a mixture of oxygen and at least one for the electrochemical contains inert gas.
  • the inert gas is usually nitrogen. The use of the mixture of nitrogen and oxygen increases the safety during operation of the electrochemical energy store, since such a mixture is less reactive than pure oxygen.
  • This principle can be applied to a wide variety of designs of electrochemical energy storage.
  • systems with liquid, solid or gel electrolytes can be used.
  • an electrolyte is preferably used in which at least one lithium salt is dissolved in an organic solvent.
  • Suitable lithium salts are, for example, LiPF 6 , LiAsF 6 or LiBOB (lithium bisoxalatoborate). These lithium salts can be used with various organic solvents.
  • Suitable organic solvents are, for example, carbonates or ethers.
  • the electrolyte also serves as a separator.
  • the solid electrolyte is generally a polyether, polyethylene oxide or polypropylene oxide together with a dissolved lithium salt, the lithium salt preferably containing a large anion.
  • the advantage of the solid electrolyte is that, in contrast to the liquid electrolyte, it is generally incombustible and the accumulator thus has greater reliability.
  • the conductivity of solid electrolytes can be improved by dispensing ceramic powder or silica vapor in the polymer, thereby forming a nanocomposite as a polymer electrolyte with improved conductivity.
  • polyvinylidene fluoride as the matrix polymer, the conductivity can be improved.
  • a polymer matrix also forms the basis for gel electrolytes. This is swollen by the addition of a liquid electrolyte.
  • the gel electrolyte combines the advantages of a liquid electrolyte, namely its better ionic conductivity, and the solid electrolyte, namely the higher safety in operation.
  • Suitable polymers are, for example, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate and polyvinylidene fluoride, and also a copolymer of polyvinylidene fluoride with hexafluoropropylene. len. Further increased safety can be achieved by impregnating microporous membranes with a gel polymer.
  • Suitable anodes contain metallic lithium.
  • a separator is used between the anode and the cathode.
  • This is generally a membrane which is permeable to the electrolyte, or at least to anions or cations, from the electrolyte.
  • Suitable materials for the separator are, for example, polypropylene, polyethylene, fluorinated or ceramic-coated hydrocarbons, fiberglass or cellulose-based materials.
  • any other materials for the separator which are known to the person skilled in the art, for example, from lithium-ion accumulators.
  • each individual cell contains at least one cathode and at least one anode.
  • each individual cell is connected to an oxygen storage.
  • the oxygen storage is preferably connected via valves to the individual cells.
  • the oxygen supply to the cathode is controlled for example by a control system. This regulates in particular the supply of oxygen or removal to the individual cells via the valves.
  • the control system can be coupled, for example, with a battery management system of the module.
  • the state of charge and the SOH (state of health) of the individual cells can be determined via functional parameters of the individual cells, such as the pressure or the chemical potential of the oxygen in the chemical compound in connection with the cell voltage.
  • the battery management system can best control the module and, if connected to the control system for the valve, also control the supply and exhaust of oxygen to regulate the module.
  • Such a scheme is not possible with other types of accumulators due to the design with an oxygen storage, which is connected via valves to the individual cells of the module.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electrochemical device according to the invention
  • Figure 2 shows a schematic representation of an inventive electrochemical energy storage with a gel or solid electrolyte.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a module of several individual cells.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electrochemical energy store according to the invention with a liquid electrolyte.
  • An electrochemical energy store 1 comprises a first chamber 3 in which an anode 5 is contained.
  • the anode 5 is an anode which is customary, for example, for lithium-ion accumulators, as is known to the person skilled in the art.
  • a suitable anode 5 contains, for example, an intercalation compound based on graphite, a tin and / or silicon-containing alloy or metallic lithium.
  • the electrochemical energy store 1 comprises a second chamber 7, in which a cathode 9 is accommodated.
  • the cathode 9 is preferably porous.
  • a suitable cathode comprises a lattice structure having a support material as the reaction surface.
  • a support material is applied as a reaction surface for the cathode reaction on a metal mesh or metal mesh, which also serves as a current conductor.
  • the carrier material as the reaction surface is, for example, a graphite with a binder, for example fluorinated copolymers, such as PVdF, or latex.
  • the support material may contain additives and / or catalysts, for example EMD (electrolytic manganese dioxide).
  • the metal net is for example an aluminum net.
  • the first chamber 3 and the second chamber 7 are separated from each other by a separator 11.
  • the separator 11 is, for example, a semipermeable membrane. Suitable materials for the separator include, for example, polypropylene, polyethylene, fluorinated hydrocarbons, ceramics-coated hydrocarbons, fiberglass, cellulosic materials, or mixtures of the foregoing materials.
  • a gas space 13 is contained in the second chamber 7, in which, for example, oxygen can be stored.
  • the gas space 13 also serves as a reaction space for the reaction of lithium with oxygen to form lithium peroxide.
  • the gas space 13 is connected to an oxygen reservoir 17 via a valve 15.
  • oxygen storage 17 is any conventional oxygen storage known in the art.
  • This may be, for example, a chemical or physical oxygen storage.
  • a chemical oxygen storage 17 as described above, the oxygen is stored in the form of an oxygen-containing compound, for example, an oxide which easily releases oxygen.
  • the oxygen storage 17 is, for example, a pressure vessel.
  • the oxygen it is also possible for the oxygen to be adsorbed in a storage medium, for example.
  • Suitable oxides for the chemical storage of oxygen are, for example, Li 2 O, MgO, FeO, Fe 2 O 3 , TiO 2 , V 2 O 5 , Mn 2 O 4 , MnO 4 " , Nb 2 O 5.
  • oxygen storage Also metallo-porphyrins or other biomimetic compounds can be used.
  • Suitable adsorbents in which the oxygen is adsorbed are, for example, perlite, activated carbon or zeolites.
  • the oxygen storage is contained in the gas space 13.
  • the oxygen reservoir 17 is connected to the gas space 13 via the valve 15.
  • electrolyte 19 When using a liquid electrolyte in the first chamber 3 in addition to the anode 5 and an electrolyte 19 is included.
  • the electrolyte 19 encloses the anode 5 so that it dips into the electrolyte 19. To be able to generate a current flow, it is necessary that electrolyte 19 is also contained in the second chamber 7.
  • the electrolyte is in this case between the cathode 9 and the separator 11. Usually, the separator 11 is also impregnated with the electrolyte 19.
  • the cathode 9 simultaneously serves as a separator in order to avoid that electrolyte 19 enters the gas space 13. However, it is necessary that electrolyte 19 penetrate into the cathode 9 so that the necessary reaction can take place within the cathode.
  • FIG. 2 shows an inventive electrochemical energy storage is shown in which a solid electrolyte or gel electrolyte is used.
  • an electrochemical energy store 1 in which a liquid E lektrolyt 19 is used, as shown in Figure 1, it is when using a solid electrolyte 21, as shown in Figure 2, not required, a separator 11 a - add.
  • the anode 5 and the cathode 9 are separated by the solid electrolyte 21.
  • the anode 5 does not dip in the solid electrolyte 21 but generally a layer structure is provided in which the anode 5, the solid electrolyte 21 and the cathode 9 are connected to each other ,
  • the gas space 13 adjoins the cathode 9, in which the reaction of lithium with oxygen takes place to form lithium peroxide.
  • the oxygen supply is also carried out in the embodiment shown in Figure 2 by an oxygen reservoir 17, which is connected via a valve 15 to the gas space 13.
  • an oxygen reservoir 17 which is connected via a valve 15 to the gas space 13.
  • the gas space 13 simultaneously serves as an oxygen reservoir.
  • the oxygen can be stored both physically and chemically.
  • FIG. 3 schematically shows a module made up of a plurality of individual cells.
  • a module 23 comprises a plurality of individual cells 25.
  • the individual cells 25 each correspond to the electrochemical energy store 1, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the oxygen supply to the individual cells 25 can take place, for example, via individual oxygen stores, wherein each individual cell 25 is connected to its own oxygen storage. In the embodiment illustrated here, however, all individual cells 25 are supplied with oxygen via a common oxygen reservoir 27.
  • the oxygen storage 27 is connected via a connection 29 with the individual individual cells 25. The connection takes place in each case on the cathode side of the individual cells 25.
  • a valve 31 is provided in the connection 29 in front of each cell. Via the valve 31, the oxygen supply or discharge to the individual cells 25 can be controlled.
  • the control of the valves 31 is preferably carried out via a control system 33.
  • each valve 31 is connected via a control line 35 to the control system 33.
  • the control system 33 for example, the state of charge of the individual cells 25 and the SOH of the individual cells 25 is determined. This is done, for example, via the pressure or chemical potential of the oxygen in the compound along with the cell voltage.
  • Corresponding sensors with which the pressure or the chemical potential can be absorbed are known to the person skilled in the art. It can be used any pressure sensors or sensors for detecting the chemical potential, which are not attacked by the operation of the electrochemical energy storage.
  • the module 23 can thus be ideally adjusted. In order to adjust, it is also possible to use the oxygen supply or removal by driving the valves 31.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher (1), umfassend mindestens eine Anode (5) und mindestens eine Kathode (7) in einem Elektrolyten (19, 21), wobei an der Kathode (9) durch Reaktion von Lithiumionen mit Sauerstoff Lithiumperoxid erzeugt wird. Die Kathode (9) ist mit einem Sauerstoffspeicher (17, 27) verbunden.

Description

Beschreibung
Titel
Elektrochemischer Energiespeicher
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um hohe Energiedichten zu erzielen werden derzeit Lithium-Ionen- Akkumulatoren eingesetzt. Diese besitzen als Hochenergieakkus Energiedichten bis ungefähr 200 Ah/kg. Als Hochleistungsakkus werden Energiedichten bis ungefähr 100 Ah/kg erreicht.
Die Energiedichte heutzutage eingesetzter Lithium-Ionen-Akkumulatoren ist jedoch insbe- sondere für Anwendungen in Elektro- und Hybridfahrzeugen nicht ausreichend. Auch ist mit der derzeit eingesetzten Technologie, die auf Interkalationskathoden und -anöden basiert nur eine langsame Steigerung der Energiedichte möglich. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Interkalationskathoden nur die Hälfte der Energiedichte der Anode liefern. Aus diesem Grund werden neue Konzepte gesucht, die eine Steigerung der Energiedichte von Lithium-Ionen- Akkumulatoren erlauben.
T. Ogasawara et al., „Rechargeable L12O2 Electrode for Lithium Batteries", J. Am. Chem. Soc, 2006, 128, Seiten 1390 bis 1393, beschreibt eine poröse Elektrode, an welcher Lithium direkt mit Sauerstoff aus der Luft reagiert. Mit einer derartigen Sauerstoff-Kathode können 5 bis 10 mal so hohe Energiedichten erzielt werden als mit herkömmlichen Lithium- Ionen-Akkumulatoren, die eine Interkalationskathode verwenden. Um Sauerstoff aufnehmen und wieder abgeben zu können, ist es jedoch notwendig, dass die elektrochemische Zelle offen sein muss. Andererseits muss jedoch auch verhindert werden, dass Wasser oder Kohlendioxid aus der Luft in die Zelle gelangen, da diese Verbindungen dort zu Nebenreak- tionen führen können, die die Leistung und Lebensdauer entscheidend verringern bzw. die Lithiumanode unbrauchbar machen können. Zudem können derartige Nebenreaktionen explosiv ablaufen. Um zu verhindern, dass Wasser oder Kohlendioxid an die Anode gelangen können, ist es zum Beispiel bekannt, eine keramische Membran einzusetzen, die verhindert, dass Feuchtigkeit oder Fremdgase zur Anode gelangen. Jedoch wird auch durch eine derartige Membran nicht die Reaktion des Elektrolyten mit Wasser ausgeschlossen, zudem könnte die mechanische Stabilität der Membran ein Problem sein. So bildet sich zum Beispiel im Elektrolyten durch Reaktion von LiPF6 mit Wasser Flusssäure, die zu verschiedenen Alte- rungsmechanismen führt, indem sie zum Beispiel Elektroden angreift.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lösung umfasst einen elektrochemischen Energiespeicher, umfassend mindestens eine Anode und mindestens eine Kathode in einer Elektrolytlösung, wobei an der Kathode Lithiumperoxid (L12O2) gebildet wird. Erfindungsgemäß ist die Kathode mit einem Sauerstoffspeicher verbunden. Vorteil des Sauerstoffspeichers ist es, dass es nicht notwendig ist, die elektrochemische Zelle zur Umgebung hin offen zu gestalten. Es wird kein Sauerstoff aus der Luft benötigt. Hierdurch ist es möglich, Sauerstoff einzusetzen, der frei von Verunreinigungen, zum Beispiel durch Wasser oder Kohlendioxid ist. Unerwünschte Nebenreaktionen an den Elektroden werden vermieden.
Um eine ausreichend große Reaktionsfläche bereitzustellen, ist die Kathode in einer bevorzugten Ausführungsform porös. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Kathode einen ausreichend großen Reaktionsraum für die Volumenarbeit während des Ladens und Entladens bildet. Beim Laden des elektrochemischen Energiespeichers wird Lithiumperoxid zersetzt und beim Entladen gebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Kathode eine Gitterstruktur, die ein Trägermaterial als Reaktionsoberfläche aufweist. Die Gitterstruktur ist vorzugsweise aus einem Metall gefertigt. Geeignete Metalle sind zum Beispiel Aluminium, Kupfer, Nickel, Eisen Vanadium und Legierungen dieser Metalle. Weiterhin sind auch Graphite und andere leitfähige Kohlenstoffverbindungen oder leitfähige organische Polymere geeignet. Das Gittermaterial dient dabei vorzugsweise gleichzeitig als Stromableiter.
Das Trägermaterial enthält vorzugsweise ebenfalls ein stromleitendes Material. Dies ist zum Beispiel Graphit. Um das Graphit auf der Gitterstruktur aufzubringen ist dieses zum Beispiel in einem Bindemittel, beispielsweise einem fluorierten Copolymer oder Latex dispergiert. Ein geeignetes fluoriertes Copolymer ist zum Beispiel PVdF. Weiterhin sind in dem Bindemittel vorzugsweise auch weitere Additive und Katalysatoren enthalten. Als Katalysator wird zum Beispiel elektrolytisches Mangandioxid (EMD) eingesetzt. Erfindungsgemäß ist die Kathode mit einem Sauerstoffspeicher verbunden. In einer ersten Ausführungsform ist der Sauerstoff im Sauerstoffspeicher chemisch in Form einer sauerstoffhaltigen Verbindung gebunden. In einer alternativen Ausführungsform ist der im Sauer- Stoffspeicher enthaltene Sauerstoff physikalisch gespeichert. Durch das Speichern des Sauerstoffs im Sauerstoffspeicher wird gewährleistet, dass der für die Kathodenreaktion benötigte Sauerstoff nicht durch Wasser oder Kohlendioxid verunreinigt ist.
Wenn der Sauerstoff chemisch in Form einer sauerstoffhaltigen Verbindung gebunden ist, umgibt der Sauerstoffspeicher vorzugsweise die Kathode. Die Speicherung des Sauerstoffs erfolgt dabei zum Beispiel in Form eines Oxides, welches den Sauerstoff leicht abgibt. Alternativ ist es auch möglich, dass als Sauerstoffspeicher Metallo -Porphyrine oder andere biomimetische Verbindungen eingesetzt werden. Wichtig ist hierbei nur, dass der Sauerstoff leicht aus dem Sauerstoffspeicher an die Kathode abgegeben werden kann, um die Reaktion von Lithiumionen, die durch den Elektrolyten von der Anodenseite zur Kathode transportiert werden, mit Sauerstoff zu Lithiumperoxid zu ermöglichen.
Wenn der im Sauerstoffspeicher enthaltene Sauerstoff physikalisch gespeichert ist, so ist dieser zum Beispiel in einem Sauerstofftank enthalten oder in einem Speichermittel adsor- biert. Der Sauerstofftank ist dabei vorzugsweise ein Druckbehälter, in welchem unter Druck stehender Sauerstoff enthalten ist. Alternativ ist es auch möglich, dass der Sauerstoffspeicher ein Gasraum innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers ist. Der Gasraum ist in diesem Fall durch die Kathode von der Anode, dem Separator und dem Elektrolyten getrennt. Der Gasraum ist dabei ausreichend groß auszubilden, um genügend Sauerstoff für einen Lade- und Entladezyklus bereitzustellen. Bevorzugt ist der Sauerstoffspeicher über ein Ventil mit der Kathode verbunden. In diesem Fall ist der Sauerstoffspeicher bevorzugt der Druckbehälter. Durch die Verwendung des Druckbehälters lässt sich das Volumen der Zelle erheblich reduzieren, da kein Platz für den Gasraum innerhalb der Zelle vorgesehen werden muss. Über das Ventil erfolgt die Zufuhr oder Abfuhr des Sauerstoffes von der porösen Kathode.
Auch wenn der Sauerstoff adsorptiv in einem Speichermedium gebunden ist, so ist es einerseits möglich, dass der Sauerstoff über ein Ventil der Kathode zu- oder abgeführt wird, um die Sauerstoffzufuhr zu regeln oder dass sich der Sauerstoffspeicher, in dem der Sauerstoff adsorptiv gespeichert ist, direkt an die Kathode anschließt.
Neben der Bereitstellung von reinem Sauerstoff ist es auch möglich, dass der Sauerstoffspeicher eine Mischung aus Sauerstoff und mindestens einem für die elektrochemische Re- aktion inerten Gas enthält. Das inerte Gas ist üblicherweise Stickstoff. Durch den Einsatz der Mischung aus Stickstoff und Sauerstoff wird die Sicherheit beim Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers erhöht, da ein derartiges Gemisch weniger reaktiv ist als reiner Sauerstoff.
Das Laden und Entladen des elektrochemischen Energiespeichers erfolgt gemäß folgender Reaktionsgleichung :
2Li+ + 2e- + O2 - Li2O2
Dieses Prinzip lässt sich auf verschiedenste Bauweisen der elektrochemischen Energiespeicher anwenden. So können zum Beispiel Systeme mit flüssigen, festen oder Gelelektrolyten eingesetzt werden.
Bei Systemen mit flüssigen Elektrolyten wird vorzugsweise ein Elektrolyt eingesetzt, bei dem mindestens ein Lithiumsalz in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist. Geeignete Lithiumsalze sind zum Beispiel LiPF6, LiAsF6 oder LiBOB (Lithium-Bisoxalatoborat). Diese Lithiumsalze können mit verschiedenen organischen Lösungsmitteln eingesetzt werden. Geeignete organische Lösungsmittel sind zum Beispiel Carbonate oder Ether.
Bei Lithium-Ionen-Akkumulatoren mit festem Elektrolyten, sogenannten Lithium- Polymerbatterien, dient der Elektrolyt gleichzeitig auch als Separator. Der feste Elektrolyt ist im Allgemeinen ein Polyether, Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid zusammen mit einem gelösten Lithiumsalz, wobei das Lithiumsalz vorzugsweise ein großes Anion enthält. Vorteil des festen Elektrolyten ist, dass dieser im Allgemeinen im Gegensatz zu den flüssigen Elektrolyten nicht brennbar ist und der Akkumulator somit eine größere Betriebssicherheit aufweist. Die Leitfähigkeit von festen Elektrolyten lässt sich zum Beispiel verbessern, indem Keramikpulver oder Siliziumdioxid-Dampf im Polymer dispensiert wird, wodurch ein Nanokomposit als Polymerelektrolyt mit verbesserter Leitfähigkeit entsteht. Auch durch Verwendung von Polyvinylidenfluorid als Matrixpolymer kann die Leitfähigkeit verbessert werden.
Wie bei festen Elektrolyten bildet auch bei Gelelektrolyten eine Polymermatrix die Basis. Diese wird durch Zugabe eines flüssigen Elektrolyten aufgequollen. Hierdurch kombiniert der Gelelektrolyt die Vorteile eines flüssigen Elektrolyten, nämlich dessen bessere Ionenleitfähigkeit, und des festen Elektrolyten, nämlich die höhere Sicherheit im Betrieb. Als Polymere eignen sich zum Beispiel Polyethylenoxid, Polyacrylonitril, Polymethylmethacrylat und Polyvinylidenfluorid sowie ein Copolymer von Polyvinylidenfluorid mit Hexafluoropropy- len. Eine weiter erhöhte Sicherheit lässt sich dadurch erzielen, dass mikroporöse Membranen mit einem Gelpolymer imprägniert werden.
Geeignete Anoden enthalten metallisches Lithium.
Üblicherweise wird zwischen der Anode und der Kathode ein Separator eingesetzt. Hierbei handelt es sich im Allgemeinen um eine Membran, die entweder für den Elektrolyten oder zumindest für Anionen oder Kationen aus dem Elektrolyten durchlässig ist. Geeignete Materialien für den Separator sind zum Beispiel Polypropylen, Polyethylen, fluorierte oder mit Keramiken beschichtete Kohlenwasserstoffe, Fiberglas oder Materialien auf Basis von CeI- lulose. Es können aber auch beliebige andere Materialien für den Separator verwendet werden, die dem Fachmann zum Beispiel aus Lithium-Ionen- Akkumulatoren bekannt sind.
Um eine höhere Energiedichte zu erzielen, ist es üblich, ein Modul aus mehreren Einzelzel- len aufzubauen, wobei jede Einzelzelle jeweils mindestens eine Kathode und mindestens eine Anode enthält. Bei einem solchen Modul aus mehreren Einzelzellen ist es einerseits möglich, dass jede einzelne Zelle mit einem Sauerstoffspeicher verbunden ist. Bevorzugt ist es jedoch, dass jeweils mindestens zwei Zellen mit einem gemeinsamen Sauerstoffspeicher verbunden sind. Insbesondere ist es bevorzugt, dass alle Einzelzellen einen gemeinsamen Sau- erstoffspeicher aufweisen. Der Sauerstoffspeicher ist dabei vorzugsweise über Ventile mit den Einzelzellen verbunden. Die Sauerstoffzufuhr zur Kathode wird dabei zum Beispiel durch ein Steuerungssystem gesteuert. Dieses regelt insbesondere die Sauerstoffzufuhr oder Abfuhr zu den Einzelzellen über die Ventile. Das Steuerungssystem kann dabei zum Beispiel mit einem Batteriemanagementsystem des Moduls gekoppelt sein. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel über Funktionsparameter der Einzelzellen wie dem Druck oder das chemische Potential des Sauerstoffs in der chemischen Verbindung in Zusammenhang mit der Zellspannung der Ladezustand und der SOH (State of Health) der Einzelzellen ermitteln. Auf diese Weise kann das Batteriemanagementsystem das Modul bestmöglich einregeln und, sofern es mit dem Steuerungssystem für die Ventil verbunden ist, auch die Zufuhr und Ab- fuhr von Sauerstoff steuern, um das Modul einzuregeln. Eine solche Regelung ist aufgrund der Bauweise mit einem Sauerstoffspeicher, welcher über Ventile mit den Einzelzellen des Moduls verbunden ist, bei anderen Arten von Akkumulatoren nicht möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfϊndungsgemäßen elektrochemischen
Energiespeichers für flüssigen Elektrolyt,
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung für einen erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicher mit einem Gel- bzw. Festelektrolyt.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Moduls aus mehreren Einzelzellen.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichers mit einem flüssigen Elektrolyt.
Ein elektrochemischer Energiespeicher 1 umfasst eine erste Kammer 3, in welcher eine A- node 5 enthalten ist. Die Anode 5 ist dabei eine zum Beispiel für Lithium-Ionen- Akkumulatoren übliche Anode, wie sie dem Fachmann bekannt ist. Eine geeignete Anode 5 enthält zum Beispiel eine Interkalationsverbindung auf Basis von Graphit, eine zinn- und/oder siliziumhaltige Legierung oder metallisches Lithium.
Weiterhin umfasst der elektrochemische Energiespeicher 1 eine zweite Kammer 7, in der eine Kathode 9 aufgenommen ist. Um einen ausreichend großen Reaktionsraum für die Reaktion von Lithium mit Sauerstoff zu Lithiumperoxid bereitzustellen, ist die Kathode 9 vor- zugsweise porös. Eine geeignete Kathode umfasst zum Beispiel eine Gitterstruktur, die ein Trägermaterial als Reaktionsoberfläche aufweist. Zur Herstellung wird zum Beispiel ein Trägermaterial als Reaktionsoberfläche für die Kathodenreaktion auf einem Metallnetz oder Metallgitter aufgebracht, das gleichzeitig als Stromableiter dient. Das Trägermaterial als Reaktionsoberfläche ist zum Beispiel ein Graphit mit Bindemittel, zum Beispiel fluorierte Copolymere, wie PVdF, oder Latex. Weiterhin kann das Trägermaterial Additive und/oder Katalysatoren, zum Beispiel EMD (elektrolytisches Mangandioxid) enthalten. Das Metallnetz ist zum Beispiel ein Aluminiumnetz.
Die erste Kammer 3 und die zweite Kammer 7 werden durch einen Separator 11 voneinan- der getrennt. Der Separator 11 ist zum Beispiel eine semipermeable Membran. Geeignete Materialien für den Separator sind zum Beispiel Polypropylen, Polyethylen, fluorierte Kohlenwasserstoffe, mit Keramiken beschichtete Kohlenwasserstoffe, Fiberglas, Materialien auf Basis von Cellulose oder Mischungen aus vorgenannten Materialien. Weiterhin ist in der zweiten Kammer 7 ein Gasraum 13 enthalten, in welchem zum Beispiel Sauerstoff gespeichert sein kann. Üblicherweise dient der Gasraum 13 auch als Reaktionsraum für die Reaktion von Lithium mit Sauerstoff zu Lithiumperoxid. In der hier dargestell- ten Ausführungsform ist der Gasraum 13 über ein Ventil 15 mit einem Sauerstoffspeicher 17 verbunden. Als Sauerstoffspeicher 17 eignet sich jeder übliche, dem Fachmann bekannte Sauerstoffspeicher. Hierbei kann es sich zum Beispiel über einen chemischen oder physikalischen Sauerstoffspeicher handeln. Bei einem chemischen Sauerstoffspeicher 17 wird, wie vorstehend beschrieben, der Sauerstoff in Form einer sauerstoffhaltigen Verbindung, zum Beispiel eines Oxides, welches leicht Sauerstoff abgibt, gespeichert. Bei einer physikalischen Speicherung ist der Sauerstoffspeicher 17 zum Beispiel ein Druckbehälter. Alternativ ist es auch möglich, dass der Sauerstoff zum Beispiel in einem Speichermittel adsorbiert ist.
Geeignete Oxide für die chemische Speicherung von Sauerstoff sind zum Beispiel Li2O, MgO, FeO, Fe2O3, TiO2, V2O5, Mn2O4, MnO4 ", Nb2O5. Alternativ können als Sauerstoffspeicher auch Metallo -Porphyrine oder andere biomimetische Verbindungen eingesetzt werden.
Als Adsorbens, in dem der Sauerstoff adsorbiert ist, eignen sich zum Beispiel Perlite, Aktiv- kohle oder Zeolithe.
Wenn der Sauerstoff chemisch gespeichert ist oder in einem Speichermittel adsorbiert ist, ist es bevorzugt, wenn der Sauerstoffspeicher im Gasraum 13 enthalten ist. Bei Einsatz eines Sauerstoffspeichers 17, bei dem der Sauerstoff zum Beispiel unter Druck gespeichert ist, ist es bevorzugt, wenn der Sauerstoffspeicher 17 über das Ventil 15 mit dem Gasraum 13 verbunden ist.
Bei Einsatz eines flüssigen Elektrolyten ist in der ersten Kammer 3 neben der Anode 5 auch ein Elektrolyt 19 enthalten. Der Elektrolyt 19 umschließt die Anode 5, so dass diese in den Elektrolyten 19 eintaucht. Um einen Stromfluss generieren zu können, ist es erforderlich, dass auch in der zweiten Kammer 7 Elektrolyt 19 enthalten ist. Der Elektrolyt befindet sich dabei zwischen der Kathode 9 und dem Separator 11. Üblicherweise ist auch der Separator 11 mit dem Elektrolyten 19 getränkt.
In der hier dargestellten Ausführungsform dient die Kathode 9 gleichzeitig als Separator, um zu vermeiden, dass Elektrolyt 19 in den Gasraum 13 gelangt. Es ist jedoch notwendig, dass Elektrolyt 19 in die Kathode 9 eindringt, damit innerhalb der Kathode die notwendige Reaktion ablaufen kann.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäß elektrochemischer Energiespeicher dargestellt, bei dem ein Festelektrolyt oder Gelelektrolyt eingesetzt wird.
Im Unterschied zu einem elektrochemischen Energiespeicher 1, bei dem ein flüssiger E- lektrolyt 19 eingesetzt wird, wie er in Figur 1 dargestellt ist, ist es bei Einsatz eines Festelektrolyten 21, wie er in Figur 2 dargestellt ist, nicht erforderlich, einen Separator 11 ein- zusetzen. Die Trennung von Anode 5 und Kathode 9 erfolgt durch den Festelektrolyten 21. Auch taucht die Anode 5 nicht in den Festelektrolyten 21 ein sondern es ist im Allgemeinen ein Schichtaufbau vorgesehen, bei welchem die Anode 5, der Festelektrolyt 21 und die Kathode 9 jeweils aneinander anschließen. An die Kathode 9 schließt sich erfindungsgemäß der Gasraum 13 an, in dem die Reaktion von Lithium mit Sauerstoff zu Lithiumperoxid stattfϊn- det. Die Sauerstoffversorgung erfolgt auch bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform durch einen Sauerstoffspeicher 17, der über ein Ventil 15 mit dem Gasraum 13 verbunden ist. Alternativ ist es jedoch auch bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform möglich, dass der Gasraum 13 gleichzeitig als Sauerstoffspeicher dient. Auch hier kann der Sauerstoff sowohl physikalisch als auch chemisch gespeichert sein.
In Figur 3 ist schematisch ein Modul aus mehreren Einzelzellen dargestellt.
Ein Modul 23 umfasst mehrere Einzelzellen 25. Die Einzelzellen 25 entsprechen dabei jeweils dem elektrochemischen Energiespeicher 1, wie er in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. Die Sauerstoffversorgung der Einzelzellen 25 kann zum Beispiel über einzelne Sauerstoffspeicher erfolgen, wobei jede Einzelzelle 25 mit einem eigenen Sauerstoffspeicher verbunden ist. Bei der hier dargstellten Ausführungsform werden jedoch alle Einzelzellen 25 über einen gemeinsamen Sauerstoffspeicher 27 mit Sauerstoff versorgt. Hierzu ist der Sauerstoffspeicher 27 über eine Verbindung 29 mit den einzelnen Einzelzellen 25 verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei jeweils auf der Kathodenseite der Einzelzellen 25.
Um die Sauerstoffzufuhr in die Einzelzellen 25 steuern zu können, ist in der Verbindung 29 vor jeder Zelle ein Ventil 31 vorgesehen. Über das Ventil 31 lässt sich die Sauerstoffzufuhr bzw. Abfuhr zu den Einzelzellen 25 steuern. Die Steuerung der Ventile 31 erfolgt vorzugs- weise über ein Steuerungssystem 33. Hierzu ist jedes Ventil 31 über eine Steuerungsleitung 35 mit dem Steuerungssystem 33 verbunden. Neben der Steuerung der Sauerstoffzufuhr bzw. -abfuhr über das Steuerungssystem 33 ist es auch möglich, dass mit dem Steuerungssystem 33 zum Beispiel der Ladezustand der Einzelzellen 25 und der SOH der Einzelzellen 25 ermittelt wird. Dies erfolgt zum Beispiel über den Druck oder das chemische Potential des Sauerstoffs in der Verbindung zusammen mit der Zellspannung. Entsprechende Sensoren, mit denen der Druck oder das chemische Potential aufgenommen werden können, sind dem Fachmann bekannt. Es können alle beliebigen Drucksensoren oder Sensoren zur Erfassung des chemischen Potentials eingesetzt werden, die nicht durch den Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers angegriffen werden. Durch das Steuerungssystem 33 lässt sich so das Modul 23 ideal einregeln. Zum Einregeln lässt sich durch das Ansteuern der Ventile 31 auch die Sauerstoffzufuhr bzw. -abfuhr heranziehen.

Claims

Ansprüche
1. Elektrochemischer Energiespeicher, umfassend mindestens eine Anode (5) und mindestens eine Kathode (9) in einem Elektrolyten (19, 21), wobei an der Kathode (9) durch Reaktion von Lithiumionen mit Sauerstoff Lithiumperoxid erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (9) mit einem Sauerstoffspeicher (17, 27) verbunden ist.
2. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (9) porös ist.
3. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (9) eine Gitterstruktur umfasst, die ein Trägermaterial als Reaktionsoberfläche aufweist.
4. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Sauerstoffspeicher (17, 27) enthaltener Sauerstoff chemisch in Form einer sauerstoffhaltigen Verbindung gebunden ist.
5. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Sauerstoffspeicher (17, 27) enthaltener Sauerstoff physikalisch gespeichert ist.
6. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffspeicher (17, 27) ein Sauerstofftank ist.
7. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff in einem Speichermittel adsorbiert ist.
8. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Sauerstoffspeicher (17, 27) eine Mischung aus Sauerstoff und einem für die elektrochemische Reaktion inerten Gas enthalten ist.
9. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das für die elektrochemische Reaktion inerte Gas Stickstoff ist.
10. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (1) mehrere Einzelzellen (25) umfasst, die jeweils mindestens eine Kathode (9) und mindestens eine Anode (5) enthalten.
11. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathoden (9) von mindestens zwei Einzelzellen (25) mit einem gemeinsamen Sauerstoffspeicher (27) verbunden sind.
12. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein Steuerungssystem (33) vorgesehen ist, welches die Sauerstoffzufuhr zur Kathode (9) steuert.
13. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (5) metallisches Lithium enthält.
14. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolyt (19) ein organisches Lösungsmittel ist, in dem mindestens ein Lithiumsalz gelöst ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010165615A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Toyota Central R&D Labs Inc 非水電解液空気電池
WO2012137053A1 (en) * 2011-04-04 2012-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Solid-state battery

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2483963A1 (de) * 2009-10-02 2012-08-08 Robert Bosch GmbH Lithium-luft-batterie und lithium-luft-batterie mit gemischter leiterschicht
DE102010033020A1 (de) * 2010-07-31 2012-02-02 Volkswagen Ag Lithium-Luft-Batterie mit hoher Sauerstoffsättigung
US9559395B2 (en) 2011-06-10 2017-01-31 Robert Bosch Gmbh Lithium/air battery with variable volume insertion material
JP5908271B2 (ja) 2011-12-20 2016-04-26 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 高分子化合物、酸素透過膜、酸素透過材及び電気化学デバイス
US9419285B2 (en) 2012-12-07 2016-08-16 Samsung Electronics Co., Ltd. All-solid battery
US9276301B2 (en) 2012-12-07 2016-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Polymeric compound, oxygen permeable membrane, and electrochemical device
US9343786B2 (en) 2012-12-10 2016-05-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrochemical device
DE102013200585A1 (de) * 2013-01-16 2014-07-31 Siemens Aktiengesellschaft Wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher
DE102014205913A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-01 Robert Bosch Gmbh Elektrochemischer Energiespeicher und Verfahren zum Schalten von Zellen eines elektrochemischen Energiespeichers
US20190118660A1 (en) * 2017-10-23 2019-04-25 Ben-Ami Lev Shafer-Sull Electric vehicle and system with carbon-capture system and replaceable anodes
WO2020167965A1 (en) * 2019-02-12 2020-08-20 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Metal air scavenger - an energy harvesting technology for powering electronics and robotics
US20220096885A1 (en) * 2020-09-28 2022-03-31 Hamilton Sundstrand Corporation Extinguishing battery thermal runaway

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3330701A (en) * 1964-02-13 1967-07-11 Monsanto Res Corp Peroxides as cathode depolarizers
WO2003063272A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Sri International Metal/active oxygen batteries

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1771803A1 (de) 1968-07-12 1972-03-09 Licentia Gmbh Sekundaerelement mit alkalischem Elektrolyt und Sauerstoff als Oxydans
US4246324A (en) * 1979-04-09 1981-01-20 Diamond Shamrock Technologies S.A. Consumable replaceable anodes for batteries
DE3424502A1 (de) 1984-07-04 1986-01-09 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Zuendmischung fuer chemische sauerstoffgeneratoren
JPS61230277A (ja) 1985-04-04 1986-10-14 Nippon Ceramic Kk 固体電解質電池
JPH0950820A (ja) 1995-05-29 1997-02-18 Seda Giken:Kk 燃料電池システム、燃料電池及び水素貯留システム
DE19537683C2 (de) * 1995-10-10 1998-04-16 Stn Atlas Elektronik Gmbh Außenluftunabhängiger Speicher für elektrische Energie
US5733677A (en) * 1997-05-19 1998-03-31 Aer Energy Resources, Inc. Metal-air electrochemical cell with oxygen reservoir
US6094033A (en) * 1998-10-02 2000-07-25 Georgia Tech Research Corporation Battery state of charge detector with rapid charging capability and method
US6153328A (en) 1999-11-24 2000-11-28 Metallic Power, Inc. System and method for preventing the formation of dendrites in a metal/air fuel cell, battery or metal recovery apparatus
ATE396509T1 (de) * 2002-10-31 2008-06-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Verfahren zum betrieb eines brennstoffzellensystems und brennstoffzellensystem
US7482081B2 (en) * 2004-02-11 2009-01-27 Zongxuan Hong Battery system with in-situ and on-time continuous regeneration of the electrodes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3330701A (en) * 1964-02-13 1967-07-11 Monsanto Res Corp Peroxides as cathode depolarizers
WO2003063272A1 (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Sri International Metal/active oxygen batteries

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ABRAHAM K M ET AL: "A POLYMER ELECTROLYTE-BASED RECHARGEABLE LITHIUM/OXYGEN BATTERY", JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, ELECTROCHEMICAL SOCIETY. MANCHESTER, NEW HAMPSHIRE, US, vol. 143, no. 1, 1 January 1996 (1996-01-01), pages 1 - 05, XP000556204, ISSN: 0013-4651 *
J. ELECTROCHEM.SOCIETY, vol. 149, no. 9, 29 July 2002 (2002-07-29), pages A1190 - A1195, XP002495473 *
T.OGASAWARA ET.AL.: "Rechargeable Li2O2 electrode for lithium batteries", J.AM.CHEM.SOC., vol. 128, 1 May 2006 (2006-05-01), pages 1390 - 1393, XP002495474 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010165615A (ja) * 2009-01-19 2010-07-29 Toyota Central R&D Labs Inc 非水電解液空気電池
WO2012137053A1 (en) * 2011-04-04 2012-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Solid-state battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010528412A (ja) 2010-08-19
US9608301B2 (en) 2017-03-28
DE102007023895A1 (de) 2008-11-27
US20100203397A1 (en) 2010-08-12

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