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DE102008008483A1 - Solid polymer electrolyte-active substance, useful to produce a solid polymer electrolyte-foil for electrochemical battery device, comprises a polymer with a microporous structure and a metal salt e.g. solid/liquid-like lithium salt - Google Patents

Solid polymer electrolyte-active substance, useful to produce a solid polymer electrolyte-foil for electrochemical battery device, comprises a polymer with a microporous structure and a metal salt e.g. solid/liquid-like lithium salt Download PDF

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DE102008008483A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Festpolymerelektrolyt-Werkstoff für eine elektrochemische Batterievorrichtung, eine Festpolymerelektrolyt-Folie für eine elektrochemische Batterievorrichtung, eine elektrochemische Batterie und ein Verfahren zum Herstellen einer Festpolymerelektrolyt-Folie.
Es ist vorgesehen, dass das Festpolymerelektrolyt eine feststoffartige Polymer-Komponente und eine innerhalb der feststoffartigen Polymer-Komponente verteilt angeordnete feststoffartige Lithiumsalz-Komponente aufweist, wobei wenigstens in einem Teil der mikroporösen Struktur eine flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente angeordnet ist.
The invention relates to a solid polymer electrolyte material for an electrochemical battery device, a solid polymer electrolyte film for an electrochemical battery device, an electrochemical battery and a method for producing a solid polymer electrolyte film.
It is envisaged that the solid polymer electrolyte comprises a solid-like polymer component and a solid-like lithium salt component distributed within the solid-like polymer component, wherein a liquid-like lithium salt component is disposed at least in a part of the microporous structure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Festpolymerelektrolyt-Werkstoff für eine elektrochemische Batterievorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen, eine Festpolymerelektrolyt-Folie für eine elektrochemische Batterievorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 9 genannten Merkmalen, eine elektrochemische Batterie mit den im Oberbegriff des Anspruchs 10 genannten Merkmalen und ein Verfahren zum Herstellen einer Festpolymerelektrolyt-Folie mit den im Oberbegriff des Anspruchs 17 genannten Merkmalen.The The invention relates to a solid polymer electrolyte material for an electrochemical battery device with the in the preamble of claim 1 features, a solid polymer electrolyte film for an electrochemical battery device with the in The preamble of claim 9 mentioned features, an electrochemical Battery with the features mentioned in the preamble of claim 10 and a method for producing a solid polymer electrolyte sheet with the features mentioned in the preamble of claim 17.

Die Lithium-Ionen-Batterien werden sehr oft als Energiespeichersysteme für Laptops, Mobiltelefone oder Camcorder und Ähnliches eingesetzt. Aufgrund der hohen Energiedichte mit bis zu 180 Wh/kg haben sich die Lithium-Ionen-Batterien gegenüber herkömmlichen Batterien durchgesetzt.The Lithium-ion batteries are very often used as energy storage systems for laptops, mobile phones or camcorders and the like used. Due to the high energy density up to 180 Wh / kg The lithium-ion batteries compared to conventional Batteries prevailed.

Die Anode einer Lithium-Ionen-Batterie kann aus metallischem Lithium oder aus einer Verbindung bestehen, die Lithium-Ionen einlagern kann. Die Kathode besteht üblicherweise aus Lithiummetalloxiden der allgemeinen Zusammensetzung LiMO2, wobei M ein Platzhalter für eines der Metallelemente wie Fe, Mn, Co, Va, Sn und so weiter ist. Der Elektrolyt, der eine ausreichende Lithium-Ionen-Leitfähigkeit besitzen muss, kann flüssig oder feststoffartig ausgeführt sein. Die flüssigen Elektrolyte enthalten Lösungen von LiPF6 oder Lithiumphosphat (LiPON) in organischen Lösungsmitteln. Die hohe Reaktivität von elementarem Lithium (als Metall oder Einlagerungsverbindung) gegenüber organischen Lösungsmitteln kann bei hohen Ladeströmen zu einer Reaktion führen, die den Elektrolyten zerstört. Bei flüssigen Komponenten im Elektrolyt bilden sich als Folge gasförmige Produkte, die zu einem Druckanstieg in der Batterie führen. Dieser Druckanstieg, der zur Zerstörung oder Explosion der Batterie führen kann, stellt allgemein ein hohes Sicherheitsrisiko für den Batteriebetrieb dar.The anode of a lithium-ion battery may be made of metallic lithium or a compound that can store lithium ions. The cathode usually consists of lithium metal oxides of the general composition LiMO 2 , where M is a placeholder for one of the metal elements such as Fe, Mn, Co, Va, Sn and so on. The electrolyte, which must have sufficient lithium-ion conductivity, may be liquid or solid. The liquid electrolytes contain solutions of LiPF 6 or lithium phosphate (LiPON) in organic solvents. The high reactivity of elemental lithium (as a metal or intercalation compound) over organic solvents can lead to a reaction at high charge currents that destroys the electrolyte. In the case of liquid components in the electrolyte, gaseous products form, which lead to an increase in pressure in the battery. This pressure increase, which can lead to the destruction or explosion of the battery, generally represents a high security risk for battery operation.

Bei Lithium-Ionen-Batterien auf Basis flüssiger Elektrolyte müssen zur Sicherstellung der elektrischen Isolation des Elektrolyten zusätzlich Separator-Folien eingebracht werden.at Lithium-ion batteries based on liquid electrolytes need to ensure the electrical insulation of the Electrolytes additionally separator films are introduced.

Um die Nachteile der Lithium-Ionen-Batterien auf Basis flüssiger Elektrolyte zu umgehen, wird in den letzten Jahren sehr intensiv an Lithium-Polymerbatterien gearbeitet, die entweder einen reduzierten Lösungsmittel-Gehalt oder überhaupt kein Lösungsmittel mehr aufweisen.Around the disadvantages of lithium-ion batteries based on liquid Dealing with electrolytes has become very intense in recent years worked on lithium polymer batteries, either a reduced solvent content or no solvent at all.

Standardsysteme von Polymer-Elektrolyt-Batterien auf Basis von Polyethylenoxid (PEO) zeigen bei Raumtemperatur eine zu geringe Leitfähigkeit für den Einsatz in einer Batterie (siehe hierzu US 5,037,712 ). Auch andere feste Polymersysteme wie Polysiloxan (siehe US 5,123,512 ) oder Polyphosphazen (siehe US 4,840,856 ) zeigen eine zu geringe Leitfähigkeit und Folien-Festigkeit für den Einsatz als Elektrolyt in einer Batterie. Die im Stand der Technik bekannten Polymer-Elektrolyt-Systeme können nicht großtechnisch mit Foliendicken < 10 μm und zugleich großer mechanischer, thermischer und elektrochemischer Stabilität hergestellt werden. Daher werden Weichmacher und andere Additive dem Polymerelektrolyt zugesetzt. Die sogenannten Polymer-Gel-Elektrolyte (siehe japanisches Patendokument JP 22453496 ) zeigen erhöhte ionische Leitfähigkeiten, aber eine zu geringe mechanische Stabilität der Folie für den praktischen Einsatz in einer Batterie. Außerdem zeigen sich auch wieder die gleichen Sicherheitsprobleme wie bei den flüssigen Elektrolyten.Standard systems of polymer electrolyte batteries based on polyethylene oxide (PEO) show at room temperature too low a conductivity for use in a battery (see US 5,037,712 ). Other solid polymer systems such as polysiloxane (see US 5,123,512 ) or polyphosphazene (see US 4,840,856 ) show too low conductivity and film strength for use as electrolyte in a battery. The known in the art polymer electrolyte systems can not be produced on a large scale with film thicknesses <10 microns and at the same time great mechanical, thermal and electrochemical stability. Therefore, plasticizers and other additives are added to the polymer electrolyte. The so-called polymer gel electrolytes (see Japanese Pat JP 22453496 ) show increased ionic conductivities, but too little mechanical stability of the film for practical use in a battery. In addition, the same safety problems as with the liquid electrolytes again show up.

Notwendige Eigenschaftsverbesserungen des Separators können durch eine Verbundkomponente Elektrolyt-Separator erreicht werden. Zurzeit existieren auf dem Markt Separatorfolien auf Basis von Polyolefinen wie Polyethylen oder Polypropylen. Im Wesentlichen sind zwei Eigenschaften für die Separatoren wichtig. Zum einen die Benetzbarkeit beziehungsweise Oberflächenspannung, damit der Elektrolyt in den Poren des Separatormaterials verbleibt, sodass eine ausreichende ionische Leitfähigkeit entsteht, und zum anderen die thermische Stabilität, damit ein „thermal runaway" (thermisches Durchgehen) verhindert werden kann. Die bisher bekannten Systeme zeigen eine gute Benetzbarkeit mit dem Elektrolyt, aber die thermische Stabilität kann noch weiter optimiert werden. Besonders die Abnahme der mechanischen Stabilität des Separators mit der Temperatur verschlechtert die Systemeigenschaften einer Batteriezelle. Auch die Separatorfolie Separion® von Evonik, die Temperaturen > 200°C aufgrund einer keramischen Schutzschicht aushält, kann aufgrund von Materialveränderungen bei erhöhter Temperatur nicht verhindern, dass lokal Durchbrüche entstehen, die zu einem Kurzschluss und dem erwähnten „thermal runaway" führen. Der Aufbau von sogenannten „Separationselektrolyten" scheint eine vielversprechende Möglichkeit zu sein, die Eigenschaftsmerkmale einer Lithium-Ionen-Batterie weiter verbessern zu können.Necessary property improvements of the separator can be achieved by a composite component electrolyte separator. Separator films based on polyolefins such as polyethylene or polypropylene are currently available on the market. Essentially, two properties are important to the separators. On the one hand the wettability or surface tension, so that the electrolyte remains in the pores of the separator material, so that a sufficient ionic conductivity is formed, and on the other hand the thermal stability, so that a "thermal runaway" can be prevented good wettability with the electrolyte, but the thermal stability can be further optimized, in particular the decrease of the mechanical stability of the separator with the temperature deteriorates the system characteristics of a battery cell, as well as the separator film Separion ® from Evonik, the temperatures> 200 ° C due to a withstand ceramic protection layer can not prevent due to changes in material at elevated temperature locally breakthroughs resulting in a short circuit and the mentioned "thermal runaway". The construction of so-called "separation electrolytes" seems to be a promising possibility to further improve the characteristics of a lithium-ion battery.

Grundsätzlich eröffnet der Einsatz von Festpolymerelektrolyten in Batterien auch noch eine Möglichkeit zur Leistungssteigerung, die bei flüssigen Elektrolyten nicht möglich ist. Aufgrund der Dendrit-Bildung des Lithiums an der Anode ist es nicht möglich, Lithiummetallanoden mit flüssigen Elektrolyten einzusetzen. Daher wurden Interkalations-Elektroden aus Grafit entwickelt, in den das Lithium eingelagert werden kann. Lithiummetallelektroden zeichnen sich durch eine höhere Kapazität als Interkalations-Elektroden aus, was zu einer Leistungsverbesserung der Batterie führt.Basically, the use of solid polymer electrolytes in batteries also opens up a way to increase performance, which is not possible with liquid electrolytes. Due to the dendrite formation of the lithium at the anode, it is not possible to use lithium metal anodes with liquid electrolytes. Therefore graphite intercalation electrodes have been developed, in which the lithium can be incorporated. Lithium metal electrodes are characterized by a higher capacity than intercalation electrodes, resulting in a Leistungsver Improvement of the battery leads.

Alternativ können die Festpolymer-Elektrolyte zur Steigerung der Leitfähigkeit auch bei höheren Temperaturen betrieben werden, wodurch aber ein Verlust an Kapazität beziehungsweise der Leistungsdichte der Batterie herbeigeführt wird.alternative The solid polymer electrolytes can increase the conductivity also be operated at higher temperatures, thereby but a loss of capacity or power density the battery is brought about.

Die DE 10 2005 013 790 beschreibt die Herstellung eines Festpolymerelektrolyten für eine Batterie. Es werden Leitfähigkeiten von > 10–4 S/cm erreicht. Die verwendeten Polymere sind jedoch thermisch und elektrochemisch nicht ausreichend stabil. Außerdem wird eine Folienproduktion mit diesen Polymeren in einem wirtschaftstechnischen Maßstab wahrscheinlich sehr kostenaufwendig sein.The DE 10 2005 013 790 describes the preparation of a solid polymer electrolyte for a battery. Conductivities of> 10 -4 S / cm are achieved. However, the polymers used are not sufficiently stable thermally and electrochemically. In addition, film production with these polymers on an industrial scale is likely to be very expensive.

Die DE 698 27 760 T2 offenbart einen Elektrolyt auf Basis von Polyolefin beziehungsweise Polypropylen, darunter die Herstellung des Polypropylens unter Katalysatorbedingungen. Die angebotene Lösung verwendet einen porösen Polymerfilm, der mit einer Elektrolyt-Salzlösung imprägniert ist. Die verwendeten Salzlösungen gehören zu Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen, wie LiF, Nal, Lil, LiClO4, LiAsF6, LiPF4, LiCF3SO3 und NaSCN.The DE 698 27 760 T2 discloses an electrolyte based on polyolefin or polypropylene, including the preparation of the polypropylene under catalyst conditions. The solution offered uses a porous polymer film impregnated with an electrolyte salt solution. The salt solutions used belong to alkali metal and alkaline earth metal salts such as LiF, Nal, LiI, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 4 , LiCF 3 SO 3 and NaSCN.

Aus DE 697 09 740 T2 ist eine Substanz bekannt, die in einem nicht-wässrigen Elektrolyt-Element einer Lithium-Sekundärzelle verwendbar ist und ein oder mehrere Lithiumsalze mit einem Lithiumpolysulfid kombiniert.Out DE 697 09 740 T2 For example, a substance usable in a nonaqueous electrolyte element of a lithium secondary cell and combining one or more lithium salts with a lithium polysulfide is known.

Die DE 10 2005 013 790 B4 offenbart einen festen Polymerelektrolyt, der bei Raumtemperatur keine flüssigen Bestandteile enthält, umfassend eine Lithiumkomponente und eine Polymerkomponente, wobei die Polymerkomponente mindestens eine Polymerverbindung umfasst, die mit den Anionen der Lithiumsalzkomponente so in Wechselwirkung tritt, dass eine Dissoziation des Lithiumsalzes gefördert wird, wobei der Polymerelektrolyt eine Ionenleitfähigkeit bei Raumtemperatur von mindestens 10–4 S/cm ohne Zusatz von Weichmachern oder Lösungsmitteln aufweist.The DE 10 2005 013 790 B4 discloses a solid polymer electrolyte which does not contain liquid components at room temperature comprising a lithium component and a polymer component, wherein the polymer component comprises at least one polymer compound which interacts with the anions of the lithium salt component to promote dissociation of the lithium salt, the polymer electrolyte has an ionic conductivity at room temperature of at least 10 -4 S / cm without the addition of plasticizers or solvents.

Aus der DE 697 34 339 T2 ist die Verwendung eines halogen-substituierten Kohlensäureesters als ein Lösungsmittel einer nichtwässrigen elektrolytischen Lösung bekannt, wodurch es möglich ist, das Elastizitätsmodul des festen Elektrolyten und die Retention des Lösungsmittels zu verbessern, ohne die ionische Leitfähigkeit zu senken. Es ist ein Gelelektrolyt mit einer Verbesserung der bekannten erwähnten Nachteile, jedoch ist ein Polymerfestelektrolyt mit noch stärker verbesserter ionischer Leitfähigkeit und mechanischen Eigenschaften immer noch erwünscht.From the DE 697 34 339 T2 the use of a halogen-substituted carbonic acid ester as a solvent of a non-aqueous electrolytic solution is known, whereby it is possible to improve the elastic modulus of the solid electrolyte and the retention of the solvent without lowering the ionic conductivity. It is a gel electrolyte with an improvement on the known drawbacks mentioned, but a polymer solid electrolyte with even more improved ionic conductivity and mechanical properties is still desired.

Die DE 699 14 559 T2 offenbart einen Festpolymer-Elektrolyten, der unter Verwendung eines Copolymers mit mehreren Komponenten, in dem Propylenoxid und Ethylenoxid mit einer weiteren vernetzbaren Oxiran-Verbindung kombiniert sind, und Vermischen dieses Copolymers mit einer Elektrolytsalz-Verbindung unter Zugabe eines Weichmachers hergestellt ist. Auf die Probleme mit den Weichmachern ist bereits an einer anderen Stelle dieser Spezifikation hingewiesen worden.The DE 699 14 559 T2 discloses a solid polymer electrolyte prepared by using a multi-component copolymer in which propylene oxide and ethylene oxide are combined with another crosslinkable oxirane compound and mixing this copolymer with an electrolyte salt compound with addition of a plasticizer. The problems with the plasticizers have already been referred to elsewhere in this specification.

Aus der DE 10 2004 018 929 A1 ist eine Elektrolyt-Zusammensetzung aus einer ionischen Flüssigkeit, einem Leitsalz, einem Filmbildner und einem Viskositätsmodifizierer bekannt. Da der Elektrolyt flüssig ist, sind hierbei Separatoren erforderlich, die mit den bekannten beschriebenen einschränkenden Nachteilen einhergehen.From the DE 10 2004 018 929 A1 For example, an electrolyte composition of an ionic liquid, a conductive salt, a film former, and a viscosity modifier is known. Since the electrolyte is liquid, this separators are required, which are associated with the known limitations described disadvantages.

Die DE 699 23 138 T2 offenbart eine gewickelte oder laminierte Anordnung aus Anode, Kathode und einer dazwischenliegenden Festelektrolyt-Schicht. Hier ist beabsichtigt, die durch das Aufwickeln günstige räumliche Anordnung zum Erreichen größerer Kompaktheit und somit der Leistungsdichte einer Batterie zu erreichen.The DE 699 23 138 T2 discloses a wound or laminated arrangement of anode, cathode and an intermediate solid electrolyte layer. Here it is intended to achieve the favorable by the winding spatial arrangement to achieve greater compactness and thus the power density of a battery.

In der DE 699 34 064 T2 wird ein Festpolymer-Elektrolyt offenbart, bei dem zum Erreichen höherer mechanischer Festigkeit wenigstens zwei Polymere in eine ineinandergreifende Polymerverbindung treten, die zum Verbrücken einer Vielzahl von Verbindungen mit Brückengruppen ausgestattet sind. Ein Leichtmetallsalz wird in einem der Polymere aufgelöst. Hierdurch sind zwar durchaus mechanische Eigenschaften verbessert worden, jedoch die ionische Leitfähigkeit des Elektrolyten bleibt niedrig.In the DE 699 34 064 T2 discloses a solid polymer electrolyte in which, to achieve higher mechanical strength, at least two polymers enter into an interlocking polymer compound, which are equipped to bridge a plurality of compounds having bridging groups. A light metal salt is dissolved in one of the polymers. Although this mechanical properties have been improved, but the ionic conductivity of the electrolyte remains low.

Die bekannten Festpolymer-Elektrolyte sind unter den zusammenwirkenden Gesichtspunkten der ionischen Leitfähigkeit, der Folienfestigkeit und der chemischen Stabilität jedoch als Festpolymerelektrolyte für Batterien immer noch unzureichend.The known solid polymer electrolytes are among the cooperating Aspects of ionic conductivity, film strength and chemical stability, however, as solid polymer electrolytes still insufficient for batteries.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, feste oder feststoffartige Polymerelektrolyte nahezu ohne flüssige Komponenten, mit hoher Ionen-Leitfähigkeit und zugleich hoher mechanischer Festigkeit, möglichst bereits bei Raumtemperatur, bereitzustellen. Ferner sollen diese Polymerelektrolyte thermisch und elektrochemisch und insbesondere in Bezug auf Lithium sehr stabil, dennoch elektrisch isolierend und außerdem kostengünstig in einem wirtschaftstechnischen Maßstab zu einer möglichst dünnen Folie als eine Festpolymerelektrolyt-Folie verarbeitbar sein. Weiterhin sollen die bereitzustellenden Festpolymerelektrolyte in elektrochemischen Vorrichtungen wie Batterien oder Akkumulatoren, insbesondere in Lithium-Metallpolymerbatterien, Lithium-Polymerbatterien und Lithium-Ionen-Batterien verwendbar sein.Of the Invention is based on the object, solid or solid-like Polymer electrolytes with almost no liquid components, with High ionic conductivity and high mechanical strength, if possible already at room temperature. Furthermore, these should Polymer electrolytes thermally and electrochemically and in particular very stable with respect to lithium, yet electrically insulating and also cost-effective in an economical Scale to a film as thin as possible be processable as a solid polymer electrolyte film. Farther should be provided solid polymer electrolytes in electrochemical Devices such as batteries or accumulators, in particular in Lithium metal polymer batteries, lithium polymer batteries and lithium ion batteries be usable.

Die Erfindung geht nach einem ersten erfindungsgemäßen Aspekt von einem Festpolymerelektrolyt-Werkstoff für eine elektrochemische Batterievorrichtung aus, der wenigstens ein Polymer mit einer mikroporösen Struktur und ein Metallsalz aufweist.The The invention is based on a first invention Aspect of a solid polymer electrolyte material for a electrochemical battery device comprising at least one polymer having a microporous structure and a metal salt.

Dadurch, dass der Festpolymerelektrolyt eine feststoffartige Polymer-Komponente und eine innerhalb der feststoffartigen Polymer-Komponente verteilt angeordnete feststoffartige Lithiumsalz-Komponente aufweist, wobei wenigstens in einem Teil der mikroporösen Struktur eine flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente angeordnet ist, sind die Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst.Thereby, that the solid polymer electrolyte is a solid-like polymer component and one distributed within the solid polymer component arranged solid-like lithium salt component, wherein at least in part of the microporous structure liquid-like lithium salt component is arranged, the objects of the present invention are achieved.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the others, in the subclaims mentioned features.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die feststoffartige Lithiumsalz-Komponente und die flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente eine gleiche Lithiumsalz-Substanz auf.In Preferred embodiment of the invention, the solid-like Lithium salt component and the liquid-like lithium salt component a same lithium salt substance.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bilden die feststoffartige Polymer-Komponente und die feststoffartige Lithiumsalz-Komponente miteinander wenigstens eine chemische Verbindung aus.According to one Another embodiment of the present invention form the solid-like Polymer component and the solid-like lithium salt component together at least one chemical compound.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beträgt der gewichtsprozentige Anteil der flüssigstoffartigen Lithiumsalz-Komponente zwischen 5 und 20%. In einer bevorzugteren Ausgestaltung beträgt der gewichtsprozentige Anteil der flüssigstoffartigen Lithiumsalz-Komponente etwa 12%.According to one further advantageous embodiment of the present invention is the percentage by weight of the liquid-like Lithium salt component between 5 and 20%. In a more preferred Design is the percentage by weight of liquid-like lithium salt component about 12%.

Vorzugsweise ist das Polymer der Polymer-Komponente in einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung aus der Gruppe der Polyazole ausgewählt.Preferably is the polymer of the polymer component in a preferred embodiment of the present invention selected from the group of polyazoles.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Polymer der Polymer-Komponente aus der Gruppe der Polyazole ausgewählt. Bevorzugt verwendet wird das Poly-m-(phenylen) 5,5-bibenzimidazol PBI mit folgender Struktur:

Figure 00060001
According to another preferred embodiment of the present invention, the polymer of the polymer component is selected from the group of polyazoles. Preference is given to using the poly-m- (phenylene) 5,5-bibenzimidazole PBI having the structure:
Figure 00060001

Ferner weist das PBI noch bevorzugter eine inhärente Viskosität, gemessen in einer 1% gewichtsprozentigen Lösung in N,N-Dimethylacetamid, von > 0,9 dl/g auf.Further more preferably, the PBI has an inherent viscosity, measured in a 1% weight percent solution in N, N-dimethylacetamide, of> 0.9 dl / g.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Lithiumsalzkomponente wenigstens eines von den anorganischen Anionen LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiClO4 und/oder organischen Anionen LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4BO8(LiBOB).In a further preferred embodiment of the present invention, the lithium salt component is at least one of the inorganic anions LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 and / or organic anions LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 BO 8 (LiBOB).

Die Erfindung geht nach einem zweiten erfindungsgemäßen Aspekt von einer Festpolymerelektrolyt-Folie für eine elektrochemische Batterievorrichtung aus, wobei die erfindungsgemäßen Aufgaben dadurch gelöst sind, dass die Festpolymerelektrolyt-Folie aus einem nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen beschaffenem Festpolymerelektrolyt-Werkstoff ausgebildet ist.The Invention is according to a second invention Aspect of a solid polymer electrolyte sheet for an electrochemical Battery device, wherein the inventive Problems are solved in that the solid polymer electrolyte film from a procured according to one of the embodiments described above Solid polymer electrolyte material is formed.

Nach einem dritten erfindungsgemäßen Aspekt geht die Erfindung von einer elektrochemischen Batterie basierend auf einem Festpolymerelektrolyt aus, die wenigstens eine Anordnung von einer ersten Ableiterelektrode, einer Anode, einem ersten Separator, einem Elektrolyt, einem zweiten Separator, einer Kathode und einer zweiten Ableiterelektrode aufweist. Alternativ geht die vorliegende Erfindung von einer elektrochemischen Batterie basierend auf einem Festpolymerelektrolyt, die wenigstens eine Anordnung von einer ersten Ableiterelektrode, einer Anode, einem Elektrolyt, einer Kathode und einer zweiten Ableiterelektrode aufweisend, aus. Die erfindungsgemäßen Aufgaben sind in beiden alternativen Fällen dadurch gelöst, dass als Festpolymerelektrolyt eine Festpolymerelektrolyt-Folie nach dem vorher beschriebenen zweiten erfindungsgemäßen Aspekt verwendet ist.To a third aspect of the invention is the Invention of an electrochemical battery based on a Solid polymer electrolyte, the at least one arrangement of a first drain electrode, an anode, a first separator, a Electrolyte, a second separator, a cathode and a second Ableiterelektrode has. Alternatively, the present invention of an electrochemical battery based on a solid polymer electrolyte, the at least one arrangement of a first arrester electrode, an anode, an electrolyte, a cathode and a second drain electrode having, off. The tasks of the invention are solved in both alternative cases by as a solid polymer electrolyte, a solid polymer electrolyte film after the second invention described above Aspect is used.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Anode im Wesentlichen aus metallischem Lithium ausgebildet.In a particularly preferred embodiment of the present invention the anode is essentially formed of metallic lithium.

Alternativ kann die Anode in einer anderen Ausgestaltung aus einer Interkalationsverbindung von Lithium in Kohlenstoff ausgebildet sein.alternative In another embodiment, the anode may consist of an intercalation compound of Lithium be formed in carbon.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Kathode im Wesentlichen aus einer Metall-Oxid-Legierung des Lithiums mit der Formelbeschreibung Li[M]O2 ausgebildet, wobei M einen Platzhalter für ein Legierungsmetall bezeichnet. Noch bevorzugter ist das Legierungsmetall M aus einer Gruppe Co, Mn, Fe, Ni ausgewählt.According to a further embodiment of the present invention, the cathode is essentially formed from a metal-oxide alloy of lithium having the formula description Li [M] O 2 , where M denotes a placeholder for an alloying metal. More preferably, the alloying metal M is selected from a group Co, Mn, Fe, Ni.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Kathode der erfindungsgemäßen Batterievorrichtung im Wesentlichen aus Lithiumeisenphosphat LiFePO4 ausgebildet.According to a preferred embodiment of the present invention, the cathode of the battery device according to the invention is essentially formed from lithium iron phosphate LiFePO 4 .

Nach einem dritten erfindungsgemäßen Aspekt geht die Erfindung von einem Verfahren zum Herstellen einer Festpolymerelektrolyt-Folie für eine elektrochemische Batterievorrichtung aus einem Festpolymerelektrolyt-Werkstoff aus.To a third aspect of the invention is the Invention of a process for producing a solid polymer electrolyte film for an electrochemical battery device made of a solid polymer electrolyte material out.

Die erfindungsgemäßen Aufgaben werden verfahrenstechnisch dadurch gelöst, dass

  • – in einem ersten Schritt eine feststoffartige Polymer-Komponente in einem Lösungsmittel aufgelöst wird;
  • – in einem zweiten Schritt in der aufgelösten feststoffartigen Polymer-Komponente eine vorbestimmte Menge der feststoffartigen Lithiumsalz-Komponente aufgelöst wird;
  • – in einem dritten Schritt die erhaltene Lösung zu einem Dünnfilm verarbeitet wird;
  • – in einem vierten Schritt eine so erhaltene Dünnfilmfolie getrocknet wird, bis das Lösungsmittel im Wesentlichen verdunstet ist und in der Dünnfilmfolie eine bleibende mikroporöse Struktur erzeugt wird;
  • – in einem fünften Schritt in die Dünnfilmfolie eine flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente, die aus einem in einem Lösungsmittel aufgelösten Lithiumsalz ausgebildet ist, derart eingebracht wird, dass die flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente die mikroporöse Struktur im Wesentlichen ausfüllt.
The objects of the invention are procedurally achieved in that
  • - In a first step, a solid-like polymer component is dissolved in a solvent;
  • In a second step, in the dissolved solid-like polymer component, a predetermined amount of the solid-like lithium salt component is dissolved;
  • - In a third step, the resulting solution is processed into a thin film;
  • In a fourth step, a thin-film foil obtained in this way is dried until the solvent has substantially evaporated and a permanent microporous structure is produced in the thin-film foil;
  • - In a fifth step in the thin film film, a liquid-like lithium salt component, which is formed from a solvent dissolved in a lithium salt, is introduced such that the liquid-like lithium salt component substantially fills the microporous structure.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die feststoffartige Lithiumsalz-Komponente und die flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente aus einer gleichen Lithiumsalz-Substanz gebildet.According to one Another embodiment of the present invention, the solid-like Lithium salt component and the liquid-like lithium salt component formed from a same lithium salt substance.

In einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung des Verfahrens nach vorliegender Erfindung bilden feststoffartige Polymer-Komponente und eine feststoffartige Lithiumsalz-Komponente miteinander wenigstens eine chemische Verbindung aus.In a preferred further embodiment of the method according to the present Invention form solid-like polymer component and a solid-like Lithium salt component with each other at least one chemical compound out.

Der gewichtsprozentige Anteil der flüssigstoffartigen Lithiumsalz-Komponente beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung zwischen 5 und 20%.Of the percent by weight of the liquid-like lithium salt component is in a preferred embodiment between 5 and 20%.

Das Polymer der Polymer-Komponente wird vorzugsweise aus der Gruppe der Polyazole ausgewählt.The Polymer of the polymer component is preferably selected from the group the polyazole selected.

Noch bevorzugter wird das Polymer der Polymer-Komponente in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung aus der Gruppe der Polyazole, nämlich Poly-m-(phenylen) 5,5-bibenzimidazol, als PBI bezeichnet, ausgewählt.Yet more preferably, the polymer of the polymer component in a Embodiment of the group of polyazoles, namely poly-m- (phenylene) 5,5-bibenzimidazole, designated PBI.

Ferner weist das PBI in einer weiteren bevorzugten, vorteilhaften Ausgestaltung eine inhärente Viskosität, gemessen in einer 1% gewichtsprozentigen Lösung in N,N-Dimethylacetamid, von > 0,9 dl/g auf.Further has the PBI in a further preferred, advantageous embodiment an inherent viscosity, measured in 1% percent by weight solution in N, N-dimethylacetamide, of> 0.9 dl / g.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird die Lithiumsalzkomponente aus wenigstens einem von den anorganischen Anionen LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiClO4 und/oder organischen Anionen LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4BO8 ausgebildet.According to a further embodiment of the method of the present invention, the lithium salt component is formed from at least one of the inorganic anions LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 and / or organic anions LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 BO 8 formed.

Anhand eines Beispiels wird nun eine labormäßige Herstellung des erfindungsgemäßen Festpolymerelektrolyten dargelegt.Based an example will now be a laboratory production the solid polymer electrolyte according to the invention explained.

2,5 g Poly-m-(phenylen) 5,5-bibenzimidazol mit einer inhärenten Viskosität von 1,02 dl/g, gemessen an einer 1% prozentgewichtigen Lösung in N,N-Dimethylacetamid, werden mit 47,5 g N,N-Dimethylacetamid in einen Rundkolben mit einem aufgesetzten Rückflusskühler gebracht. Die Polymerlösung wird erhalten, indem das obige Gemisch 4 Stunden lang unter Rückfluss bei T = 170°C erhitzt wird. Mit einem Propellerrührer wird die Lösung dabei fortwährend umgerührt. Die erhaltene PBI-Lösung wird optional zwecks Reinigung durch einen Papierfilter filtriert. Die erhaltene Lösung wird mit 0,014 g LiBOB (siehe oben) in 10 ml N,N-Dimethylacetamid gelöst, und 20 Gewichtsprozent LiBOB bezogen auf PBI, versetzt. Diese Polymerelektrolytlösung wird auf einer Glasplatte ausgegossen. Die Glasplatte mit aufgetragener Polymerelektrolytlösung wird 4 Stunden im Trockenschrank bei 200°C getrocknet. Die fertige Polymerelektrolyt-Folie kann danach von der Glasplatte abgezogen werden. Anschließend wird die Folie eine Stunde lang bei 150°C im Trockenschrank von beiden Seiten fertig getrocknet.2.5 g poly-m- (phenylene) 5,5-bibenzimidazole with an inherent Viscosity of 1.02 dl / g, measured on a 1% by weight Solution in N, N-dimethylacetamide, with 47.5 g of N, N-dimethylacetamide in a round bottom flask with an attached reflux condenser brought. The polymer solution is obtained by the above Mixture for 4 hours under reflux at T = 170 ° C is heated. With a propeller stirrer is the solution thereby constantly stirred. The obtained PBI solution is optionally filtered through a paper filter for cleaning. The resulting solution is treated with 0.014 g LiBOB (see above). dissolved in 10 ml of N, N-dimethylacetamide, and 20% by weight LiBOB based on PBI, offset. This polymer electrolyte solution is poured on a glass plate. The glass plate with applied Polymer electrolyte solution is kept in the drying oven for 4 hours dried at 200 ° C. The finished polymer electrolyte foil can then be removed from the glass plate. Subsequently The film is for one hour at 150 ° C in a drying oven of dried on both sides.

Der Polymerelektrolyt wird mit einer 10% gewichtsprozentigen Lösung von LiBOB in N,N-Dimethylacetamid imprägniert. Die Menge an Imprägnierlösung wird so eingestellt, dass die massenbezogene Aufnahme an LiBOB vorzugsweise etwa 12 Gewichtsprozent beträgt. Diese Imprägnierung wird bei Raumtemperatur durchgeführt.Of the Polymer electrolyte is mixed with a 10% weight percent solution of LiBOB in N, N-dimethylacetamide impregnated. The amount of impregnating solution is adjusted so that the bulk intake of LiBOB is preferably about 12% by weight is. This impregnation is at room temperature carried out.

Die vorangehenden Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind lediglich beispielhaft und nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend auszulegen. Die vorliegende Erfindungslehre kann leicht auf andere Anwendungen übertragen werden. Die Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist zur Veranschaulichung vorgesehen und nicht, um den Schutzbereich der Patentansprüche einzuschränken. Viele Alternativen, Modifikationen und Varianten sind für einen durchschnittlichen Fachmann offensichtlich, ohne dass er hierfür den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung verlassen müsste, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.The previous embodiments of the present invention are by way of example only, and not to be construed as limiting the present invention. The present invention can easily be applied to other applications become. The description of the embodiment is by way of illustration provided and not to the scope of the claims limit. Many alternatives, modifications and Variants are obvious to one of ordinary skill in the art without that he is the scope of the present invention would have to leave the, in the following claims is defined.

Für die Lithiumionenleitfähigkeit wird ein Wert von 1,3·10–3 S/cm für einen erfindungsgemäßen, beispielhaften Polybenzimidazol/Lithiumsalz-Polymerelektrolyten bei Raumtemperatur erhalten.For the lithium-ion conductivity, a value of 1.3 × 10 -3 S / cm is obtained for an exemplary polybenzimidazole / lithium salt polymer electrolyte of the present invention at room temperature.

Der erfindungsgemäße Festpolymerelektrolyt ermöglicht den Einsatz von metallischen Lithiumelektroden und dabei den Verzicht auf spezielle Separatoren, lässt eine höhere Betriebstemperatur zu und ist zu dünnen Folien mit Dicken unterhalb von 10 μm verarbeitbar, wodurch elektrochemische Vorrichtungen höherer Leistungsdichte umsetzbar sind.The solid polymer electrolyte according to the invention enables the use of metallic lithium electrodes and doing without special separators, allows a higher operating temperature and is processable into thin films with thicknesses below 10 microns, whereby electrochemical devices of higher power density can be implemented.

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Claims (24)

Festpolymerelektrolyt-Werkstoff für eine elektrochemische Batterievorrichtung, aufweisend wenigstens ein Polymer mit einer mikroporösen Struktur und ein Metallsalz, dadurch gekennzeichnet, dass das Festpolymerelektrolyt eine feststoffartige Polymer-Komponente und eine innerhalb der feststoffartigen Polymer-Komponente verteilt angeordnete feststoffartige Lithiumsalz-Komponente aufweist, wobei wenigstens in einem Teil der mikroporösen Struktur eine flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente angeordnet ist.A solid polymer electrolyte material for an electrochemical battery device comprising at least one polymer having a microporous structure and a metal salt, characterized in that the solid polymer electrolyte comprises a solid-like polymer component and a solid-like lithium salt component distributed within the solid-state polymer component, at least a part of the microporous structure, a liquid-like lithium salt component is arranged. Festpolymerelektrolyt-Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feststoffartige Lithiumsalz-Komponente und die flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente eine gleiche Lithiumsalz-Substanz aufweisen.Solid polymer electrolyte material according to claim 1, characterized in that the solid-like lithium salt component and the liquid-type lithium salt component a have the same lithium salt substance. Festpolymerelektrolyt-Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feststoffartige Polymer-Komponente und eine feststoffartige Lithiumsalz-Komponente miteinander wenigstens eine chemische Verbindung ausbilden.Solid polymer electrolyte material according to claim 1 or 2, characterized in that the solid-like polymer component and a solid-type lithium salt component with each other at least form a chemical compound. Festpolymerelektrolyt-Werkstoff nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gewichtsprozentige Anteil der flüssigstoffartigen Lithiumsalz-Komponente zwischen 5 und 20% beträgt.Solid polymer electrolyte material according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the weight percentage the liquid-like lithium salt component between 5 and 20%. Festpolymerelektrolyt-Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer der Polymer-Komponente aus der Gruppe der Polyazole ausgewählt ist.Solid polymer electrolyte material according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the polymer of the polymer component is selected from the group of polyazoles. Festpolymerelektrolyt-Werkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer der Polymer-Komponente aus der Gruppe der Polyazole ein Poly-m-(phenylen) 5,5-bibenzimidazol (PBI) ist.Solid polymer electrolyte material according to claim 5, characterized in that the polymer of the polymer component from the group of polyazoles a poly-m- (phenylene) 5,5-bibenzimidazole (PBI) is. Festpolymerelektrolyt-Werkstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das PBI eine inhärente Viskosität, gemessen in einer 1% gewichtsprozentigen Lösung in N,N-Dimethylacetamid, von > 0,9 dl/g aufweist.Solid polymer electrolyte material according to claim 6, characterized in that the PBI has an inherent viscosity, measured in a 1% weight percent solution in N, N-dimethylacetamide, of> 0.9 dl / g. Festpolymerelektrolyt-Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithiumsalzkomponente wenigstens eines von den anorganischen Anionen LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiClO4 und/oder organischen Anionen LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4BO6 ist.Solid polymer electrolyte material according to one of claims 1 to 4, characterized in that the lithium salt component of at least one of the inorganic anions LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 and / or organic anions LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 BO. 6 Festpolymerelektrolyt-Folie für eine elektrochemische Batterievorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Festpolymerelektrolyt-Folie aus einem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 beschaffenen Festpolymerelektrolyt-Werkstoff ausgebildet ist.Solid polymer electrolyte film for an electrochemical Battery device, characterized in that the solid polymer electrolyte film of a solid polymer electrolyte material obtained according to any one of claims 1 to 8 is trained. Elektrochemische Batterie basierend auf einem Festpolymerelektrolyt, aufweisend wenigstens eine Anordnung von einer ersten Ableiterelektrode, einer Anode, einem ersten Separator, einem Elektrolyt, einem zweiten Separator, einer Kathode und einer zweiten Ableiterelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass als Festpolymerelektrolyt eine Festpolymerelektrolyt-Folie nach Anspruch 9 verwendet ist.Electrochemical battery based on a solid polymer electrolyte, comprising at least one arrangement of a first arrester electrode, a Anode, a first separator, an electrolyte, a second separator, a cathode and a second arrester electrode, characterized as a solid polymer electrolyte, a solid polymer electrolyte film used according to claim 9. Elektrochemische Batterie basierend auf einem Festpolymerelektrolyt, aufweisend wenigstens eine Anordnung von einer ersten Ableiterelektrode, einer Anode, einem Elektrolyt, einer Kathode und einer zweiten Ableiterelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass als Festpolymerelektrolyt eine Festpolymerelektrolyt-Folie nach Anspruch 9 verwendet ist.Electrochemical battery based on a solid polymer electrolyte, comprising at least one arrangement of a first arrester electrode, a Anode, an electrolyte, a cathode and a second arrester electrode, characterized in that the solid polymer electrolyte is a solid polymer electrolyte film used according to claim 9. Elektrochemische Batterie nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode im Wesentlichen aus metallischem Lithium ausgebildet ist.An electrochemical battery according to claim 10 or 11, characterized in that the anode consists essentially of metallic Lithium is formed. Elektrochemische Batterie nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode aus einer Interkalationsverbindung von Lithium in Kohlenstoff ausgebildet ist.An electrochemical battery according to claim 10 or 11, characterized in that the anode consists of an intercalation compound is formed of lithium in carbon. Elektrochemische Batterie nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode im Wesentlichen aus einer Metall-Oxid-Legierung des Lithiums mit der Formelbeschreibung Li[M]O2 ausgebildet ist, wobei M einen Platzhalter für ein Legierungsmetall bezeichnet.Electrochemical battery according to one of claims 10 to 13, characterized in that the cathode is formed essentially of a metal-oxide alloy of lithium having the formula description Li [M] O 2 , wherein M denotes a placeholder for an alloying metal. Elektrochemische Batterie nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Legierungsmetall M aus einer Gruppe Co, Mn, Fe, Ni ausgewählt ist.Electrochemical battery according to claim 14, characterized in that the alloying metal M is selected from a group Co, Mn, Fe, Ni is selected. Elektrochemische Batterie nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode im Wesentlichen aus Lithiumeisenphosphat LiFePO4 ausgebildet ist.Electrochemical battery according to one of claims 10 to 13, characterized in that the cathode is formed substantially from lithium iron phosphate LiFePO 4 . Verfahren zum Herstellen einer Festpolymerelektrolyt-Folie für eine elektrochemische Batterievorrichtung aus einem Festpolymerelektrolyt-Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass – in einem ersten Schritt eine feststoffartige Polymer-Komponente in einem Lösungsmittel aufgelöst wird; – in einem zweiten Schritt in der aufgelösten feststoffartigen Polymer-Komponente eine vorbestimmte Menge der feststoffartigen Lithiumsalz-Komponente aufgelöst wird; – in einem dritten Schritt die erhaltene Lösung zu einem Dünnfilm verarbeitet wird; – in einem vierten Schritt eine so erhaltene Dünnfilmfolie getrocknet wird, bis das Lösungsmittel im Wesentlichen verdunstet ist und in der Dünnfilmfolie eine bleibende mikroporöse Struktur erzeugt wird; – in einem fünften Schritt in die Dünnfilmfolie eine flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente, die aus einem in einem Lösungsmittel aufgelösten Lithiumsalz ausgebildet ist, derart eingebracht wird, dass die flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente die mikroporöse Struktur im Wesentlichen ausfüllt.A process for producing a solid polymer electrolyte sheet for a battery electrochemical device from a solid polymer electrolyte material, characterized in that - in a first step, a solid-like polymer component is dissolved in a solvent; In a second step, in the dissolved solid-like polymer component, a predetermined amount of the solid-like lithium salt component is dissolved; - In a third step, the resulting solution is processed into a thin film; In a fourth step, a thin-film foil obtained in this way is dried until the solvent has substantially evaporated and a permanent microporous structure is produced in the thin-film foil; - In a fifth step in the thin film film, a liquid-like lithium salt component, which is formed from a solvent dissolved in a lithium salt, is introduced such that the liquid-like lithium salt component substantially fills the microporous structure. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die feststoffartige Lithiumsalz-Komponente und die flüssigstoffartige Lithiumsalz-Komponente aus einer gleichen Lithiumsalz-Substanz gebildet werden.Method according to claim 17, characterized in that that the solid-like lithium salt component and the liquid-like Lithium salt component formed from a same lithium salt substance become. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass feststoffartige Polymer-Komponente und eine feststoffartige Lithiumsalz-Komponente miteinander wenigstens eine chemische Verbindung ausbilden.Method according to claim 17 or 18, characterized the solid-like polymer component and a solid-like Lithium salt component with each other at least one chemical compound form. Verfahren nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der gewichtsprozentige Anteil der flüssigstoffartigen Lithiumsalz-Komponente zwischen 5 und 20% beträgt.A method according to claim 17, 18 or 19, characterized characterized in that the percentage by weight of the liquid-like Lithium salt component is between 5 and 20%. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer der Polymer-Komponente aus der Gruppe der Polyazole ausgewählt wird.Method according to one of claims 17 to 20, characterized in that the polymer of the polymer component is selected from the group of polyazoles. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymer der Polymer-Komponente aus der Gruppe der Polyazole ein Poly-m-(phenylen) 5,5-bibenzimidazol PBI ausgewählt wird.Method according to claim 21, characterized that as a polymer of the polymer component from the group of polyazoles a poly-m- (phenylene) 5,5-bibenzimidazole PBI was selected becomes. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das PBI eine inhärente Viskosität, gemessen in einer 1% gewichtsprozentigen Lösung in N,N-Dimethylacetamid, von > 0,9 dl/g aufweist.Method according to claim 22, characterized in that that the PBI an inherent viscosity, measured in a 1% weight percent solution in N, N-dimethylacetamide, of> 0.9 dl / g. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Lithiumsalzkomponente aus wenigstens einem von den anorganischen Anionen LiPF6, LiBF4, LiAsF6, LiClO4 und/oder organischen Anionen LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4BO6 ausgebildet wird.Method according to one of claims 17 to 20, characterized in that the lithium salt component of at least one of the inorganic anions LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 and / or organic anions LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC4BO 6 is formed.
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