電化學(xué)電池的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電化學(xué)電池的制造方法。該方法包括在電化學(xué)電池處于基態(tài)時(shí)輸入陰極材料到該電化學(xué)電池的陰極腔室中；對所述陰極腔室進(jìn)行抽真空及密封所述電化學(xué)電池以與外部環(huán)境隔離。其中該電化學(xué)電池進(jìn)一步包括有通過其固體電解質(zhì)與所述陰極腔室隔離并離子相通的陽極腔室。
【專利說明】電化學(xué)電池的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電化學(xué)電池的制造方法，尤其涉及一種可充電電池(Rechargeable Cell)或二次電池(Secondary Cell)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]可充電電池，也可稱之為二次電池，已經(jīng)被應(yīng)用來進(jìn)行能量存儲。特別是由于具有較高的能量存儲能力、較高的能量密度及較長的使用壽命，可充電電池，如鈉金屬鹵化物電池(Sodium Metal Halide Cell)被用來進(jìn)行較大規(guī)模能量的存儲，比如應(yīng)用在電動車輛中。
[0003]通常，在可充電電池的設(shè)計(jì)中，其設(shè)置有可收容陽極材料的陽極腔室和可收容陰極材料的陰極腔室。在可充電電池的充放電過程中，陰極材料和陽極材料離子相通。然而，在一些情況下，在可充電電池的充放電循環(huán)過程中，電極材料常會發(fā)生體積的變化。這種體積變化隨同在充放電循環(huán)過程發(fā)生的熔融金屬和其他氣體的氣壓的變化會在可充電電池內(nèi)產(chǎn)生壓差(Differential Pressures),這會限制可充電電池的容量。更為關(guān)注的是在陰極腔室內(nèi)壓力的累積可能會對電池的腔室產(chǎn)生損傷，從而影響到電池的正常運(yùn)行。
[0004]已經(jīng)有多種嘗試來避免在可充電電池中壓力的累積。比如,減少電極材料中一定成份的使用量。然而，通過減少電極材料的使用量常會導(dǎo)致電池存儲能量的減少。
[0005]所以，需要提供一種新的可用來減輕或避免在其內(nèi)壓力累積的可充電電池及其制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種制造電化學(xué)電池的方法。該方法包括在電化學(xué)電池處于基態(tài)時(shí)輸入陰極材料到該電化學(xué)電池的陰極腔室中；對所述陰極腔室進(jìn)行抽真空及密封所述電化學(xué)電池以與外部環(huán)境隔離。其中該電化學(xué)電池進(jìn)一步包括有通過其固體電解質(zhì)與所述陰極腔室隔離并離子相通的陽極腔室。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)提供了一種用于制造包括設(shè)置有陰極材料的陰極腔室、與所述陰極腔室隔離并離子相通的陽極腔室及設(shè)置在所述陰陽腔室間的固體電解質(zhì)的電化學(xué)電池的制造方法。該方法包括對所述陰極腔室進(jìn)行抽真空及密封所述電化學(xué)電池以與外部環(huán)境隔尚。
[0008]本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例進(jìn)提供了一種用于減小在包括有正極、負(fù)極和固體電解質(zhì)的金屬-金屬鹵化物電池操作過程中所產(chǎn)生的氣壓的方法。該方法包括在電池的制造過程中，當(dāng)熔鹽電解質(zhì)材料加入后對正極進(jìn)行抽真空及密封所述電化學(xué)電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過結(jié)合附圖對于本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，可以更好地理解本發(fā)明，在附圖中:[0010]圖1為本發(fā)明電化學(xué)電池的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；及
[0011]圖2為本發(fā)明用來制造電化學(xué)電池的方法的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種制造電化學(xué)電池的方法。該方法包括在電化學(xué)電池處于基態(tài)時(shí)輸入陰極材料到該電化學(xué)電池的陰極腔室中；對陰極腔室進(jìn)行抽真空及密封該電化學(xué)電池以與外部環(huán)境隔離。其中該電化學(xué)電池進(jìn)一步包括有通過其固體電解質(zhì)與陰極腔室隔離并離子相通的陽極腔室。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，固體電解質(zhì)定義有陰極腔室；陽極腔室定義于固體電解質(zhì)與電化學(xué)電池的殼體間。在另一個(gè)實(shí)施例中，固體電解質(zhì)定義有陽極腔室；陰極腔室定義于固體電解質(zhì)與電化學(xué)電池的殼體間。
[0014]圖1所示為本發(fā)明電化學(xué)電池10的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在本發(fā)明實(shí)施例中，電化學(xué)電池10包括使用在能量存儲應(yīng)用中的可充電電池。盡管在圖1所示的實(shí)施例中，僅設(shè)置了一個(gè)電化學(xué)電池10，在其他實(shí)施例中，復(fù)數(shù)個(gè)電化學(xué)電池10可平行設(shè)置或串聯(lián)設(shè)置以來提供合適的電壓及電池容量，從而進(jìn)行較大規(guī)模的能量存儲。
[0015]如圖1所示，電化學(xué)電池10可包括殼體(Cell Case) 11、固體隔離裝置(SolidSeparator) 12及集流體(Current Collector) 13。殼體11可用來收容固體隔離裝置12。固體隔離裝置12開設(shè)有第一腔室15并設(shè)置于殼體11中以與殼體11的內(nèi)表面14具有一定的距離，從而在其間定義出第二腔室16。第一腔室15與第二腔室16可通過固體隔離裝置12相隔離并離子相通。所謂“離子相通”可指離子可通過固體隔離裝置12在第一腔室15和第二腔室16間傳輸。
[0016]在本實(shí)施例中，第一腔室15可作為陰極腔室來收容陰極材料(CathodicMaterials),其可作為正極(Positive Electrode) 17使用。第二腔室16可作為陽極腔室來收容陽極材料(Anodic Materials),使用其可作為負(fù)極(Negative Electrode) 18使用。在其他示例中，電極的位置可以變換，比如第一腔室15可作為陽極腔室，相應(yīng)的，第二腔室16可作為陰極腔室。在本發(fā)明示例中，在電化學(xué)電池10的放電過程中，陰極材料可用來提供電子并參與氧化還原反應(yīng)；陽極材料可用來接收電子并同樣參與氧化還原反應(yīng)。
[0017]在本發(fā)明實(shí)施例中，電化學(xué)電池10并不局限于任何特定類型的電化學(xué)電池?；谠O(shè)置的不同的陽極和陰極材料，便可形成不同的電化學(xué)電池。在一些示例中，電化學(xué)電池10可包括金屬/金屬鹵化物電池，比如包括鈉鹵化鎳電池在內(nèi)的鈉金屬鹵化物電池。為了便于說明，電化學(xué)電池10中的一些元件未圖示。
[0018]正極17中的陰極材料具有不同的功能，比如可作為電極使用，也可起到一定的支撐結(jié)構(gòu)的作用。在正極17處于氧化狀態(tài)、還原狀態(tài)或處于完全氧化和完全還原狀態(tài)間的一些狀態(tài)下時(shí)，其內(nèi)的電極材料可作為電化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物。該支撐結(jié)構(gòu)通常在該電化學(xué)電池充放電循環(huán)中不經(jīng)歷大的變化，但其可起到電子傳輸?shù)淖饔茫以陔姌O材料經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)的過程中對電極材料起到一定的支撐作用。另外，支撐結(jié)構(gòu)具有一定的表面，從而當(dāng)需要時(shí)固體顆粒可沉淀其上。
[0019]在一些示例中，正極17的電極材料包括電活性金屬(Electroactive Metal)、第一喊金屬齒化物(Alkali Metal Halide)和溶鹽電解質(zhì)(Molten-salt Electrolyte)。此處所謂的“電活性金屬”可指其可在熔融的四氯招酸鈉(Sodium Tetrachloroaluminate)中氧化，從而可至少部分的轉(zhuǎn)化成高于其熱力勢(Thermodynamic Potential)的金屬鹽。
[0020]在非限定示例中，電活性金屬可包括過渡金屬(Transition Metal)。該過渡金屬可包括有欽(Titanium)、f凡(Vanadium)、銀(Niobium)、鑰(Molybdenum)、鎮(zhèn)(Nickel)、鈷(Cobalt)、,孟(Manganese)、鐵(Iron)、銀(Silver)、鋪(Antimony)、鎘(Cadmium)、錫(Tin)、鉛(Lead)、鐵(Iixm)和鋅(Zinc)。在其他示例中，該過渡金屬可包括銻鎘、錫、鉛、鐵和鋅。此外，電活性金屬可以鹽的形式存在，比如其以硝酸鹽、硫化物或鹵化物的形式存在。在一個(gè)不例中，電活性金屬包括鎳。在一些應(yīng)用中，基于正極17的電極材料的體積,其內(nèi)的電活性金屬的量處于正極17的電極材料的體積的10%到20%的范圍內(nèi)。在其他應(yīng)用中，電活性金屬的量處于正極17的電極材料的體積的13%到17%的范圍內(nèi)。
[0021]第一堿金屬齒化物可包括氯化鈉(Sodium Chloride)、溴化鈉(Sodium Bromide) >氟化鈉(Sodium Fluoride)、氯化鉀(Potassium Chloride)、溴化鉀(Potassium Bromide)、氟化鉀(Potassium Fluoride)、氯化鋰(Lithium Chloride)、溴化鋰(Lithium Bromide) >氟化鋰(Lithium Fluoride)和氯化銫(Cesium Chloride)。在一定的應(yīng)用中，基于正極17的電極材料的體積，第一堿金屬齒化物的量處于正極17的電極材料的體積的從20%到50%的范圍內(nèi)。
[0022]熔鹽電解質(zhì)可包括第二堿金屬鹵化物和鹵化招(Aluminum Halide)的反應(yīng)產(chǎn)物。在非限定示例中，與第一堿金屬鹵化物相似，第二堿金屬鹵化物可包括氯化鈉、溴化鈉、氟化鈉、氯化鉀、溴化鉀、氟化鉀、氯化鋰、溴化鋰、氟化鋰和氯化銫。在一個(gè)示例中，第二堿金屬鹵化物為氯化鈉。熔鹽電解質(zhì)的金屬鹵化物為氯化鋁。這樣，熔鹽電解質(zhì)常包括氯化招鈉(sodium chloroaluminate, NaAlCl4),其熔點(diǎn)低于300° C。在其他應(yīng)用中，熔鹽電解質(zhì)也可包括氯化招鋰(lithium chloroaluminate, LiAlCl4)或氯化招鉀(potassiumchloroaluminate,KAlCl4)。在一些實(shí)施例中，基于正極17的電極材料的總量,熔鹽電解質(zhì)占電極材料的總量的質(zhì)量百分比處于從22%到35%的范圍內(nèi)。在其他應(yīng)用中，熔鹽電解質(zhì)占電極材料的總量的質(zhì)量百分比可處于從25%到32%的范圍內(nèi)。
[0023]在一定的示例中，正極17的電極材料可進(jìn)一步包括鋁，其不以在熔鹽電解質(zhì)中的形式或氯化鋁的形式存在。通常，該鋁材料可以鋁元素的形式(Elemental Form)存在，t匕如鋁金屬片或顆粒。通過形成可溶性的氧化產(chǎn)物，該鋁材料可提高由電活性金屬、鐵和堿金屬鹵化物形成的顆粒的多孔性。
[0024]在一定的應(yīng)用中，正極17的電極材料還可包括其他添加物，其可對電化學(xué)電池10的性能產(chǎn)生有利的影響。比如,添加物可提高離子電導(dǎo)性(1nic Conductivity)、提升或降低充電狀態(tài)下的陰極材料的可溶性、或通過熔融的電解質(zhì)提升固體隔離裝置的濕度(Wetting)。此處所謂的“添加物”可指其可促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)過程的材料，但其不包括主要的電活性粒種(Electroactive Species)。
[0025]在一些示例中，添加物占正極17中的電極材料中的第一堿金屬鹵化物、熔鹽電解質(zhì)和電活性金屬的總摩爾數(shù)的百分比小于5摩爾百分比。在非限定示例中，添加物可包括堿金屬鹵化物鹽，比如氟化鈉及/或溴化鈉。在本發(fā)明實(shí)施例中，并不限于上述正極17的電極材料?；诓煌膽?yīng)用，正極17也可包括其他合適的材料。
[0026]在本實(shí)施例中，第二腔室16通常在電化學(xué)電池10處于基態(tài)(Ground State)或未充電狀態(tài)時(shí)是空的。特別的，電化學(xué)額電池10處于基態(tài)時(shí)，第二腔室16中不含有堿性金屬。第二腔室16可用來收容陽極材料，比如來自于還原的金屬離子的堿性金屬。該還原的金屬離子在電化學(xué)電池10的充電過程中可通過固體隔離裝置12從第一腔室15進(jìn)入第二腔室16中。在一定的應(yīng)用中，當(dāng)?shù)谝磺皇?5作為陽極腔室使用來收容陽極材料時(shí)，其在電化學(xué)電池處于基態(tài)時(shí)也可是空的。
[0027]在非限定示例中，負(fù)極18中的陽極材料科包括堿性金屬，比如鈉、鋰和鉀，其在使用時(shí)處于熔融狀態(tài)。在一個(gè)示例中，負(fù)極18可包括鈉。在一些應(yīng)用中，負(fù)極18中的陽極材料可進(jìn)一步包括合適的添加物，如金屬去氧劑(Metal Oxygen Scavenger)。該金屬去氧劑可包括錳、釩、鋯、鋁和鈦中的一種或多種。其他負(fù)極18中合適的添加物也可包括可通過熔融的陽極材料來提升固體隔離裝置表面濕度的材料。
[0028]在本實(shí)施例中，殼體11具有圓柱形截面，其開設(shè)有上開口端110，這樣，固體隔離裝置12可通過該上開口端110而設(shè)置于殼體11中。在其他實(shí)施例中，殼體11也可具有任何其他合適的截面形狀，比如矩形截面或多邊形截面結(jié)構(gòu)。殼體11可包括金屬材料、陶瓷材料，復(fù)合材料或其組合。在非限定示例中，金屬材料可包括鎳或不銹鋼。陶瓷材料可包括金屬氧化物。
[0029]固體隔離裝置12也開設(shè)有上開口端(未標(biāo)注)，其可具有任何合適的截面形狀，比如圓柱形截面、矩形截面或多邊形截面結(jié)構(gòu)，從而來提供最大的表面積(Surface Area)，比如以便于堿金屬離子在電池充放電過程中通過固體隔離裝置12進(jìn)行傳輸。另外，殼體11及/或固體隔離裝置12也可分別具有合適的寬長比(Width-to-Length Ratio)。在一個(gè)非限定示例中，殼體11及/或固體隔離裝置12可分別具有管狀結(jié)構(gòu)。
[0030]在本發(fā)明實(shí)施例中，固體隔離裝置12可作為固體電解質(zhì)使用，從而在第一腔室(陰極腔室)15和第二腔室(陽極腔室)16間輸送離子，比如堿金屬離子。在一些示例中，固體電解質(zhì)12可包括堿金屬-β ’ -氧化招(alkal1-metal-beta’ -alumina)、堿金屬-β”-氧化招(alkal1-metal-beta”-alumina)、堿金屬 _ β，_ 五倍子酸鹽(alkal1-metal-beta’ -gallate)或堿金屬_ β ” _五倍子酸鹽(alkal1-metal-beta”-gallate)。在其他示例中，固體電解質(zhì)12也可包括β ’ _氧化招(beta-alumina)、β，，_ 氧化招(beta，，_alumina)或 Y -氧化招(gamma alumina)。在一些能量存儲裝置實(shí)施例中，固體隔離裝置12包括β 氧化鋁。
[0031]在一定的應(yīng)用中，由于α -氧化鋁(Alpha Alumina)可為離子絕緣體，固體電解質(zhì)12的上端可包括α -氧化招(Alpha Alumina),其下端可包括β -氧化招(Beta Alumina)。此外，通過添加一定的量的摻雜劑到固體隔離裝置12中可提高其穩(wěn)定性。該摻雜劑可包括氧化鋰、氧化鎂、氧化鋅和氧化釔中的一種或多種。此種穩(wěn)定物可以單獨(dú)使用或者與其他物質(zhì)結(jié)合使用。
[0032]在本實(shí)施例中，集流體13延伸進(jìn)第一腔室15內(nèi)，以便于在操作中收集電流并減少電化學(xué)電池10的內(nèi)阻。集流體13可包括可導(dǎo)電材料，比如鉬、鈀、金、鎳、碳、鑰、鎢或鈦。在一些示例中，集流體13可具有包括兩種及以上金屬的復(fù)合設(shè)計(jì)。該復(fù)合設(shè)計(jì)可設(shè)置有不與熔鹽電解質(zhì)接觸的芯金屬(Core Metal)及設(shè)置在芯金屬外部與熔鹽金屬接觸的外部金屬。該芯金屬可包括銅或鋁。另外，集流體13可具有不同的形狀，比如線狀、槳狀或網(wǎng)格狀。
[0033]在一些示例中，殼體11可包括導(dǎo)電材料，其可作為另一集流體以在電化學(xué)電池10的操作中收集電流并減少其內(nèi)阻。在本實(shí)施例中，第一和第二腔室15、16分別用來接收陰極材料和陽極材料，殼體11和集流體13可分別作為陽極集流體(Anodic CurrentCollector)和陰極集流體(Cathodic Current Collector),其可在操作中分別于外部電路的正極和負(fù)極相連以達(dá)成電性連接。在一定的應(yīng)用中，殼體11和集流體13也可分別作為陰極集流體和陽極集流體。
[0034]另外，如圖1所示，電化學(xué)電池10設(shè)置有蓋體20，其設(shè)置在殼體11的上端，以確保電池10適當(dāng)?shù)恼w性。在一定的應(yīng)用中，蓋體20完成固體電解質(zhì)12、密封裝置19和殼體11的安裝。蓋體20可包括金屬或合金材料。在一個(gè)示例中，蓋體20包括鎳材料。
[0035]密封裝置19可包括玻璃質(zhì)材料(Glassy materials)、合金陶瓷(Cermet)材料或其組合。在非限定示例中，玻璃質(zhì)材料可包括磷酸鹽(Phosphates)材料、娃酸鹽(Silicates)材料和硼酸鹽(Borates)材料。合金陶瓷材料可包括氧化招(Alumina)或難熔金屬(Refractory Metal)。該難熔金屬可包括鑰(Molybdenum)、錸(Rhenium)、鉭(Tantalum)、鶴(Tungsten)或其他合適的材料。當(dāng)電化學(xué)電池10組裝完成后,在陰極腔室，如第一腔室15中形成有頂部空間21。
[0036]在一些示例中，電化學(xué)電池10也可選擇性的設(shè)置有設(shè)置在殼體11內(nèi)的墊片結(jié)構(gòu)(Shim Structure,圖示)。該墊片結(jié)構(gòu)可在殼體11中支撐固體隔離裝置12，從而保護(hù)固體隔離裝置12以減輕或避免其在電池使用過程中由于電池10的移動而產(chǎn)生的震動。這樣就可以減輕或避免固體隔離裝置12相對于殼體11的移動。在一定的結(jié)構(gòu)中，除過殼體11外，該墊片結(jié)構(gòu)也可用作為集流體使用。
[0037]這樣，如圖1所示，在操作中，以鈉鎳電池為例。初始時(shí)，當(dāng)電池10處于基態(tài)下，陽極腔室，如第二腔室16是空的。在充電狀態(tài)下，在陰極腔室，如第一腔室15中的鈉和鎳轉(zhuǎn)變成氯化鎳和鈉元素(Elemental Sodium)。其間,鈉通過電化學(xué)輸送而通過固體隔離裝置12進(jìn)入第二腔室16。隨后，在放電狀態(tài)下，第二腔室16內(nèi)的鈉通過電化學(xué)輸送而通過固體隔離裝置12進(jìn)入第一腔室15以與氯化鎳相反應(yīng)。通過該化學(xué)反應(yīng)生成氯化鈉和鎳，從而使電化學(xué)電池11處于中性狀態(tài)，這樣，化學(xué)能就被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏斔徒o外部系統(tǒng)。其他的鈉金屬氯化物電池具有相似的操作過程。
[0038]如上所述，在電池充放電過程中，由于溫度的上升和陰極材料體積的變化可導(dǎo)致在陰極腔室產(chǎn)生不期望的壓力累積。這種壓力累積可對固體電解質(zhì)12產(chǎn)生損傷，從而影響到電池10的運(yùn)行。
[0039]圖2所示為本發(fā)明用來解決所述問題的制造電化學(xué)電池的方法的一個(gè)實(shí)施例流程示意圖。如圖2所示，在步驟22中，在電化學(xué)電池11處于基態(tài)下時(shí)，一定量的陰極材料被放入陰極腔室，如第一腔室15中。在步驟23中，集流體13延伸進(jìn)第一腔室15中。在其他示例中，步驟23也可不設(shè)置，比如集流體13已經(jīng)與第一腔室15設(shè)置在一起。在步驟24中，陰極腔室被抽真空。其中，可使用不同的抽真空技術(shù)，比如使用傳統(tǒng)的真空泵。然后，在步驟25中，電化學(xué)電池10被密封起來以與外部環(huán)境相隔尚。
[0040]在非限定示例中，在密封電池前，陰極腔室，如第一腔室15的真空度可小于或等于100毫巴(mbar)。在一定的應(yīng)用中，抽真空和密封步驟的順序可以改變，比如可以在抽真空的同時(shí)進(jìn)行密封。此外，在一定的示例中，在密封前，也可對陽極腔室，如第二腔室16進(jìn)行抽真空。[0041 ] 在本發(fā)明實(shí)施例中，通過步驟24中的抽真空處理，其可減少或避免由于在頂部空間21處的氣體的熱膨脹(Thermal Expansion)而產(chǎn)生的壓力累積,從而增加陰極腔室的可用空間。這樣，在密封步驟之前且在陰極腔室被抽真空之前或之后，可進(jìn)一步加入額外的陰極材料到陰極腔室中。這樣，陰極腔室就可容納更多的陰極材料。
[0042]在一些示例中，額外的陰極材料可與初始時(shí)陰極腔室中的材料相似。在一個(gè)示例中，額外的陰極材料可包括熔鹽電解質(zhì)，如四氯鋁酸鈉及/或第一堿金屬鹵化物，如鹵化鈉。在傳統(tǒng)的電化學(xué)電池中，陰極腔室中的陰極材料最多可達(dá)到陰極腔室體積的91%。在本發(fā)明實(shí)施例中，由于抽真空步驟的使用，陰極腔室中的陰極材料的體積可占到陰極腔室體積的95%以上。在不明顯增加電池制造成本的情況下，增加的陰極材料可提升電池的容量和性能。
[0043]另外，在步驟22中，把陰極材料輸入到第一腔室15中的步驟包括把一定量的包括有第一堿金屬鹵化物和電活性金屬的混合物輸入到第一腔室15中。當(dāng)然，一定量的熔鹽電解質(zhì)也可被輸入到第一腔室15中。在一些示例中，所述混合物以顆粒的形式被加入到第一腔室中，該顆粒的平均尺寸在300微米到2000微米之間的范圍內(nèi)。在一定的應(yīng)用中，在輸入熔鹽電解質(zhì)前，可對混合物進(jìn)行干燥處理。
[0044]雖然結(jié)合特定的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，對本發(fā)明可以作出許多修改和變型。因此，要認(rèn)識到，權(quán)利要求書的意圖在于覆蓋在本發(fā)明真正構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有這些修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種電化學(xué)電池的制造方法，包括: 在電化學(xué)電池處于基態(tài)時(shí)輸入陰極材料到該電化學(xué)電池的陰極腔室中，其中該電化學(xué)電池進(jìn)一步包括有通過其固體電解質(zhì)與所述陰極腔室隔離并離子相通的陽極腔室； 對所述陰極腔室進(jìn)行抽真空；及 密封所述電化學(xué)電池以與外部環(huán)境隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述固體電解質(zhì)定義有所述陰極腔室，所述陽極腔室定義于所述固體電解質(zhì)與所述電化學(xué)電池的殼體間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括在密封前延伸陰極集流體到所述陰極腔室中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述固體電解質(zhì)定義有所述陽極腔室，所述陰極腔室定義于所述固體電解質(zhì)與所述電化學(xué)電池的殼體間。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括在密封前延伸陽極集流體到所述陽極腔室中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述陰極腔室抽真空后，輸入額外的陰極材料到所述陰極腔室中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述額外的陰極材料包括四氯鋁酸鈉、鹵化鈉或其組合。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述陰極腔室中的陰極材料的體積占到所述陰極腔室體積的95%以上。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述陰極腔室的真空度小于100毫巴。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中輸入所述陰極材料到所述電化學(xué)電池的陰極腔室中的步驟包括輸入包括有堿性金屬鹵化物和電活性金屬的混合物到所述陰極腔室中及在輸入所述混合物后輸入熔鹽電解質(zhì)到所述陰極腔室中。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中輸入所述陰極材料到所述電化學(xué)電池的陰極腔室中的步驟進(jìn)一步包括在輸入所述熔鹽電解質(zhì)前對所述混合物進(jìn)行干燥。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述混合物包括顆粒狀的所述堿性金屬鹵化物和所述活性金屬，所述顆粒的平均尺寸處于從300微米到2000微米的范圍內(nèi)。
13.一種用于制造包括設(shè)置有陰極材料的陰極腔室、與所述陰極腔室隔離并離子相通的陽極腔室及設(shè)置在所述陰陽腔室間的固體電解質(zhì)的電化學(xué)電池的制造方法，包括: 對所述陰極腔室進(jìn)行抽真空；及 密封所述電化學(xué)電池以與外部環(huán)境隔離。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在所述陰極腔室抽真空后，輸入額外的陰極材料到所述陰極腔室中。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中在所述陰極腔室中的陰極材料的體積占到所述陰極腔室體積的95%以上。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述額外的陰極材料包括四氯鋁酸鈉、鹵化鈉或其組合，所述固體電解質(zhì)包括β_氧化鋁。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述陰極腔室的真空度小于100毫巴。
18.一種 用于減小在包括有正極、負(fù)極和固體電解質(zhì)的金屬-金屬鹵化物電池操作過程中所產(chǎn)生的氣壓的方法，包括: 在電池的制造過程中，當(dāng)熔鹽電解質(zhì)材料加入后對正極進(jìn)行抽真空；及 密封所述電化學(xué)電池。
【文檔編號】H01M10/38GK103579689SQ201210281434
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月9日
【發(fā)明者】查爾斯.D.亞科萬格洛, 邁克爾.A.范蘭斯, 劉晶華, 吳惠箐, 詹姆士.L.薩卓斯, 羅杰.N.布爾 申請人:通用電氣公司