H - Electricity – 01 – M
Patent
H - Electricity
01
M
H01M 10/48 (2006.01) G01N 25/48 (2006.01) G01R 31/36 (2006.01) H01M 10/42 (2006.01)
Patent
CA 2395655
Characterizing electrochemical cell components and a response of an electrochemical cell to a specified operating condition involves preparing a sample of an electrode material in contact with an electrolyte. Self-heating, power-temperature or power-time data is obtained for the sample using a calorimetry technique, such as by use of an accelerating rate calorimetry technique or a differential scanning calorimetry technique. A power function is developed for the sample using the self-heating, power-temperature or power- time data. The power function is representative of thermal power per unit mass of the sample as a function of temperature and amount of reactant remaining from a reaction of the sample electrode material and electrolyte. A first power function is developed that characterizes a reaction between the cathode material and the electrolyte in terms of thermal power per unit mass of a cathode sample material, and a second power function is developed that characterizes a reaction between the anode material and the electrolyte in terms of thermal power per unit mass of the anode sample material. An electrode material sample from which a power function is developed is prepared using less than about 100 grams of the electrode material, such as between about 1 and 10 grams, but may be as little as between about 1 milligram and 1 gram. A computer system and computer-readable medium are provided to electronically design and test cells of arbitrary size and shape using power functions developed for individual electrode/electrolyte combinations.
La caractérisation de composants de cellules électrochimiques et la prédiction d'une réponse d'une cellule électrochimique à un état de fonctionnement spécifique consistent en la préparation d'un échantillon d'un matériau d'électrode en contact avec un électrolyte. Une technique calorimétrique permet de mesurer, pour cet échantillon, des données se rapportant à l'échauffement spontané, la température ou la durée en fonction de la puissance, par exemple, par analyse calorimétrique à taux accéléré ou par analyse calorimétrique à compensation de puissance. On développe pour cet échantillon une fonction de puissance au moyen des données d'échauffement spontané, de température ou de durée en fonction de la puissance. La fonction de puissance est caractéristique de la puissance thermique par unité de masse de l'échantillon en fonction de la température et de la quantité de réactif restant d'une réaction du matériau d'électrode de l'échantillon et de l'électrolyte. On développe une première fonction de puissance qui caractérise une réaction entre le matériau de cathode et l'électrolyte en termes de puissance thermique par unité de masse d'un matériau d'échantillon de cathode, et on développe une seconde fonction de puissance qui caractérise une réaction entre le matériau de l'anode et l'électrolyte en termes de puissance thermique par unité de masse du matériau d'échantillon de l'anode. On prépare un échantillon de matériau d'électrode pour lequel a été développée une fonction de puissance avec moins de 100 g du matériau d'électrode, par exemple entre environ 1 et 10 g, mais pouvant être au minimum compris entre 1 mg et 1 g. L'invention porte également sur un système et un support informatiques permettant de concevoir et de tester électroniquement des cellules de taille et de forme arbitraires au moyen des fonctions de puissance développées par diverses combinaisons électrode/électrolyte.
Dahn Jeffery R.
Hatchard Timothy D.
Macneil Dean D.
3m Innovative Properties Company
Smart & Biggar
LandOfFree
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