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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023001050
(43)【公開日】2023-01-04
(54)【発明の名称】セル及びその製造のための方法
(51)【国際特許分類】
H01M 10/04 20060101AFI20221222BHJP
H01M 10/052 20100101ALI20221222BHJP
H01M 10/058 20100101ALI20221222BHJP
H01M 10/0587 20100101ALI20221222BHJP
H01M 50/107 20210101ALI20221222BHJP
H01M 50/121 20210101ALI20221222BHJP
H01M 50/124 20210101ALI20221222BHJP
H01M 50/184 20210101ALI20221222BHJP
H01M 50/131 20210101ALI20221222BHJP
【ＦＩ】
H01M10/04 Z
H01M10/052
H01M10/058
H01M10/0587
H01M50/107
H01M50/121
H01M50/124
H01M50/184 D
H01M50/131
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022089240
(22)【出願日】2022-05-31
(31)【優先権主張番号】21180182
(32)【優先日】2021-06-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】317008263
【氏名又は名称】ヴァルタ マイクロバッテリー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
(74)【代理人】
【識別番号】100103816
【弁理士】
【氏名又は名称】風早 信昭
(74)【代理人】
【識別番号】100120927
【弁理士】
【氏名又は名称】浅野 典子
(72)【発明者】
【氏名】マルティン・エルマー
(72)【発明者】
【氏名】フィーリップ・レンシュラー
【テーマコード（参考）】
5H011
5H028
5H029
【Ｆターム（参考）】
5H011AA13
5H011AA14
5H011CC02
5H011CC06
5H011FF02
5H011GG02
5H011HH00
5H028AA07
5H028AA10
5H028BB08
5H028CC08
5H028CC13
5H028CC26
5H029AJ14
5H029AK03
5H029AL03
5H029AL06
5H029AL07
5H029AL11
5H029AM03
5H029AM04
5H029AM07
5H029BJ02
5H029BJ14
5H029BJ21
5H029DJ02
5H029HJ12
(57)【要約】 （修正有）
【課題】関連する構成要素について起こりうる欠陥及び許容差をできるだけ早く検出することができる、エネルギーを貯蔵できる電気化学セル、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】電気化学セルが、内部空間を包囲するハウジング、及び内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体１０２を含む。電気化学セルは、ＲＦＩＤトランスポンダー１０３を備え、そのメモリーが、電気化学セルについてのデータを含む。
【選択図】図１
【解決手段】電気化学セルが、内部空間を包囲するハウジング、及び内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体１０２を含む。電気化学セルは、ＲＦＩＤトランスポンダー１０３を備え、そのメモリーが、電気化学セルについてのデータを含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エネルギーを貯蔵できる電気化学セル（１００）であって、
電気化学セル（１００）が、
－ 内部空間を包囲するハウジング（１０１）、及び
－ 内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体（１０２）
を含み、
電気化学セル（１００）が、ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）を備え、そのメモリーが、電気化学セル（１００）についてのデータを含む、電気化学セル。
電気化学セル（１００）が、
－ 内部空間を包囲するハウジング（１０１）、及び
－ 内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体（１０２）
を含み、
電気化学セル（１００）が、ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）を備え、そのメモリーが、電気化学セル（１００）についてのデータを含む、電気化学セル。
【請求項2】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項１に記載の電気化学セル：
（ａ）データが、電気化学セルの明確な識別を可能にする、
（ｂ）データが、電気化学セルの製造に使用された機械への電気化学セルの割り当てを可能にする、
（ｃ）データが、電気化学セル（１００）の構成要素について、特に複合体（１０２）及び／又は少なくとも二つの電極についての情報を含む。
（ａ）データが、電気化学セルの明確な識別を可能にする、
（ｂ）データが、電気化学セルの製造に使用された機械への電気化学セルの割り当てを可能にする、
（ｃ）データが、電気化学セル（１００）の構成要素について、特に複合体（１０２）及び／又は少なくとも二つの電極についての情報を含む。
【請求項3】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項１又は２に記載の電気化学セル：
（ａ）複合体（１０２）が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体（１０２）が、軸方向空洞（１０４）を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、軸方向空洞（１０４）に配置されている、
（ｄ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、巻芯の形態又は巻芯の一部である。
（ａ）複合体（１０２）が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体（１０２）が、軸方向空洞（１０４）を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、軸方向空洞（１０４）に配置されている、
（ｄ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、巻芯の形態又は巻芯の一部である。
【請求項4】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項１又は２に記載の電気化学セル：
（ａ）複合体（１０２）が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置され、その接着ストリップが、外面の上で円筒形巻線に接着される、
（ｃ）円筒形巻線が、接着ストリップによって一緒に保持される。
（ａ）複合体（１０２）が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置され、その接着ストリップが、外面の上で円筒形巻線に接着される、
（ｃ）円筒形巻線が、接着ストリップによって一緒に保持される。
【請求項5】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項１又は２に記載の電気化学セル：
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）円形底（１０１ｂ）及び／又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）が、それらの外面の上で電気絶縁層（１１１）によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、円形底（１０１ｂ）と電気絶縁層（１１１）の間又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と電気絶縁層（１１１）の間に配置されるか、又は電気絶縁層（１１１）に一体化される。
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）円形底（１０１ｂ）及び／又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）が、それらの外面の上で電気絶縁層（１１１）によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、円形底（１０１ｂ）と電気絶縁層（１１１）の間又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と電気絶縁層（１１１）の間に配置されるか、又は電気絶縁層（１１１）に一体化される。
【請求項6】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項１又は２に記載の電気化学セル：
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面に付与される熱収縮管によって蓋の上に固定される。
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面に付与される熱収縮管によって蓋の上に固定される。
【請求項7】
エネルギーを貯蔵できる電気化学セル（１００）を製造するための方法であって、
電気化学セル（１００）が、
－ 内部空間を包囲するハウジング（１０１）、及び
－ 内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体（１０２）
を含み、
電気化学セル（１００）が、製造時にＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）を備え、そのメモリーが、電気化学セル（１００）についてのデータを含む、方法。
電気化学セル（１００）が、
－ 内部空間を包囲するハウジング（１０１）、及び
－ 内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体（１０２）
を含み、
電気化学セル（１００）が、製造時にＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）を備え、そのメモリーが、電気化学セル（１００）についてのデータを含む、方法。
【請求項8】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項７に記載の方法：
（ａ）複合体（１０２）が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体（１０２）が、軸方向空洞（１０４）を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、軸方向空洞（１０４）に配置されている。
（ａ）複合体（１０２）が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体（１０２）が、軸方向空洞（１０４）を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、軸方向空洞（１０４）に配置されている。
【請求項9】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項７に記載の方法：
（ａ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、巻芯の形態又は巻芯の一部である、
（ｂ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ巻芯の上に螺旋巻きされて複合体を形成し、円筒形巻線を与える。
（ａ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、巻芯の形態又は巻芯の一部である、
（ｂ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ巻芯の上に螺旋巻きされて複合体を形成し、円筒形巻線を与える。
【請求項10】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項７に記載の方法：
（ａ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされて複合体（１０２）を形成し、円筒形巻線を与える。
（ｂ）円筒形巻線が、接着ストリップによって一緒に保持され、接着ストリップが、外面の上で円筒形巻線に接着される、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置される。
（ａ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされて複合体（１０２）を形成し、円筒形巻線を与える。
（ｂ）円筒形巻線が、接着ストリップによって一緒に保持され、接着ストリップが、外面の上で円筒形巻線に接着される、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置される。
【請求項11】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項７に記載の方法：
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）円形底（１０１ｂ）及び／又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）が、それらの外面の上で電気絶縁層（１１１）によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、円形底（１０１ｂ）と電気絶縁層（１１１）の間又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と電気絶縁層（１１１）の間に配置されるか、又は電気絶縁層（１１１）に一体化される。
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）円形底（１０１ｂ）及び／又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）が、それらの外面の上で電気絶縁層（１１１）によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、円形底（１０１ｂ）と電気絶縁層（１１１）の間又は円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と電気絶縁層（１１１）の間に配置されるか、又は電気絶縁層（１１１）に一体化される。
【請求項12】
以下の追加の特徴の少なくとも一つを有する、請求項７に記載の方法：
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋（１０９）の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）に付与される熱収縮管（１１１）によって蓋（１０９）の上に固定される。
（ａ）ハウジング（１０１）が、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）と、その端面に円形底（１０１ｂ）及び蓋（１０９）を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダー（１０３）が、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋（１０９）の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面（１０１ｃ）に付与される熱収縮管（１１１）によって蓋（１０９）の上に固定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
以下に記載される本発明は、エネルギーを貯蔵できる電気化学セル、及びかかる電気化学セルを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【0002】
エネルギーを貯蔵できる電気化学セルは、酸化還元反応によって貯蔵されたエネルギーを電気エネルギーに変換することができる。それらは、一般にセパレーターによって互いに分離される正極及び負極を含む。放電中、電子は、酸化プロセスによって負極で放出される。これは、電気化学セルがエネルギー供給源として作用する外部の電気負荷によってタップオフされることができる電流をもたらす。同時に、電極反応に相当するイオン流が、セル内で生じる。前記イオン流は、セパレーターを横切り、イオン伝導電解質によって実現される。
【0003】
もし放電が可逆的であるなら、即ち放電中に起こった化学エネルギーの電気エネルギーへの変換を逆転し、従ってセルを充電することができるなら、セルは、二次セルと称される。アノードとしての負極、及びカソードとしての正極の設計は、二次セルについて一般的であるように、電気化学セルの放電機能に基づく。
【0004】
広く行きわたっているリチウムイオン二次セルは、リチウムの使用に基づき、それは、イオンの形態でセルの電極間を行ったり来たり移動することができる。リチウムイオンセルは、高エネルギー密度を特徴とする。
【0005】
リチウムイオンセルの負極及び正極は、一般にいわゆる複合電極であり、それは、電気化学的に活性の構成要素（特に、リチウムイオンを可逆的に挿入及び脱離することができる構成要素）だけでなく、電気化学的に不活性の構成要素（電気伝導材料、電極結合剤、電流コレクター）も含む。リチウムイオンセルの製造中、複合電極は、一つ以上のセパレーターと組み合わされて複合体を形成する。ここで、電極及びセパレーターは、圧力の付与あり又はなしで一緒に接合される。
【0006】
多くの実施形態では、複合体は、多数の複合体が積み重ねられることができるように設計されるにすぎない。かかる複合体は、一般に矩形の電極とセパレーターを使用することによって形成される。しかしながら、複合体が巻線の形態で形成されるか、又は巻線を形成するように加工されることが極めて一般的である。これは、テープ形状の電極及びセパレーターを要求する。それが巻かれているか否かにかかわらず、複合体は、一般に正極／セパレーター／負極の順序を含む。いわゆるバイセルの形態の複合体は、一般に負極／セパレーター／正極／セパレーター／負極又は正極／セパレーター／負極／セパレーター／正極の可能な順序で製造される。
【0007】
複合体電極は、電極結合剤及びおそらく電気伝導性材料だけでなく、粒子形態の電気化学的に活性な構成要素（活性材料としても言及されることが多い）も含むペースト状電極材料の平坦な層を好適な電流コレクターに適用し、次いでそれを乾燥することによって製造されることが一般的である。電極材料は、電流コレクターの両側に付与されることが好ましい。製造に関して、これは、通常、実質的に連続するテープとして電流コレクターを与えることによって実現され、それは、次いで被覆装置を通過し、被覆装置は、間欠的な被覆を通して、走行方向に規定された間隔で中断された堆積被覆を電流コレクターに与える。従って、被覆装置から出る電流コレクターは、走行方向に被覆された区域と被覆されていない区域を交互に含むことが好ましい。
【0008】
電流コレクターテープは、テープを被覆されていない区域で切断することによって分離されることができる。もし必要なら、電流コレクターテープはさらに、ストリップに切断されることができる。かくして被覆された区域の各々から製造されることができるものは、二つ以上の個々の電極である。
【0009】
かくして製造された電極が例えば巻き上げ機で巻き上げられることによって複合体を形成するように加工された後、それらは、ハウジングに移される。セルの基本的機能は、次いで複合体に電解質を含浸することによって確立されることができる。かくして形成されたセルは、次いで、機能及び性能試験を受けることができる。
【発明の概要】
【0010】
セルの品質にとって特に重要なものは、製造された電極が欠陥を有さないことである。欠陥のある電極の使用は、それで構築されたセルが拒絶品として分類されなければならないことを意味する。複合体の製造の場合には、セルの機能を損なう欠陥も起こりうる。
【0011】
少なくとも電気化学セルの最も関連する構成要素について起こりうる欠陥及び許容差をできるだけ早く検出することができ、欠陥を有するか又は許容外の構成要素をできるだけ早く理想的に分類することができることが望ましいだろう。これは、製造チェーンにおける構成要素のトレーサビリティ、及び当然、明確な識別の対応する可能性を要求するだろう。現在、電気化学セルの個々の構成要素は、最良の場合、バッチに割り当てられることができる。特に、セルの個々の構成要素をそれらが製造された製造機械に割り当てることができることが重要であるだろう。
【0012】
これらの課題を解決するため、請求項１の特徴を有するセル、及び請求項７の特徴を有する方法が提案される。セル及び方法のさらに好ましい実施形態は、従属請求項から明らかであるだろう。
【0013】
本発明は、少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成された複合体を含む、エネルギーを貯蔵できる電気化学セルを提供する。それゆえ、本発明によるセルは、以下のものを含む：
－ 内部空間を包囲し、かつ好ましくは二つ以上のハウジング部品から構成されるハウジング、及び
－ 内部空間に配置され、かつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体。
－ 内部空間を包囲し、かつ好ましくは二つ以上のハウジング部品から構成されるハウジング、及び
－ 内部空間に配置され、かつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体。
【0014】
本発明によれば、セルは、ＲＦＩＤトランスポンダーを備え、そのメモリーは、セルについての情報を含む。
【0015】
メモリーに加えて、ＲＦＩＤトランスポンダーは、アンテナ、及びデータを送受信するためのアナログ回路（送信器）を含むことが好ましい。さらに、ＲＦＩＤトランスポンダーは、デジタル回路を含むことが好ましく、それは、任意選択的に小さなマイクロコントローラーであることができる。
【0016】
メモリーは、永久メモリー、即ち変更不可能なメモリーであることができる。しかしながら、一部の実施形態では、メモリーは、データの変更及び／又は情報の追加が可能な書き換え可能なメモリーであることができる。
【0017】
好ましくは、ＲＦＩＤトランスポンダーは、パッシブトランスポンダーであり、それは、そのアンテナによって高周波エネルギーを受けとり、それを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーをトランスポンダーの残りの構成要素に出力することができる。しかしながら、一部の実施形態では、トランスポンダーはまた、アクティブＲＦＩＤトランスポンダーであることができ、その構成要素は、電気化学セルから電気エネルギーを供給される。本ケースでは、トランスポンダーは、この目的のために複合体の電極に電気的に接続されることができる。
【0018】
本発明によるセルは、最初に述べたように電極材料で被覆された電流コレクターから構成される複合電極を含むリチウムイオン二次セルであることが好ましい。複合体では、電極は、正極／セパレーター／負極の順序で配置される。
【0019】
セルのアノード及びカソードのために使用される活性材料は、リチウムイオン二次セルのために知られた基本的に全ての電気化学的に活性な構成要素であることができる。
【0020】
負極では、使用される活性材料は、好ましくは粒子形態で、リチウムを挿入することができるグラファイトカーボン又はノングラファイトカーボン材料のようなカーボンベースの粒子であることができる。さらに、リチウムと合金化可能な金属及び半金属材料もまた、使用することができる。例えば、スズ、アルミニウム、アンチモン及びケイ素の元素は、リチウムと金属間化合物相を形成することができる。
【0021】
ケイ素、アルミニウム、スズ及び／又はアンチモンの幾つかの化合物はまた、リチウムを可逆的に取り入れ、放出することができる。例えば、一部の好ましい実施形態では、酸化物形態のケイ素は、負極に含有させることができる。代替的に又は追加的に、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）又はその誘導体はまた、負極に、好ましくは粒子形態で含有させることができる。
【0022】
正極について、可能な活性材料は、例えばリチウム金属酸化物化合物及びリチウム金属リン酸塩化合物、例えば、ＬｉＣｏＯ２及びＬｉＦｅＰＯ４である。追加して特に好適なものは、特に分子式ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２（式中、ｘ＋ｙ＋ｚは典型的には１である）を有するリチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（ＮＭＣ）、分子式ＬｉＭｎ２Ｏ４を有するリチウムマンガンスピネル（ＬＭＯ）、又は分子式ＬｉＮｉｘＣｏｙＡｌｚＯ２（式中、ｘ＋ｙ＋ｚは典型的には１である）を有するリチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（ＮＣＡ）である。その誘導体、例えば分子式Ｌｉ１．１１（Ｎｉ０．４０Ｍｎ０．３９Ｃｏ０．１６Ａｌ０．０５）０．８９Ｏ２を有するリチウムニッケルマンガンコバルトアルミニウム酸化物（ＮＭＣＡ）、又はＬｉ１＋ｘＭ－Ｏ化合物及び／又は上述の材料の混合物も使用することができる。
【0023】
活性材料は、電極結合剤から構成されるマトリックスに埋め込まれることが好ましく、マトリックス中の隣接粒子は、互いに直接接触していることが好ましい。慣習的な電極結合剤は、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリレート、又はカルボキシメチルセルロースに基づく。
【0024】
さらに、電気伝導性材料は、電極に加えられることができる。電気伝導性材料は、電極の電気伝導性を高めるために役立つ。慣習的な電気伝導性材料は、カーボンブラック及び金属粉末である。
【0025】
完成したセルでは、複合体は、電解質、好ましくは有機溶媒（例えば有機炭酸塩の混合物又はニトリル又はＴＨＦのような環状エーテル）に溶解されたリチウムヘキサフルオロホスフェート（ＬｉＰＦ６）のような少なくとも一種のリチウム塩に基づく電解質で含浸されることが好ましい。他の使用可能なリチウム塩は、例えばリチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢＦ４）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）、及びリチウムビス（オキサラート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）である。
【0026】
電流コレクターは、電極材料に含有される電気化学的に活性な構成要素をできるだけ大きい面積にわたって電気的に接触するのに役立つ。好ましくは、電流コレクターは、金属からなるか、又は少なくとも表面をメタライズ化される。アノード電流コレクターのために好適な金属は、例えば銅又はニッケル又は他の電気伝導性材料、特に銅及びニッケル合金又はニッケル被覆金属である。ステンレス鋼も原理的に可能である。カソード電流コレクターのために好適な金属は、例えばアルミニウム又は他の電気伝導性材料、特にアルミニウム合金である。
【0027】
好ましくは、例えば４μｍ～３０μｍの範囲の厚さを有する金属箔が、アノード電流コレクターとして、及び／又はカソード電流コレクターとしてそれぞれ使用される。
【0028】
しかしながら、電流コレクターは、金属箔以外に、金属又はメタライズ化不織布又は開放気孔フォーム又は拡張金属のような他の基材も使用可能である。
【0029】
セパレーターは、例えば電気絶縁性のプラスチックフィルムを使用することができる。電解質がそれを通過できるように、セパレーターは、微細孔を含むことが好ましい。フィルムは、例えばポリオレフィン又はポリエーテルケトンから形成されることができる。かかるプラスチック材料又は同種プラスチック材料から構成される不織布及び織布がセパレーターとして使用されることができることは除外されない。
【0030】
本発明によるセル、特に本発明によるリチウムイオンセルは、ボタンセルであることができる。ボタンセルは、円筒形であり、その直径より小さい高さを有する。好ましくは、製造されるボタンセルの高さは、４ｍｍ～１５ｍｍの範囲である。さらに、ボタンセルは、５ｍｍ～２５ｍｍの範囲の直径を有することが好ましい。ボタンセルは、例えば腕時計、補聴器、ワイヤレスヘッドホンのような小さい電子装置に電気エネルギーを供給するために好適である。
【0031】
ボタンセルの形態の本発明によるリチウムイオンセルの公称容量は、一般に１５００ｍＡｈまでである。公称容量は、好ましくは１００ｍＡｈ～１０００ｍＡｈ、特に好ましくは１００～８００ｍＡｈの範囲であることが好ましい。
【0032】
特に好ましくは、本発明によるセル、特に本発明によるリチウムイオンセルは、円筒形の丸いセルである。円筒形の丸いセルは、その直径より大きい高さを有する。それらは、自動車セクターにおける用途のために、ｅ－バイク又は高いエネルギー需要を有する他の用途のために特に好適である。
【0033】
本発明による円筒形の丸いセルの高さは、１５ｍｍ～１５０ｍｍの範囲であることが好ましい。円筒形の丸いセルの直径は、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲であることが好ましい。これらの範囲内では、例えば１８×６５（直径×高さ（ｍｍ））又は２１×７０（直径×高さ（ｍｍ））の形態が好ましい。
【0034】
これらの形態を有する円筒形の丸いセルは、電気駆動の自動車に電力を供給するために特に好適である。
【0035】
本発明によるリチウムイオンベースの円筒形の丸いセルの公称容量は、９００００ｍＡｈまでであることが好ましい。２１×７０の形態では、リチウムイオンセルとして実現されたセルは、好ましくは１５００ｍＡｈ～７０００ｍＡｈ、特に好ましくは３０００ｍＡｈ～５５００ｍＡｈの範囲の公称容量を有する。１８×６５の形態では、リチウムイオンセルとして実現されたセルは、好ましくは１０００ｍＡｈ～５０００ｍＡｈ、特に好ましくは２０００ｍＡｈ～４０００ｍＡｈの範囲の公称容量を有する。
【0036】
欧州連合では、二次電池の公称容量に関するデータに関して製造者のスペックは、厳しく制限されている。例えば、二次ニッケル－カドミウム電池の公称容量についてのデータは、標準規格ＩＥＣ／ＥＮ ６１９５１－１及びＩＥＣ／ＥＮ ６０６２２に従った測定に基づかなければならず、二次ニッケル水素電池の公称容量についてのデータは、標準規格ＩＥＣ／ＥＮ ６１９５１－２に従った測定に基づかなければならず、二次リチウム電池の公称容量についてのデータは、ＩＥＣ／ＥＮ ６１９６０に従った測定に基づかなければならず、二次鉛酸電池の公称容量についてのデータは、ＩＥＣ／ＥＮ ６１０５６－１に従った測定に基づかなければならない。本願における公称容量についてのいかなるデータも、これらの標準規格に基づくことが好ましい。
【0037】
本発明によるセルは、すぐ下の追加の特徴（ａ）～（ｃ）の少なくとも一つを特徴とすることが好ましい：
（ａ）データが、電気化学セルの明確な識別を可能にする、
（ｂ）データが、電気化学セルの製造に使用された機械への電気化学セルの割り当てを可能にする、
（ｃ）データが、電気化学セルの構成要素について、特に複合体及び／又は少なくとも二つの電極についての情報を含む。
（ａ）データが、電気化学セルの明確な識別を可能にする、
（ｂ）データが、電気化学セルの製造に使用された機械への電気化学セルの割り当てを可能にする、
（ｃ）データが、電気化学セルの構成要素について、特に複合体及び／又は少なくとも二つの電極についての情報を含む。
【0038】
好ましい実施形態では、すぐ上の特徴（ａ）～（ｃ）は、組み合わせて実現される。
【0039】
四つの特に好ましい変形例があり、それらによれば、本発明によるセルは、ＲＦＩＤトランスポンダーを備えることができる。
【0040】
変形例１によれば、セルは、すぐ下の追加の特徴（ａ）～（ｄ）の少なくとも一つを有する：
（ａ）複合体が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体が、軸方向空洞を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、軸方向空洞に配置されている、
（ｄ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、巻芯の形態又は巻芯の一部である。
（ａ）複合体が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体が、軸方向空洞を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、軸方向空洞に配置されている、
（ｄ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、巻芯の形態又は巻芯の一部である。
【0041】
好ましい実施形態では、すぐ上の特徴（ａ）～（ｃ）は、組み合わせて実現される。特に好ましい実施形態では、すぐ上の特徴（ａ）～（ｄ）は、組み合わせて実現される。
【0042】
変形例２によれば、セルは、すぐ下の追加の特徴（ａ）～（ｃ）の少なくとも一つを有する：
（ａ）複合体が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置され、その接着ストリップが、外面の上で巻線に接着される、
（ｃ）巻線が、接着ストリップによって一緒に保持される。
（ａ）複合体が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置され、その接着ストリップが、外面の上で巻線に接着される、
（ｃ）巻線が、接着ストリップによって一緒に保持される。
【0043】
好ましい実施形態では、すぐ上の特徴（ａ）及び（ｂ）は、組み合わせて実現される。特に好ましい実施形態では、すぐ上の特徴（ａ）～（ｃ）は、組み合わせて実現される。
【0044】
変形例３によれば、セルは、すぐ下の追加の特徴（ａ）～（ｃ）の少なくとも一つを有する：
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）円形底及び／又は円周側方ハウジング面が、それらの外面の上で電気絶縁層によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、円形底と電気絶縁層の間又は円周側方ハウジング面と電気絶縁層の間に配置されるか、又は電気絶縁層に一体化される。
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）円形底及び／又は円周側方ハウジング面が、それらの外面の上で電気絶縁層によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、円形底と電気絶縁層の間又は円周側方ハウジング面と電気絶縁層の間に配置されるか、又は電気絶縁層に一体化される。
【0045】
好ましい実施形態では、すぐ上の特徴（ａ）～（ｃ）は、組み合わせて実現される。
【0046】
変形例４によれば、セルは、すぐ下の追加の特徴（ａ）～（ｃ）の少なくとも一つを有する：
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面に付与される熱収縮管によって蓋の上に固定される。
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面に付与される熱収縮管によって蓋の上に固定される。
【0047】
好ましい実施形態では、すぐ上の特徴（ａ）～（ｃ）は、組み合わせて実現される。
【0048】
変形例の各々は、特定の利点と関連し、それは、以下に記載される例示的な実施形態と関連してより詳細に記載されるだろう。
【0049】
本発明による方法は、以下のものを含む、エネルギーを貯蔵できる電気化学セルの製造のために役立つ：
－ 内部空間を包囲するハウジング、及び
－ 内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体。
－ 内部空間を包囲するハウジング、及び
－ 内部空間に配置されかつ少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターから形成される複合体。
【0050】
本発明によれば、セルは、製造時にＲＦＩＤトランスポンダーを備え、そのメモリーは、セルについての情報を含む。
【0051】
上記の変形例１によるセルを製造するための本発明による方法は、すぐ下の特徴（ａ）～（ｃ）を含むことが好ましい：
（ａ）複合体が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体が、軸方向空洞を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、軸方向空洞に配置されている。
（ａ）複合体が、円筒形巻線であり、その中で少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされている、
（ｂ）複合体が、軸方向空洞を含む、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、軸方向空洞に配置されている。
【0052】
上記の変形例１によるセルを製造するための本発明による方法のさらに好ましい実施形態では、それは、すぐ下の特徴（ａ）及び（ｂ）を含む：
（ａ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、巻芯の形態又は巻芯の一部である、
（ｂ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ巻芯の上に螺旋巻きされて複合体を形成し、円筒形巻線を与える。
（ａ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、巻芯の形態又は巻芯の一部である、
（ｂ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ巻芯の上に螺旋巻きされて複合体を形成し、円筒形巻線を与える。
【0053】
上記の変形例２によるセルを製造するための本発明による方法は、すぐ下の特徴（ａ）～（ｃ）を含むことが好ましい：
（ａ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされて複合体を形成し、円筒形巻線を与える。
（ｂ）円筒形巻線が、接着ストリップによって一緒に保持され、接着ストリップが、外面の上で円筒形巻線に接着される、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置される。
（ａ）少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターが、テープ形状であり、かつ螺旋巻きされて複合体を形成し、円筒形巻線を与える。
（ｂ）円筒形巻線が、接着ストリップによって一緒に保持され、接着ストリップが、外面の上で円筒形巻線に接着される、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、接着ストリップに一体化されるか、又は接着ストリップの上に配置される。
【0054】
上記の変形例３によるセルを製造するための本発明による方法は、すぐ下の特徴（ａ）～（ｃ）を含むことが好ましい：
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）円形底及び／又は円周側方ハウジング面が、それらの外面の上で電気絶縁層によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、円形底と電気絶縁層の間又は円周側方ハウジング面と電気絶縁層の間に配置されるか、又は電気絶縁層に一体化される。
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）円形底及び／又は円周側方ハウジング面が、それらの外面の上で電気絶縁層によってカバーされる、
（ｃ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、円形底と電気絶縁層の間又は円周側方ハウジング面と電気絶縁層の間に配置されるか、又は電気絶縁層に一体化される。
【0055】
上記の変形例４によるセルを製造するための本発明による方法は、すぐ下の特徴（ａ）～（ｃ）を含むことが好ましい：
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面に付与される熱収縮管によって蓋の上に固定される。
（ａ）ハウジングが、円筒形金属ハウジングであり、円筒形金属ハウジングが、円周側方ハウジング面と、その端面に円形底及び蓋を含む、
（ｂ）ＲＦＩＤトランスポンダーが、電気絶縁リングに一体化されるか、又はリングの形であり、リングが、蓋の上に配置される、
（ｃ）リングが、円周側方ハウジング面に付与される熱収縮管によって蓋の上に固定される。
【0056】
本発明によるセルのＲＦＩＤタグに基本的に記憶可能なものは、読みとりでき、必要により接触せずに補正又は補充されることができる情報である。特にＲＦＩＤタグがセルハウジングの内側に位置される実施形態では、情報が保護される。
【図面の簡単な説明】
【0057】
本発明のさらなる利点及び態様は、図面に基づいて以下に明瞭にされる本発明の好ましい例示的な実施形態の以下の記述及び請求の範囲から明らかであるだろう。
【0058】
【発明を実施するための形態】
【0059】
図１は、円筒形の巻線である複合体１０２を示し、そこには少なくとも二つの電極及び少なくとも一つのセパレーターがテープ形状で螺旋巻きされている。複合体１０２は、上端面１０２ａ及び下端面１０２ｂ、さらに外側側方複合体面１０２ｃを有する。上端面１０２ａから出ているのは、電気伝導体１０５であり、それは、例えば正極に結合される。下端面１０２ｂから出ているのは、電気伝導体１０６であり、それは、例えば負極に結合される。
【0060】
複合体１０２は、その中心に、軸方向空洞１０４を含む。そこに配置されているのは、ＲＦＩＤトランスポンダー１０３であり、それは、例えば複合体１０２の電極についての情報を与えることができる。
【0061】
図２は、支持体１０７上に配置されたパッシブＲＦＩＤトランスポンダー１０３を示す。それは、アンテナ１０３ｂ、及びデータメモリーも含む回路１０３ａを含む。支持体１０７は、例えば箔であることができる。特別な実施形態では、箔は、裏面に接着剤の層を有する接着箔であることができる。かかる実施形態におけるトランスポンダーは、１ミリメートル以下のウエルの厚さで得られる。それは、例えば軸Ａのまわりにそれらを螺旋状に巻き上げることが容易に可能である。巻き上げられた形態では、かかるトランスポンダーは、例えば図１に示された複合体１０２の軸方向空洞１０４中に押し入れられることができる。しかしながら、巻芯として巻き上げられたトランスポンダー１０３を使用すること、例えば巻き上げられたトランスポンダー１０３上で電極及びセパレーターを巻き上げることによって図１に示された複合体１０２を形成することも可能である。
【0062】
図３は、本発明によるセルのためのさらなる複合体１０２を示す。それは、同様にテープ形状の電極及びセパレーターから製造された円筒形巻線の形態であり、それは、上端面１０２ａ及び下端面１０２ｂ、さらに外側側方複合体面１０２ｃを有する。かかる螺旋状に巻き上げられた巻線は、一般に外側側方複合体面に接着される接着テープによって安定化される。本ケースでは、ＲＦＩＤトランスポンダー１０３は、接着テープを使用せずに外側側方複合体面１０２ｃに接着される。そのために特に好適なものは、接着フィルム又はラベルが配置されたＲＦＩＤトランスポンダーである。
【0063】
図４は、本発明によるセル１００を示す。それは、円周側方ハウジング面１０１ｃ及び下端面の円形底１０１ｂを含む円筒形金属ハウジング１０１を含む。ハウジング１０１は、ハウジングカップ１０８及び蓋１０９から形成される。蓋１０９は、円形縁を有し、その上に電気絶縁性のガスケット１１０がはめられている。ハウジングに配置されているのは、螺旋巻きされた電極及びセパレーターからなる円筒形複合体１０２である。複合体１０２の上端面から出ているのは、複合体１０２の正極を蓋１０９に電気接続する電気伝導体１０５である。複合体１０２の下端面から出ているのは、複合体１０２の負極をハウジングカップ１０８に電気接続する電気伝導体１０６である。ハウジング１０１の外面の大部分は、電気絶縁されている。側方ハウジング面１０１ｃは、熱収縮管１１１によって絶縁される。円形底１０１ｂは、ＲＦＩＤトランスポンダー１０３によってシールドされる。そのために特に好適なものは、同様に接着フィルム又はラベルが配置されたＲＦＩＤトランスポンダーである。
【0064】
図５は、本発明によるセル１００を示す。それは、円周側方ハウジング面１０１ｃ及び下端面の円形底１０１ｂを含む円筒形金属ハウジング１０１を含む。ハウジング１０１は、ハウジングカップ１０８及び蓋１０９から形成される。蓋１０９は、円形縁を有し、その上に電気絶縁性のガスケット１１０がはめられている。ハウジングに配置されているのは、螺旋巻きされた電極及びセパレーターからなる円筒形複合体１０２である。複合体１０２の上端面から出ているのは、複合体１０２の正極を蓋１０９に電気接続する電気伝導体１０５である。複合体１０２の下端面から出ているのは、複合体１０２の負極をハウジングカップ１０８に電気接続する電気伝導体１０６である。側方ハウジング面１０１ｃは、熱収縮管１１１によって電気絶縁される。ＲＦＩＤトランスポンダー１０３は、リングの形であり、リングは、蓋１０９上に配置される。リングは、側方ハウジング面１０１ｃに付与された熱収縮管１１１によって蓋１０９の上に固定される。
【0065】
図６は、本発明によるセル１００を示す。それは、円周側方ハウジング面１０１ｃ及び下端面の円形底１０１ｂを含む円筒形金属ハウジング１０１を含む。ハウジング１０１は、ハウジングカップ１０８及び蓋１０９から形成される。蓋１０９は、円形縁を有し、その上に電気絶縁性のガスケット１１０がはめられている。ハウジングに配置されているのは、螺旋巻きされた電極及びセパレーターからなる円筒形複合体１０２である。複合体１０２の上端面から出ているのは、複合体１０２の正極を蓋１０９に電気接続する電気伝導体１０５である。複合体１０２の下端面から出ているのは、複合体１０２の負極をハウジングカップ１０８に電気接続する電気伝導体１０６である。側方ハウジング面１０１ｃは、熱収縮管１１１によって電気絶縁される。ＲＦＩＤトランスポンダー１０３は、熱収縮管１１１と側方ハウジング面１０１ｃに配置される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
