DE19646682C2 - Electrolytic cell and treated electrode - Google Patents

Electrolytic cell and treated electrode

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine behandelte Elektrode und eine elektrolyti­ sche Zelle, welche diese Elektrode enthält.The present invention relates to a treated electrode and an electrolytic cell containing this electrode.

Die Verwendung von Additiven/oberflächenaktiven Mitteln innerhalb einer elek­ trolytischen Zelle und insbesondere innerhalb sekundären Lithiumbatterien wurde im Stand der Technik als mögliche Maßnahme zu möglichen Verbesserungen der Morphologie und der Coulomb-Wirksamkeit einer Elektrode aus einer Alkalimetall­ quelle (wie Lithium) während des Zellzyklisierens identifiziert. Während dieser Stand der Technik sich mit den hoffnungsvollen Ergebnissen von Additiven/oberflächenaktiven Mitteln in beispielsweise wiederaufladbaren Li­ thiumbatterien befaßte, scheint die Lehre dieser Forschung des Standes der Tech­ nik in einer Richtung zu liegen, die sich auf oberflächenaktive Mittel konzentriert, die im zugeordneten Elektrolyten löslich sind und/oder die mit der besonderen Alkalimetall(lithium)elektrode reaktiv sind. (Siehe z. B. Publikationen mit dem Titel: "THE U. S. NAVY'S LITHIUM RECHARGEABLE BATTERY PROGRAM PART II RESEARCH INTO NEW OR IMPROVED CHEMISTRIES", von S. James, P. Smith, T. Murphy und D. Cason-Smith, publiziert auf den Seiten 238-243 in Progress in Batteries & Solar Cells, Bd. 9 (1990); und "FLUORINATED SURFACTANTS AS ADDITIVES FOR LITHIUM BATTERIES", von D. Lemordant, A. Tudela Ribes und P. Willmann, publiziert auf den Seiten 69-80 in Power Sources, Bd. 14 (1992)).The use of additives / surfactants within an elec trolytic cell and especially within secondary lithium batteries in the prior art as a possible measure for possible improvements in Morphology and the Coulomb effectiveness of an electrode made of an alkali metal source (such as lithium) identified during cell cycling. During this State of the art with the hopeful results of Additives / surfactants in, for example, rechargeable Li concerned the teaching of this research of the state of the art nik to lie in a direction that focuses on surfactants, which are soluble in the associated electrolyte and / or those with the special one Alkali metal (lithium) electrode are reactive. (See e.g. publications with the title: "THE US NAVY'S LITHIUM RECHARGEABLE BATTERY PROGRAM PART II RESEARCH INTO NEW OR IMPROVED CHEMISTRIES ", by S. James, P. Smith, T. Murphy and D. Cason-Smith, published on pages 238-243 in Progress in Batteries & Solar Cells, Vol. 9 (1990); and "FLUORINATED SURFACTANTS AS ADDITIVES FOR LITHIUM BATTERIES ", by D. Lemordant, A. Tudela Ribes and P. Willmann, published on pages 69-80 in Power Sources, Vol. 14 (1992)).

EP-A-0 715 366 beschreibt eine wiederaufladbare Lithiumbatterie mit einer Ano­ denbeschichtung, wobei die Beschichtung einen Film mit einem Metalloxidmaterial mit einem Standardelektrodenpotentialunterschied oder Potentialdifferenz hinsichtlich Lithium von 1,5 oder weniger aufweist. Das Metalloxidmaterial befindet sich in einem organischen Material hohen Molekulargewichts, wobei das organische Material Hydroxylgruppen enthalten kann. Möglich sind auch andere organische Materialien hohen Molekulargewichts, wie Silikonharze, Fluorharze und Polyolefine, die in der Elektrolytlösung Eigenlöslichkeit aufweisen. US-A-5 437 942 beschreibt eine Lithiumsekundärbatterie, die eine positive Elektrode, eine Elektrolytschicht mit einem festen Polymerelektrolyten und eine negative Elektrode unter Verwendung von metallischem Lithium oder einer Lithiumlegierung als aktives Material umfaßt. Die Elektrolytschicht schließt eine erste Schicht und eine zweite Schicht ein. Der Elektrolyt der einen Schicht wird durch Polymerisieren eines Polyethers gebildet, der keine funktionellen Gruppen am Ende einer Hauptkette aufweist, allerdings ein ionisches Salz einschließt. Der Elektrolyt der anderen Schicht ist eine hochmoleku­ lare Verbindung, die durch Polymerisieren eines Polyethers gebildet wird, der eine funktionelle Gruppe am Ende der Hauptkette aufweist und ein ionisches Salz einschließt. In den Beispielen ist der Polymerelektrolyt ein Copolymer von Ethylen­ oxid mit Propylenoxid und ist fest. US-A-5 387 479 beschreibt eine Batterie, die eine Schicht zwischen der Hauptfläche der Elektrode und dem Elektrolyten zur Verminderung der Passivierung des Elektrodenkörpers umfasst, wobei diese Schicht Kohlenstoffteilchen enthält, die in einem Bindemittelmatrixmaterial zurück­ gehalten werden. Das Bindemittel kann ein thermoplastisches Harz sein, das mit Ruß zu einer Folie vermengt sein kann. Weiterhin besitzt das Bindemittel Trans­ porteigenschaften für Ionen, insbesondere Li+-Ionen, indem es SO3-Gruppen aufweist. US-A-5 314 765 beschreibt eine Lithiumbatterie mit einer Schicht aus Lithiumphosphoroxynitrid auf der Lithiumanode.EP-A-0 715 366 describes a rechargeable lithium battery with an anode coating, the coating comprising a film with a metal oxide material with a standard electrode potential difference or potential difference with respect to lithium of 1.5 or less. The metal oxide material is in a high molecular weight organic material, which organic material may contain hydroxyl groups. Other organic materials of high molecular weight, such as silicone resins, fluororesins and polyolefins, which have inherent solubility in the electrolyte solution, are also possible. US-A-5 437 942 describes a lithium secondary battery comprising a positive electrode, an electrolyte layer with a solid polymer electrolyte and a negative electrode using metallic lithium or a lithium alloy as an active material. The electrolyte layer includes a first layer and a second layer. The electrolyte of one layer is formed by polymerizing a polyether that has no functional groups at the end of a main chain, but includes an ionic salt. The electrolyte of the other layer is a high-molecular compound which is formed by polymerizing a polyether having a functional group at the end of the main chain and including an ionic salt. In the examples, the polymer electrolyte is a copolymer of ethylene oxide with propylene oxide and is solid. US-A-5 387 479 describes a battery that includes a layer between the major surface of the electrode and the electrolyte to reduce passivation of the electrode body, this layer containing carbon particles retained in a binder matrix material. The binder can be a thermoplastic resin that can be blended with carbon black to form a film. Furthermore, the binder has transport properties for ions, in particular Li + ions, in that it has SO 3 groups. US-A-5 314 765 describes a lithium battery with a layer of lithium phosphorus oxynitride on the lithium anode.

Obwohl Versuche unternommen wurden, um die Wirkungen von Additiven/ober­ flächenaktiven Mitteln in sekundären Lithiumzellen anzuwenden und völlig zu verstehen, haben die Forschung und Versuchsdurchführungen, die im Stand der Technik gezeigt sind, gezeigt, daß solche oberflächenaktive Mittel spezifische chemische Eigenschaften haben. Unglücklicherweise haben solche chemische Eigenschaften bis jetzt nicht erwiesen, daß sie zu einer wiederaufladbaren Batterie führen, welche die angenommenen Vorteile hat, welche solche Additive/ober­ flächenaktive Mittel theoretisch (gemäß dieser Forschung des Standes der Tech­ nik) liefern.Although attempts have been made to assess the effects of additives / upper to use surface active agents in secondary lithium cells and completely understand the research and experiments carried out in the state of the art Technique, such surfactants are shown to be specific have chemical properties. Unfortunately, such have chemical Features so far have not been proven to be a rechargeable battery  lead, which has the assumed advantages, which such additives / upper surface active agents theoretically (according to this research of the state of the tech nik) deliver.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrolytische Zelle bzw. eine Elektrode bereitzustellen, worin das auf die Alkalimetallelektrode (die in einer wiederaufladbaren Batterie benutzt werden soll) angewandte Additiv zu einer überwiegenden Additiv-Grenzfläche führt, welche unter anderem zu einer beträcht­ lichen Erhöhung in der Grenzflächenkapazität und einer beträchtlichen Abnahme im Grenzflächenwiderstand führt, um so die Zyklisierbarkeit und die Wirksamkeit der Zelle zu erhöhen.It is therefore an object of the present invention to provide an electrolytic cell or to provide an electrode, wherein the on the alkali metal electrode (which in a rechargeable battery to be used) additive applied to a predominant additive interface, which among other things leads to a considerable increase in interfacial capacity and a significant decrease in Interfacial resistance leads to the cyclability and the effectiveness of the Increase cell.

Diese Aufgabe wird durch die elektrolytische Zelle nach Anspruch 1 bzw. durch die Elektrode nach Anspruch 7 gelöst.This object is achieved by the electrolytic cell according to claim 1 and solved the electrode according to claim 7.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung enthal­ ten.Advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims ten.

Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden im Licht der vor­ liegenden Beschreibung, Ansprüche und Zeichnungen ersichtlich.These and other objects of the present invention are presented in the light of lying description, claims and drawings.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrolytische Zelle 10 bereitgestellt, enthaltend eine erste Elektrode (12), die Alkalimetallionen abgeben kann, eine zweite Elektrode (14) und einen Elektrolyt (16), wobei die erste Elektrode (12) eine an den Elektrolyt (16) angrenzende Oberfläche (13) umfaßt, auf die - auf wenig­ stens einen Teil - ein im Elektrolyt (16) praktisch nicht-lösliches Additiv (18) so aufgebracht ist, daß sich eine Additivgrenzfläche zwischen der Oberfläche (13) der ersten Elektrode (12) und dem Elektrolyt (16) ergibt, und in einer Menge, so daß die Grenzflächenkapazität der ersten Elektrode (12) über 10 µF/cm2 hinaus erhöht ist, wobei das Additiv für das Alkalimetallion der ersten Elektrode (12) ionisch leitfähig ist; nicht-ionisch ist; und mit dem Alkalimetall der ersten Elektrode (12) nicht reaktiv ist. Obwohl der Ausdruck Additiv benutzt wird, ist denjenigen mit üblicher Kenntnis auf dem Gebiet selbstverständlich, daß ein solcher Ausdruck ebensogut ein oberflächenaktives Mittel darstellen kann.According to the present invention, an electrolytic cell 10 is provided, comprising a first electrode ( 12 ) which can give off alkali metal ions, a second electrode ( 14 ) and an electrolyte ( 16 ), the first electrode ( 12 ) being connected to the electrolyte ( 16 ) includes an adjacent surface ( 13 ), onto which - at least a part - an additive ( 18 ) that is practically insoluble in the electrolyte ( 16 ) is applied in such a way that an additive interface between the surface ( 13 ) of the first electrode ( 12 ) and the electrolyte ( 16 ), and in an amount such that the interfacial capacity of the first electrode ( 12 ) is increased beyond 10 µF / cm 2 , the additive for the alkali metal ion of the first electrode ( 12 ) being ionically conductive; is non-ionic; and is not reactive with the alkali metal of the first electrode ( 12 ). Although the term additive is used, it will be understood by those of ordinary skill in the art that such an expression may as well be a surfactant.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine behandelte Elektrode (12) bereitgestellt, erhältlich durch ein Verfahren, das folgende Stufen umfaßt:
According to the present invention there is further provided a treated electrode ( 12 ) obtainable by a process comprising the following steps:

  • - Aufbringen von Kohlenstoffteilchen (21) auf wenigstens einen Teil der Oberfläche (13) der Elektrode (12); und- Applying carbon particles ( 21 ) to at least part of the surface ( 13 ) of the electrode ( 12 ); and
  • - Aufbringen eines Additivs (18) auf die Kohlenstoffteilchen (21) und auch auf die Oberfläche (13) der Elektrode (12), die nicht durch die Kohlenstoff­ teilchen (21) bedeckt ist, so daß sich eine Additiv/Kohlenstoffgrenzfläche angrenzend an die Oberfläche (13) der Elektrode (12) und wenigstens einen Teil des Elektrolyten (16) ergibt, wobei das Additiv (18) in einer Menge aufgebracht wird, so daß die Grenzflächenkapazität der ersten Elektrode (12) über 10 µF/cm2 hinaus erhöht ist, wobei das Additiv für das Alkali­ metallion der ersten Elektrode (12) ionisch leitfähig ist; nicht-ionisch ist; und mit dem Alkalimetall der ersten Elektrode (12) nicht reaktiv ist.- Applying an additive ( 18 ) on the carbon particles ( 21 ) and also on the surface ( 13 ) of the electrode ( 12 ), which is not covered by the carbon particles ( 21 ), so that there is an additive / carbon interface adjacent to the surface ( 13 ) of the electrode ( 12 ) and at least part of the electrolyte ( 16 ) results, the additive ( 18 ) being applied in an amount such that the interface capacity of the first electrode ( 12 ) is increased beyond 10 μF / cm 2 , wherein the additive for the alkali metal ion of the first electrode ( 12 ) is ionically conductive; is non-ionic; and is not reactive with the alkali metal of the first electrode ( 12 ).
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Fig. 1 ist ein Diagramm der sekundären elektrolytischen Zelle der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 is a diagram of the secondary electrolytic cell of the present invention.

Fig. 2 ist ein Diagramm einer anderen bevorzugten Ausführungsform der se­ kundären elektrolytischen Zelle der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 is a diagram of another preferred embodiment of the se ondary electrolytic cell of the present invention.

Fig. 3 ist eine chemische Struktur. Fig. 3 is a chemical structure.

Fig. 4 ist eine Mikrophotographie einer Lithiumelektrode, und Fig. 4 is a photomicrograph of a lithium electrode, and

Fig. 5 ist eine Mikrophotographie einer Lithiumelektrode. Fig. 5 is a microphotograph of a lithium electrode.

Während dieser Erfindung Ausführungsformen in vielen verschiedenen Arten zugänglich sind, sind in den Zeichnungen und hier im einzelnen zwei spezifische Ausführungsformen beschrieben mit der Absicht, daß die vorliegende Offenbarung als beispielhafte Darstellung des Prinzips der Erfindung zu betrachten ist und die Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränken soll.Embodiments in many different ways during this invention are accessible are specific in the drawings and here in detail Embodiments described with the intent that the present disclosure is to be regarded as an exemplary representation of the principle of the invention and the  The invention is not intended to limit the embodiments shown.

Die elektrolytische Zelle 10 ist in Fig. 1 gezeigt, wie sie eine erste Elektrode 12 mit der Oberfläche 13, eine zweite Elektrode 14, den Elektrolyt 16 und ein ober­ flächenaktives Mittel/Additiv 18 hat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gibt die erste Elektrode 12 Lithiumionen ab, obwohl andere Alkalimetallquellen in entsprechender Weise für die Verwendung in Betracht gezogen werden. Außer­ dem, obwohl dies nicht beschränken soll, wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einer wiederaufladbaren Lithiumbatterie beschrieben mit der Voraussetzung, daß andere Arten von elektrolytischen Zellen ebenso von der vorliegenden Beschreibung in Betracht gezogen werden.The electrolytic cell 10 is shown in FIG. 1 as having a first electrode 12 with the surface 13 , a second electrode 14 , the electrolyte 16 and a surface-active agent / additive 18 . In a preferred embodiment, the first electrode 12 releases lithium ions, although other alkali metal sources are correspondingly contemplated for use. In addition, although not intended to limit, the present invention is described in the context of a rechargeable lithium battery provided that other types of electrolytic cells are also contemplated by the present description.

Das Additiv 18 besteht aus einem Material, das mehrere erwünschte Eigen­ schaften hat. Zuerst muß das Additiv 18 für das Alkalimetallion der ersten Elek­ trode ionisch leitfähig sein bezüglich den besonderen Ionen, die mit der Quelle für Alkalimetallion der ersten Elektrode 12 assoziiert sind, die vorzugsweise Lithiumio­ nen sind. Demgemäß dient eine solche Ionenleitfähigkeit dazu, die praktisch ungehinderte Permeation/Bewegung der Lithiumionen während des Zyklisierens der Batterie zu gestatten.The additive 18 is made of a material that has several desired properties. First, the alkali metal ion additive 18 of the first electrode must be ionically conductive with respect to the particular ions associated with the source of alkali metal ion of the first electrode 12 , which are preferably lithium ions. Accordingly, such ion conductivity serves to allow the practically unimpeded permeation / movement of the lithium ions during the cycling of the battery.

Das Additiv 18 ist auch nicht-ionisch, so daß das Additiv relativ unbeeinflußt ist durch elektrische Felder, die kontinuierlich innerhalb der elektrolytischen Zelle 10 auferlegt werden. Tatsächlich ist eines der Ziele der vorliegenden Erfindung der Ausschluß der Wanderung des Additivs 18 weg von der Oberfläche 13 der ersten Elektrode 12; ein Ziel, das umgangen würde, wenn das Additiv ionisch wäre aufgrund der Natur eines ionischen Materials in Richtung eines elektrischen Feldes und/oder als Ergebnis von Polarisation zu wandern.The additive 18 is also non-ionic, so that the additive is relatively unaffected by electrical fields that are continuously applied within the electrolytic cell 10 . In fact, one of the objectives of the present invention is to prevent the additive 18 from migrating away from the surface 13 of the first electrode 12 ; a goal that would be bypassed if the additive were ionic due to the nature of an ionic material to migrate towards an electric field and / or as a result of polarization.

Das Additiv 18 ist ebenso praktisch unlöslich im zugeordneten Elektrolyten, so daß die versehentliche Absorption im Elektrolyten vermieden wird. Außerdem, da verschiedene Alkalimetalle recht reaktiv sein können, ist es auch erwünscht, daß das Additiv praktisch inert ist bezüglich der besonderen Quelle für Alkalimetall.The additive 18 is also practically insoluble in the associated electrolyte, so that accidental absorption in the electrolyte is avoided. In addition, since various alkali metals can be quite reactive, it is also desirable that the additive be practically inert with respect to the particular source of alkali metal.

Zu Beispielen von Additiven/oberflächenaktiven Mitteln, die für die Durchführung der beanspruchten und beschriebenen Erfindung annehmbar sind, gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, E-10(Me)2(t-BuMe2Si)2, dessen chemische Struktur in Fig. 3 gezeigt ist; Polyethylenglykol- (mit einem durchschnittlichen Molekularge­ wicht von 400) dimethylether; PLURONIC- L-92 dimethylether, der unter Ver­ wendung des im Handel erhältlichen PLURONIC L-92 von BASF Corp. of Parsi­ panny, N. J., als Ausgangsmaterial synthetisiert wird; und ein oberflächenaktives Mittel, das unter dem Handelsnamen SILWET L7602 vertrieben wird und das im Handel von OSi Specialties Inc. of Danbury Conn. erhältlich ist. Obwohl nicht notwendig, wird in Betracht gezogen, daß das Additiv 18 polymerisierbar ist, nachdem es auf die Oberfläche 13 der ersten Elektrode 12 aufgebracht wurde.Examples of additives / surfactants that are acceptable for practicing the claimed and described invention include, but are not limited to, E-10 (Me) 2 (t-BuMe 2 Si) 2 , the chemical structure of which is shown in FIG. 3 is shown; Polyethylene glycol (with an average molecular weight of 400) dimethyl ether; PLURONIC-L-92 dimethyl ether, which is produced using the commercially available PLURONIC L-92 from BASF Corp. of Parsi panny, NJ, is synthesized as a starting material; and a surfactant sold under the tradename SILWET L7602 and commercially available from OSi Specialties Inc. of Danbury Conn. is available. Although not necessary, it is contemplated that additive 18 may be polymerizable after being applied to surface 13 of first electrode 12 .

Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, ist das Additiv 18 wirksam auf die Oberfläche 13 der ersten Elektrode 12 aufgebracht, so daß sich eine überwiegende Additiv-Grenz­ fläche angrenzend an Elektrolyt 16 bildet. Wie noch ausführlicher erläutert wird, wird die Additiv-Grenzfläche, welche die oben erwähnten Eigenschaften hat (außer der Fähigkeit, polymerisierbar zu sein), tatsächlich dazu dienen, die Kapazität der ersten Elektrode 12 über die bekannte gewöhnliche Kapazität einer Elektrode zu steigern, die z. B. Lithiumionen abgeben kann konstruiert, und zwar über 10 µF/cm2.As can be seen in Fig. 1, the additive 18 is effectively applied to the surface 13 of the first electrode 12 , so that a predominant additive interface adjacent to the electrolyte 16 is formed. As will be explained in more detail, the additive interface, which has the properties mentioned above (other than the ability to be polymerizable), will in fact serve to increase the capacity of the first electrode 12 over the known ordinary capacity of an electrode which e.g. . B. lithium ions can be constructed, namely over 10 uF / cm 2 .

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der elektrolytischen Zelle 20 ist in Fig. 2 gezeigt, wo Kohlenstoffteilchen 21 wirksam auf die Oberfläche 23 der ersten Elektrode 22 aufgebracht sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Kohleteilchen auf die Oberfläche 13 in einer nicht-kontinuierlichen/unterbrochenen Orientierung aufgebracht und Additiv 28 (das dieselben Eigenschaften hat wie vorher bezüglich Additiv 18 von Fig. 1 beschrieben) ist wirksam auf die Kohlen­ stoffteilchen 21 und auch auf die Oberfläche 23 der ersten Elektrode 22 aufge­ bracht. Eine solch nicht-kontinuierliche Orientierung der aufgebrachten Kohlen­ stoffteilchen trägt dazu bei, das dentritische Wachstum auf der ersten Elektrode zu unterdrücken, während das Additiv dazu dient, die Kapazität zu erhöhen und den Widerstand dazu zu erniedrigen. Das tatsächliche Aufbringen der Kohlenstoffteil­ chen auf die Oberfläche 23 der ersten Elektrode 22 kann durch verschiedene Arbeitsweisen bewirkt werden, wie Argonsprühen, Aufbürsten oder Vakuumbe­ schichtung, um nur einige zu nennen.Another preferred embodiment of the electrolytic cell 20 is shown in FIG. 2, where carbon particles 21 are effectively applied to the surface 23 of the first electrode 22 . In this preferred embodiment, the carbon particles are applied to the surface 13 in a non-continuous / discontinuous orientation and additive 28 (which has the same properties as previously described for additive 18 of FIG. 1) is effective on the carbon particles 21 and also on the Surface 23 of the first electrode 22 brought up. Such discontinuous orientation of the deposited carbon particles helps to suppress dentritic growth on the first electrode, while the additive serves to increase the capacitance and decrease the resistance to it. The actual application of the carbon particles to the surface 23 of the first electrode 22 can be effected by various methods, such as argon spraying, brushing or vacuum coating, to name just a few.

Nachdem die Kohlenstoffteilchen wirksam auf die Oberfläche der ersten Elektrode aufgebracht sind, kann dann das Additiv auf verschiedene Weise aufgebracht werden. Zum Beispiel kann das Additiv direkt über die Kohlenstoffteilchen aufge­ bracht/aufgeschichtet werden und auch über die Bereiche der Oberfläche 23, die nicht von den Kohlenstoffteilchen bedeckt sind, oder Additiv kann dem Elek­ trolyten zugefügt werden, worauf es auf den Kohlenstoffteilchen und den nicht von Kohlenstoff bedeckten Bereichen der Oberfläche der ersten Elektrode nach dem anfänglichen Zyklisieren der elektrolytischen Zelle 20 absorbiert wird. Wie noch ausführlicher erläutert wird, ist es auch in Betracht zu ziehen, daß die Koh­ lenstoffteilchen und das Additiv miteinander vermischt und dann auf die Ober­ fläche der Elektrode zusammen aufgebracht werden.After the carbon particles have been effectively applied to the surface of the first electrode, the additive can then be applied in various ways. For example, the additive can be applied / coated directly over the carbon particles and also over the areas of the surface 23 that are not covered by the carbon particles, or additive can be added to the electrolyte, whereupon it is on the carbon particles and not on carbon covered areas of the surface of the first electrode after the initial cycling of the electrolytic cell 20 is absorbed. As will be explained in more detail, it is also contemplated that the carbon particles and the additive are mixed together and then applied to the upper surface of the electrode together.

Ebenfalls in Fig. 2 gezeigt sind der Elektrolyt 26 und die zweite Elektrode 24. Es ist in Betracht zu ziehen, daß der Elektrolyt in der Ausführungsform von Fig. 2 sowie in Fig. 1 ein Gel, eine Flüssigkeit oder selbst ein Polymeres umfaßt. Jede Anzahl von verschiedenen Elektroden können in der elektrolytischen Zelle benutzt werden und werden leicht durch den üblichen Fachmann auf dem Gebiet bestimmt, wenn er die vorliegende Beschreibung vor sich hat.The electrolyte 26 and the second electrode 24 are also shown in FIG. 2. It is contemplated that the electrolyte in the embodiment of FIG. 2 and in FIG. 1 comprises a gel, a liquid, or even a polymer. Any number of different electrodes can be used in the electrolytic cell and are easily determined by one of ordinary skill in the art having the present description in mind.

In Unterstützung der Vorteile der elektrolytischen Zelle 10 (Fig. 1) und der elek­ trolytischen Zelle 20 (Fig. 2) und insbesondere der Vorteile, die mit der neuen Anwendung der beanspruchten und beschriebenen elektrolytischen Zelle verbun­ den sind, welche ein Additiv benutzt, das die oben identifizierten, chemischen Eigenschaften hat, wurden zehn Versuche durchgeführt. Bei jedem dieser Versu­ che wurde festgestellt, daß das Additiv zu einer überwiegenden Additiv-Grenzfläche führte, die die Grenzflächenkapazität der ersten Elektrode weit über 10 µF/cm2 hinaus erhöhte, während es auch dazu diente, ebenso den Grenz­ flächenwiderstand stark zu vermindern. Die Ergebnisse und Zusammenfassungen dieser Versuche werden nachstehend gezeigt.In support of the advantages of the electrolytic cell 10 ( FIG. 1) and the electrolytic cell 20 ( FIG. 2) and in particular the advantages associated with the new application of the claimed and described electrolytic cell which uses an additive which has the chemical properties identified above, ten experiments were carried out. In each of these experiments, it was found that the additive resulted in a predominant additive interface that increased the interface capacity of the first electrode well beyond 10 µF / cm 2 while also serving to greatly reduce the interface resistance. The results and summaries of these experiments are shown below.

Zu Beginn sollte festgestellt werden, daß die Versuche Nr. 1 bis 5 eine elek­ trolytische Zelle mit drei Elektroden benutzten, welche die folgenden gemeinsamen Merkmale hatten:
Initially, it should be noted that Experiments Nos. 1 through 5 used a three-electrode electrolytic cell that had the following common features:

  • - eine Arbeitselektrode, die aus einem 4 mil (0,1 mm) Stück von Lithiumfolie mit einer Fläche von 4,9 cm2 konstruiert war;a working electrode constructed from a 4 mil (0.1 mm) piece of lithium foil with an area of 4.9 cm 2 ;
  • - eine Lithiumgegenelektrode;- a lithium counter electrode;
  • - eine Lithiumbezugselektrode; und- a lithium reference electrode; and
  • - einen Glasfaserseparator, der die Elektroden trennte und der mit einem Elektrolyt gefüllt war, der aus 1 M LiClO4 in Propylencarbonat bestand.a glass fiber separator which separated the electrodes and which was filled with an electrolyte consisting of 1 M LiClO 4 in propylene carbonate.

Außerdem wurde in jedem dieser ersten fünf Versuche der Grenzflächenwiderstand zwischen der Lithiumarbeitselektrode und dem besonderen Elektrolyt durch Wech­ selstromimpedanzspektroskopie unter Verwendung eines Solartron Frequenz- Antwortsanalysators 1250 gemessen, der mit einer Solartron elektrochemischen Grenzfläche 1286 verbunden war. Die Veränderung des Grenzflächenwiderstandes und der Kapazität für jede Zelle in jedem der Versuche Nr. 1 bis 5 wurden dann beobachtet und aufgezeichnet. Die Ergebnisse solcher Versuche sind in Tabelle 1 gezeigt, welche der Information bezüglich der Versuche Nr. 1 bis 5 folgt.In addition, interfacial resistance was used in each of these first five experiments between the lithium working electrode and the special electrolyte by changing current impedance spectroscopy using a Solartron frequency Response analyzer 1250 measured using a Solartron electrochemical Interface was connected in 1286. The change in the interface resistance and the capacity for each cell in each of Run Nos. 1 through 5 were then observed and recorded. The results of such tests are shown in Table 1 shown, which follows the information relating to experiments Nos. 1 to 5.

Zusätzlich zu den obigen gemeinsamen Elementen und Testverfahren waren die folgenden Charakteristiken in jedem jeweiligen Versuch einmalig.In addition to the common elements and test procedures above, these were following characteristics unique in each respective experiment.

Versuch Nr. 1Trial No. 1

In diesem Versuch wurde weder die elektrolytische Zelle noch die Arbeitselektrode mit irgendeiner Art von Additiv behandelt. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle 1 im folgenden unter der Bezeichnung des Additivs "keines" gezeigt.In this experiment, neither the electrolytic cell nor the working electrode were used treated with some kind of additive. The results of this experiment are in  Table 1 shown below under the name of the additive "none".

Versuch Nr. 2Trial No. 2

In diesem Versuch wurde ein E-10(Me)2(t-BuMe2Si)2 Additiv (wie in Fig. 3 gezeigt) von etwa 5 Vol.-% des Elektrolyten dem Elektrolyten zugegeben. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle 1 im folgenden unter der Bezeichnung des Additivs "EMBSi" gezeigt.In this experiment, an E-10 (Me) 2 (t-BuMe 2 Si) 2 additive (as shown in Fig. 3) of about 5% by volume of the electrolyte was added to the electrolyte. The results of this experiment are shown in Table 1 below under the name of the additive "EMBSi".

Versuch Nr. 3Trial No. 3

In diesem Versuch wurde ein Pluronic- L-92 Dimethyletheradditiv von etwa 5 Vol-% des Elektrolyten dem Elektrolyten zugesetzt. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in Tabelle 1 im folgenden unter der Additivbezeichnung "Me2L-92" gezeigt.In this experiment, a Pluronic-L-92 dimethyl ether additive of about 5% by volume of the electrolyte was added to the electrolyte. The results of this test are shown in Table 1 below under the additive designation "Me 2 L-92".

Versuch Nr. 4Experiment No. 4

In diesem Versuch wurde ein oberflächenaktives Mittel, das im Handel als Silwet L7602 bekannt ist, mit etwa 5 Vol.-% des Elektrolyten dem Elektrolyten zugesetzt. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in Tabelle 1 im folgenden unter der Additiv­ bezeichnung "L7602" gezeigt.In this trial, a surfactant that was commercially available as Silwet L7602 is known, with about 5 vol .-% of the electrolyte added to the electrolyte. The results of this experiment are shown in Table 1 below under the additive designation "L7602" shown.

Versuch Nr. 5Trial No. 5

In diesem Versuch wurde ein Polyethylenglykol- (mit einem Molekulargewicht von 400) dimethylether von etwa 5 Vol.-% des Elektrolyten dem Elektrolyten zu­ gesetzt. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in Tabelle I im folgenden unter der Additivbezeichnung "PEG(400)DME" gezeigt. In this experiment, a polyethylene glycol (with a molecular weight of 400) dimethyl ether from about 5% by volume of the electrolyte to the electrolyte set. The results of this experiment are listed in Table I below under the Additive designation "PEG (400) DME" shown.  

Tabelle I Table I

Wie deutlich aus Tabelle I ersichtlich ist, führt ein Additiv, das die beanspruchten und beschriebenen chemischen Merkmale hat, wenn es in Kombination mit einer Alkalimetallelektrode und insbesondere einer Lithiumquellenelektrode verwendet wird, zu einer beträchtlichen Erhöhung der Grenzflächenkapazität und einer be­ trächtlichen Abnahme im Grenzflächenwiderstand der Lithiumelektrode, verglichen zu der einer unbehandelten Elektrode. Wie ebenfalls zu beobachten ist, ist die Grenzflächenkapazität in jedem Fall, wo das Additiv benutzt wurde, weit über 10 µ/cm2.As can be clearly seen from Table I, an additive which has the claimed and described chemical characteristics when used in combination with an alkali metal electrode and in particular a lithium source electrode leads to a considerable increase in the interfacial capacity and a considerable decrease in the interfacial resistance of the lithium electrode compared to that of an untreated electrode. As can also be observed, the interfacial capacity in each case where the additive was used is well over 10 µ / cm 2 .

In den Versuchen Nr. 6 bis 8 wurde eine Zelle mit drei Elektroden ähnlich der in Versuch Nr. 1 verwendeten gebaut, jedoch in jedem dieser drei Versuche war die Lithiumoberfläche der Arbeitselektrode so modifiziert, daß sie Kohlenstoffteilchen umfaßte zur Unterdrückung des dentritischen Wachstums. Insbesondere die Lithiumoberfläche in jedem dieser Versuche war mit 0,03 mg/cm2 einer nicht- kontinuierlichen/unterbrochenen Schicht von 100% komprimierten Rußteilchen beschichtet (erhältlich von Chevron Chemical Co. von Houston, Texas, unter dem Handelsnamen CHEVRON C-100), wobei die Beschichtung aus einer Suspension von 1,5 g des Kohlenstoffs in etwa 200 g Heptan unter Anwendung bekannter Argonsprüharbeitsweisen aufgebracht wurde.In Experiments Nos. 6 to 8, a cell with three electrodes was built similar to that used in Experiment No. 1, but in each of these three experiments the lithium surface of the working electrode was modified to include carbon particles to suppress dentritic growth. In particular, the lithium surface in each of these experiments was coated with 0.03 mg / cm 2 of a non-continuous / interrupted layer of 100% compressed carbon black particles (available from Chevron Chemical Co. of Houston, Texas, under the trade name CHEVRON C-100). the coating being applied from a suspension of 1.5 g of the carbon in about 200 g of heptane using known argon spraying techniques.

Die Veränderung des Grenzflächenwiderstandes und der Kapazität für jede Zelle in jedem der Versuche 6 bis 8 wurden dann beobachtet (wie dies bezüglich der Versuche Nr. 1 bis 5 gemacht wurde) und aufgezeichnet. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle II gezeigt, welche der Information bezüglich der Versuche Nr. 6 bis 8 folgt.The change in interfacial resistance and capacity for each cell in each of Experiments 6 through 8 were then observed (as was the case with Experiments No. 1 to 5 was made) and recorded. The results of this Experiments are shown in Table II which of the information related to the experiments Nos. 6 to 8 follow.

Zusätzlich zu den obigen gemeinsamen Elementen und Aufbringungen waren die folgenden Charakteristiken einmalig für jeden jeweiligen Versuch.In addition to the common elements and attachments above, those were following characteristics once for each respective experiment.

Versuch Nr. 6Trial No. 6

In diesem Versuch wurden weder die elektrolytische Zelle noch die Arbeitselek­ trode mit irgendeiner Art von Additiv behandelt. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in Tabelle II im folgenden unter der Additivbezeichnung "keines" gezeigt.In this experiment, neither the electrolytic cell nor the working electronics were used trode treated with some kind of additive. The results of this experiment are shown in Table II below under the additive designation "none".

Versuch Nr. 7Trial No. 7

In diesem Versuch wurden etwa 1 g E-10(Me)2(t-BuMe2Si)2 ebenfalls in dem Heptan zusammen mit den Kohlenstoffteilchen suspendiert und dann gemeinsam auf die Lithiumoberfläche gesprüht. Die Ergebnisse dieses Versuches sind in Tabelle II im folgenden unter der Additivbezeichnung "EMBSi" gezeigt.In this experiment, about 1 g of E-10 (Me) 2 (t-BuMe 2 Si) 2 was also suspended in the heptane together with the carbon particles and then sprayed together on the lithium surface. The results of this test are shown in Table II below under the additive designation "EMBSi".

Versuch Nr. 8Trial No. 8

In diesem Versuch wurden etwa 1 g Polyethylenglykol- (mit einem Molekularge­ wicht von 400) dimethylether ebenfalls im Heptan, zusammen mit den Kohlen­ stoffteilchen, suspendiert und dann gemeinsam auf die Lithiumoberfläche aufge­ sprüht. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Tabelle II im folgenden unter der Additivbezeichnung "PEG(400)DME" gezeigt.In this experiment, about 1 g of polyethylene glycol (with a molecular weight weight of 400) dimethyl ether also in heptane, together with the coals particles, suspended and then applied together on the lithium surface sprays. The results of this experiment are shown in Table II below under the  Additive designation "PEG (400) DME" shown.

Tabelle II Table II

Wie aus Tabelle II ersichtlich ist, führte die Verwendung eines Additivs mit den beanspruchten und beschriebenen chemischen Merkmalen in Kombination mit den Kohlenstoffteilchen ebenfalls zu einer beträchtlichen Erhöhung in der Grenz­ flächenkapazität und einer beträchtlichen Abnahme im Grenzflächenwiderstand einer Lithiumelektrode, verglichen mit denen einer unbehandelten Elektrode. Wie ebenfalls zu beobachten ist, war die Grenzflächenkapazität in jedem Fall, in dem das Additiv benutzt wurde, weit über 10 µF/cm2.As can be seen from Table II, the use of an additive with the chemical features claimed and described in combination with the carbon particles also resulted in a significant increase in interfacial capacity and a significant decrease in interfacial resistance of a lithium electrode compared to that of an untreated electrode. As can also be observed, the interfacial capacitance was well over 10 µF / cm 2 in each case where the additive was used.

In den Versuchen Nr. 9 und 10 wurde eine Zelle mit zwei Elektroden zusammen­ gebaut.In experiments Nos. 9 and 10, a cell with two electrodes was put together built.

Die Zelle umfaßte:
The cell included:

  • - zwei Lithiumelektroden, von denen jede eine Fläche von etwa 5,14 cm2 hatte;two lithium electrodes, each having an area of about 5.14 cm 2 ;
  • - einen Polypropylenring mit einer Dicke von etwa 5 mm, welcher die zwei Elektroden trennte; und- a polypropylene ring with a thickness of about 5 mm, which the two Electrodes separated; and
  • - einen Elektrolyt, der aus 1 M LiClO4 in Propylencarbonat bestand.- An electrolyte consisting of 1 M LiClO 4 in propylene carbonate.

Doch bezüglich Versuch Nr. 9 wurde kein Additiv verwendet, während in Versuch Nr. 10 ein E-10(Me)2(t-BuMe2Si)2 Additiv (siehe Fig. 3) etwa 5 Vol.-% des Elek­ trolyten dem Elektrolyten zugesetzt wurde.However, no additive was used with respect to Experiment No. 9, while in Experiment No. 10 an E-10 (Me) 2 (t-BuMe 2 Si) 2 additive (see FIG. 3) contained about 5% by volume of the electrolyte Electrolyte was added.

Beide Zellen (im Versuch Nr. 9 und 10) wurden dann zyklisiert, wobei ein Wech­ selstrom von +/-4,290 mA in ein-Stunden-Intervallen verwendet wurden. Nach zehn vollständigen Zyklen wurden die Zellen auseinandergebaut und die Elektroden dreimal mit Dimethylcarbonat gewaschen. Nach den Waschungen wurden die Elektroden vakuumgetrocknet. Die Morphologie von beiden Zellen wurde dann durch ein Rasterelektronenmikroskop beobachtet. Photographien dieser Beobach­ tungen, d. h. die Zelle von Versuch Nr. 9 (kein Additiv) ist in Fig. 4 gezeigt, und die Zelle von Versuch Nr. 10 (mit Additiv) ist in Fig. 5 gezeigt, zeigen deutlich einen viel geringeren Abbau der Elektrode, die mit dem beanspruchten und beschriebe­ nen Additiv behandelt ist.Both cells (in Experiment Nos. 9 and 10) were then cycled using an alternating current of +/- 4.290 mA at one hour intervals. After ten complete cycles, the cells were disassembled and the electrodes washed three times with dimethyl carbonate. After the washes, the electrodes were vacuum dried. The morphology of both cells was then observed through a scanning electron microscope. Photographs of these observations, ie, the cell from Run # 9 (no additive) is shown in Fig. 4 and the cell from Run # 10 (with additive) is shown in Fig. 5 clearly show much less degradation of the Electrode treated with the additive claimed and described.

Die vorstehende Beschreibung und Zeichnungen sollen die Erfindung lediglich erklären und erläutern, und die Erfindung ist dadurch nicht beschränkt, außer soweit die beigefügten Ansprüche beschränkt sind, da der Fachmann, der die Beschreibung vor sich hat, in der Lage ist, Modifizierungen und Abänderungen darin vorzunehmen, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen.The foregoing description and drawings are only intended to illustrate the invention explain and explain, and the invention is not thereby limited except insofar as the appended claims are limited, since the person skilled in the art who Description has before it is able to make modifications and changes to be made therein without departing from the scope of the invention.

Claims (11)

1. Elektrolytische Zelle, enthaltend:
eine erste Elektrode, die Alkalimetallionen abgeben kann, eine zweite Elektrode und einen Elektrolyt, wobei die erste Elektrode eine an den Elektrolyt angrenzende Oberfläche umfaßt, auf die - auf wenigstens einen Teil - ein im Elektrolyt praktisch nicht-lösliches Addi­ tiv so aufgebracht ist, daß sich eine Additivgrenzfläche zwischen der Oberfläche der ersten Elektrode und dem Elektrolyt ergibt, und in einer Menge, so daß die Grenzflächenkapazität der ersten Elektrode über 10 µF/cm2 hinaus erhöht ist, wobei das Additiv für das Alkali­ metallion der ersten Elektrode ionisch leitfähig ist; nicht-ionisch ist; und mit dem Alkalimetall der ersten Elektrode nicht reaktiv ist.
1. Electrolytic cell containing:
a first electrode which can give off alkali metal ions, a second electrode and an electrolyte, the first electrode comprising a surface adjacent to the electrolyte, to which - at least in part - a practically non-soluble additive is applied in such a way that there is an additive interface between the surface of the first electrode and the electrolyte, and in an amount so that the interface capacity of the first electrode is increased beyond 10 µF / cm 2 , the additive for the alkali metal ion of the first electrode being ionically conductive; is non-ionic; and is not reactive with the alkali metal of the first electrode.
2. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode Lithiumionen abgeben kann.2. Electrolytic cell according to claim 1, characterized in that the electrode can release lithium ions. 3. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Mittel zur Polymerisierung des Additivs umfaßt, nach­ dem das Additiv auf wenigstens einen Teil der Oberfläche der ersten Elektrode aufgebracht ist.3. Electrolytic cell according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises means for polymerizing the additive after which the additive on at least part of the surface of the first electrode is applied. 4. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin Mittel umfaßt, um das dendritische Wachstum auf der ersten Elektrode praktisch zu unterdrücken. 4. Electrolytic cell according to claim 1, characterized in that it continues to include funds to curb dendritic growth to suppress the first electrode practically.   5. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Unterdrückung des dendritischen Wachstums Kohlen­ stoffteilchen umfassen, die auf wenigstens einen Teil der Quelle für das Alkalimetallion der ersten Elektrode aufgebracht sind.5. Electrolytic cell according to claim 4, characterized in that the means to suppress dendritic growth of coal comprise particles of matter that are at least a portion of the source of the Alkali metal ion of the first electrode are applied. 6. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode eine Lithiummetallanode umfaßt.6. Electrolytic cell according to claim 1, characterized in that the first electrode comprises a lithium metal anode. 7. Behandelte Elektrode, erhältlich durch ein Verfahren, das folgende Stufen umfaßt:
  • - Aufbringen von Kohlenstoffteilchen auf wenigstens einen Teil der Oberfläche der Elektrode; und
  • - Aufbringen eines Additivs auf die Kohlenstoffteilchen und auch auf die Oberfläche der Elektrode, die nicht durch die Kohlenstoffteilchen bedeckt ist, so daß sich eine Additiv/Koh­ lenstoffgrenzfläche angrenzend an die Oberfläche der Elektrode und wenigstens einen Teil des Elektrolyten ergibt, wobei das Additiv in einer Menge aufgebracht wird, so daß die Grenzflächenkapazität der ersten Elektrode über 10 µF/cm2 hinaus erhöht ist, wobei das Additiv für das Alkalimetallion der ersten Elektrode ionisch leitfähig ist; nicht-ionisch ist; und mit dem Alkalimetall der ersten Elektrode nicht reaktiv ist.
7. Treated electrode, obtainable by a process comprising the following steps:
  • Applying carbon particles to at least part of the surface of the electrode; and
  • - Application of an additive on the carbon particles and also on the surface of the electrode, which is not covered by the carbon particles, so that there is an additive / carbon interface adjacent to the surface of the electrode and at least part of the electrolyte, the additive in one Amount is applied so that the interfacial capacity of the first electrode is increased beyond 10 uF / cm 2 , the additive for the alkali metal ion of the first electrode being ionically conductive; is non-ionic; and is not reactive with the alkali metal of the first electrode.
8. Behandelte Elektrode nach Anspruch 7, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stufe des Aufbringens eines Additivs auf die Kohlenstoffteilchen die Stufe der Beschichtung der Kohlenstoffteil­ chen vor der Stufe des Aufbringens der Kohlenstoffteilchen auf die Oberfläche der Elektrode umfaßt.8. Treated electrode according to claim 7, wherein the method thereby is characterized in that the step of applying an additive the carbon particle the stage of coating the carbon part prior to the step of applying the carbon particles to the Surface of the electrode includes. 9. Behandelte Elektrode nach Anspruch 7, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Stufe des Aufbringens eines Additivs auf die Kohlenstoffteilchen folgende Stufen umfaßt:
  • - Zusetzen des Additivs dem Elektrolyten; und
  • - Adsorbieren des Additivs auf den Kohlenstoffteilchen nach dem anfänglichen Zyklisieren der elektrolytischen Zelle.
9. Treated electrode according to claim 7, wherein the method is characterized in that the step of applying an additive to the carbon particles comprises the following steps:
  • Adding the additive to the electrolyte; and
  • Adsorbing the additive on the carbon particles after the initial cycling of the electrolytic cell.
10. Behandelte Elektrode nach Anspruch 7, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es weiter umfaßt die Stufe der Polymerisierung des Additivs nach der Stufe des Aufbringens des Additivs auf die Kohlenstoffteilchen und dann auf die Oberfläche der Elektrode.10. Treated electrode according to claim 7, wherein the method thereby is characterized in that it further comprises the step of polymerizing the Additive after the step of applying the additive to the Carbon particles and then onto the surface of the electrode. 11. Behandelte Elektrode nach Anspruch 7, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es weiter die Stufe der Konstruktion der Elektrode aus Lithiummetall umfaßt.11. Treated electrode according to claim 7, wherein the method thereby is characterized that it continues the stage of construction of the electrode made of lithium metal.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5314765A (en) * 1993-10-14 1994-05-24 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Protective lithium ion conducting ceramic coating for lithium metal anodes and associate method
US5387479A (en) * 1993-06-16 1995-02-07 Valence Technology, Inc. Electrodes for rechargeable lithium batteries
US5437942A (en) * 1991-08-21 1995-08-01 Yuasa Corporation Lithium secondary battery
EP0715366A1 (en) * 1994-12-01 1996-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Rechargeable lithium battery having an anode coated by a film containing a specific metal oxide material, process for the production of said anode, and process for the production of said rechargeable lithium battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5437942A (en) * 1991-08-21 1995-08-01 Yuasa Corporation Lithium secondary battery
US5387479A (en) * 1993-06-16 1995-02-07 Valence Technology, Inc. Electrodes for rechargeable lithium batteries
US5314765A (en) * 1993-10-14 1994-05-24 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Protective lithium ion conducting ceramic coating for lithium metal anodes and associate method
EP0715366A1 (en) * 1994-12-01 1996-06-05 Canon Kabushiki Kaisha Rechargeable lithium battery having an anode coated by a film containing a specific metal oxide material, process for the production of said anode, and process for the production of said rechargeable lithium battery

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