CN101048895A - 锂离子电池及医疗装置 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子电池，它包括正极，正极包括集电器和选自下组的活性材料：LiCoO2、LiMn2O4、LiNixCoyNi(1－x－y)O2、LiAlxCoyNi(1－x－y)O2、LiTixCoyNi(1－x－y)O2及其组合。电池还包括负极，负极包括集电器和包括钛酸锂的活性材料；所述负极集电器包括选自下组的材料：铝、钛、银及其组合。电池被构造成能够循环到接近零伏状态而不会显著减损电池容量。

Description

锂离子电池及医疗装置
背景
本发明一般涉及锂离子电池领域。具体地说，本发明涉及对过放电状态相对具有耐受性的锂离子电池。
锂离子电池包括其上具有活性材料(例如LiCoO2)的正集电器(currentcollector)(例如铝，如铝箔)和其上具有活性材料(例如含碳材料，如石墨)的负集电器。正集电器和其上提供的活性材料一起被称为正极，而负集电器和其上提供的活性材料一起被称为负极。
图1显示了例如如上所述的锂离子电池10的一部分的示意图。电池10包括：具有正集电器22和正极活性材料(positive active material)24的正极20、具有负集电器32和负极活性材料(negative active material)34的负极30、电解质材料40以及位于正极20和负极30中间或之间的隔板(例如，聚合物微孔隔板，未示出)。电极20、30可以是相对平坦或平面性的板或者可卷绕或弯曲成螺旋或其它构型(例如，椭圆形)。电极也可以是折叠构型。
在电池10的充电和放电期间，锂离子在正极20和负极30间移动。例如，当电池10放电时，锂离子从负极30流向正极20。相反，当电池10充电时，锂离子从正极20流向负极30。
图2是显示普通锂离子电池的理论充放电行为的图100。曲线110表示包括其上具有LiCoO2活性材料的铝集电器的正极相对于锂参比电极的电极电位，而曲线120表示包括其上具有含碳活性材料的铜集电器的负极相对于锂参比电极的电极电位。曲线110和120间的差异代表总的电池电压。
如图2所示，首次充电到全容量后，如曲线110所示，正极电位从约3.0伏升高至用于形成负极的铜的腐蚀电位(用虚线122表示)以上。负极电位从约3.0伏降低至铝集电器上提供的LiCoO2活性材料的分解电位(同虚线112表示)以下。首次充电后，由于在负集电器上形成钝化层，电池经历不可逆的容量损失，这种现象称为固体-电解质界面(“SEI”)。容量的不可逆损失在曲线120中显示为凸出或肩部124。
常规锂离子电池的一个难点是，当电池放电到接近0伏时，会表现出传递容量损失和负极集电器(铜)及可能的电池外壳的腐蚀，这取决于所用材料和外壳极性。如图2所示，电池首次充电后，在电池后续放电中电池电压接近零伏(即容量为百分之零)，使得负极电位符合虚线126表示的路径。如图2所示，负极电位在负集电器的铜腐蚀电位处变得平坦(对铜来说约为3.5伏，在图2中用虚线122表示)。
曲线110和120相交的点有时被称为零伏交叉电位，对应于电池电压为零(即，在该点两条曲线之差为零)。因为在铜腐蚀电位处发生的铜集电器降解，在电池达到零伏条件之前，用于形成负集电器的铜材料腐蚀，导致电池可传递容量的显著损失。
虽然图2显示了当电池接近零伏构型时可经历负集电器腐蚀的电池的理论充放电行为，应理解也可存在以下情况：正集电器上的活性材料在近零伏条件下可降解。在这种情况下，正极相对于锂参比电极的理论充放电电位将降低至正极活性材料的分解电位(在图2中用线112表示)，这时正极活性材料将分解，潜在地降低抵抗将来的过放电条件的保护能力。
因为在低电压条件下可发生对锂离子电池的损害，普通锂离子电池可包括保护电路和/或在包括保护电路的装置中使用，以显著减少电池漏电(例如，通过断开电池)。
医疗装置工业生产了许多用于治疗患者的医学病症的电子和机械装置。根据医学病症，医疗装置可外科植入或外部连接至接受治疗的患者。临床医生单独使用医疗装置或与药物疗法和外科手术结合，用于治疗患者医学病症。对于某些医学病症，医疗装置可提供最佳、有时是唯一的疗法，使患者恢复到更健康的状态和更完美的生活。
需要为这种医疗装置(如可植入医疗装置)提供电池电源。在这种情况下，优选提供可再充电的电池。也优选提供具有以下特征的电池，该电池能够放电到接近零伏状态，而且放电时没有显著地损坏电池(例如，不会腐蚀电极或电池外壳中的一种、不会分解正极活性材料，等)而使电池性能在后续充放电操作中递降的风险。
优选提供能够放电到接近零伏，不会导致后续可传递容量降低或负极或电池外壳腐蚀的电池。还优选提供能够弥补电池首次充电导致的不可逆容量损失的电池，以使电池可在接近零伏条件下使用而不会显著降低电池性能。还优选提供采用包括这些优选特征或其它优选特征中的一个或多个的电池的医疗装置(例如，可植入医疗装置)。
发明概述
锂离子电池包括正极，正极包括集电器和活性材料，活性材料选自：LiCoO2、LiMn2O4、LiNixCoyNi(1-x-y)O2、LiAlxCoyNi(1-x-y)O2、LiTixCoyNi(1-x-y)O2、及其组合。电池还包括负极，负极包括集电器和活性材料，所述活性材料包括钛酸锂材料。负极的集电器包括选自以下的材料：铝、钛、银及其组合。电池被构造成能够循环到接近零伏状态而不显著减损电池容量。
附图简要说明
图1是常规的锂离子电池的示意性横截面视图。
图2显示了例如图1示意性所示的常规锂离子电池的理论充放电行为。
图3是根据一个示例性实施方式的锂离子电池的一部分的示意性横截面视图。
图4显示了例如图3所示的锂离子电池的理论充放电行为。
图5显示了电池放电容量及电池过放电循环的影响。
图6显示了在铝负集电器上使用Li4Ti5O12活性材料的电池电压轨迹。
图7显示了在铜负集电器上使用碳活性材料的对比电池的电压轨迹。
图8是植入患者体内或躯干内的可植入医疗装置形式的系统的示意图。
图9是另一种可植入医疗装置形式的系统的示意图。
示例性实施方式的详细描述
参考图3，显示了根据一个示例性实施方式的锂离子电池200的一部分的示意性横截面视图。根据一个示例性实施方式，电池200的额定值约为10-1000毫安小时(mAh)。根据另一个示例性实施方式，电池额定值约为100-400mAh。根据另一个示例性实施方式，电池是约300mAh的电池。根据另一个示例性实施方式，电池是约75mAh的电池。
电池200包括至少一个正极210和至少一个负极220。电极可以是电池200的平坦或平面型组件，可以以螺旋或其它构型弯曲，或者可以是折叠构型。例如，电极可围绕相对矩形的心轴卷绕，使其形成椭圆形盘绕线圈，用于插入相对呈棱柱状的电池外壳。根据其它示例性实施方式，所述电池可以是纽扣电池、薄膜固态电池、或是其它锂离子电池构型。
电池外壳(未示出)可由金属构成，例如铝、铝合金或其它金属。根据一个示例性实施方式，电池外壳可由钛、钛合金或不锈钢构成。根据另一个示例性实施方式，电池外壳可由塑料材料或塑料薄膜叠层材料(例如，插入聚烯烃层和聚酯层中间的铝箔)构成。
根据一个示例性实施方式，负极通过一含有铝或铝合金的元件或分接头耦合于铝外壳。铝或铝合金元件或分接头(tap)可耦合或附连于正极。根据一个示例性实施方式，分接头可用作电池终端。
根据多个示例性实施方式，电池200的尺寸可不同。例如，根据一个示例性实施方式，电极盘绕使其可置于相对呈棱柱状的电池外壳中，电池尺寸为约30-40毫米×约20-30毫米×约5-7毫米。根据另一个示例性实施方式，电池尺寸为约20毫米×20毫米×3毫米。根据另一个示例性实施方式，电池可以是纽扣型电池的形式，直径约30毫米，厚度约3毫米。本领域技术人员应理解，本文所述尺寸和构型仅仅是示例性的，根据本文所述的新型概念可产生许多尺寸、形状和构型的电池。
电解质230位于正负极之间，以提供锂离子可从中通过的介质。电解质可以是液体(例如，溶解在一种或多种非水溶剂中的锂盐)。根据一个示例性实施方式，电解质是聚碳酸酯(PC)和1.0M LiPF6盐的混合物。根据另一个示例性实施方式，电解质不含常规锂电池中使用的碳酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯或双-草酸硼酸锂盐(有时称为LiBOB)。
根据其它示例性实施方式，可使用许多其它电解质。根据一个示例性实施方式，电解质是溶解在聚合物材料如聚(环氧乙烷)或硅氧烷中的锂盐。根据另一个示例性实施方式，电解质可以是离子液体，例如N-甲基-N-烷基吡咯烷鎓双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺盐。根据另一个示例性实施方式，电解质可以是固态电解质，例如锂离子传导玻璃，如氮氧化锂磷(LiPON)。根据另一个示例性实施方式，电解质可以是1.0M LiPF6盐中碳酸亚乙酯与碳酸二亚乙酯(ELC∶DEC)1∶1的混合物。根据另一个示例性实施方式，电解质可包含聚碳酸丙二酯溶剂和双-草酸硼酸锂盐。根据其它示例性实施方式，电解质可包括以下材料中的一种或多种：PVDF共聚物、PVDF-聚酰亚胺材料、有机硅聚合物、热聚合凝胶、辐射固化丙烯酸酯、包含聚合物凝胶的颗粒、无机凝胶聚合物电解质、无机凝胶-聚合物电解质、PVDF凝胶、聚环氧乙烷(PEO)、玻璃陶瓷电解质、磷酸盐玻璃、锂传导玻璃、锂传导陶瓷和无机离子性液体凝胶、等等。
隔板250位于正极210和负极220中间或之间。根据一个示例性实施方式，隔板250是聚合物材料，例如聚丙烯/聚乙烯共聚物或其它聚烯烃多层叠层，其中形成有微孔以允许电解质和锂离子从隔板的一侧流到另一侧。根据一个示例性实施方式，隔板250的厚度约为10-50μm。根据一个具体的示例性实施方式，隔板的厚度约为25μm，隔板的平均孔径约为0.02-0.1μm。
正极210包括由导电材料(如金属)构成的集电器212。根据一个示例性实施方式，集电器212包括铝和铝合金。
根据一个示例性实施方式，集电器212的厚度约为5-75μm。根据一个具体的示例性实施方式，集电器212的厚度约为20μm。还应注意，虽然所示和所述正集电器212是薄箔材料，根据各个示例性实施方式，正集电器也可以是任何其它构型。例如，正集电器可以是栅极，例如网栅极、膨胀金属栅极、光化学蚀刻栅极等。
集电器212上提供有活性材料216层(例如，涂覆在集电器上)。虽然图3显示仅在集电器212的一侧上提供活性材料216，应理解，可在集电器212的两侧上提供或涂覆与所示的层216类似或相同的活性材料层。
根据一个示例性实施方式，活性材料216是包含锂的材料或化合物。在电池充放电期间，主要活性材料216中包含的锂可分别是掺杂或非掺杂的。根据一个示例性实施方式，主要活性材料216是氧化锂钴(LiCoO2)。根据另一个示例性实施方式，集电器上的活性材料是LiMn2O4。根据另一个示例性实施方式，集电器212上的活性材料是LiCoxNi(1-x)O2形式的材料，其中x约为0.05-0.8。根据另一个示例性实施方式，集电器212上的活性材料是LiNixCoyMn(1-x-y)O2形式的材料(例如，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)。根据另一个示例性实施方式，集电器212上的活性材料是这些材料中的一种的金属掺杂形式，例如LiMxCoyNi(1-x-y)O2，其中，M是铝或钛，x约为0.05-0.3，y约为0.1-0.3。
在一些应用中，需要提供电池电压大于约3伏的电池。在这种情况下，正集电器上可采用较高电压的活性材料，例如Li2-xCoyFezMn4-(y+z)O8(例如，Li2Co0.4Fe0.4Mn3.2O8)形式的材料。认为这种活性材料相对于锂参比电极可充电至高达5.2伏特，从而能使总的电池电压高达约3.7伏。正极可使用的其它较高电压活性材料，包括LiCoPO4；Li2CoPO4F；LiNiPO4；Li[Ni0.2Li0.2Mn0.6]O2和LiCoxMn2-xO4(例如LiCo0.3Mn1.7O4)。
根据许多其它示例性实施方式，活性材料可包括以下材料，例如：Li1-xMO2形式的材料，其中M是金属(例如，LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2)；Li1-w(M’xM”y)O2形式的材料，其中M’和M”是不同的金属(例如，Li(CrxMn1-x)O2、Li(AlxMn1-x)O2、Li(CoxM1-x)O2(其中M是金属)、Li(CoxNi1-x)O2和Li(CoxFe1-x)O2))；Li1-w(MnxNiyCoz)O2形式的材料(例如，Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2、Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3-xMgx)O2、Li(Mn0.4Ni0.4Co0.2)O2和Li(Mn0.1Ni0.1Co0.8)O2)；Li1-w(MnxNixCo1-2x)O2形式的材料；Li1-w(MnxNiyCozAlw)O2形式的材料；Li1-w(NixCoyAlz)O2形式的材料(例如，Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2)；Li1-w(NixCoyMz)O2形式的材料，其中，M是金属；Li1-w(NixMnyMz)O2形式的材料，其中M是金属；Li(Nix-yMnyCr2-x)O4形式的材料；LiMn2O4；LiM’M”2O4形式的材料，其中M’和M”是不同的金属(例如，LiMn2-y-zNiy、LizO4、LiMn1.5Ni0.5O4、LiNiCuO4、LiMn1-xAlxO4、LiNi0.5Ti0.5O4和Li1.05Al0.1Mn1.85O4-zFz)；Li2MnO3；LixVyOz形式的材料(例如，LiV3O8、LiV2O5和LiV6O13)；LiMPO4形式的材料，其中，M是金属；或LiM’xM”1-xPO4，其中，M’和M”是不同的金属(例如，LiFePO4、LiFexM1-xPO4(其中M是金属)、LiVOPO4和Li3V2(PO4)3；以及LiMPO4x，其中M是金属如铁或钒，x是卤素如氟，以及它们的组合。
也可与活性材料216层联合使用粘合剂材料以使各个电极组件粘结或保持在一起。例如，根据一个示例性实施方式，活性材料层可包括导电添加剂(如炭黑)和粘合剂(如聚偏氟乙烯(PVDF)或高弹体聚合物)。
根据一个示例性实施方式，活性材料216层的厚度约为0.1μm到3mm。根据另一个示例性实施方式，活性材料216层的厚度约为25-300μm。根据一个具体的示例性实施方式，活性材料层的厚度约为75μm。
负极220包括由导电材料(如金属)构成的集电器222。根据一个示例性实施方式，集电器222是铝或铝合金。采用铝或铝合金集电器的一个有益特征在于，该材料相对廉价且较容易形成集电器。采用铝或铝集电器的其它有益特征在于，该材料具有较低的密度、较高的导电性、可较容易地焊接、并且通常可市售获得。根据另一个示例性实施方式，集电器222是钛或钛合金。根据另一个示例性实施方式，集电器222是银或银合金。
虽然所示和所述负集电器222为薄箔材料，根据多个示例性实施方式，负集电器可具有任意其它构型。例如，正集电器可以是栅极，例如网栅极、膨胀金属栅极、光化学蚀刻栅极等。
根据一个示例性实施方式，集电器222的厚度约为100nm到100μm。根据另一个示例性实施方式，集电器222的厚度约为5-25μm。根据一个具体的示例性实施方式，集电器222的厚度约为10μm。
负集电器222上具有活性材料224。虽然图3显示仅在集电器222的一侧上提供活性材料224，应理解，可在集电器222的两侧上提供或涂覆与所示材料类似或相同的活性材料层。
根据一个示例性实施方式，负极活性材料224是钛酸锂材料，例如Li4Ti5O12(有时称为Li1+x[Li1/3Ti5/3]O4，其中0≤x＜1)。适合用作负极活性材料的其它钛酸锂材料可包括以下钛酸锂尖晶石材料中的一种或多种：HxLiy-xTiOxO4、HxLiy-xTiOxO4、Li4MxTi5-xO12、LixTiyO4、LixTiyO4、LixTiyO4、Li4[Ti1.67Li0.33-yMy]O4、Li2TiO3、Li4Ti4.75V0.25O12、Li4Ti4.75Fe0.25O11.88、Li4Ti4.5Mn0.5O12和LiM’M”XO4(其中，M’是金属如镍、钴、铁、锰、钒、铜、铬、钼、铌、或它们的组合，M”是任选地三价非过渡金属，X是锆、钛或这两种金属的组合)。注意，这些钛酸锂尖晶石材料可以任何锂化状态使用(例如，Li4+xTi5O12，其中0≤x≤3)。
也可与活性材料224层联合使用粘合剂材料。例如，根据一个示例性实施方式，活性材料层可包含粘合剂如聚偏氟乙烯(PVDF)或高弹体聚合物。活性材料224还可包含加载0-10重量％的导电材料如碳(例如，炭黑)，以增加导电性。
根据多个示例性实施方式，活性材料224的厚度约为0.1μm到3mm。根据其它示例性实施方式，活性材料224的厚度约为25-300μm。根据另一个示例性实施方式，活性材料224的厚度约为20-90μm，根据一个具体的示例性实施方式，厚度约为75μm。
图4是显示例如图3所示和所述的根据本发明示例性实施方式构建的锂离子电池的理论充放电行为的图300。曲线310表示包括其上具有LiCoO2主要活性材料的铝集电器的正极(例如，正极210)相对于锂参比电极的电极电位。
曲线320表示包括其上具有钛酸锂活性材料的铝集电器的负极相对于锂参比电极的电极电位。曲线310和320间的差异表示电池总的电池电压，在图4中表示为曲线340。
如图4所示，代表负极(例如，电极220)电压的曲线320的相对平坦部分(用参考标号324表示)约为1.5-1.6伏。因此，曲线320的相对平坦部分324显著高于采用碳活性材料的电极(例如，图2中的曲线120，表示包含碳活性材料的负极相对于锂参比电极的理论电压)的电位水平。
当电池充电时，正极和负极电位分别沿曲线310和320向右行进。当电池放电时，正极和负极电位分别沿曲线310和320向左进行，零伏交叉电位约为3.8伏(在图4中显示为点330)。当电池接近零伏状态(例如，曲线340降低至零伏，表示正极和负极间的电压差异)时，正极电压高于其上提供的LiCoO2活性材料的分解电位，在图4中分解电位显示为虚线322。此外，因为使用铝集电器作为负极，与采用铜材料作为负极相比，负极的抗腐蚀性增加。
应理解，例如本文所述的锂离子电池可完全放电，而两电极的材料，包括其相应的集电器是稳定的(例如，可避免集电器的腐蚀和/或活性材料的分解等)。例如，认为采用包含铝集电器和LiCoO2活性材料的正极和包含铝集电器和钛酸锂活性材料的负极制成的电池允许反复电池循环到零或接近零伏状态，而不会显著降低电池充电容量或电池性能。这种设置的一个潜在有益特征在于，可以减少或避免发生装置功能降低(即需要更频繁地再充电)以及集电器和电池外壳的腐蚀(潜在地具有造成腐蚀性和有毒电池内容物潜在泄漏的可能)。
采用例如本文所示和所述的电池可获得各种有益特征。例如，使用这种在铝电极上使用钛酸锂活性材料的电池无需使用电路来断开接近零伏状态的电池，因为这种电池可重复循环到零伏或接近零伏而不会显著减损电池性能或容量。通过不使用上述功用的电路，可以减小电池体积和降低成本。
使用钛酸锂材料的一个有益特征在于，认为当在锂离子电池的负极中使用钛酸锂材料时，这些材料将在相对于锂参比电极约1.55V的电位平台下循环锂。这显著高于石墨碳，充分充电状态中，石墨碳在约0.1V下循环锂(例如，参见图2，曲线120表示采用石墨碳的负极的充电/放电行为)。结果，我们认为采用钛酸锂的电池在充电期间不太可能导致锂镀敷(在相对于锂参比电极为0V下发生)。锂镀敷是一种众所周知的现象，可导致锂离子电池性能损失。
使用钛酸锂而不是含碳材料作为负极活性材料的另一个优点在于，认为使用钛酸锂材料允许在比含碳材料更高的速率下进行电池充电和放电。例如，锂离子电池充电速率的一般上限约为1C(表示电池可在一小时内从放电状态到充电完全)。相反，文献中已报道，钛酸锂可在高达10C的速率下充电(即，可在1/10小时即六分钟内达到充电完全)。一个潜在原因是，认为采用钛酸锂活性材料的负极不易受到锂镀敷的危险。更快速地对电池进行再充电的能力可显著增加使用该电池的装置的功能。
还认为，使用包含钛酸锂活性材料的负极使电池能够在超过采用碳活性材料的负极的电池充电电压下进行充电。这种性质的一个潜在优点是可产生非气密电池(例如，使用铆接聚合物(rivet polymer)馈入装置、薄膜包装等的电池)。非气密电池通常具有比其它电池更大的能量密度，制造相对便宜，并可使用较广泛的材料(例如，聚合物薄膜叠层等)来制备。尤其是在医疗应用中，这种电池通常与蒸气压较低的聚合物或凝胶电解质联用，以降低泄漏风险。然而，这种电解质的传导性通常不如液体电解质，导致相对低的功率和/或充电速率。通过使用铝集电器上包括钛酸锂活性材料的电池，可提高电池充电电压以补偿电解质的电阻损耗(例如，IR降低)。
还认为钛酸锂材料能提供优异的循环寿命，因为它们是所谓的“零应变(zero-strain)”材料。零应变材料的晶格不会因为掺杂/脱掺杂锂而发生皱缩或收缩，使其不受应变相关降解机理的作用。该材料还具有比石墨碳高的比容量(约155mAh/g)和与石墨碳类似的容量。
钛酸锂材料较高电位的另一个优点是，它避免了锂离子电池中通常使用的有机溶剂(例如，碳酸丙二酯)的分解。因此，这可减少负面后果，例如形成气体、电池溶胀以及可逆电池容量降低。
采用钛酸锂材料作为负极活性材料的另一个潜在的有益特征在于，可实现更有利的设计规则。例如，在常规锂离子电池中，负极必须在所有边上与正极重叠约1毫米以避免镀敷锂。在空间成为一个问题的应用中，这可导致明显的体积浪费(例如，对于约22毫米高的颅脑植入物电池来说，将导致约10％的体积浪费)。因为钛酸锂降低了锂镀敷的风险，认为正极与负极重叠的设计要求是不必要的，从而产生具有改善的能量密度的锂离子电池。
钛酸锂材料的锂扩散系数约为2×10-8cm2/s数量级，大约是碳的十倍，从而实现相对快速持续的速率能力。使用这种材料可以制造电极表面积较低同时仍然能够实现足够的功率和再充电速率的电池。根据一个示例性实施方式，电池在硬币电池或薄膜层叠包装中使用单片式(即单板)电极。由于钛酸锂材料相对快速持续的速率能力，电池相对较薄(例如，约1毫米)且便宜。而且，根据其它示例性实施方式，电池可具有仿行的外形，以使这种电池不引人注意地并以非常规方式包装在装置中(例如，沿装置外壳的内表面，例如医疗装置如起搏器的外壳)。在例如颅脑植入物的装置中这尤其有益，该情况下需要提供匹配头骨曲率的外形。
常规的锂离子电池用标称过量约5-10％的负极活性材料进行平衡以避免锂镀敷。使用过量活性材料导致形成较大的电池，使得电池能量密度降低。根据一个示例性实施方式，可生产在铝负集电器上使用钛酸锂活性材料而没有过量负极活性材料(例如，作为“平衡设计”)的电池。
对比例#1
本实施例显示了与铜集电器上涂覆有碳活性材料(石墨化MCMB)的锂离子电池性能相比，采用铝集电器上涂覆Li4Ti5O12活性材料的负极的锂离子电池的过放电性能。在所有情况下，电极与涂覆在铝集电器上的容量5.53mAh的LiCoO2活性材料的正极进行循环。
将钛酸锂(购自
Figure A20058003685400131
Chemie Corporation)与聚(偏氟乙烯)粘合剂、炭黑和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合形成浆液，将混合物沉积到铝箔集电器上并在热鼓风机中干燥，从而制备负极。干燥涂层的活性材料重量百分比为89.25％。使用三种涂层涂覆沉积水平：17.37、18.78和20.69mg/cm2。基于Li4Ti5O12的理论比容量(155mAh/g)，这些电极的容量分别为4.76、5.14和5.67mAh。因此，当与正极循环时，电池平衡(即负极和正极容量的比率)分别为0.85、0.93和1.02。
干燥后，将电极涂层砑光处理至密度约为2.2g/cm3并切割成面积1.98cm2的圆形片。通过将这些电极组装成2032型硬币电池硬件，制备锂离子电池。使用微孔聚烯烃隔板分离负极和正极，通过加入由1M LiPF6在碳酸丙二酯、碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯混合液中的电解质活化电池。
以相同的方式制造对比电池，只是负极采用涂覆在铜箔上的石墨活性材料(内消旋碳小珠)。
使用ARBIN BT2000电池循环装置，在0.2mA的速率下进行电池充电和放电。在最初四次循环中，电池在正常工作电压范围(Li4Ti5O12电池是3.0-1.8V，对比电池是4.075-2.75V)以上循环。四次循环结束之后，电池经历四次过放电循环，其中，电池放电到0伏然后充电到其正常充电电压。过放电在依次按照以下越来越小的电流进行：0.2mA降低到1.8伏，0.05mA降低到1.0伏，0.01mA降低到0伏。过放电循环后，电池在原始电压范围以上循环，以测定电池恢复的容量。
图5显示了各测试电池的放电容量与循环次数的关系。测试数据表明，对比电池(即，在铜集电器上采用碳活性材料的电池)重复过放电循环后放电容量随时间损失，而采用Li4Ti5O12负极活性材料和铝箔集电器的电池观察到没有或几乎没有放电容量的损失。
表1列出了第四次和第九次测试循环(即，过放电循环之前和之后的循环)期间电池的放电容量。对于采用铝集电器上具有Li4Ti5O12活性材料的负极的电池来说，过放电循环后没有或几乎没有容量损失。对于对比电池(铜集电器上石墨活性材料)来说，观察到平均容量损失为84％。
表1还列出了Li4Ti5O12电池负极和正极理论容量的比率。该数据表明，无论电池是负极限制性(负极与正极容量比小于1)还是正极限制性(负极与正极容量比大于1)的，观察到没有或几乎没有容量损失。
                                  表1
组/序列号 负极活性材料 Li4Ti5O12电池的负极/正极容量比 循环4放电容量(mAh) 循环9放电容量(mAh) 由于过放电的容量损失
17-CAL-01 Li4Ti5O12 0.86 4.12 4.13 -0.3％
17-CAL-02 Li4Ti5O12 0.86 4.37 4.40 -0.6％
17-CAL-03 Li4Ti5O12 0.86 4.49 4.47 0.4％
均值 4.33 4.33 -0.2％
标准差 0.19 0.18 0.5％
19-CAL-01 Li4Ti5O12 0.93 4.81 4.83 -0.4％
19-CAL-02 Li4Ti5O12 0.93 4.36 4.40 -0.8％
19-CAL-03 Li4Ti5O12 0.93 4.84 4.78 1.2％
均值 4.67 4.67 0.0％
标准差 0.27 0.24 1.1％
21-CAL-02 Li4Ti5O12 1.02 5.32 5.32 0.1％
21-CAL-03 Li4Ti5O12 1.02 4.37 4.23 3.2％
均值 4.84 4.77 1.6％
标准差 0.67 0.77 2.2％
MCMB-02 碳 n/a 4.99 1.68 66.4％
MCMB-03 碳 n/a 4.96 1.44 71.0％
MCMB-04 碳 n/a 4.88 0.14 97.1％
MCMB-05 碳 n/a 4.91 0.72 85.3％
MCMB-06 碳 n/a 4.88 0.00 100.0％
均值 4.93 0.80 84.0％
标准差 0.05 0.75 15.1％
对比例2
该实施例显示了与铜构成的负集电器相比，在由铝构成的负集电器上采用Li4Ti5O12活性材料的潜在有益特征。在下述所有情况下，负极与具有容量14.1mAh的LiCoO2活性材料的正极进行循环。
将钛酸锂(购自
Figure A20058003685400151
Chemie Corporation)与聚(偏氟乙烯)粘合剂、炭黑和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合形成浆液，将浆液沉积到铝箔集电器上并在热鼓风机中干燥，制备负极。干燥涂层的活性材料重量百分比为89.25％。涂层沉积水平为18.78mg/cm2。电极活性面积为5.04m2。基于Li4Ti5O12的理论比容量(155mAh/g)，电极容量为13.1mAh。
将由微孔隔板隔离的上述负极和正极在气密不锈钢罐中组合，以组装电池。将负极焊接到罐的内侧上，正极连接至电馈入装置。将锂参比电极置于第二馈入销的末端，使得锂位于电池顶部空间。将聚烯烃隔板放置到罐内，平行于正极，以维持横跨整个电极表面的均匀接触。用由1M LiPF6在碳酸丙二酯、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯混合液中构成的电解质填充以活化电池。
使用ARBIN BT2000电池循环装置，在0.5mA的电流下进行电池充电和放电循环。在最初四次循环中，电池在典型工作电压范围(充电3.0伏，放电1.8伏)循环。接着，电池经历四次由正常充电、再过放电到0伏组成的过放电步骤。过放电按以下恒电流步骤依次进行：0.5mA降低到1.8伏，0.125mA降低到1.0伏，0.05mA降低到0伏。过放电步骤之后，根据原始方法再对电池进行充电和放电。使用辅助电压测定通道来记录负极相对于锂参比电极的电位。将总的电池电压加上辅助电压得到正极电位。
图6显示了电池的三种电压轨迹。曲线630是总的电池电压，曲线620是正极(相对于锂参比电极)，曲线610是负极(相对于锂参比电极)。在正常循环过程中，负极电位约为1.2-2.1伏。然而，在过放电期间，负极电位增加直到与正极电位相交汇。两电极在约3.9伏电位处相交。在该点，称为“零伏交叉电位”，电池电压(正极和负极电位间的差异)为0伏。当采用铜集电器作为负极制造电池时，预计铜将腐蚀，这是因为3.9伏比铜的腐蚀电位(约3.5伏)要高几百毫伏。
采用如上述内容相同的方法制造和测试电池。电池采用在铜集电器上具有石墨化碳活性材料的负极。图7显示了该电池的电压轨迹(即，曲线710是总电池电压，曲线720是正极(相对于锂参比电极)，曲线730是负极(相对锂参比电极))。过放电循环期间，负极电位从未在约3.5伏以上。认为这就是为什么在该点铜集电器不会在正极提供的腐蚀反应驱动下腐蚀的原因。
根据一个示例性实施方式，锂离子电池，如上文所述的电池可与医疗装置，如可植入人体的医疗装置(称为“可植入医疗装置”或“IMD”)联合使用。
图8显示了植入患者430体内或躯干432内的系统400(例如，可植入医疗装置)的示意图。系统400包括可植入医疗装置形式的装置410，为了示例的目的，该装置显示为除颤器，它被构造成为患者提供治疗性高电压(例如，700伏)治疗。
根据一个示例性实施方式，装置410包括呈气密性且生物惰性的容器或外壳414。容器可由导电材料构成。一根或多根导线416电连接装置410并通过静脉422连接至患者心脏420。提供电极417来感应心脏活动和/或对心脏420提供电位。至少一部分导线416(例如，显示为暴露电极417的导线末端部分)可邻近心脏420的心室和心房中的一个或多个或与其接触。
装置410包括其中提供的电池440，为装置410提供能量。根据另一个示例性实施方式，电池440可位于装置外部或位于患者430体外(例如，允许除去和替换和/或对电池充电)。可基于以下多种因素来选择电池440的尺寸和容量，包括对于给定患者身体或医疗特征所需的充电量、装置的尺寸或构型以及任意其它因素。根据一个示例性实施方式，电池是5mAh电池。根据另一个示例性实施方式，电池是300mAh电池。根据许多其它示例性实施方式，电池容量约为10-100mAh。
根据其它示例性实施方式，可提供一个以上的电池来给装置410供能。在该示例性实施方式中，电池可具有相同的容量或者一个或多个电池可具有比其它电池更高或更低的容量。例如，根据一个示例性实施方式，一个电池的容量约为500mAh而另一个电池的容量约为75mAh。
根据图9所示的另一示例性实施方式，可植入神经刺激装置500(可植入神经刺激器或INS)可包括例如本文多个示例性实施方式中所述的电池502。一些神经刺激产品及相关组件的例子在Medtronic公司题为“可植入神经刺激系统”的小册子中显示和描述。
INS产生一个或多个电刺激信号，用于影响人神经系统或器官。导线远端上的电接触件在所需的刺激部位，如脊柱或脑中定位，导线近端连接于INS。然后，通过外科手术将INS植入人体，例如腹部、胸肌区或上臀区。临床医生通过程序器用疗法程序设计INS。疗法设定了特定患者治疗的刺激信号参数。INS可用于治疗例如疼痛、失禁、运动失调如癫痫和帕金森病及睡眠性相互暂停等病症。其它疗法也是有前景的，用于治疗多种生理、心理和情绪病症的。在植入INS传递疗法之前，通常将能够再现一些或所有INS功能的外部显示屏连接于患者，以评价所述疗法的效力。
INS 500包括导线延伸件522和刺激导线524。刺激导线524是一个或多个绝缘电导体，近端具有连接件532，远端为电接触件(未示出)。一些刺激导线被设计成可经皮插入患者，例如Medtronic公司(Minneapolis Minn.)的Model3487A Pisces-Quad导线，一些刺激导线被设计成可外科手术植入，例如Medtronic公司的Model 3998 Specify导线。
虽然导线连接件532可直接连接至INS 500(例如，在点536)，通常，导线连接件532连接至导线延伸件522。然后导线延伸件522如Medtronic公司的Model 7495再连接至INS 500。
INS 520的植入通常从植入至少一根刺激导线524开始，通常患者处于局部麻醉中。刺激导线524可以经皮或外科手术植入。一旦植入和设置刺激导线524，刺激导线524的远端通常锚定在适当位置，以尽可能减少植入后刺激导线524的运动。刺激导线524的近端可被构造成连接于导线延伸件522。
用疗法程序设计INS 500，并且常常修改疗法以优化患者治疗(即，可用多种程序或疗法程序设计INS，从而在给定情况下给予适当的治疗)。在电池502需要再充电的情况下，可用外部导线(未示出)将电池电耦合至充电装置或设备。
还可提供医师程序器和患者程序器(未示出)，以允许医师或患者控制各种疗法的给予。医师程序器，也称为控制台程序器，利用遥测技术连通植入的INS500，因而临床医生能够编程和操纵储存在INS 500中的患者疗法，寻找患者INS500系统的缺陷，和/或收集数据。医师程序器的一个例子是Medtronic公司的Model 7432控制台程序器。患者程序器也采用遥测技术连通INS 500，因而患者能够操纵医师限定的治疗的一些方面。患者程序器的一个例子是Medtronic公司的Model 7434 ItrelEZ患者程序器。
虽然本文所示和所述医疗装置(例如，系统400和500)是心脏除颤器和神经刺激装置，应理解根据其它示例性实施方式，也可使用其它类型的可植入医疗装置，例如心脏起搏器、心律转变器、心肌收缩调节器、给药装置、诊断记录仪、耳蜗植入物等，用于缓解各种健康疾病的不良作用。根据其它实施方式，非植入性医疗装置或其它类型的装置可使用如本文所示和所述的电池。
还考虑，当将医疗装置植入患者体内时，可对本文所述的医疗装置进行充电或再充电。就是说，根据一个示例性实施方式，无需断开或从患者取出医疗装置以充电或再充电医疗装置。例如，可采用经皮能量转移(TET)，其中，可使用磁感应以将能量从身体外部传递至植入的电池，而无需直接物理接触植入的电池，无需植入物的任何部分伸出患者皮肤。根据另一个示例性实施方式，在患者体外提供与充电装置电耦合的连接件，以对电池进行充电或再充电。根据其它示例性实施方式，提供需要从患者取出或脱离以对电池进行充电或再充电的医疗装置。
很重要的是应理解各个示例性实施方式中所示和所述的锂离子电池的构造和设置仅仅是示例性的。虽然本说明书中仅详细描述了很少一些本发明实施方式，本领域技术人员通读本说明书后容易明白，许多改进是可能的(例如，各元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装排列、材料的使用、颜色、取向等)而不实质上背离权利要求书所述主题的新颖内容和优点。因此，所有改进将包括在所附权利要求书所限定的本发明的范围内。优选和其它示例性实施方式的设计、操作条件和排列中可进行其它替代、改进、改变和省略而不背离所附权利要求书所表达的本发明的范围。

Claims (13)

1.一种锂离子电池，所述电池包括：
正极，它包括集电器和包含选自下组的材料的活性材料：LiCoO2、LiMn2O4、LiNixCoyNi(1-x-y)O2、LiAlxCoyNi(1-x-y)O2、LiTixCoyNi(1-x-y)O2及其组合；和
负极，它包括集电器和包括钛酸锂材料的活性材料；所述负极集电器包括选自下组的材料：铝、钛、银及其组合；
其中，所述电池被构造成能够循环到接近零伏状态而不会显著减损电池容量。
2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述负集电器包括铝。
3.如权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，所述正集电器包括铝。
4.如上述权利要求中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池还包括与所述负极接触的电池外壳，所述电池外壳包括铝。
5.如上述权利要求中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极的活性材料包括导电材料，用于提高负极的导电性。
6.如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述导电材料包括碳。
7.如上述权利要求中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述钛酸锂材料包括Li4Ti5O12。
8.如上述权利要求中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池容量约为10-1000mAh。
9.如上述权利要求中任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极和负极的零伏交叉电位在所述正极活性材料的分解电位以上。
10.如权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述零电压交叉电位约为3.8伏。
11.医疗装置中提供的如上述权利要求中任一项所述的锂离子电池。
12.如权利要求11所述的锂离子电池，其特征在于，所述医疗装置的至少一部分被构造成能够植入患者体内。
13.如权利要求11或12所述的锂离子电池，其特征在于，所述医疗装置选自：神经刺激装置、心脏除颤器、心脏起搏器、心脏收缩模块、心脏收缩调节器、心律转变器、给药装置、耳蜗植入物、助听器、传感器、遥测装置和诊断记录仪。
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WO (1) WO2006050098A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103199231A (zh) * 2012-01-04 2013-07-10 罗伯特·博世有限公司 作为阴极材料的掺杂铁的钛酸锂
CN110313099A (zh) * 2017-11-13 2019-10-08 株式会社Lg化学 对电池进行充电的方法和设备
CN110447130A (zh) * 2017-01-31 2019-11-12 凯姆克思动力有限责任公司 电可恢复的可再充电电池和生产方法以及操作电池的方法

Families Citing this family (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120040243A1 (en) * 2003-07-09 2012-02-16 Maxwell Technologies, Inc. Electrode formation from a powdered mixture
US7720546B2 (en) * 2004-09-30 2010-05-18 Codman Neuro Sciences Sárl Dual power supply switching circuitry for use in a closed system
CN101048898B (zh) 2004-10-29 2012-02-01 麦德托尼克公司 锂离子电池及医疗装置
US9065145B2 (en) * 2004-10-29 2015-06-23 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7337010B2 (en) 2004-10-29 2008-02-26 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US7563541B2 (en) * 2004-10-29 2009-07-21 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7927742B2 (en) 2004-10-29 2011-04-19 Medtronic, Inc. Negative-limited lithium-ion battery
US7582387B2 (en) * 2004-10-29 2009-09-01 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US9077022B2 (en) 2004-10-29 2015-07-07 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US8980453B2 (en) * 2008-04-30 2015-03-17 Medtronic, Inc. Formation process for lithium-ion batteries
US7662509B2 (en) * 2004-10-29 2010-02-16 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7682745B2 (en) * 2004-10-29 2010-03-23 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US7641992B2 (en) * 2004-10-29 2010-01-05 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
EP1805833B1 (en) * 2004-10-29 2011-02-23 Medtronic, Inc. Method of charging lithium-ion battery
US8105714B2 (en) * 2004-10-29 2012-01-31 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US8186358B2 (en) * 2005-07-29 2012-05-29 Codman Neuro Sciences Sárl System and method for locating an internal device in a closed system
WO2007070718A2 (en) 2005-12-15 2007-06-21 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for a small power source for an implantable device
US20070175020A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for producing solid state battery
US8168330B2 (en) * 2006-04-11 2012-05-01 Enerdel, Inc. Lithium titanate cell with reduced gassing
RU2009116271A (ru) 2006-09-29 2010-11-10 Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. (Nl) Миниатюрные пороговые датчики
US20080261113A1 (en) * 2006-11-15 2008-10-23 Haitao Huang Secondary electrochemical cell with high rate capability
EP2111661B1 (en) * 2007-02-14 2017-04-12 Proteus Digital Health, Inc. In-body power source having high surface area electrode
US20080241645A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Pinnell Leslie J Lithium ion secondary batteries
US20080248375A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Cintra George M Lithium secondary batteries
CN101711388B (zh) 2007-03-29 2016-04-27 神经焦点公司 营销和娱乐的效果分析
CN101849303B (zh) 2007-09-10 2013-06-12 麦德托尼克公司 印刷电极沿至少两个维度的特性控制
DE102007043660A1 (de) * 2007-09-13 2009-03-26 Biotronik Crm Patent Ag Batteriebetriebenes Gerät, insbesondere implantierbares medizinelektronisches Gerät
US20090117384A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-07 Brookhaven Science Associates, Llc Titania Nanocavities and Method of Making
US20090202899A1 (en) * 2008-02-11 2009-08-13 Pyszczek Michael F Electrical apparatus with integral thin film solid state battery and methods of manufacture
AU2009276603B2 (en) 2008-07-30 2015-11-12 Ecole Polytechinique Federale De Lausanne (Epfl) Apparatus and method for optimized stimulation of a neurological target
JP5396798B2 (ja) * 2008-09-30 2014-01-22 Ｔｄｋ株式会社 活物質材料、それを用いた正極及びリチウムイオン二次電池
US8821763B2 (en) * 2008-09-30 2014-09-02 Tdk Corporation Active material and method of manufacturing active material
KR20110084183A (ko) * 2008-10-13 2011-07-21 바스프 코포레이션 혼합된 리튬 니켈 코발트 옥시드 및 리튬 니켈 망간 코발트 옥시드 캐소드
US8788064B2 (en) 2008-11-12 2014-07-22 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Microfabricated neurostimulation device
US20100233545A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 Tdk Corporation Active material, method of manufacturing active material, electrode, and lithium-ion secondary battery
CN201397857Y (zh) * 2009-05-07 2010-02-03 东莞新能源科技有限公司 具有散热性能的动力型锂离子电池
JP2012529747A (ja) * 2009-06-09 2012-11-22 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 薄膜合金電極
JP5509715B2 (ja) * 2009-08-05 2014-06-04 セイコーエプソン株式会社 リチウム電池用電極及びリチウム電池
US20110052995A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 Tdk Corporation Active material, electrode containing the same, lithium secondary battery provided therewith and method for manufacture of the active material
US8774937B2 (en) 2009-12-01 2014-07-08 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne Microfabricated surface neurostimulation device and methods of making and using the same
EP2509141B1 (en) * 2009-12-04 2017-02-08 Nissan Motor Co., Ltd Positive electrode material for electrical device, and electrical device produced using same
ES2587958T3 (es) * 2009-12-31 2016-10-27 Cardiac Pacemakers, Inc. Dispositivo implantable que incluye un condensador reductor de la corriente de Foucault
US8841019B2 (en) 2009-12-31 2014-09-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Implantable medical device including eddy current reducing battery
WO2011091179A1 (en) 2010-01-24 2011-07-28 Medtronic, Inc. Method of making a battery including applying a cathode material slurry to a current collector
DE102010006082A1 (de) * 2010-01-28 2011-08-18 Süd-Chemie AG, 80333 Leitmittelzusatzfreie Elektrode für eine Sekundärlithiumionenbatterie
DE102010006076A1 (de) * 2010-01-28 2011-08-18 Süd-Chemie AG, 80333 Elektrode für eine Sekundärlithiumionenbatterie
AU2011234422B2 (en) 2010-04-01 2015-11-05 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Device for interacting with neurological tissue and methods of making and using the same
US8594806B2 (en) 2010-04-30 2013-11-26 Cyberonics, Inc. Recharging and communication lead for an implantable device
DE102010062852A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-21 Sb Limotive Company Ltd. Ableiterfolie für eine Lithium-Ionen-Zelle, Lithium-Ionen-Akkumulator sowie Kraftfahrzeug mit einem Lithium-Ionen-Akkumulator
EP2677575B1 (en) 2011-02-15 2017-06-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Negative electrode active material for lithium ion secondary battery, and manufacturing method for same
JP5810587B2 (ja) * 2011-03-31 2015-11-11 Tdk株式会社 リチウムイオン二次電池用活物質、リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池
US9287580B2 (en) 2011-07-27 2016-03-15 Medtronic, Inc. Battery with auxiliary electrode
US20130149560A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Medtronic, Inc. Auxiliary electrode for lithium-ion battery
EP2803096A1 (en) * 2012-01-13 2014-11-19 Eveready Battery Company, Inc. Lithium coin cell construction to mitigate damage from ingestion
DE102012203139A1 (de) * 2012-02-29 2013-08-29 Robert Bosch Gmbh Feststoffzelle
US9343923B2 (en) 2012-08-23 2016-05-17 Cyberonics, Inc. Implantable medical device with backscatter signal based communication
US9935498B2 (en) 2012-09-25 2018-04-03 Cyberonics, Inc. Communication efficiency with an implantable medical device using a circulator and a backscatter signal
CN105074992A (zh) * 2013-03-27 2015-11-18 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池
WO2014179685A1 (en) 2013-05-03 2014-11-06 Nevro Corporation Molded headers for implantable signal generators, and associated systems and methods
US11311718B2 (en) 2014-05-16 2022-04-26 Aleva Neurotherapeutics Sa Device for interacting with neurological tissue and methods of making and using the same
CN110585588A (zh) 2014-05-16 2019-12-20 阿莱瓦神经治疗股份有限公司 可植入式微电极装置
EP3903875A1 (en) 2014-05-20 2021-11-03 Nevro Corporation Implanted pulse generators with reduced power consumption via signal strength/duration characteristics, and associated systems and methods
CN106415908B (zh) 2014-06-17 2019-02-12 美敦力公司 用于电池的半固体电解质
JP6523629B2 (ja) * 2014-08-06 2019-06-05 Fdk株式会社 非水電解質二次電池、および非水電解質二次電池の製造方法
US9474894B2 (en) 2014-08-27 2016-10-25 Aleva Neurotherapeutics Deep brain stimulation lead
US9403011B2 (en) 2014-08-27 2016-08-02 Aleva Neurotherapeutics Leadless neurostimulator
WO2016064761A1 (en) 2014-10-22 2016-04-28 Nevro Corp. Systems and methods for extending the life of an implanted pulse generator battery
US10333173B2 (en) 2014-11-14 2019-06-25 Medtronic, Inc. Composite separator and electrolyte for solid state batteries
US9985255B2 (en) 2015-03-05 2018-05-29 Medtronic, Inc. Battery encasement for implantable devices
US9517344B1 (en) 2015-03-13 2016-12-13 Nevro Corporation Systems and methods for selecting low-power, effective signal delivery parameters for an implanted pulse generator
CN104709939A (zh) * 2015-03-31 2015-06-17 陕西科技大学 一种锂离子电池负极材料钛酸锂的制备方法
US9837681B2 (en) * 2015-06-16 2017-12-05 Amazon Technologies, Inc. Low capacity, low area-specific resistance battery cell for electronic devices
AU2016382867B2 (en) 2015-12-31 2021-12-23 Nevro Corp. Controller for nerve stimulation circuit and associated systems and methods
CN109069824B (zh) 2016-02-02 2022-09-16 阿莱瓦神经治疗股份有限公司 使用深部脑刺激治疗自身免疫疾病
US11165067B2 (en) 2016-03-11 2021-11-02 Honda Motor Co., Ltd. Porous current collector and electrode for an electrochemical battery
US10587005B2 (en) * 2016-03-30 2020-03-10 Wildcat Discovery Technologies, Inc. Solid electrolyte compositions
CN110662608B (zh) * 2017-04-28 2023-06-06 得克萨斯大学体系董事会 以多相金属箔作为集成金属阳极用于非水性电池
WO2019143574A1 (en) 2018-01-16 2019-07-25 Boston Scientific Neuromodulation Corporation An electrical stimulation system with a case-neutral battery and a control module for such a system
CR20200357A (es) 2018-01-30 2021-03-29 Nevro Corp Uso eficiente de una batería de generador de pulsos implantable, y sistemas y métodos asociados
US10702692B2 (en) 2018-03-02 2020-07-07 Aleva Neurotherapeutics Neurostimulation device
US11058870B2 (en) 2018-03-09 2021-07-13 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Burr hole plugs for electrical stimulation systems and methods of making and using
US11013913B2 (en) 2018-03-16 2021-05-25 Boston Scientific Neuromodulation Corporation Kits and methods for securing a burr hole plugs for stimulation systems
KR102364480B1 (ko) 2018-05-15 2022-02-18 주식회사 엘지에너지솔루션 음극 활물질, 상기 음극 활물질을 포함하는 음극, 및 상기 음극을 포함하는 리튬 이차 전지
KR20200046790A (ko) * 2018-10-25 2020-05-07 삼성전자주식회사 이차전지 및 이를 포함한 전자 장치
US10933238B2 (en) 2019-01-31 2021-03-02 Nevro Corp. Power control circuit for sterilized devices, and associated systems and methods
US11909042B2 (en) 2020-12-10 2024-02-20 Medtronic, Inc. Positive electrode enabling fast charging

Family Cites Families (194)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1571997B2 (de) 1966-10-28 1975-07-10 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Gasdichter elektrischer Akkumulator mit Ladekontrollelektrode und Verfahren zur Herstellung der Ladekontrollelektrode
US3791867A (en) 1972-07-24 1974-02-12 Bell Telephone Labor Inc Rechargable nonaqueous battery
US3864167A (en) 1973-04-19 1975-02-04 Bell Telephone Labor Inc Non-aqueous battery using chalcogenide electrode
US3898096A (en) 1973-06-11 1975-08-05 Rockwell International Corp Lithium-molten salt cell with transition metal chalcogenide positive electrode
US4048397A (en) 1975-01-17 1977-09-13 Maxs Ag Method and apparatus for interconnecting stacked electrodes of batteries
US4009052A (en) 1975-02-24 1977-02-22 Exxon Research And Engineering Company Chalcogenide battery
IL50024A (en) 1976-07-12 1979-05-31 Israel State Secondary cells
US4049887A (en) 1976-07-20 1977-09-20 Exxon Research & Engineering Co. Electrochemical cells with cathode-active materials of layered compounds
US4194062A (en) 1978-07-27 1980-03-18 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Rechargeable dichalcogenide cell
US4202702A (en) 1978-12-26 1980-05-13 Ferro Corporation Inorganic pigment comprising a solid solution of differing spinels
IT1131478B (it) 1980-05-13 1986-06-25 Consiglio Nazionale Ricerche Pile ricaricabili ad elevata energia specifica con anodo e catodo a intercalazione
US4340652A (en) 1980-07-30 1982-07-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Ternary compound electrode for lithium cells
US4446212A (en) 1981-07-29 1984-05-01 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electrochemical cell
US4507371A (en) 1982-06-02 1985-03-26 South African Inventions Development Corporation Solid state cell wherein an anode, solid electrolyte and cathode each comprise a cubic-close-packed framework structure
DE3230410A1 (de) 1982-08-16 1984-02-16 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Stuetz- und ableitergerueste mit intermetallischen haftvermittlern fuer lithium enthaltende batterieelektroden
JPS59217964A (ja) 1983-05-26 1984-12-08 Hitachi Ltd 薄膜電池の正極構造
CA1265580A (en) 1985-05-10 1990-02-06 Akira Yoshino Secondary battery
US4764437A (en) 1986-05-29 1988-08-16 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Lithium disulfide battery
US4830939B1 (en) 1987-10-30 1996-10-08 Mhb Joint Venture Radiation cured solid electrolytes and electrochemical devices employing the same
EP0354966B1 (en) 1988-01-22 1996-06-12 Japan Storage Battery Company Limited Alkaline secondary battery and process for its production
USH723H (en) 1988-07-06 1990-01-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Lithium electrochemical cell containing diethylcarbonate as an electrolyte solvent additive
JP2797390B2 (ja) 1989-04-03 1998-09-17 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
JP3019326B2 (ja) 1989-06-30 2000-03-13 松下電器産業株式会社 リチウム二次電池
US5162170A (en) 1989-07-21 1992-11-10 Mistubishi Petrochemical Co., Ltd. Electrode for secondary battery
JP2856795B2 (ja) 1989-12-05 1999-02-10 三菱化学株式会社 二次電池用電極
GB2242898B (en) 1990-04-12 1993-12-01 Technology Finance Corp Lithium transition metal oxide
CA2043472A1 (en) 1990-06-04 1991-12-05 Mitsutaka Miyabayashi Electrode for secondary battery
US5264201A (en) 1990-07-23 1993-11-23 Her Majesty The Queen In Right Of The Province Of British Columbia Lithiated nickel dioxide and secondary cells prepared therefrom
US5284721A (en) 1990-08-01 1994-02-08 Alliant Techsystems Inc. High energy electrochemical cell employing solid-state anode
US5147739A (en) 1990-08-01 1992-09-15 Honeywell Inc. High energy electrochemical cell having composite solid-state anode
DE4025208A1 (de) 1990-08-09 1992-02-13 Varta Batterie Elektrochemisches sekundaerelement
US5196279A (en) 1991-01-28 1993-03-23 Bell Communications Research, Inc. Rechargeable battery including a Li1+x Mn2 O4 cathode and a carbon anode
US5340666A (en) 1991-03-11 1994-08-23 Battery Technologies Inc. Rechargeable alkaline manganese cell having improved capacity and improved energy density
US5147737A (en) 1991-05-07 1992-09-15 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell with improved efficiency serpentine electrode
JP3335366B2 (ja) 1991-06-20 2002-10-15 三菱化学株式会社 二次電池用電極
US5478671A (en) 1992-04-24 1995-12-26 Fuji Photo Film Co., Ltd. Nonaqueous secondary battery
US5470678A (en) 1992-08-19 1995-11-28 Hitachi Maxell, Ltd. Lithium cell with a cathode comprising a copper compound oxide
US5300373A (en) 1992-09-11 1994-04-05 Valence Technology, Inc. Electrochemical cell stack and method of making an electrochemical cell stack
US5322746A (en) 1992-10-02 1994-06-21 Her Majesty The Queen In Right Of The Province Of British Columbia As Represented By The Minister Of Finance & Corporate Relations Electrode composition and design for high energy density cells
US5510212A (en) 1993-01-13 1996-04-23 Delnick; Frank M. Structural micro-porous carbon anode for rechargeable lithium ion batteries
US5418090A (en) 1993-02-17 1995-05-23 Valence Technology, Inc. Electrodes for rechargeable lithium batteries
US5587253A (en) 1993-03-05 1996-12-24 Bell Communications Research, Inc. Low resistance rechargeable lithium-ion battery
US5296318A (en) 1993-03-05 1994-03-22 Bell Communications Research, Inc. Rechargeable lithium intercalation battery with hybrid polymeric electrolyte
JP3502118B2 (ja) 1993-03-17 2004-03-02 松下電器産業株式会社 リチウム二次電池およびその負極の製造法
JP3384027B2 (ja) 1993-05-14 2003-03-10 ソニー株式会社 充電方法および充電器
US5411537A (en) 1993-10-29 1995-05-02 Intermedics, Inc. Rechargeable biomedical battery powered devices with recharging and control system therefor
US6893772B2 (en) 1993-11-19 2005-05-17 Medtronic, Inc. Current collector for lithium electrode
US5525441A (en) 1994-09-13 1996-06-11 Power Conversion, Inc. Folded electrode configuration for galvanic cells
US5498489A (en) 1995-04-14 1996-03-12 Dasgupta; Sankar Rechargeable non-aqueous lithium battery having stacked electrochemical cells
DE69637513T2 (de) 1995-03-06 2009-06-04 Ube Industries, Ltd., Ube Nichtwässrige Lithium-Sekundärzelle
US5569553A (en) 1995-03-08 1996-10-29 Wilson Greatbatch Ltd. Battery design for achieving end-of-life indication during electrical discharge
JP3387724B2 (ja) 1995-03-17 2003-03-17 キヤノン株式会社 二次電池用電極、その製造方法及び該電極を有する二次電池
CA2147578C (en) 1995-04-21 2002-04-16 Jan Naess Reimers Lithium manganese oxide insertion compounds and use in rechargeable batteries
US5888665A (en) 1995-06-07 1999-03-30 California Institute Of Technology LaNi5 is-based metal hydride electrode in Ni-MH rechargeable cells
DE19528049A1 (de) 1995-07-31 1997-02-06 Varta Batterie Lithium-Ionen-Zelle
US5691081A (en) 1995-09-21 1997-11-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Battery containing bis(perfluoroalkylsulfonyl)imide and cyclic perfluoroalkylene disulfonylimide salts
US5652072A (en) 1995-09-21 1997-07-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Battery containing bis(perfluoroalkylsulfonyl)imide and cyclic perfluoroalkylene disulfonylimide salts
US5670862A (en) 1996-03-12 1997-09-23 Siliconix Incorporated Rapid charging technique for lithium ion batteries
US5744264A (en) 1996-06-13 1998-04-28 Valence Technology, Inc. Lithium ion electrochemical cell
DE69727285T2 (de) 1996-06-14 2004-11-25 Hitachi Maxell, Ltd., Ibaraki Sekundäre lithiumbatterie
JP3269396B2 (ja) 1996-08-27 2002-03-25 松下電器産業株式会社 非水電解質リチウム二次電池
US6022640A (en) 1996-09-13 2000-02-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid state rechargeable lithium battery, stacking battery, and charging method of the same
US6203946B1 (en) 1998-12-03 2001-03-20 Valence Technology, Inc. Lithium-containing phosphates, method of preparation, and uses thereof
EP0838487B1 (en) 1996-10-28 2003-06-18 Daiso Co., Ltd. Polyether copolymer and polymer solid electrolyte
US5783333A (en) 1996-11-27 1998-07-21 Polystor Corporation Lithium nickel cobalt oxides for positive electrodes
US5744258A (en) 1996-12-23 1998-04-28 Motorola,Inc. High power, high energy, hybrid electrode and electrical energy storage device made therefrom
JPH10188992A (ja) 1996-12-24 1998-07-21 Sony Corp 非水電解液電池
CA2196493C (en) 1997-01-31 2002-07-16 Huanyu Mao Additives for improving cycle life of non-aqueous rechargeable lithium batteries
US5911700A (en) 1997-03-11 1999-06-15 Microaire Surgical Instruments Power assisted liposuction and lipoinjection equipment
JPH10312826A (ja) 1997-03-10 1998-11-24 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池及びその充電方法
DE69802597T2 (de) 1997-03-13 2002-08-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Lithium Sekundär Polymerbatterie
TW396651B (en) 1997-03-19 2000-07-01 Asahi Chemical Ind Non-aqueous thin battery
FR2761201B1 (fr) 1997-03-24 1999-05-07 Alsthom Cge Alcatel Generateur a boitier isole protege contre la corrosion
US5935728A (en) 1997-04-04 1999-08-10 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having multiplate and jellyroll electrodes with differing discharge rate regions
US5935724A (en) 1997-04-04 1999-08-10 Wilson Greatbatch Ltd. Electrochemical cell having multiplate electrodes with differing discharge rate regions
US6824920B1 (en) * 1997-06-03 2004-11-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery comprising composite particles
JP3685500B2 (ja) 1997-06-12 2005-08-17 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
US5911947A (en) 1997-06-30 1999-06-15 Compaq Computer Corporation Fan-folded polymer-electrolyte cell
US5776628A (en) 1997-06-30 1998-07-07 Wilson Greatbatch Ltd. Flat-folded, multi-plate electrode assembly
US6139815A (en) 1997-07-15 2000-10-31 Sony Corporation Hydrogen lithium titanate and manufacturing method therefor
AU753694B2 (en) * 1997-08-01 2002-10-24 Advanced Bionics Corporation Implantable device with improved battery recharging and powering configuration
US6599664B2 (en) 1997-08-22 2003-07-29 Yardney Technical Products, Inc. Inorganic gel-polymer electrolyte
DK1036192T3 (da) 1997-12-05 2003-06-10 Upjohn Co Fluorescensbaserede screeningsanalyser med høj hastighedforproteinkinaser og phosphataser
US6022643A (en) 1997-12-08 2000-02-08 Brookhaven Science Associates Boron compounds as anion binding agents for nonaqueous battery electrolytes
US6352798B1 (en) 1997-12-08 2002-03-05 Brookhaven Science Associates, Llc Phenyl boron-based compounds as anion receptors for non-aqueous battery electrolytes
US6171729B1 (en) 1998-01-02 2001-01-09 Wilson Greatbatch Ltd Control of swelling in alkali metal electrochemical cells
EP1626041B1 (fr) * 1998-02-03 2016-07-13 ACEP Inc. Nouveaux matériaux utiles en tant que solutés électrolytiques
US6265100B1 (en) 1998-02-23 2001-07-24 Research International, Inc. Rechargeable battery
WO1999048163A1 (fr) 1998-03-17 1999-09-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Batterie aux ions lithium et son procede de fabrication
US6208751B1 (en) 1998-03-24 2001-03-27 Applied Materials, Inc. Cluster tool
IL124007A (en) 1998-04-08 2001-08-26 Univ Ramot Long cycle-life alkali metal battery
JPH11297359A (ja) 1998-04-15 1999-10-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 全固体リチウム二次電池
JPH11307102A (ja) 1998-04-24 1999-11-05 Hitachi Ltd リチウム二次電池とその製造法
US6221531B1 (en) 1998-07-09 2001-04-24 The University Of Chicago Lithium-titanium-oxide anodes for lithium batteries
US6528208B1 (en) 1998-07-09 2003-03-04 The University Of Chicago Anodes for rechargeable lithium batteries
JP2002525823A (ja) 1998-09-24 2002-08-13 トーマス アンド ベッツ インターナショナル，インク． 電気化学電池の改良された製造方法
DE19845668A1 (de) 1998-10-05 2000-04-06 Varta Batterie Sekundäre Lithium-Ionen-Zelle
JP4196234B2 (ja) 1998-11-20 2008-12-17 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 非水電解質リチウム二次電池
EP1014465A1 (en) 1998-12-16 2000-06-28 Hughes Electronics Corporation Lithium ion battery cell having an etched-sheet current collector
US6489062B1 (en) 1998-12-24 2002-12-03 Seiko Instruments Inc. Non-aqueous electrolyte secondary battery having heat-resistant electrodes
JP2000195499A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Kyocera Corp リチウム電池
JP4540167B2 (ja) 1999-02-16 2010-09-08 東邦チタニウム株式会社 チタン酸リチウムの製造方法
US6645673B2 (en) 1999-02-16 2003-11-11 Toho Titanium Co., Ltd. Process for producing lithium titanate and lithium ion battery and negative electrode therein
JP3625680B2 (ja) 1999-03-25 2005-03-02 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
US6228536B1 (en) 1999-07-13 2001-05-08 Hughes Electronics Corporation Lithium-ion battery cell having an oxidized/reduced negative current collector
US6761744B1 (en) 1999-07-16 2004-07-13 Quallion Llc Lithium thin film lamination technology on electrode to increase battery capacity
US6553263B1 (en) * 1999-07-30 2003-04-22 Advanced Bionics Corporation Implantable pulse generators using rechargeable zero-volt technology lithium-ion batteries
US6645675B1 (en) 1999-09-02 2003-11-11 Lithium Power Technologies, Inc. Solid polymer electrolytes
JP3558007B2 (ja) 1999-09-30 2004-08-25 宇部興産株式会社 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池
US6451480B1 (en) 1999-10-18 2002-09-17 Scott D. Gustafson Polyimide-based lithium ion battery
JP2001126756A (ja) 1999-10-25 2001-05-11 Kyocera Corp リチウム固体電解質電池およびその製造方法
DE19952335B4 (de) 1999-10-29 2007-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. In elektrochemischen Bauelementen verwendbare pastöse Masse, damit gebildete Schichten, Folien, Schichtverbünde und wiederaufladbare elektrochemische Zellen sowie Verfahren zur Herstellung der Schichten, Folien und Schichtverbünde
DE19952165C2 (de) 1999-10-29 2003-05-08 Techem Service Ag Regelverfahren und Regler für elektrisch betriebene Stelleinrichtungen
JP4623786B2 (ja) * 1999-11-10 2011-02-02 住友電気工業株式会社 非水二次電池
US6461751B1 (en) 1999-12-06 2002-10-08 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for operating a fuel cell
JP2001185141A (ja) 1999-12-22 2001-07-06 Kyocera Corp リチウム電池
EP2418713A1 (en) 2000-03-31 2012-02-15 Sony Corporation Separator, gelated electrolyte, non-aqueous electrolyte, electrode and non-aqueous electrolyte cell empolying the same
US6596439B1 (en) 2000-04-26 2003-07-22 Quallion Llc Lithium ion battery capable of being discharged to zero volts
US6777132B2 (en) 2000-04-27 2004-08-17 Valence Technology, Inc. Alkali/transition metal halo—and hydroxy-phosphates and related electrode active materials
US6453198B1 (en) * 2000-04-28 2002-09-17 Medtronic, Inc. Power management for an implantable medical device
US7029793B2 (en) 2000-05-12 2006-04-18 Gs Yuasa Corporation Nonaqueous electrolyte lithium secondary cell
US6645670B2 (en) 2000-05-16 2003-11-11 Wilson Greatbatch Ltd. Efficient cell stack for cells with double current collectors sandwich cathodes
AU2001289681B2 (en) 2000-07-24 2005-08-04 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Electrochemical element and process for its production
US7189475B2 (en) 2000-07-27 2007-03-13 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Lithium secondary battery
GB0018635D0 (en) 2000-07-31 2000-09-13 Aea Technology Plc Polymer electrolyte
KR20030051637A (ko) 2000-09-07 2003-06-25 가부시키가이샤 브리지스톤 비수전해액 첨가제, 비수전해액 2차전지 및 비수전해액전기 2중층 커패시터
JP3911145B2 (ja) 2000-11-10 2007-05-09 三洋化成工業株式会社 電気化学素子の電極用結合剤および電極の製造方法
US6737191B2 (en) 2000-11-17 2004-05-18 Wilson Greatbatch Ltd. Double current collector negative electrode design for alkali metal ion electrochemical cells
US6673493B2 (en) 2000-11-17 2004-01-06 Wilson Greatbatch Ltd. Double current collector cathode design using the same active material in varying formulations for alkali metal or ion electrochemical cells
US7211350B2 (en) 2001-01-29 2007-05-01 Rutgers University Foundation Nanostructure lithium titanate electrode for high cycle rate rechargeable electrochemical cell
US6740446B2 (en) 2001-02-28 2004-05-25 Ovonic Battery Company, Inc. Electrochemical cell with zigzag electrodes
KR100388650B1 (ko) 2001-05-23 2003-06-25 주식회사 코캄엔지니어링 자동화된 리튬 2차전지 제조 시스템용 팩킹장치
US7191008B2 (en) 2001-05-30 2007-03-13 Medtronic, Inc. Implantable medical device with a dual power source
US6730437B2 (en) 2001-06-19 2004-05-04 Wilson Greatbatch Ltd. Anode for nonaqueous secondary electrochemical cells
US6905795B2 (en) 2001-06-19 2005-06-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer electrolyte and a lithium secondary battery having the same
EP1282180A1 (en) 2001-07-31 2003-02-05 Xoliox SA Process for producing Li4Ti5O12 and electrode materials
US20030031401A1 (en) * 2001-08-08 2003-02-13 Codeon Corporation Apparatus and method to increase the extinction ratio in a Mach-Zehnder interferometer
CN1205689C (zh) 2001-09-28 2005-06-08 任晓平 二次锂离子电池或电池组、其保护电路以及电子装置
US6720112B2 (en) 2001-10-02 2004-04-13 Valence Technology, Inc. Lithium cell based on lithiated transition metal titanates
US6706445B2 (en) 2001-10-02 2004-03-16 Valence Technology, Inc. Synthesis of lithiated transition metal titanates for lithium cells
US20030104282A1 (en) 2001-11-15 2003-06-05 Weibing Xing In situ thermal polymerization method for making gel polymer lithium ion rechargeable electrochemical cells
WO2003044880A1 (en) 2001-11-19 2003-05-30 Quallion Llc Rechargeable lithium battery for tolerating discharge to zero volts
JP4072126B2 (ja) * 2001-11-20 2008-04-09 Ｔｄｋ株式会社 電極活物質、電極、リチウムイオン二次電池、電極活物質の製造方法、及びリチウムイオン二次電池の製造方法
US20030113613A1 (en) 2001-12-17 2003-06-19 Takeuchi Esther S. High energy density rechargeable cell for medical device applications
JP4197237B2 (ja) 2002-03-01 2008-12-17 パナソニック株式会社 正極活物質の製造方法
DE10209477A1 (de) 2002-03-05 2003-09-18 Chemetall Gmbh Elektrochemische Zelle für eine Lithiumionenbatterie mit verbesserter Hochtemperaturstabilität
US7195844B2 (en) 2002-03-28 2007-03-27 Tdk Corporation Lithium secondary battery
US6908711B2 (en) * 2002-04-10 2005-06-21 Pacific Lithium New Zealand Limited Rechargeable high power electrochemical device
US6805719B2 (en) 2002-04-15 2004-10-19 Medtronic, Inc. Balanced anode electrode
US6849360B2 (en) 2002-06-05 2005-02-01 Eveready Battery Company, Inc. Nonaqueous electrochemical cell with improved energy density
US7198869B2 (en) * 2002-07-22 2007-04-03 Greatbatch, Inc. High capacity and high rate batteries
JP2004063394A (ja) 2002-07-31 2004-02-26 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質電池
US6942949B2 (en) 2002-08-12 2005-09-13 Lg Chem, Ltd. Rechargeable lithium electrochemical cell
US20040096745A1 (en) 2002-11-12 2004-05-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lithium ion conductor and all-solid lithium ion rechargeable battery
WO2004052456A1 (en) 2002-12-09 2004-06-24 Medtronic, Inc. Modular implantable medical device
US7136701B2 (en) 2003-01-24 2006-11-14 Gentcorp Ltd. Hybrid battery power source for implantable medical use
US7020519B2 (en) 2003-01-24 2006-03-28 Gentcorp Ltd Hybrid battery power source for implantable medical use
US6909915B2 (en) 2003-01-24 2005-06-21 Gentcorp Ltd. Hybrid battery power source for implantable medical use
KR100537613B1 (ko) 2003-06-20 2005-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 조성물과 이를 채용한 음극 및 리튬 전지
US20050130043A1 (en) 2003-07-29 2005-06-16 Yuan Gao Lithium metal dispersion in electrodes
US7435492B2 (en) 2003-08-07 2008-10-14 Ovonic Fuel Cell Company Llc Hybrid fuel cell
US7462425B2 (en) * 2003-09-26 2008-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery module
JP4554911B2 (ja) 2003-11-07 2010-09-29 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池
US20050164082A1 (en) 2004-01-27 2005-07-28 Takashi Kishi Nonaqueous electrolyte battery
US7468224B2 (en) 2004-03-16 2008-12-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Battery having improved positive electrode and method of manufacturing the same
JP2005293950A (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Tdk Corp リチウムイオン二次電池、及び、リチウムイオン二次電池の充電方法
US7582380B1 (en) 2004-04-08 2009-09-01 Electrochemical Systems, Inc. Lithium-ion cell with a wide operating temperature range
US6991568B1 (en) * 2004-07-09 2006-01-31 Acas Design Co., Ltd. Height adjustable basketball frame structure
EP1784876B1 (en) 2004-09-02 2018-01-24 LG Chem, Ltd. Organic/inorganic composite porous film and electrochemical device prepared thereby
JP4198658B2 (ja) 2004-09-24 2008-12-17 株式会社東芝 非水電解質二次電池
US7337010B2 (en) 2004-10-29 2008-02-26 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US8105714B2 (en) 2004-10-29 2012-01-31 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
EP1805833B1 (en) 2004-10-29 2011-02-23 Medtronic, Inc. Method of charging lithium-ion battery
US7641992B2 (en) 2004-10-29 2010-01-05 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US7662509B2 (en) 2004-10-29 2010-02-16 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US20080044728A1 (en) 2004-10-29 2008-02-21 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US9065145B2 (en) 2004-10-29 2015-06-23 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7563541B2 (en) 2004-10-29 2009-07-21 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7927742B2 (en) 2004-10-29 2011-04-19 Medtronic, Inc. Negative-limited lithium-ion battery
US7682745B2 (en) 2004-10-29 2010-03-23 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US7582387B2 (en) 2004-10-29 2009-09-01 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
JP4734912B2 (ja) 2004-12-17 2011-07-27 日産自動車株式会社 リチウムイオン電池およびその製造方法
US20060216612A1 (en) 2005-01-11 2006-09-28 Krishnakumar Jambunathan Electrolytes, cells and methods of forming passivation layers
US20080026297A1 (en) 2005-01-11 2008-01-31 Air Products And Chemicals, Inc. Electrolytes, cells and methods of forming passivaton layers
US20060234123A1 (en) 2005-04-15 2006-10-19 Avestor Limited Partnership Lithium Rechargeable Battery
JP4249727B2 (ja) 2005-05-13 2009-04-08 株式会社東芝 非水電解質電池およびリチウムチタン複合酸化物
JP4213688B2 (ja) 2005-07-07 2009-01-21 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック
JP4455461B2 (ja) 2005-09-12 2010-04-21 株式会社東芝 蓄電システム
US20070072085A1 (en) 2005-09-26 2007-03-29 Zonghai Chen Overcharge protection for electrochemical cells
US20070077496A1 (en) 2005-10-05 2007-04-05 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US20070111099A1 (en) 2005-11-15 2007-05-17 Nanjundaswamy Kirakodu S Primary lithium ion electrochemical cells
JP5076464B2 (ja) 2005-12-12 2012-11-21 Ｔｄｋ株式会社 リチウムイオン二次電池
US8131368B2 (en) 2006-03-24 2012-03-06 Medtronic, Inc. Implantable medical device with material for reducing MRI image distortion
JP4413888B2 (ja) 2006-06-13 2010-02-10 株式会社東芝 蓄電池システム、車載電源システム、車両、および蓄電池システムの充電方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103199231A (zh) * 2012-01-04 2013-07-10 罗伯特·博世有限公司 作为阴极材料的掺杂铁的钛酸锂
CN103199231B (zh) * 2012-01-04 2018-02-09 罗伯特·博世有限公司 作为阴极材料的掺杂铁的钛酸锂
CN110447130A (zh) * 2017-01-31 2019-11-12 凯姆克思动力有限责任公司 电可恢复的可再充电电池和生产方法以及操作电池的方法
CN110447130B (zh) * 2017-01-31 2023-04-25 凯姆克思动力有限责任公司 电可恢复的可再充电电池和生产方法以及操作电池的方法
CN110313099A (zh) * 2017-11-13 2019-10-08 株式会社Lg化学 对电池进行充电的方法和设备

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