[go: up one dir, main page]

RU2325007C2 - Композиционный материал и токоприемник для аккумуляторной батареи - Google Patents

Композиционный материал и токоприемник для аккумуляторной батареи Download PDF

Info

Publication number
RU2325007C2
RU2325007C2 RU2005121126/09A RU2005121126A RU2325007C2 RU 2325007 C2 RU2325007 C2 RU 2325007C2 RU 2005121126/09 A RU2005121126/09 A RU 2005121126/09A RU 2005121126 A RU2005121126 A RU 2005121126A RU 2325007 C2 RU2325007 C2 RU 2325007C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
foam
layer
pores
composite material
carbon
Prior art date
Application number
RU2005121126/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005121126A (ru
Inventor
Куртис С. КИЛЛИ (US)
Куртис С. КИЛЛИ
Мэтью Дж. МАРУН (US)
Мэтью Дж. МАРУН
Чарльз Е. ОСТЕРМЕЙЕР (US)
Чарльз Е. ОСТЕРМЕЙЕР
Original Assignee
Файэфлай Энеджи Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Файэфлай Энеджи Инк. filed Critical Файэфлай Энеджи Инк.
Publication of RU2005121126A publication Critical patent/RU2005121126A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2325007C2 publication Critical patent/RU2325007C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/68—Selection of materials for use in lead-acid accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/10—Battery-grid making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, в частности к композиционному материалу, используемому в аккумуляторных батареях. Композиционный материал (10), включающий два слоя пеноуглерода (11, 13), ламинированных вместе с использованием связующего материала (12), который может проникать в поры (14) обоих слоев пеноуглерода. Связующий материал может включать изоляционный материал или проводящий материал. Композиционный материал может быть скомпонован таким образом, чтобы служить в качестве токоприемника (20) для аккумуляторной батареи (100). Для образования положительных и отрицательных пластин батареи на композиционный токоприемник осаждается химически активная паста. Пеноуглеродный композиционный материал обладает сопротивляемостью коррозии и имеет большую площадь поверхности, что является техническим результатом изобретения. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Область техники
Данное изобретение, в общем, относится к композиционному материалу и, более конкретно, к токоприемнику из композиционного материала для устройства хранения энергии.
Предпосылки создания изобретения
Известно, что батарея свинцовых аккумуляторов включает, по крайней мере, один положительный токоприемник, по крайней мере, один отрицательный токоприемник и электролитический раствор, включающий, например, серную кислоту (H2SO4) и дистиллированную воду. Обычно как положительный, так и отрицательный токоприемники в батарее свинцовых аккумуляторов выполняются из свинца. Роль этих свинцовых токоприемников заключается в передаче электрического тока на и от клемм батареи во время процессов разрядки и зарядки. Хранение и выделение электрической энергии в батареях свинцовых аккумуляторов приводится в действие химическими реакциями, которые происходят в пасте, расположенной на токоприемниках. Положительные и отрицательные токоприемники, однократно покрытые данной пастой, называются соответственно положительными и отрицательными пластинами. Заметным ограничением срока службы батарей свинцовых аккумуляторов является коррозия свинцового токоприемника положительной пластины.
Скорость коррозии свинцового токоприемника является основным фактором, определяющим срок службы батареи свинцового аккумулятора. Как только электролит из серной кислоты добавляется к батарее, и батарея заряжается, токоприемник каждой положительной пластины непрерывно подвергается коррозии в связи с воздействием серной кислоты и анодных потенциалов положительной пластины. Одним из наиболее разрушительных эффектов данной коррозии положительной пластины токоприемника является расширение объема. В частности, по мере того как свинцовый токоприемник корродирует, из свинца исходного металла токоприемника образуется двуокись свинца. Данная двуокись свинца как продукт коррозии имеет больший объем, чем свинцовый исходный материал, потребляемый для создания двуокиси свинца. Коррозия свинцового исходного материала и получаемое увеличение объема двуокиси свинца как продукта коррозии известны как расширение объема.
Расширение объема вызывают механические нагрузки на токоприемник, которые деформируют и растягивают токоприемник. При общем увеличении объема токоприемника, составляющем приблизительно от четырех (4%) до семи (7%) процентов, токоприемник может растрескаться. В результате падает мощность батареи и, постепенно, батарея достигнет конца своего срока службы. Кроме того, на последующих стадиях коррозии может произойти внутреннее замыкание внутри токоприемника и разрыв корпуса элемента. Оба этих эффекта коррозии могут привести к выходу из строя одного или более элементов внутри батареи.
Одним из способов продления срока службы батареи свинцовых аккумуляторов является увеличение сопротивляемости коррозии токоприемника положительной пластины. Было предложено несколько способов ингибирования процесса коррозии в батареях свинцовых аккумуляторов. Так как углерод не окисляется при температурах, при которых обычно работают батареи свинцовых аккумуляторов, некоторые из этих способов включали использование углерода в различных формах, для замедления или предотвращения разрушительного процесса коррозии, в батареях свинцовых аккумуляторов. Например, в патенте США №5512390 (далее именуемом патентом '390) раскрывается батарея свинцовых аккумуляторов, которая включает токоприемники, выполненные из графитовых пластин, вместо свинца. Графитовые пластины имеют достаточную проводимость для того, чтобы работать в качестве токоприемников, и они обладают большей устойчивостью к коррозии, чем свинец. Заменяя свинцовые токоприемники графитовыми пластинами, таким образом можно продлить срок службы батареи свинцовых аккумуляторов.
В то время как батарея по патенту '390 может потенциально предложить удлиненный срок службы, в результате снижения коррозии положительной пластины, графитовые пластины патента '390 являются проблематичными. Например, графитовые пластины по патенту '390 являются плотными плоскими листами материала, каждый из которых имеет относительно маленькую площадь поверхности. В отличие от свинцовых пластин электродов обычной батареи свинцовых аккумуляторов, которые обычно собраны в сетчатую структуру, для увеличения имеющейся площади поверхности пластин, графитовые пластины по патенту '390 являются гладкими пластинами без формирования рельефа. В батареях свинцовых аккумуляторов увеличение площади поверхности токоприемников может увеличить удельную энергию батареи и, следовательно, может привести к улучшенным характеристикам батареи. Большая площадь поверхности на токоприемниках может также привести к снижению времени, необходимого для зарядки и разрядки батареи. Относительно малая площадь поверхности графитовых пластин по патенту '390 приводит к плохо работающим батареям, имеющим медленные скорости зарядки.
Дополнительно у графитовых пластин по патенту '390 отсутствует жесткость свинцовых токоприемников. Плотные графитовые пластины по патенту '390 являются хрупкими и могут растрескаться при воздействии физического удара или вибрации. Подобный физический удар и вибрация обычно возникают при использовании, например, в транспортных средствах. Любое растрескивание графитовых пластин привело бы к таким же проблемам, вызываемым расширением объема обычных свинцовых токоприемников. Следовательно, несмотря на предложение увеличения устойчивости к коррозии, по сравнению с обычными свинцовыми токоприемниками, хрупкий характер графитовых пластин по патенту '390 мог бы фактически привести к более коротким срокам службы батареи, чем сроки, возможные при использовании обычных свинцовых токоприемников.
Настоящее изобретение направлено на преодоление одной или более из проблем или недостатков предшествующего уровня техники.
Краткое содержание изобретения
Один аспект настоящего изобретения включает композиционный материал. Композиционный материал содержит первый слой из пеноуглерода, включающий сеть пор и второй слой из пеноуглерода, включающий сеть пор. Промежуточный связующий слой расположен между первым и вторым слоями из пеноуглерода.
Второй аспект настоящего изобретения включает способ изготовления композиционного материала. Данный способ включает обеспечение первым слоем пеноуглерода, включающим сеть пор и наложение слоя связующего материала на первый слой пеноуглерода. Второй слой из пеноуглеродного материала, который включает сеть пор, затем помещается на слой связующего материала, для формирования уложенной стопкой структуры.
Третий аспект настоящего изобретения включает токоприемник для аккумуляторной батареи. Токоприемник включает первый слой пеноуглерода, имеющий сеть пор и первый электрический соединительный элемент, предусмотренный на первом слое из пеноуглерода. Промежуточный связующий слой предусмотрен на первом электрическом соединительном элементе и первом слое из пеноуглерода, а второй слой пеноуглерода, включающий сеть пор, предусмотрен на промежуточном связующем слое.
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые включены в данный материал и составляют неотъемлемую часть данной спецификации, иллюстрируют примеры осуществления изобретения и вместе с письменным описанием служат для объяснения принципов изобретения. В чертежах:
фиг.1 представляет собой поперечное сечение композиционного материала в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
фиг.2А представляет собой вид сверху токоприемника в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
фиг.2В является поперечным сечением токоприемника по фиг.2А, сделанным вдоль линии 2А;
фиг.3 представляет собой электрический соединительный элемент в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
фиг.4А является видом сверху другого токоприемника в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;
фиг.4В является поперечным сечением токоприемника по фиг.4А, сделанньм вдоль линии 4А;
фиг.5 представляет собой графическое изображение «вырезанной» части, представляющей батарею в разрезе, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
Детальное описание
В последующем описании делается ссылка на сопроводительные чертежи, которые образуют его часть и в которых в виде иллюстраций показаны примеры осуществления, в которых может быть использовано изобретение. Эти примеры осуществления изобретения достаточно детально описаны, чтобы специалисты в данной области могли использовать изобретение, и следует понимать, что могут быть использованы и другие примеры осуществления изобретения, не отклоняясь от объема настоящего изобретения. Следовательно, следующее описание не должно рассматриваться как ограничивающее. Где это возможно, во всех чертежах для обозначения одинаковых или подобных деталей используются одинаковые номера.
Как показано на фиг.1, композиционный материал 10 содержит два слоя пористого пеноуглерода 11, 13. Промежуточный слой связующего материала 12 расположен между слоями 11 и 13 пеноуглерода. Связующий материал 12 скрепляет вместе слои 11 и 13 из пеноуглерода и обеспечивает структуральную поддержку для композиционного материала 10.
Пеноуглерод, используемый для образования слоев 11 и 13 композиционного материала 10 является электропроводным. В некоторых формах пеноуглерод может давать значения сопротивляемости листов менее чем около 1 Ом/см. В других формах пеноуглерод может еще иметь значения сопротивляемости листов менее чем около 0,75 Ом/см. Электропроводность слоев 11 и 13 пеноуглерода позволяет использовать композиционный материал 10 в разных применениях, таких как, например, токоприемники в аккумуляторных батареях.
Пеноуглерод, используемый для образования слоев 11 и 13 пеноуглерода композиционного материала 10, также обладает устойчивостью к коррозии. Вообще, углерод окисляется только при очень высоких температурах и будет сопротивляться коррозии даже в коррозионных средах. Пеноуглерод, используемый в композиционном материале 10, сохраняет данную устойчивость коррозии, и, следовательно, композиционный материал 10 может использоваться, например, в коррозионной среде батареи свинцовых аккумуляторов.
Кроме того, слои 11 и 13 пеноуглерода обладают малым весом из-за присутствия сети пор 14. Пеноуглерод по настоящему изобретению может включать общее значение пористости по крайней мере 60%. Другими словами, по крайней мере 60% объема слоев 11 и 13 пеноуглерода включено в поры 14. Более того, пеноуглерод может иметь значение открытой пористости по крайней мере 90%. Другими словами по крайней мере 90% пор 14 открыты для примыкающих пор таким образом, что сеть пор 14 образует практически открытую сеть. Данная открытая сеть пор 14 может привести к плотности около менее 0,6 г/см3 для каждого из слоев 11 и 13 из пеноуглерода. Далее, средний размер пор пеноуглерода может находиться между 0,25 мм и около 2,0 мм.
В дополнение к пеноуглероду для образования композиционного материала 10 может также использоваться пенографит. Один вид подобного пенографита под торговым наименованием PocoFoam™ предлагается компанией Росо Graphite, Inc. Плотность и структура пор пенографита может быть подобна пеноуглероду. Основное различие между пенографитом и пеноуглеродом заключается в ориентации атомов углерода, которые составляют структуральные элементы пены. Например, в пеноуглероде углерод может быть в основном аморфным. Однако в пенографите большая часть углерода упорядочена в графитовую слоистую структуру. В связи с упорядоченным характером графитовой структуры пенографит дает более высокую проводимость, чем пеноуглерод. Пенографит PocoFoam™ проявляется значениями электрической сопротивляемости между около 100 мкОм/см и около 400 мкОм/см.
В композиционном материале 10 связующий материал 12 расположен между слоями 11 и 13 пеноуглерода. Связующий материал 12 скрепляет слои пеноуглерода 11 и 13 вместе путем проникновения, по крайней мере, в некоторые поры 14 слоя 11 пеноуглерода и, по крайней мере, в некоторые поры 14 слоя 13 пеноуглерода. В примере осуществления изобретения, связующий материал 12 проникает в поры слоя 11 пеноуглерода на глубину, равную или большую, чем средний размер пор слоя 11. Подобным же образом в примере осуществления изобретения связующий материал 12 может проникать в поры слоя 13 пеноуглерода на глубину, равную или большую, чем средний размер пор слоя 13. Глубина проникновения связующего материала 12 в слои 11 и 13 пеноуглерода не ограничивается глубинами, равными, по крайней мере, среднему размеру пор слоев 11 и 13. Предпочтительно, подходящая связь может быть создана при глубине проникновения, достаточной для включения, по крайней мере, одной углеродной структуры (например, элементов, граничащих с порой), внутрь слоев 11 и 13 пены. Проникновение связующего материала 12 в слои 11 и 13 пеноуглерода представлено на фиг.1 соответственно зонами проникновения 15 и 16.
В качестве связующего материала 12 могут использоваться разнообразные материалы. Связующий материал 12 может включать электроизолирующий материал, содержащий полимер. Например, в одном примере осуществления изобретения связующий материал 12 может включать полипропилен. В еще одном примере осуществления изобретения связующий материал 12 может включать любые из широкого диапазона эпоксидных смол. В еще одном примере осуществления изобретения в качестве связующего материала 12 может использоваться электропроводный материал. Подобный электропроводный материал может включать, например, различные металлы и электропроводные полимеры.
Для того чтобы изготовить композиционный материал по настоящему изобретению, слой связующего вещества наносится на лист пеноуглеродного материала. Далее, второй лист пеноуглеродного материала помещается на слой связующего материала для формирования уложенной стопкой многослойной структуры. Если связующий материал наносится как твердый, как в случае большинства полимеров и металлов, тогда к многослойной структуре может применяться тепло для размягчения и/или плавления связующего материала. Размягчение и/или плавление связующего материала способствует проникновению связующего материала в поры пеноуглерода. В дополнение к теплу к многослойной структуре может также применяться давление.
Применение внешнего давления может помочь в подталкивании связующего материала к проникновению в поры пеноуглерода. В типовом примере осуществления настоящего изобретения тепло и давление применяются одновременно. Однако в некоторых ситуациях тепло может применяться исключая давление. В других ситуациях применение тепла может происходить отдельно от применения давления.
В случаях, когда связующий материал применяется в качестве жидкого вещества, подобно, например, эпоксидной смоле, связующий материал может проникать в поры каждого из двух слоев пеноуглерода без необходимости применения тепла или давления. Тем не менее, даже в случае нанесения связующего материала в качестве жидкости применение тепла и давления может облегчить проникновение связующего материала в поры пеноуглерода путем снижения вязкости связующего материала.
Фиг.2А и 2В иллюстрируют токоприемник 20, который включает композиционный материал по данному изобретению. Как показано на фиг.2А и 2В, токоприемник 20 включает слои пеноуглерода 11 и 13, соединенные вместе с помощью проводящего связующего материала 22. Связующий материал 22 проникает, по крайней мере, в некоторые поры слоев пеноуглерода 11 и 13. Далее, связующий материал 22 может проникнуть в поры слоев пеноуглерода 11 и 13 на глубину, равную или большую соответственно среднему размеру пор слоев 11 и 13.
Электрический соединительный элемент 21 расположен внутри связующего материала 22 и обеспечивает внешнее электрическое соединение для токоприемника 20. Электрический соединительный элемент 21 включает контакт 31, который распространяется за пределы либо одного или обоих слоев пеноуглерода 11 и 13. Электрический соединительный элемент 21 также включает, по крайней мере, одну электропроводную часть 33 (фиг.3), которая размещается внутри токоприемника 20.
В примере осуществления изобретения, показанном на фиг.2А и 2В, связующий материал 22 токоприемника 20 является электропроводным материалом. Например, связующий материал 22 может включать металл или электропроводный полимер. Так как связующий материал 22 является электропроводным, внешнее электрическое соединение с токоприемником 20 может происходить с использованием только одного электрического соединительного элемента 21. В частности, контакт 31 может осуществлять электрический контакт с обоими слоями пеноуглерода 11 и 13 через связующий материал 22.
Фиг.3 иллюстрирует электрический соединительный элемент 21 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Электрический соединительный элемент 21 включает контакт 31 и, по крайней мере, одну электропроводную часть 33, которая простирается в сторону от контакта 31. В то время как контакт 31 и по крайней мере одна электропроводная часть 33 могут быть выполнены из металла, в примере осуществления изобретения, показанном на фиг.3, так контакт 31 и электропроводная часть 33 могут быть образованы из множества углеродных волокон. Конкретно, контакт 31 может быть образован множеством углеродных волокон, расположенных рядом друг с другом и соединенных вместе. Распространяясь от контакта 31, множество углеродных волокон могут быть растянуты и формировать электропроводную часть 33. Растяжка волокон, как показано на фиг.3, обеспечивает относительно равномерное распределение углеродных волокон, например, по токоприемнику 20. Подобное распределение помогает поддерживать хороший электрический контакт между контактом 31 и слоями пеноуглерода 11 и/или 13.
Контакт 31 может также включать покрытие 32, которое может использоваться для образования некоторых типов электрических соединений с контактом 31. Например, когда используются углеродные волокна для изготовления контакта 31, покрытие 32 может содержать металл. Подобное металлическое покрытие улучшает долговечность контакта 31 и способствует хорошему электрическому контакту между контактом 31 и внешним контуром.
Фиг.4А и 4В иллюстрирует еще один токоприемник 40, включающий композиционный материал по настоящему изобретению. Как показано на фиг.4А и 4В, токоприемник содержит слои пеноуглерода 11 и 13, соединенные вместе связующим материалом 42. Подобно связующему материалу композиционного материала 10, связующий материал 42 проникает в, по крайней мере, некоторые поры слоев пеноуглерода 11 и 13. Далее, связующий материал 42 может проникать в поры слоев пеноуглерода 11 и 13 на глубину, равную или большую среднему размеру пор слоев 11 и 13 соответственно.
В примере осуществления изобретения, показанном на фиг.4А и 4В, связующий материал 42 является электрически изолирующим материалом. Так как связующий материал 42 является электрически изолирующим, внешнее электрическое соединение с токоприемником 40 может быть выполнено при использовании двух электрических соединительных элементов 21. В частности, при изготовлении токоприемника 40, первый электрический соединительный элемент 21 может быть расположен, например, на слое пеноуглерода 11. Тогда связующий материал 42 наносится как на первый электрический соединительный элемент, так и на слой пеноуглерода 11. Так как электроизолирующий связующий материал 42 покрывает первый электрический соединительный элемент 21, дополнительный электрический соединительный элемент может потребоваться для осуществления контакта со слоем пеноуглерода 13, который наносится на связующий материал и образует многослойную структуру. Следовательно, перед помещением слоя пеноуглерода 13 на связующий материал 42, второй электрический соединительный элемент 21 может быть помещен на связующий материал 42. Второй электрический соединительный элемент 21 обеспечивает внешний электрический контакт со слоем пеноуглерода 13.
Соответственно, два электрических соединительных элемента 21 показаны на фиг.4В, каждый из которых расположен у исходной границы раздела (т.е. перед проникновением связующего материала 42 в любой из слоев пеноуглерода 11 или 13) между связующим материалом 42 и слоями пеноуглерода 11 и 13 соответственно. Электрические соединительные элементы 21, которые могут иметь конфигурацию, показанную на фиг.3, например, не мешают проникновению связующего материала 42 в поры соответствующих слоев пеноуглерода.
В то время как пример осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг.4В, включает два электрических соединительных элемента 21, электрические соединения со слоями пеноуглерода 11 и 13 могут быть выполнены посредством различных конфигураций. Например, отдельный электрический соединительный элемент 21 может иметь такую конфигурацию, когда электропроводные части 33 осуществляют электрический контакт с обоими слоями пеноуглерода 11 и 13. Например, проводящие части 33 могут быть скомпонованы таким образом, что некоторые из проводящих частей контактируют со слоем пеноуглерода 11, а другие проводящие части контактируют со слоем пеноуглерода 13. Альтернативно, электрический соединительный элемент 21 может иметь размер, обладающий достаточной толщиной относительно толщины связующего материала 42, так что отдельный соединительный элемент 21 может вступать в контакт с обоими слоями пеноуглерода 11 и 13. В этих примерах осуществления будет достаточно одного электрического соединительного элемента 21.
Фиг.5 иллюстрирует батарею 100 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Батарея 100 включает корпус 110 и клеммы 120, которые расположены снаружи корпуса 110. По крайней мере один элемент аккумуляторной батареи 130 расположен внутри корпуса 110. В то время как необходим только один элемент 130, множество элементов могут быть соединены последовательно для обеспечения желаемого общего потенциала батареи 100.
Каждый элемент 130 может состоять из чередующихся положительных и отрицательных пластин, погруженных в электролитический раствор, включающий, например, серную кислоту и дистиллированную воду. Как положительная, так и отрицательная пластины содержат токоприемник, заполненный пастообразным веществом, включающим, например, окись свинца. Как отмечалось ранее, на фиг.2А, 2В, 4А и 4В показаны токоприемники 20 и 40 в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения, которые могут использоваться для образования положительных и отрицательных пластин батареи 100. Химические реакции в пасте, расположенной на токоприемниках батареи, обеспечивают хранение и высвобождение энергии. Состав этой пасты, а не материал, выбранный для токоприемника, определяет, будет ли данный токоприемник функционировать в качестве либо положительной, либо отрицательной пластины.
Для создания положительных и отрицательных пластин батареи 100 химически активная паста наносится на токоприемники 20, 40 таким образом, чтобы химически активная паста проникала в сеть пор в пеноуглероде токоприемника. Первоначально химически активная паста, которая наносится на токоприемники 20, 40 как положительной, так и отрицательной пластин, может быть практически одинаковой с точки зрения химического состава. Например, паста может включать оксид свинца (PbO). Другие оксиды свинца могут также быть приемлемыми. Паста может также включать различные добавки, включая, например, различный процент свободного свинца, структуральные волокна, проводящий материал, углерод и удлинители для аккомодации изменений объема во время срока службы батареи. На практике составные части химически активной пасты могут быть смешаны с небольшим количеством серной кислоты и водой для образования пасты, которая может располагаться в порах 14 токоприемников 20, 40.
Как только паста была осаждена на токоприемниках 20, 40, формируются положительные и отрицательные пластины. Для создания положительной пластины токоприемники 20, 40, включая пасту из оксида свинца, например, подвергаются процессу отверждения. Этот процесс отверждения может включать подвергание токоприемников 20, 40 с пастой воздействию повышенных температур и влажности, чтобы способствовать росту кристаллов сульфата свинца внутри пасты. Для создания отрицательной пластины токоприемники 20, 40, включая пасту оксида свинца, могут быть оставлены в своем прежнем состоянии, за исключением возможного этапа сушки.
Когда положительная и отрицательная пластины были собраны вместе для образования элементов батареи 100 (как показано на фиг.5), батарея 100 подвергается процессу зарядки (т.е. формированию). Во время процесса зарядки отвержденная паста положительной пластины электрически приводится к двуокиси свинца (РbO2), а паста отрицательной пластины преобразуется в губчатый свинец. Наоборот, при последующей разрядке батареи 100 пасты обеих положительных и отрицательных пластин преобразуются в сульфат свинца.
Промышленная применимость
Композиционный материал по настоящему изобретению имеет широкую область применения и может быть полезен в любой области, где необходимы материалы, обладающие сопротивляемостью коррозии, большой площадью поверхности, электропроводностью или низким весом. В одном из возможных применений композиционный материал по настоящему изобретению может служить в качестве токоприемника в батарее, подобной, например, батарее свинцовых аккумуляторов. Токоприемники могут поддерживать химически активные компоненты батареи и способствовать потоку тока между клеммами батареи.
Так как токоприемники 20, 40 включают пеноуглерод, они обладают сопротивляемостью коррозии при воздействии серной кислоты и анодных потенциалов положительной пластины в батарее свинцовых аккумуляторов. В результате, батарея может иметь значительно более долгий срок службы по сравнению с батареями без токоприемников на пеноуглероде.
Пеноуглерод включает сеть пор, обеспечивающую большое количество площади поверхности для токоприемника 20, 40. Токоприемники, состоящие из пеноуглерода, могут обладать более чем в 2000 раз большей площадью поверхности по сравнению с обычными свинцовыми токоприемниками. Большое количество площади поверхности, обеспечиваемое токоприемниками 20, 40, приводит к тому, что батареи обладают большими значениями удельной энергии. Например, из-за открытого элемента, пористой сети и относительно малого размера пор пеноуглеродных материалов химически активная паста положительных и отрицательных пластин тесно интегрируется с проводящим углеродным материалом токоприемников 20, 40. Следовательно, электроны, производимые в химически активной пасте в определенной зоне реакции, должны перемещаться только на короткие расстояния по пасте до столкновения с проводящим пеноуглеродом токоприемников 20, 40. Этот ток может быть затем перенесен, например, электропроводной частью 33 электрического соединительного элемента 21.
В результате батареи с токоприемниками из пеноуглерода 20, 40, могут давать улучшенные значения удельной энергии и мощности. Другими словами, эти батареи, при размещении под нагрузку, могут удерживать свое напряжение над заранее заданным пороговым уровнем в течение более длительного времени, чем батареи, включающие свинцовые токоприемники или токоприемники из графитовой пластины. Также, эти батареи могут разряжаться значительно быстрее, чем батареи, включающие свинцовые токоприемники или токоприемники с графитовыми пластинами.
Увеличенные значения удельной мощности, обеспечиваемые батареями по настоящему изобретению, также приводят к снижению времени зарядки. Таким образом, батареи могут применяться в тех случаях когда, энергия зарядки предоставляется только на ограниченный период времени. Например, в транспортных средствах, когда большая часть энергии теряется во время обычного торможения, эта энергия торможения может быть задержана и использована для зарядки батареи, например, транспортного средства с комбинированной силовой установкой. Однако энергия торможения существует только в течение короткого периода времени (т.е. во время возникновения торможения). С учетом сокращенного времени зарядки батареи по настоящему изобретению могут обеспечить эффективное средство хранения подобной энергии торможения.
Пористый характер токоприемников из пеноуглерода также создает улучшенную подложку для сохранения химически активной пасты устройства хранения энергии. Путем импрегнирования пасты в поры токоприемников из пеноуглерода существует меньше вероятности отделения пасты от токоприемников. Это свойство является важным при применении в транспортных средствах и других областях, где вибрация является обычной.
Далее, при включении токоприемников из пеноуглерода, имеющих плотность менее 0,6 г/см3, батарея может весить значительно меньше, чем батареи, включающие свинцовые токоприемники или токоприемники на графитовых пластинах. Другие аспекты и признаки настоящего изобретения могут быть выявлены после изучения чертежей, раскрытия изобретения и прилагаемой формулы.

Claims (10)

1. Композиционный материал (10) включающий: первый слой пеноуглерода (11), включающий сеть пор (14); второй слой пеноуглерода (13), включающий сеть пор; и промежуточный связующий слой (12), расположенный между первым и вторым слоями пеноуглерода.
2. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что промежуточный связующий слой проникает, по крайней мере, в некоторые поры первого слоя пеноуглерода и, по крайней мере, некоторые поры второго слоя пеноуглерода.
3. Композиционный материал по п.2, отличающийся тем, что промежуточный связующий слой проникает в поры первого слоя пеноуглерода на глубину, равную или большую среднего размера пор первого слоя пеноуглерода, и проникает в поры второго слоя пеноуглерода на глубину равную или большую среднего размера пор второго слоя пеноуглерода.
4. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что промежуточный связующий слой включает электроизолирующий материал.
5. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что промежуточный связующий слой включает электропроводный материал.
6. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что каждый из первого и второго слоев пеноуглерода имеет средний размер пор между около 0, 25 мм и около 2,0 мм.
7. Токоприемник (2) для батареи (100), включающий: композиционный материал по п.1, и по крайней мере, один электрической соединительный элемент (21), расположенный между первым слоем пеноуглерода и вторым слоем пеноуглерода.
8. Батарея (100), включающая: корпус (110); положительную клемму (120) и отрицательную клемму (120), расположенную снаружи корпуса; по крайней мере один элемент (130), расположенный внутри корпуса и содержащий, по крайней мере одну положительную пластину и по крайней мере одну отрицательную пластину, подсоединенную к положительной клемме и отрицательной клемме, соответственно, при этом по крайней мере одна положительная пластина включает токоприемник по п.7, имеющий химически активную пасту, расположенную на первом и втором слоях пеноуглерода таким образом, что химически активная паста проникает, по крайней мере, в некоторые поры обоих первого и второго слоев пеноуглерода; и электролитический раствор, заполняющий объем между положительной и отрицательной пластинами.
9. Способ изготовления композиционного материала (1), включающий: обеспечение первым слоем пеноуглерода (11), включающим сеть пор (14); нанесение слоя связующего материала (12) на первый слой пеноуглерода; и размещение второго слоя пеноуглеродного материала (13), включающего сеть пор, на слой связующего материала для формирования собранной стопкой структуры.
10. Способ по п.9, далее включающий: применение тепла к собранной стопкой структуре и размягчение слоя связующего материала для упрощения проникновения связующего материала в поры первого и второго слоев пеноуглерода; и применение давления к собранной стопкой структуре.
RU2005121126/09A 2002-12-20 2003-11-10 Композиционный материал и токоприемник для аккумуляторной батареи RU2325007C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/324,068 US7033703B2 (en) 2002-12-20 2002-12-20 Composite material and current collector for battery
US10/324,068 2002-12-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121126A RU2005121126A (ru) 2006-01-27
RU2325007C2 true RU2325007C2 (ru) 2008-05-20

Family

ID=32593343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121126/09A RU2325007C2 (ru) 2002-12-20 2003-11-10 Композиционный материал и токоприемник для аккумуляторной батареи

Country Status (11)

Country Link
US (2) US7033703B2 (ru)
EP (1) EP1573836B1 (ru)
JP (1) JP5005886B2 (ru)
KR (1) KR101061971B1 (ru)
CN (1) CN100352088C (ru)
AT (1) ATE355623T1 (ru)
AU (1) AU2003291420A1 (ru)
CA (1) CA2509961C (ru)
DE (1) DE60312217T2 (ru)
RU (1) RU2325007C2 (ru)
WO (1) WO2004062005A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533207C2 (ru) * 2009-08-27 2014-11-20 Дзе Фурукава Бэттери Ко., Лтд. Способ изготовления гибридной отрицательной пластины для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи и свинцово-кислотная аккумуляторная батарея

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6395481B1 (en) * 1999-02-16 2002-05-28 Arch Development Corp. Methods for detection of promoter polymorphism in a UGT gene promoter
US6979513B2 (en) * 2002-06-28 2005-12-27 Firefly Energy Inc. Battery including carbon foam current collectors
US7033703B2 (en) * 2002-12-20 2006-04-25 Firefly Energy, Inc. Composite material and current collector for battery
WO2006020167A2 (en) * 2004-07-15 2006-02-23 Board Of Control Of Michigan Technological University Nickel hydroxide impregnated carbon foam electrodes for rechargeable nickel batteries
CN101167201A (zh) * 2005-03-31 2008-04-23 萤火虫能源公司 用于储能设备的导流体
US20090053601A1 (en) * 2005-03-31 2009-02-26 Kelley Kurtis C Modular Bipolar Battery
US20090081541A1 (en) * 2005-03-31 2009-03-26 Kelley Kurtis C Bipolar Battery Having Carbon Foam Current Collectors
BRPI0621965A2 (pt) * 2006-08-18 2011-12-27 Firefly Energy Inc espuma compàsita, e, bateria de Ácido e chumbo
US7838146B2 (en) * 2006-11-16 2010-11-23 Graftech International Holdings, Inc. Low conductivity carbon foam for a battery
WO2008088767A1 (en) * 2007-01-12 2008-07-24 Firefly Energy Inc. Battery electrode plate having even thermal distribution
US7892636B2 (en) * 2007-05-01 2011-02-22 Graftech International Holdings Inc. Carbon foam with supplemental material
US8399134B2 (en) * 2007-11-20 2013-03-19 Firefly Energy, Inc. Lead acid battery including a two-layer carbon foam current collector
CN102047488A (zh) * 2008-03-07 2011-05-04 莱登能源公司 具有连接片的电化学电池
US8974965B2 (en) * 2008-03-24 2015-03-10 Zeon Corporation Electrodes for a lead acid battery and the use thereof
US8017273B2 (en) 2008-04-28 2011-09-13 Ut-Battelle Llc Lightweight, durable lead-acid batteries
US20100009262A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Eliot Gerber Non-lead grid cores for lead acid battery and method of their production
US8048572B2 (en) * 2008-07-11 2011-11-01 Eliot Samuel Gerber Long life lead acid battery having titanium core grids and method of their production
US7732098B2 (en) * 2008-07-11 2010-06-08 Eliot Gerber Lead acid battery having ultra-thin titanium grids
JP5494487B2 (ja) * 2008-09-22 2014-05-14 日本ゼオン株式会社 鉛蓄電池用電極および鉛蓄電池
US8232005B2 (en) 2008-11-17 2012-07-31 Eliot Gerber Lead acid battery with titanium core grids and carbon based grids
US8617747B2 (en) * 2009-02-24 2013-12-31 Firefly Energy, Inc. Electrode plate for a battery
US9012087B2 (en) 2009-10-29 2015-04-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Device and electrode having nanoporous graphite with lithiated sulfur for advanced rechargeable batteries
WO2012061715A1 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Cabot Corporation Lead-acid batteries and pastes therefor
US10170244B2 (en) 2011-12-27 2019-01-01 Intel Corporation Fabrication of porous silicon electrochemical capacitors
US20160036060A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 Concurrent Technologies Corporation Composite electrode for flow battery
US10804540B2 (en) 2015-05-01 2020-10-13 Pivotal Battery Corp Bipolar plate and method of making and using same
US9735445B2 (en) 2015-09-14 2017-08-15 Nanotek Instruments, Inc. Alkali metal or alkali-ion batteries having high volumetric and gravimetric energy densities
CN108292759B (zh) * 2015-09-14 2020-10-30 纳米技术仪器公司 具有高体积能量密度和重量能量密度的碱金属或碱离子电池
US10163540B2 (en) 2015-12-03 2018-12-25 Nanotek Instruments, Inc. Production process for highly conducting and oriented graphene film
JP6596107B2 (ja) 2016-01-27 2019-10-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池及びその製造方法
CN108878947B (zh) * 2017-05-16 2023-11-07 新强能电池公司 降低电池组中发生短路和/或锂析出的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4832870A (en) * 1988-06-20 1989-05-23 The United States Department Of Energy Electrically conductive composite material
RU2084036C1 (ru) * 1995-11-30 1997-07-10 Альфар Интернешнл Лтд. Конденсатор с двойным электрическим слоем
RU2154876C1 (ru) * 1999-11-25 2000-08-20 Серопян Георгий Ваграмович Способ изготовления углеродного электрода для электрохимического устройства
RU2174263C2 (ru) * 1996-10-07 2001-09-27 Максвелл Текнолоджиз, Инк. Многоэлектродный конденсатор с двойным слоем

Family Cites Families (140)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1285660A (en) * 1918-04-04 1918-11-26 Bruce Ford Secondary or storage battery.
US2658099A (en) * 1948-10-20 1953-11-03 Basset Lucien Paul Microporous carbon and graphite articles, including impregnated battery electrodes and methods of making the same
US2620369A (en) 1950-08-02 1952-12-02 Arthur F Daniel Plastic-cased dry cells
US2843649A (en) * 1956-11-30 1958-07-15 Myron A Coler Moldable miniature battery
US3188242A (en) * 1959-01-22 1965-06-08 Union Carbide Corp Fuel cell battery containing flat carbon electrodes
US3021379A (en) * 1960-04-21 1962-02-13 Roland D Jackel Ceramic separators for primary batteries
DE1252292B (de) * 1964-10-02 1967-10-19 VARTA AKTIENGESELLSCHAFT, Frankfurt/M Vorrichtung zum Belegen von Elektroden fur Akkumulatoren mit Scheidermarenal
US3510359A (en) * 1967-03-22 1970-05-05 Standard Oil Co Fused salt electrochemical battery with inorganic separator
US3565694A (en) * 1969-03-17 1971-02-23 Yardney International Corp Bipolar electrode and method of making same
US3597829A (en) * 1969-03-18 1971-08-10 Us Army Method of making a nickel hydroxide electrode
US3857913A (en) 1969-10-21 1974-12-31 Atomic Energy Commission Method for the manufacture of carbon foam
US3635676A (en) * 1969-11-05 1972-01-18 Atomic Energy Commission Method for increasing the strength of carbon foam
JPS4914939A (ru) * 1972-03-28 1974-02-08
US3832426A (en) * 1972-12-19 1974-08-27 Atomic Energy Commission Syntactic carbon foam
CA1051512A (en) * 1973-05-23 1979-03-27 Royce E. Biddick Bipolar electrode using electrically conductive plastic substrate containing vitreous carbon
US3960770A (en) * 1973-08-03 1976-06-01 The Dow Chemical Company Process for preparing macroporous open-cell carbon foam from normally crystalline vinylidene chloride polymer
US4152825A (en) * 1974-06-10 1979-05-08 Polaroid Corporation Method of making a flat battery
US4011374A (en) * 1975-12-02 1977-03-08 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Porous carbonaceous electrode structure and method for secondary electrochemical cell
US4048715A (en) * 1976-01-27 1977-09-20 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Method of preparing porous, active material for use in electrodes of secondary electrochemical cells
US4134192A (en) * 1976-10-12 1979-01-16 Gould Inc. Composite battery plate grid
US4125676A (en) * 1977-08-15 1978-11-14 United Technologies Corp. Carbon foam fuel cell components
US4224392A (en) * 1977-12-16 1980-09-23 Oswin Harry G Nickel-oxide electrode structure and method of making same
US4188464A (en) * 1978-07-31 1980-02-12 Hooker Chemicals & Plastics Corp. Bipolar electrode with intermediate graphite layer and polymeric layers
US4275130A (en) * 1979-09-27 1981-06-23 California Institute Of Technology Bipolar battery construction
US4339322A (en) * 1980-04-21 1982-07-13 General Electric Company Carbon fiber reinforced fluorocarbon-graphite bipolar current collector-separator
JPS576137A (en) 1980-06-09 1982-01-13 Akebono Brake Ind Co Ltd Caliper of disc brake assembly
US4374186A (en) * 1981-04-29 1983-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Polymer packaged cell in a sack
US4363857A (en) 1981-10-16 1982-12-14 General Motors Corporation Laminated metal-plastic battery grid
JPS5987770A (ja) * 1982-11-11 1984-05-21 Toshiba Corp 非水溶媒電池
FR2543968B1 (fr) * 1983-04-07 1985-06-21 Siderurgie Fse Inst Rech Conditionnement d'une matiere riche en carbone et procede de realisation
JPS6089071A (ja) 1983-10-19 1985-05-18 Japan Storage Battery Co Ltd ペ−スト式鉛蓄電池
US4865931A (en) * 1983-12-05 1989-09-12 The Dow Chemical Company Secondary electrical energy storage device and electrode therefor
JPS6155868A (ja) * 1984-08-27 1986-03-20 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電池
JPS61270205A (ja) 1985-05-24 1986-11-29 Sumitomo Metal Ind Ltd カ−ボンフオ−ムの製造方法
US4717633A (en) * 1985-11-25 1988-01-05 Eric Hauser Electrode structure for lightweight storage battery
DE3603373A1 (de) * 1986-02-05 1987-08-06 Basf Ag Verfahren zur elektrochemischen beschichtung von kohlenstoff-fasern
US4758473A (en) * 1986-11-20 1988-07-19 Electric Power Research Institute, Inc. Stable carbon-plastic electrodes and method of preparation thereof
JP3032533B2 (ja) * 1987-07-27 2000-04-17 シャープ株式会社 炭素体電極
US4900643A (en) * 1988-04-08 1990-02-13 Globe-Union Inc. Lead acid bipolar battery plate and method of making the same
US5017446A (en) 1989-10-24 1991-05-21 Globe-Union Inc. Electrodes containing conductive metal oxides
FR2662545B1 (fr) * 1990-05-25 1992-08-28 Sorapec Support collecteur pour electrodes d'accumulateur plomb/oxyde de plomb.
IL100903A (en) 1992-02-10 1995-06-29 Pecherer Eugeny Zinc anode for batteries with improved performance
US5106709A (en) 1990-07-20 1992-04-21 Globe-Union Inc. Composite substrate for bipolar electrode
US5455206A (en) * 1990-09-14 1995-10-03 Kaun; Thomas D. Corrosion resistant ceramic materials
US5162172A (en) * 1990-12-14 1992-11-10 Arch Development Corporation Bipolar battery
US5200281A (en) * 1991-11-18 1993-04-06 Westinghouse Electric Corp. Sintered bipolar battery plates
FR2684092B1 (fr) * 1991-11-21 1994-03-04 Pechiney Recherche Procede de preparation de carbures metalliques a grande surface specifique a partir de mousses de carbone activees.
US5223352A (en) 1992-01-07 1993-06-29 Rudolph V. Pitts Lead-acid battery with dimensionally isotropic graphite additive in active material
US5260855A (en) * 1992-01-17 1993-11-09 Kaschmitter James L Supercapacitors based on carbon foams
US5208003A (en) * 1992-10-13 1993-05-04 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Microcellular carbon foam and method
US5268395A (en) 1992-10-13 1993-12-07 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Microcellular carbon foam and method
US5569563A (en) * 1992-11-12 1996-10-29 Ovshinsky; Stanford R. Nickel metal hybride battery containing a modified disordered multiphase nickel hydroxide positive electrode
CA2110097C (en) * 1992-11-30 2002-07-09 Soichiro Kawakami Secondary battery
US5593797A (en) * 1993-02-24 1997-01-14 Trojan Battery Company Electrode plate construction
US5426006A (en) * 1993-04-16 1995-06-20 Sandia Corporation Structural micro-porous carbon anode for rechargeable lithium-ion batteries
US5374490A (en) 1993-05-19 1994-12-20 Portable Energy Products, Inc. Rechargeable battery
US5348817A (en) * 1993-06-02 1994-09-20 Gnb Battery Technologies Inc. Bipolar lead-acid battery
US5336274A (en) * 1993-07-08 1994-08-09 Regents Of The University Of California Method for forming a cell separator for use in bipolar-stack energy storage devices
JP3277413B2 (ja) 1993-08-17 2002-04-22 ソニー株式会社 角形バッテリー
US5932185A (en) * 1993-08-23 1999-08-03 The Regents Of The University Of California Method for making thin carbon foam electrodes
US5411818A (en) * 1993-10-18 1995-05-02 Westinghouse Electric Corporation Perimeter seal on bipolar walls for use in high temperature molten electrolyte batteries
US5395709A (en) * 1993-10-18 1995-03-07 Westinghouse Electric Corporation Carbon bipolar walls for batteries and method for producing same
US5712054A (en) * 1994-01-06 1998-01-27 Electrion, Inc. Rechargeable hydrogen battery
US5429893A (en) 1994-02-04 1995-07-04 Motorola, Inc. Electrochemical capacitors having dissimilar electrodes
US5508131A (en) * 1994-04-07 1996-04-16 Globe-Union Inc. Injection molded battery containment for bipolar batteries
US5543247A (en) * 1994-04-28 1996-08-06 Northrop Grumman Corporation High temperature cell electrical insulation
JP3282443B2 (ja) * 1994-06-09 2002-05-13 住友電気工業株式会社 金属不織布とその製造方法
US5512390A (en) 1994-07-21 1996-04-30 Photran Corporation Light-weight electrical-storage battery
US5474621A (en) 1994-09-19 1995-12-12 Energy Conversion Devices, Inc. Current collection system for photovoltaic cells
US6001761A (en) 1994-09-27 1999-12-14 Nippon Shokubai Co., Ltd. Ceramics sheet and production method for same
US5498489A (en) * 1995-04-14 1996-03-12 Dasgupta; Sankar Rechargeable non-aqueous lithium battery having stacked electrochemical cells
US5705259A (en) * 1994-11-17 1998-01-06 Globe-Union Inc. Method of using a bipolar electrochemical storage device
US5441824A (en) * 1994-12-23 1995-08-15 Aerovironment, Inc. Quasi-bipolar battery requiring no casing
US5563007A (en) * 1995-01-11 1996-10-08 Entek Manufacturing Inc. Method of enveloping and assembling battery plates and product produced thereby
US5626977A (en) 1995-02-21 1997-05-06 Regents Of The University Of California Composite carbon foam electrode
US5848351A (en) * 1995-04-03 1998-12-08 Mitsubishi Materials Corporation Porous metallic material having high specific surface area, method of producing the same, porous metallic plate material and electrode for alkaline secondary battery
JP3262704B2 (ja) * 1995-04-24 2002-03-04 シャープ株式会社 非水系二次電池用炭素電極、その製造方法及びそれを用いた非水系二次電池
US5636437A (en) * 1995-05-12 1997-06-10 Regents Of The University Of California Fabricating solid carbon porous electrodes from powders
US6544491B1 (en) 1995-05-31 2003-04-08 West Virginia University Methods of making a carbon foam
US6506354B1 (en) 1995-05-31 2003-01-14 West Virginia University Method of making a carbon foam material and resultant product
US5888469A (en) * 1995-05-31 1999-03-30 West Virginia University Method of making a carbon foam material and resultant product
US5667909A (en) * 1995-06-23 1997-09-16 Power Conversion, Inc. Electrodes configured for high energy density galvanic cells
US5738907A (en) * 1995-08-04 1998-04-14 Eltech Systems Corporation Conductive metal porous sheet production
US5677075A (en) 1995-09-28 1997-10-14 Fujita; Kenichi Activated lead-acid battery with carbon suspension electrolyte
US5595840A (en) * 1995-11-27 1997-01-21 Gnb Technologies, Inc. Method of manufacturing modular molded components for a bipolar battery and the resulting bipolar battery
WO1997020768A1 (en) 1995-12-07 1997-06-12 Sandia Corporation Methods of preparation of carbon materials for use as electrodes in rechargeable batteries
JPH09306506A (ja) * 1996-05-17 1997-11-28 Nisshinbo Ind Inc 溶融塩電池用集電体、そのための集電材料の製造方法及びその集電体を使用した溶融塩電池
US6103149A (en) 1996-07-12 2000-08-15 Ultramet Method for producing controlled aspect ratio reticulated carbon foam and the resultant foam
DE19629154C2 (de) * 1996-07-19 2000-07-06 Dornier Gmbh Bipolare Elektroden-Elektrolyt-Einheit
US5766797A (en) * 1996-11-27 1998-06-16 Medtronic, Inc. Electrolyte for LI/SVO batteries
US5800946A (en) * 1996-12-06 1998-09-01 Grosvenor; Victor L. Bipolar lead-acid battery plates
US6077464A (en) * 1996-12-19 2000-06-20 Alliedsignal Inc. Process of making carbon-carbon composite material made from densified carbon foam
US6146780A (en) * 1997-01-24 2000-11-14 Lynntech, Inc. Bipolar separator plates for electrochemical cell stacks
US5935724A (en) * 1997-04-04 1999-08-10 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions
US6168880B1 (en) 1997-06-26 2001-01-02 Valence Technology, Inc. Use of polymer mesh for improvement of safety, performance and assembly of batteries
US6120930A (en) * 1997-07-25 2000-09-19 3M Innovative Properties Corporation Rechargeable thin-film electrochemical generator
WO1999011586A2 (en) 1997-09-02 1999-03-11 Lockheed Martin Energy Research Corporation Thermally conductive carbon foam
US6037032A (en) 1997-09-02 2000-03-14 Lockheed Martin Energy Research Corp. Pitch-based carbon foam heat sink with phase change material
US6033506A (en) * 1997-09-02 2000-03-07 Lockheed Martin Engery Research Corporation Process for making carbon foam
US6673328B1 (en) 2000-03-06 2004-01-06 Ut-Battelle, Llc Pitch-based carbon foam and composites and uses thereof
US5993996A (en) * 1997-09-16 1999-11-30 Inorganic Specialists, Inc. Carbon supercapacitor electrode materials
US6045943A (en) * 1997-11-04 2000-04-04 Wilson Greatbatch Ltd. Electrode assembly for high energy density batteries
US6315974B1 (en) 1997-11-14 2001-11-13 Alliedsignal Inc. Method for making a pitch-based foam
US6060198A (en) 1998-05-29 2000-05-09 Snaper; Alvin A. Electrochemical battery structure and method
WO2000000345A1 (en) * 1998-06-29 2000-01-06 Eltech Systems Corporation Production of a porous foam product for battery electrodes
US6558785B1 (en) * 1998-08-07 2003-05-06 Lockheed Martin Corporation Insulated reentry heat shield
CN1204577C (zh) * 1998-08-25 2005-06-01 钟纺株式会社 电极材料及其制造方法
AU6387599A (en) 1998-09-11 2000-04-03 Daimlerchrysler Intellectual Capital Corporation Lithium ion battery utilizing carbon foam electrodes
US6287721B1 (en) * 1998-09-24 2001-09-11 Thomas & Betts International, Inc. Process for manufacturing electrochemical cells
US6248467B1 (en) * 1998-10-23 2001-06-19 The Regents Of The University Of California Composite bipolar plate for electrochemical cells
US6193871B1 (en) * 1998-12-09 2001-02-27 Eagle-Picher Industries, Inc. Process of forming a nickel electrode
FR2787243B1 (fr) 1998-12-10 2003-10-03 Cit Alcatel Generateur electrochimique rechargeable au lithium utilisable a basse temperature
US6183854B1 (en) 1999-01-22 2001-02-06 West Virginia University Method of making a reinforced carbon foam material and related product
US6602631B1 (en) 1999-01-26 2003-08-05 Lynntech Power Systems, Ltd. Bonding electrochemical cell components
US6127061A (en) * 1999-01-26 2000-10-03 High-Density Energy, Inc. Catalytic air cathode for air-metal batteries
US6379845B1 (en) * 1999-04-06 2002-04-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Conductive porous body and metallic porous body and battery plate both produced by using the same
US6245461B1 (en) * 1999-05-24 2001-06-12 Daimlerchrysler Battery package having cubical form
KR20010106464A (ko) * 1999-07-01 2001-11-29 추후제출 전기화학적 산화환원반응용 쌍극 전극판
US6605390B1 (en) * 1999-09-10 2003-08-12 Daimlerchrysler Corporation Lithium ion battery utilizing carbon foam electrodes
US6528204B1 (en) * 1999-09-22 2003-03-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lithium secondary battery comprising individual cells with one another, as well as watches, computers and communication equipment provided with a battery
US6749652B1 (en) * 1999-12-02 2004-06-15 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Cellular coal products and processes
US6576365B1 (en) * 1999-12-06 2003-06-10 E.C.R. - Electro Chemical Research Ltd. Ultra-thin electrochemical energy storage devices
US6500401B2 (en) 2000-07-20 2002-12-31 Cabot Corporation Carbon foams and methods of making the same
US6316148B1 (en) * 2000-08-31 2001-11-13 Condord Battery Corporation Foil-encapsulated, lightweight, high energy electrodes for lead-acid batteries
US6566004B1 (en) * 2000-08-31 2003-05-20 General Motors Corporation Fuel cell with variable porosity gas distribution layers
US7592089B2 (en) 2000-08-31 2009-09-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel cell with variable porosity gas distribution layers
JP2002083595A (ja) 2000-09-06 2002-03-22 Mitsubishi Gas Chem Co Inc コークス、人造黒鉛および非水溶媒二次電池負極用炭素材料の製造法とピッチ組成物
JP3727840B2 (ja) 2000-09-29 2005-12-21 株式会社東芝 電池パック及び携帯用電子機器
DE10058337A1 (de) 2000-11-24 2002-05-29 Gen Motors Corp Blechprodukt, Platte für eine Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung derselben
US6689336B2 (en) 2001-01-23 2004-02-10 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Carbon foam, graphite foam and production processes of these
JP2002220217A (ja) 2001-01-23 2002-08-09 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 炭素フォームおよび該炭素フォームから得られる黒鉛フォーム
US20020150822A1 (en) 2001-02-02 2002-10-17 Marlow John V. Lightweight composite grid for battery plates
US6576168B2 (en) 2001-05-22 2003-06-10 Poco Graphite, Inc. Process for making carbon foam induced by process depressurization
KR101178643B1 (ko) 2001-07-27 2012-09-07 에이일이삼 시스템즈 인코포레이티드 배터리 구조, 자기 조직화 구조 및 관련 방법
US6438964B1 (en) * 2001-09-10 2002-08-27 Percy Giblin Thermoelectric heat pump appliance with carbon foam heat sink
EP1449269A4 (en) 2001-09-26 2007-11-28 Power Technology Inc CURRENT COLLECTOR STRUCTURE AND METHOD FOR IMPROVING THE EFFICIENCY OF A LEAD CARD
US6617072B2 (en) 2001-11-27 2003-09-09 Ovonic Battery Company, Inc. Positive active electrode composition with graphite additive
US20030108785A1 (en) 2001-12-10 2003-06-12 Wu L. W. Meso-porous carbon and hybrid electrodes and method for producing the same
US20040002006A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-01 Caterpillar Inc. Battery including carbon foam current collectors
US7033703B2 (en) * 2002-12-20 2006-04-25 Firefly Energy, Inc. Composite material and current collector for battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4832870A (en) * 1988-06-20 1989-05-23 The United States Department Of Energy Electrically conductive composite material
RU2084036C1 (ru) * 1995-11-30 1997-07-10 Альфар Интернешнл Лтд. Конденсатор с двойным электрическим слоем
RU2174263C2 (ru) * 1996-10-07 2001-09-27 Максвелл Текнолоджиз, Инк. Многоэлектродный конденсатор с двойным слоем
RU2154876C1 (ru) * 1999-11-25 2000-08-20 Серопян Георгий Ваграмович Способ изготовления углеродного электрода для электрохимического устройства

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2533207C2 (ru) * 2009-08-27 2014-11-20 Дзе Фурукава Бэттери Ко., Лтд. Способ изготовления гибридной отрицательной пластины для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи и свинцово-кислотная аккумуляторная батарея

Also Published As

Publication number Publication date
CA2509961A1 (en) 2004-07-22
DE60312217D1 (de) 2007-04-12
US7033703B2 (en) 2006-04-25
AU2003291420A1 (en) 2004-07-29
ATE355623T1 (de) 2006-03-15
EP1573836A2 (en) 2005-09-14
US20060151756A1 (en) 2006-07-13
KR101061971B1 (ko) 2011-09-05
CA2509961C (en) 2014-03-25
EP1573836B1 (en) 2007-02-28
WO2004062005A2 (en) 2004-07-22
JP2006511917A (ja) 2006-04-06
US20040121237A1 (en) 2004-06-24
DE60312217T2 (de) 2007-11-22
WO2004062005A3 (en) 2004-11-11
RU2005121126A (ru) 2006-01-27
CN1729587A (zh) 2006-02-01
JP5005886B2 (ja) 2012-08-22
KR20050091738A (ko) 2005-09-15
CN100352088C (zh) 2007-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2325007C2 (ru) Композиционный материал и токоприемник для аккумуляторной батареи
US5705259A (en) Method of using a bipolar electrochemical storage device
US6979513B2 (en) Battery including carbon foam current collectors
EP1866988B1 (en) Current carrier for an energy storage device
WO2009150485A1 (en) Electrode for lead-acid battery and method for producing such an electrode
CA2489953C (en) Battery including carbon foam current collectors
WO1996012313A1 (en) Bipolar battery cells, batteries, and methods
US20040121238A1 (en) Battery having carbon foam current collector
JP2010536122A (ja) バイポーラー電池用プレートおよびバイポーラー電池
JPH10513598A (ja) アルカリ蓄電池
US20100239913A1 (en) External stabilization of carbon foam
JP5159624B2 (ja) 電極板格子
JPH07254408A (ja) 鉛蓄電池
KR101511342B1 (ko) 역 구조 전지
US20100035156A1 (en) Battery electrode plate having even thermal distribution
JPH10334920A (ja) 電池用電極および鉛蓄電池
CN1180450A (zh) 具有恒压放电的电化学电荷存储器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101111