用于原电池的电极卷以及用于制造所述电极卷的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于原电池的电极线圈，该电极线圈具有第一电极（4）、第二电极（6）、隔板和参考电极（8）。所述第一电极（4）和所述第二电极（6）通过所述隔板来彼此隔离，其中所述参考电极（8）布置在所述第一电极（4）与所述第二电极（6）之间，并且其中所述参考电极（8）被粘接到所述第一电极（4）或者所述第二电极（6）上。此外，本发明专利技术涉及一种具有这样的电极线圈的原电池以及一种用于制造这样的电极线圈的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于原电池（galvanischesElement）的电极线圈，其中所述电极线圈具有第一电极、第二电极、隔板和参考电极。此外，介绍了一种具有这样的电极线圈的原电池以及一种用于制造这样的电极线圈的方法。
技术介绍
WO2012/049201A1公开了一种具有参考电极的锂离子单池，其中所述参考电极布置在阳极与阴极之间，例如布置两个隔板薄膜之间或者布置所述阳极或者阴极的高度上，并且在空间上与所述阳极或者阴极间隔开并且电绝缘。所述参考电极通过具有涂层或者覆膜的金属箔或者扩展的金属箔来构成。WO2009/036444A2公开了一种用于用在HEV、PHEV或者EV车辆中的锂离子电池，其中所述锂离子电池具有用于对负的电极电位进行监控的参考电极。所述参考电极的活性材料可以直接地或者在与胶合剂和有传导能力的添加剂相混合的情况下被施加到金属电流导体上。所述参考电极可以被多孔的绝缘涂层所包围。所述参考电极在此被分配给壳体壁。DE102011120512A1公开了一种具有参考电极的所谓的袋式单池（Pouchzelle），所述参考电极布置在阳极与阴极上。WO2013/006415A2公开了一种卷绕的电池单池，该卷绕的电池单池用于电子设备例如移动无线电设备、笔记本电脑或者类似物，其中使用一种参考电极，该参考电极具有镍芯和围绕着所述镍芯的锂条并且具有包围的隔板层。所述参考电极在此不仅可以布置在所述卷绕的电池单池的外围中而且可以布置在所述卷绕的电池单池的中心中。
技术实现思路
按照第一方面，提供了一种用于原电池的电极线圈，其中所述电极线圈具有第一电极、第二电极、隔板和参考电极。所述第一电极和所述第二电极通过所述隔板来彼此隔离。所述参考电极在此布置在所述第一电极与所述第二电极之间。所述参考电极被粘接到所述第一电极或者所述第二电极上。原电池典型地包括两个电极以及由此两个极。在本专利技术的范围内，所述第一电极例如可以是阴极电极或者简称阴极。所述阴极在此表示一种电极，该电极在连接到负载上时、也就是例如在电动车运行时接纳电子。所述阴极在这方面也被称为正极。所述阴极典型地由集流器所构成，所述集流器在一侧或者在两侧用活性的阴极材料来涂覆，所述阴极在本公开文件的范围内被称为具有第一活性材料的第一层。所述集流器例如可以由铝或者镍组成。所述阴极的活性材料优选包含一种材料，该材料可以将锂以离子的形式或者金属的形式可逆地移入（嵌入）并且又使其移出（脱嵌）。例如，所述阴极包含纯粹或者掺杂形式的金属氧化物，例如锂-钴氧化物、锂-钴二氧化物（LiCoO2）、锂-镍-钴-混合氧化物、锂-锰-氧化物（LMO）、锂-锰氧化物尖晶石（LiMn2O4）、锂-镍-锰-钴-混合氧化物、锂-镍-锰-钴-铝-混合氧化物、锂-镍-钴-铝-氧化物（NCA）或者锂-金属-磷酸盐、例如锂-铁磷酸盐（LiFePO4）或者硫或者硫化合物。所述阴极必要时包含另外的层、例如保护层，所述保护层例如具有锂-聚阴离子-化合物，例如LiFePO4或者高温稳定的多孔的陶瓷的保护层、例如Al2O3。所述第二电极可以是阳极或者换句话说是阳极电极。用阳极来表示一种电极，该电极在连接到负载上时、也就是例如在电动车运行时发出电子。所述阳极在这种情况下也被称为负极。所述阳极在原理上可以由任意的、对于锂离子阳极的制造来说已知的材料所构成。所述阳极典型地由集流器——该集流器例如由铜制成——组成，所述集流器可以在一侧或者在两侧用阳极活性的材料来涂覆，所述阳极在本公开文件的范围内被称为具有第二活性材料的第二层。阳极活性的材料可以包括锂、镁、铁、镍、铝、锌或者这些元素的化合物或者每种可以发出电子并且产生离子流的材料。作为阳极活性的材料，例如硅、锗、锂、含碳的材料例如石墨或者无定形的碳或者金属合金是有利的。具有锂-合金份额的混合电极也是常见的。所述阳极必要时包含保护层，例如高温稳定的多孔的陶瓷的保护层、例如Al2O3。所述参考电极按照一种实施方式包括参考集流器（Referenzstromsammler），所述参考集流器构造为金属箔或者构造为金属格栅。格栅提供以下优点：可以得到所述参考电极的较小的总厚度。另一个优点是，离子也可以穿流过所述格栅，从而扩大了所述原电池的功率密度。因为没有电流流往所述参考电极或者从所述参考电极流出，所以甚至所述电极的较小的作用横截面也能够实现足够的测量敏感性。所述参考集流器可以由任意的用于电极集流器的材料制成。优选的材料是铝、铜或者镍，其中这取决于用于参考电极的活性材料的种类。按照一种实施方式，所述参考电极包括具有第三活性材料的第三层，所述第三活性材料具有LiFePO4和/或Li4Ti5O12。这些材料在所述原电池的典型的充电/放电曲线中提供较宽的电位平台（Potentialplateau）。LiFePO4例如显示出大约3.4V的电位平台。Li4Ti5O12显示出大约1.6V的电位平台。具有第三活性材料的第三层例如作为粘稠的浆体（slurry）布置在所述参考集流器的两侧上并且得到硬化，其中将合适的传导添加物和粘结剂添加给所述浆体。在硬化之后，所述浆体得到干燥。按照一种实施方式，所述参考电极通过绝缘层与相应的电极间隔开，所述参考电极被粘接到所述相应的电极上。所述绝缘层用于使所述参考电极与相应的电极电绝缘，所述参考电极被粘接到所述相应的电极上。所述绝缘层优选是多孔的层，该多孔的层例如可以由陶瓷的材料、尤其由Al2O3制成。陶瓷的材料的优点是，这些陶瓷的材料基本上耐热。作为替代方案或者补充方案，作为绝缘层为此可以使用在化学上惰性的聚合物、尤其是聚烯烃（Poleolefine）、例如聚丙烯（PP）或者聚乙烯（PE）。聚合物层的优点是，所述聚合物层可以构造得非常薄。例如由PP构成的隔板（分离阳极和阴极）可以制造到大约12μm薄。这种尺寸对所述绝缘层来说也是合适的。对于所述原电池不是按照卷芯的已知的种类来卷绕而是包括直接在所述电极上进行的涂覆工艺这种情况来说，更小的厚度也是可行的。优选的尺寸根据尤其在机械坚固性方面的实际可用性而定，在现实的场应力的情况下必须表现出所述机械坚固性。此外，所述多孔的陶瓷的保护层也可以构造得非常薄，例如可以借助于浆体涂覆将所述阳极或者阴极上的陶瓷的Al2O3保护层涂覆直至5μm薄。优选地，所述参考电极用化学上惰性的胶粘剂来粘接到所述第一或者第二电极上，其中所述胶粘剂具有聚硅氧烷和/或丙烯酸。在此，不需要大面积的胶粘剂涂覆，紧固可以通过粘接点来进行，所述粘接点相应地例如不超过所述参考电极的活性表面的10%。所述参考电极的典型的尺寸例如为1mm宽和几厘米长。所述参考集流器从具有活性材料的边缘开始被绝缘了大约1-2cm，以用于避免与所述第一或者第二电极的集流器的短路。按照另一个方面，提供一种原电池，该原电池具有至少一个这样的电极线圈。在电池中可以优选在空间上合并多个这样的原电池或者原电池单池并且在线路技术上将其彼此连接起来。例如可以将多个原电池在串联或者并联成模块的情况下用于能够提供所要求的功率数据。“电池”这个概念在本说明书中像在常见的语言用法中一样也普遍地用于蓄电池。按照另一个方面，介绍了一种用于制造用于原电池的电极线圈、尤其是前面所描述的电极线圈的方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于原电池（1）的电极线圈（2），该电极线圈具有第一电极（4）、第二电极（6）、隔板（30）和参考电极（8），其中所述第一电极（4）和所述第二电极（6）通过所述隔板（30）来彼此隔离，其中所述参考电极（8）布置在所述第一电极（4）与所述第二电极（6）之间，其特征在于，所述参考电极（8）被粘接到所述第一电极（4）上或者被粘接到所述第二电极（6）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.19 DE 102015200685.91.用于原电池（1）的电极线圈（2），该电极线圈具有第一电极（4）、第二电极（6）、隔板（30）和参考电极（8），其中所述第一电极（4）和所述第二电极（6）通过所述隔板（30）来彼此隔离，其中所述参考电极（8）布置在所述第一电极（4）与所述第二电极（6）之间，其特征在于，所述参考电极（8）被粘接到所述第一电极（4）上或者被粘接到所述第二电极（6）上。2.按照权利要求1所述的电极线圈（2），其特征在于，所述参考电极（8）包括一参考集流器（16），该参考集流器构造为金属箔（40）或者构造为金属格栅（42）。3.按照前述权利要求中任一项所述的电极线圈（2），其特征在于，所述参考电极（8）包括一具有第三活性材料的第三层（36），所述第三活性材料具有LiFeO4和/或Li4Ti5O12。4.按照前述权利要求中任一项所述的电极线圈（2），其特征在于，所述参考电极（8）通过绝缘层（34）与相应的电极（4、6）间隔开，所述参考电极被粘接到所述相应的电极上。5.按照权利要求4所述的电极线圈（2），其特征在于，所述绝缘层（34）具有陶瓷材料、尤其是Al2O3和/或在化学上惰性的聚合物、尤其是聚烯烃、例如聚丙烯或者聚乙烯。6.按照前述权利要求中任一项所述的电极线圈（2），其特征在于，所述参考电极（8）利用在化学上惰性的胶粘剂（32）来粘接到所述第一电极（4）或者所述第二电极（6）上，所述胶粘剂具有聚硅氧烷和/丙烯酸。7.原电池（1），该原电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：P拉费尔斯泰特，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE