[發明專利]二氧化碳復合吸氣劑

有效

• 申請號: 201380032252.6
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN104394961A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 馬爾科·維斯孔蒂;亞歷山德拉·弗尼科拉;羅伯托·詹南托尼奧;盧卡·托亞
• 申請（專利權）人: 工程吸氣公司
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;B01D53/22;B01D53/62;H01M10/52;B01D53/26
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;劉媛

在其第一個方面中，本發明涉及一種改進的二氧化碳復合吸氣劑，在其第二個方面中，本發明涉及使用這種改進的二氧化碳復合吸氣劑的密封系統。

目前有一整類密封系統，其中從二氧化碳與密封系統中存在的一種或更多種成分的化學相互作用引起的不利影響或物理相互作用導致的不利影響兩方面來看，二氧化碳的存在是不利的。受化學相互作用不利影響的系統的非限制性實例為有機電子器件，而由物理相互作用決定裝置劣化的后一種類型的裝置的實例一般為這樣的裝置：由系統本身作為其運行的副作用產生CO₂，這可導致過壓及隨后裝置殼破裂。

在最重要的這些類型的裝置中有能量存儲系統如可再充電鋰電池，并且CO₂產生的不利作用和風險在多篇文章中進行了描述，例如Vetter等發表于Journal?of?Power?Sources?159(2006)277-281的“In?situ?study?on?CO₂?evolution?at?lithium-ion?battery?cathodes”、Kong發表于Journal?of?Power?Sources?142(2005)285-291的“Gas?evolution?behaviors?for?several?cathode?materials?in?lithium-ion?batteries”以及Shin等發表于Journal?of?Power?Sources?109(2002)47-52的“Effect?of?Li₂CO₃?additive?on?gas?generation?in?lithium-ion?batteries”。

可再充電鋰電池屬于最關鍵的裝置，因為二氧化碳過壓可導致裝置殼突然破裂，同時具有發生易燃物質(其中含有電解液)泄漏的風險。該問題還通過以下事實而加劇：這些裝置一般具有非常小的自由體積，因此少量二氧化碳的產生將導致裝置內壓快速上升。

鑒于該特別關鍵的方面，在下文中，將特別涉及CO₂吸氣劑體系在該類型裝置中的應用，盡管如此，但如上所述，CO₂的存在以及因此對其有效去除的需要為很多不同的密封系統所共有。

去除鋰電池中氣態雜質的問題在均屬于本申請人名下的WO?2008/148778和WO?2008/148781中進行了描述和解決。這些文獻中解決的主要方面是吸氣劑材料與電池的電解環境的相容性。關于使用堿金屬氫氧化物來去除CO₂，這些文獻中描述的問題之一是同時釋放H₂O，并且因此需要將H₂O除去以避免問題從二氧化碳轉移到H₂O。這導致了更龐大的系統或對CO₂具有受限容量的系統，因為相當大的一部分可用體積需要被吸濕劑占據。

本發明的目的是提供一種改進的二氧化碳復合吸氣劑，其包括限定內體積V的CO₂可滲透包裹件，所述CO₂可滲透包裹件容納累積體積為Vm的第一和第二活性材料的粉末，其特征在于所述第一活性材料為氫氧化鋰，所述第二活性材料為氧化鋰，并且LiOH/Li₂O摩爾比為0.05至1.5。

累積體積Vm是指包含在由CO₂可滲透包裹件限定的內體積V中的活性材料(氧化鋰和氫氧化鋰)顆粒體積的總和。

對于復合吸氣劑吸附速率不那么重要但需要較高的CO₂容量的所有應用而言，摩爾比優選為0.05至0.2，而0.2至0.7的比率則提供了最佳CO₂吸附速率和CO₂去除能力之間的折衷解決方案，當所述比率為0.7至1.5時，吸氣劑具有其最佳吸附速率。

CO₂可滲透包裹件是指CO₂滲透系數為至少50cm³＊mm/(m²＊天＊大氣壓)的材料，所述值優選等于或高于100。同時，CO₂可滲透包裹件優選有利地表現出不高于0.6g＊mm/(m²＊天)的水蒸氣透過率(MVTR)。

還將借助于下述附圖對本發明進行描述，其中：

-圖1示出了根據本發明的CO₂復合吸氣劑體系的第一實施方案的截面圖，

-圖2示出了根據本發明的CO₂復合吸氣劑體系的第二實施方案的截面圖，