DD231455A1 - Elektroden aus organischen polymeren fuer sekundaerbatterien - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Elektroden aus organischen Polymeren fuer Sekundaerbatterien, wobei als reversibel beladbares Elektrodenmaterial vernetzte oder unvernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere verwendet werden. Die mit den erfindungsgemaessen Elektroden aufgebauten Sekundaerbatterien zeichnen sich durch hohe Energie- und Leistungsdichten aus und koennen zur Speicherung elektrischer Energie in der Elektrotechnik und Elektronik angewendet werden.
Description
Titel der Erfindung
Elektroden aus organischen Polymeren für Sekundärbatterien
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Elektroden aus organischen Polymeren für Sekundärbatterien. Die mit den erfindungsgemäßen Elektroden aufgebauten Sekundärbatterien zeichnen sich durch hohe Energie- und Leistungsdichten aus und können deshalb vorteilhaft zur Speicherung elektrischer Energie auf den Gebieten der Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt werden.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Sekundärbatterien mit Elektroden aus polymeren] Material sind erst seit 1981 bekannt. So beschreiben beispielsweise die EP 0036118, EP 0049970 und EP 0050441 die Verwendung von Polyacetylen sowie Shacklette u.a., J. Chem. Sog., Chem. Comm. 361 (1982) die Verwendung von Polyphenylen als Elektrodenmaterial in wiederaufladbaren Batterien. Derartige Batterien besitzen sehr gute elektrische Eigenschaften, beispielsweise hohe Energie- und Leistungsdichten sowie hohe EntladungsStromstärken bezogen auf die Flächen der Elektroden. Die bekannten technischen Lösungen schlagen jedoch ausschließlich konjugierte Polymere als für die Verwendung als Elektrodenmaterial geeignete Polymere vor. Die Verwendung von solchen konjugierten Polymeren, wie z.B. Polyacetylen
oder Polyphenylen, ist jedoch mit Nachteilen behaftet, da diese Polymere völlig unlöslich und unschmelzbar sind« Da sie je nach den Herstellungsbedingungen in Form von Filmen oder Pulvern anfallen, können sie auch nur in dieser Form und reit dem erreichten Reinheitsgrad verwendet werden. So ist es beispielsweise nur schwer möglich, PoIyacetylen-Filme sehr verschiedener Größen und Schichtdicken sowie mit der jeweils erforderlichen mechanischen Festigkeit herzustellen. Ähnliches gilt für die Polyphenylen-Pulver, für die das Pressen die einzige "Verarbeitungsmöglichkeit darstellt. Daneben zeigen einige konjugierte Polymere, wie z.B. Polyacetylen, grundsätzlich unerwünschte Empfindlichkeit (Reaktivität) gegenüber Atmosphärilien, beispielsweise Luftsauerstoff. Aus diesen Gründen können die bisher als geeignet vorgeschlagenen Polymere eine Reihe technischer Erfordernisse nicht erfüllen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, reversibel be- und entladbare Elektroden für Sekundärbatterien zu schaffen, wobei als aktives Elektrodenmaterial organische Polymere verwendet werden sollen, die neben der Eigenschaft der reversiblen elektrischen Be- und Entladbarkeit Thermoplastizität besitzen, in geeigneten organischen Lösungsmitteln löslich sind, ein gutes Filmbildungsvermögen zeigen, stabil gegenüber Atmosphärilien sind und darüber hinaus die Möglichkeit der chemischen Vernetzung eröffnen. Damit sollen sie sowohl durch übliche thermoplastische Verformungsverfahren zu beliebigen, den Notwendigkeiten der Technik angepaßten Körpern verformt als auch durch technisch bekannte Lösungsgießverfahren zu Filmen beliebiger Größe und Schichtdicke verarbeitet werden können, wobei weiterhin die Möglichkeit bestehen soll, vor, aber hauptsächlich während oder nach dem Verarbeitungsprozeß eine partielle oder vollständige Vernetzung der Polymeren durchzuführen, um die Löslichkeit in gewünschtem Maß zu beeinflussen sowie um die chemische und mechanische Beständigkeit noch weiter zu erhöhen. Dabei sollen die
_ 3 —
vorteilhaften elektrischen Eigenschaften der in den bekannten technischen Lösungen verwendeten unschmelzbaren und unlöslichen Polymeren, beispielsweise hohe Energie- und Leistungsdichten der damit aufgebauten Sekundärbatterien, nicht nachteilig verändert werden,
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, reversibel be- und entladbare Elektroden für Sekundärbatterien zu schaffen, wobei als aktives Elektrodenmaterial organische Polymere verwendet werden sollen, die thermoplastisch sind, in geeigneten organischen Lösungsmitteln Löslichkeit besitzen, ein gutes Pilmbildungsvermögen zeigen und chemisch vernetzbar sind. Dabei sind die Mängel der bekannten technischen Lösungen, wie z.B. Unschmelzbarkeit und Unlöslichkeit der verwendeten Polymeren sowie ihre Empfindlichkeit gegenüber Atmosphärilien zu beseitigen, ohne jedoch die mit den bekannten technischen Lösungen erreichten elektrischen Eigenschaften nachteilig zu verändern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als reversibel be- und entladbares Elektrodenmaterial vernetzte oder unvernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere verwendet werden« Geeignete Epoxid-Arylamin-Additionspolymere sind solche, die ß—Hydroxyalkylarylamin-Gruppierungen der Typen J- bis JK),
-CH-CH2-N-Ar-N-CH2-CH-- JL OH OH
Y Y
-CH-CH2-N-Ar-X-Ar-N-CH2-CH- _2. OH OH
--CH-CH2-N-CH2-CH--OH OH
Ar1 Ar1 -CH-CH2-N-CH2-R-CH2-N-CH2-Ch U_
Ah oh
OH
-CH-CH2V /Y
N-Ar-l/ S_
-CH-CH2 CH2-CH--
OH OH
OH OH
-CH-CH2K /CH2-CH--
Ν-Αγ-ν'
-CH-CH2 CH2-CH--
OH OH
OH
-CH-CH2V /
ΊAX-Ar-Nx
-ch-ch/ Ni
I-Ar-X-
j .. "CH2-CH--
OH OH
-CH-CH2V /CH2-CH-
N-Ar-X-Ar-N
-CH-CH2 XH2-CH-
I I
OH OH
OH
OH CH2-CH--
-CH-CH2-O-Ar-N
OH2-CH-OH
OH
?H S /CH2-CH--
-CH-CH2-O-C-Ar-N 1Q
CH2-CH- · OH
allein oder in Kombination, als Teil eines Polymernetzwerkes oder einer Polymerkette enthalten, wobei bedeuten: Ar = unsubstituierte oder substituierte Phenylenreste, mehrkernige aromatische difunktionelle Reste, ein- oder mehrkernige heteroaromatische difunktionelle Reste, Arylenreste,
X = CH2, (CH2)n, C(alkyl)2, C(aryl)2, 0, S, -, SO2, CO, CR1 ^=CR1 mit Rf = H, Alkyl, Aryl
η = 2, 3, 10
Υ = unsubstituierter oder substituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-Rest, vorzugsweise Methyl, Ethyl, ß-Hydroxyethyl, Cyclohexyl und Benzyl;
Ar1= substituierter oder unsubstituierter Arylrest, vorzugsweise o- oder p-substituierte Phenylreste
Z Z
// Λ
mit Z=H, Halogen (F, Cl, Br, J), R1O-, R1S-, R2H-, R^Si-,
R'-C-, R'-O-C-, It Il 0 0
R2-IT-C-, UO2, CK
(R1 = Alkyl, Cycloalkyl, Aryl)
R = unverzweigte oder verzweigte Alkylenreste, Oxaalkylenreste, 0, S, -, -C = CC, -C=C-, Arylenreste, Difunktionelle Heterocyclen.
Als Epoxid-Komponenten für den Aufbau der vernetzten oder unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymere werden Bisphenol-A-diglycidylether, Bisphenol-F-diglycidylether oder Hydrochinondiglycidylether sowie entsprechende Epoxidharze auf der Basis von Bisphenol A, Bisphenol P oder Hydrochinon verwendet.
Es wurde gefunden, daß Epoxid-Arylamin-Additionspolymere, die Strukturglieder des Typs 11 enthalten, besonders vor-
teilhaft als reversibel beladbares Elektrodenmaterial verwendet werden können,
wobei Y und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben: Y =
o-j
-, -C5H4-
Als ebenfalls sehr vorteilhaft verwendbar haben sich Epoxid-Arylamin-Additionspolymere erwiesen, die Strukturglieder des Typs 12 enthalten,
-0-Ar-O-CH2-CH-CH2-N-CH2-CH-CH2-J--OH OH
wobei R und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben:
Ar" = 06H4-C(0H3)2-06Ho -C6H4-CH2-C6H4-, -C5H4-
Besonders günstig ist es weiterhin, wenn Epoxid-Arylamin-Additionspolymere des Typs _13_ als reversibel beladbares Elektrodenmaterial verwendet werden,
-Lo-Ar-O-CH2-CH-CH2-N-CH2-CH-CH2-J-- · · .13. L OH OH
wobei R und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben:
λ -v»t! π υ η f πττ N π tr π tj γίι γ» tj π tj
Eine vorteilhafte Lösung wird auch dadurch erreicht, daß Epoxid-Arylamin-Additionspolymere des Typs ^H verwendet werden,
0-Ar-O-CH2-CH-CH2-N-^ ^ OH
wobei X, Y und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben:
X = CH2, 0, C6H5CH, S Y =
Ar" = -C6H4-C(CH3)2- C6H4-, -C6H4-CH2-C6H4-, -C5H4-Es wurde weiterhin gefunden, daß als erfindungsgemäßes Elektrodenmaterial auch vernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere, die 1 bis 100 Molprozent Strukturglieder des Typs _15_ enthalten, in besonders vorteilhafter Weise verwendet werden können,
OH OH
-O-Ar"-O-CH2-CH-CH2. CH2-CH-CH2-'
N—Ar — N
-0-Ar-O-CH2-CH-CH2^ ^CH2-CH-CH2 I I
OH OH
wobei Ar und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben: Ar = C6H4, -C6H4-CH2-C6H4-, -C6H4-O-C6H4-, CH
Ar" = -C6H4-C(CH3)2-C6H4-, -C6H4-CH2-C6H4-, -C5H4-Als sehr günstig erwies sich ebenfalls die Verwendung von vernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren, die 1 bis 100 Molprozent Strukturglieder des Typs 16 enthalten,
-0-Ar-O-CH2-CH-CH2.
OH
-CMn
^V-O-CH2-CH-CH2-O-Ar/'
CH2-CH-CH2
OH
wobei Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung hat: Ar» = -C6H4-C(CH3)2-C6H4-, -G6H4-CH2-G6H4-, -C5H4-Die erfindungsgemäßen Epoxid-Arylamin-Additionspolymere sind in hoher struktureller Reinheit nach bekannten Verfahren zugänglich (DD 164 985, DD 149 634, vgl. auch Publikationen von Hörhold u. Mitarb·, Makromol. Chemie, Rapid Commun. 2 (1981) 113; Z. Chem. 22_ (1982) 166). Die Herstellung der erfindungsgemäßen Elektroden erfolgt zweckmäßig mittels üblicher Lösungsgießverfahren. Dabei werden, die unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymere entweder direkt in dünnen Schichten auf leitende Unterlägen, die gleichzeitig als Stromkollektoren dienen, aufgetragen oder zu selbsttragenden Filmen gegossen, deren Kontaktierung nach Ablösung von der Unterlage in üblicher Weise, vorzugsweise durch Bedampfen,, mit geeigneten Metallen, durch Beschichten mit Graphit oder durch einen mechanischen Druckkontakt in der Sekundärbatterie selbst, erfolgt. In beiden Fällen kann auf der Unterlage eine Nachvernetzung der unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren zur Verbesserung der chemischen und mechanischen Beständigkeit durchgeführt werden. Als Lösungsmittel werden THF, Dioxan und Pyridin, vorzugsweise jedoch ein Gemisch Chloroform/ Methanol (4:1) verwendet. Das technisch sehr einfach zu realisierende Verfahren des Lösungsgießens gestattet es, Filme der erfindungsgemäßen Polymeren in beliebiger Größe und Schichtdicke sowie mit hoher mechanischer Festigkeit
und chemischer Stabilität, insbesondere gegenüber Atmosphärilien herzustellen»
Auf Grund der thermoplastischen Eigenschaften der unvernetzten EpoxLd-Arylamin-Additionspolymere ist es auch möglich, die für die Verwendung als Elektroden notwendigen und
geeigneten Körper, wie beispielsweise Folien, Fäden, Drähte oder Platten, durch übliche thermoplastische Verformungsverfahren herzustellen und sie hierbei oder anschließend zu kontaktieren.
Die erfindungsgemäßen Elektroden können auch dadurch hergestellt werden, daß Mischungen von polyfunktioneilen Monomeren, vorzugsweise· jedoch Prepolymeren zu Schichten oder beliebigen anderen Körpern vergossen und in dieser Form und unter geeigneten Reaktionsbedingungen in vernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere überführt werden, gefolgt von deren anschließender Kontaktierung in der bereits angegebenen V/eise.
Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die Elektroden durch Pressen von Pulvern der vernetzten oder unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren zu geeigneten Körpern bei gleichzeitiger Kontaktierung, beispielsweise durch Miteinpressen von Metalldrähten, Graphitpulver oder Graphitstäben, oder nachfolgender Kontaktierung, beispielsweise durch Bedampfen mit Metallen oder Beschichten mit Graphit, herzustellen.
Die durch Lösungsgießen, thermoplastische Verformung, Pulverpressen sowie als Gießharze aus polyfunktionellen Monomeren oder Prepolymeren hergestellten erfindungsgemäßen Elektroden können zur Verbesserung oder Modifizierung der mechanischen Eigenschaften, beispielsweise der Filmbildung, der Flexibilität oder der Haftfestigkeit auf den Kontaktflächen,'Weichmacher, Sensibilisatoren, Füllstoffe und Bindemittel enthalten*
Gegebenenfalls ist es auch vorteilhaft, wenn die Elektroden zur Verbesserung ihrer elektrischen Eigenschaften leitfähigkeitsverbessernde Zusätze enthalten, beispielsweise Graphit
oder/und Leitsalze, vorzugsweise jene, die auch als Leitsalze in den Elektrolytlösungen der erfindungsgemäßen Sekundärbatterien Verwendung finden.
Zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften kann das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial in an sich bekannter Weise chemisch mit Verbindungen, die eine p-Dotierung (Oxidation) der Polymeren bewirken, beispielsweise elementaren Halogenen, Antimonpentachlorid. oder anderen Oxidationsmitteln, oder elektrochemisch in Gegenwart geeigneter Leitsalze, vorzugsweise jener, die auch als Leitsalze in den Elektrolytlösungen der erfindungsgemäßen Sekundärbatterien Verwendung finden, p-vordotiert (oxidiert) werden. Es wurde gefunden, daß sich die erfindungsgemäßen Sekundärbatterien, die auf p-vordotierten (oxidierten) Elektroden aufgebaut wurden, bereits in einem geladenen Zustand befinden und deshalb zunächst wie eine Primärbatterie arbeiten. Die erfindungsgemäßen Elektroden werden in Sekundärbatterien als Anoden (positiver Pol) geschaltet, d.h. im geladenen Zustand befindet sich das Elektrodenmaterial in einer oxidierten Form. Als Katoden (negativer Pol) können alle Metalle mit einer Elektronegativität, die nicht größer als 1,0 ist vorzugsweise jedoch Alkalimetalle, insbesondere Lithium, verwendet werden. Geeignet sind auch Legierungen dieser Metalle untereinander oder mit geeigneten anderen Metallen, beispielsweise Aluminium. Jedoch können auch Stromkollektoren aus Gold, Platin, Aluminium, Graphit oder Edelstahl verwendet werden.
In den erfindungsgemäßen Sekundärbatterien befinden sich beide Elektroden in einem flüssigen, gelartigen oder festen Elektrolyten, der ein geeignetes Leitsalz, beispielsweise ein Alkali- oder Tetraalkylammoniumhalogenid, -perchlorat, -hexafluorophosphat oder -tetrafluoroborat, vorzugsweise Lithiumperchlorat, ein geeignetes Lösungsmittel, beispielsweise Acetonitril, Propylencarbonat, Mtromethan oder Hexamethylphosphorsäuretriamid für flüssige Elektrolyten und Ethylencarbonat oder Polyethylenoxid für feste Elektrolyten, sowie gegebenenfalls ein übliches Verdickungsmittel für
gelartige Elektrolyten enthält. Geeignete Konzentrationen des Leitsalzes im Elektrolyten liegen im Bereich von 0,01 "bis 2,0 Mol/l, vorzugsweise von 0,1 bis 1,0 Mol/l, insbesondere jedoch von 0>3 bis 0,6 Mol/l.
Die Aufladung der erfindungsgemäßen Sekundärbatterien erfolgt zweckmäßig mit Stromdichten zwischen 0,01 mA/cm und 10 mA/
2 2 2
cm , vorzugsweise zwischen 0,05 mA/cm und 1 mA/cm .
Die erfindungsgemäßen Sekundärbatterien zeigen bei der Entladung hohe Energie- und Leistungsdichten.
Ausführungsbeispiele-
Durch Gießen einer Lösung eines aus p-Anisidin und Bisphenol-A-diglycidylether hergestellten unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren in Chloroform/Methanol (4:1) auf beide Seiten einer aus Platinblech bestehenden Unterlage und anschließendes Verdunsten des Lösungsmittels wird ein dünner Film dieses Polymeren mit einer Masse von 38,4 mg und einer Fläche von 13 cm hergestellt.und als Anode (positiver Pol) in einer 0,5 molaren Lösung von Lithiumperchlorat in.Aceto-
2 nitril gegen eine 1 cm 'große Katode (negativer Pol) aus Platinblech geschaltet. Die Ladung erfolgt mit Hilfe einer Gleichspannungsquelle mit einem konstanten Strom von
2 0,05 mA/cm , bezogen auf die Slektrodenflache. Nach einer Ladezeit von 2 h wird über einen 20 kil-Widerstand entladen. Am Beginn der Entladung werden eine Spannung von 354 V und eine Stromstärke von 180 ^ A beobachtet. Nach einer Entladungszeit von 11h wird eine Snergiedichte von 32,5 mWh/g ermittelt.
Es wird verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch wird nach einer Ladungszeit von 1 h der Kurzschlußstrom gemessen. Aus dem beobachteten Wert von 42 :mA wird eine Leistungsdichte von 3700 mW/g ermittelt.
Beispiel J: ·
0,5 g (0,224 mcnol) eines Prepolymers, das durch thermische Schmelzadditionsreaktion während 16 Stunden bei 120 0C aus 27,2 g (80,1 mmol) Bisphenol-A-diglycidylether und 17,3 g (60,1 mmol) Έ,Hf-Dibenzyl-p-phenylendiamin hergestellt wurde, werden in 2,5 ml Dichlorethan gelöst und mit 0,025 g (0,230 mmol) p-Phenylendiamin vermischt. Durch beidseitiges Auftragen dieser Mischung auf eine aus Platinblech bestehende Unterlage und anschließendes mehrstündiges Aushärten
ο » -
bei 120 G wird ein dünner Film eines partiell vernetzten Bpoxid-Arylamin-Additionspolymeren mit einer Masse von 6,5 mg
2 und einer Fläche von 13 cm hergestellt und als Anode (positiver Pol) in einer 0,5 molaren Lösung von Lithiumperchlorat in Acetonitril gegen eine 1 cm große Katode (negativer Pol) aus Platinblech geschaltet. Die Ladung erfolgt mit einem konstanten Strom von 0,2 mA/cm , bezogen auf die Elektrodenfläche, lach einer Ladezeit von 20 min wird über einen 20 k Λ -Widerstand entladen. Am Beginn, der Entladung werden eine Spannung von 3,0 Y und .eine Stromstärke von ^u A beobachtet. Nach einer Entladungszeit von 3>5 Stunden wird eine Energiedichte von 49,3 mWh/g ermittelt.
Es wird verfahren wie in Beispiel 3 beschrieben, jedoch wird nach einer Ladungszeit von 10 min der Kurzschlußstrom gemessen. Aus.dem beobachteten Wert von 50 mA wird eine Leistungsdichte von 23000 mW/g ermittelt.
0,5 g (0,224 mmol) eines Prepolymers, das wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellt wurde,, werden in 2,5 ml Dichlorethan gelöst und mit 0,025 g (0,230 mmol) p-Phenylendiamin, 0,052 g Graphitpulver und 0,052 g Ruß vermischt. Durch beidseitiges Auftragen dieser Mischung auf eine aus Platinblech bestehende Unterlage und anschließendes mehrstündiges Aushärten bei 120 0C wird ein Film eines partiell vernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren mit einer Masse von
20,5 mg und einer Fläche von 13 cm hergestellt und als Anode (positiver Pol) zu einer 0,5 molaren Lösung von Lithium-
perchlorat in Acetonitril gegen eine 1 cm große Katode (negativer Pol) aus Platinblech geschaltet. Die Ladung erfolgt mit
einem konstanten Strom von o,2 mA/cm , bezogen auf die Elektrodenfläche* Ifach einer Ladezeit von 20 min wird über einen 20 kΛ -Widerstand entladen. Am Beginn der Entladung werden eine Spannung von 3*2 V und eine Stromstärke von 160^u. A beobachtet. ITach einer Entladungszeit von 6 Stunden wird eine Energiedichte von 46,4 mWh/g ermittelt.
Beispiel 6: ,
0,373 g (0.170 mmol) eines Prepolymers, das durch thermische Schmelzadditionsreaktion während 40 Stunden bei 110 0C aus 5,0 g (14.688 mmol) Bisphenol-A-diglycidylether und 1,447 g (11.749 mmol) p-Anisidin hergestellt wurde, werden in 6 ml Tetrahydrofuran gelöst und mit 0,005 g (0,085 mmol) Ethylendiamin vermischt. Durch beidseitiges Auftragen dieser Mischung auf eine aus Platinblech bestehende Unterlage und anschließendes zweistündiges Aushärten bei 100 0C wird ein PiIm eines partiell vernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren mit einer Masse von 9.53 mg und einer Fläche von
13 cm hergestellt und als Anode (positiver Pol) in einer
ρ 0,5 molaren Lösung von Lithiumperchlorat gegen eine 1 cm große Katode (negativer Pol) aus Platinblech geschaltet. Die Ladung erfolgt mit einem konstanten Strom von 0,2 mA/ cm , bezogen auf die Elektrodenfläche. Nach einer Ladezeit von 20 min wird über einen 20 k £l -Widerstand entladen. Am Beginn der Entladung werden· eine Spannung von 3,5 V und eine Stromstärke von 175 ju A beobachtet. Nach einer Entladungszeit von 2,5 Stunden wird eine Ecargiedichte von 27,2 mWh/g ermittelt« Der in der gleichen Anordnung gemessene Kurzschlußstrom betrug 60 mA.
Claims (20)
1· Elektroden aus organischen Polymeren für Sekundärbatterien, gekennzeichnet dadurch, daß als reversibel beladbares Elektrodenmaterial vernetzte oder unvernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere verwendet werden.
2* Elektroden nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das vernetzte oder unvernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymer ß-Hydroxyalkylarylamin-Gruppierungen der Typen J- bis
Y Y
—CH-CH2-N-Ar-N-CH2-CH-··· OH OH
Y Y
-CH-CH2-N-Ar-X-Ar-N-CH2-CH--' OH
OH
Ar1
I
—CH-CH2-N-CH2-CH- -
—CH-CH2-N-CH2-CH- -
OH OH
Ar1 Ar1
-CH-CH2-N-CH2-R-Ch2-N-CH2-CH--
Ah oh
OH
—CH-CH2V Ji
N-Ar-N
^ C
^ C
H2-CH-H OH
OH OH
-CH-CH2V /CH2-CH--
Ν-Αγ-ν'
-CH-CH2 CH2-CH--
-CH-CH2 CH2-CH--
OH OH
OH
-CH-CH2V N
-CH-CH2V N
N-Ar-X-Ar-N^ -CH-CH/ XCH2-CH-
OH OH
OH OH
-CH-CH2^ /CH2-CH-
-CH-CH2' XH2-CH-
I- I
OH OH
OH
OH .CH2-CH--
-CH-CH2-O-Ar-N
OH2-CH--OH
OH
OH 0 CH2-CH-- -CH-CH2-O-C-Ar-N
CH2-CH--OH
allein oder in Kombination, als Teil eines Polymernetzwerkes oder einer Polymerkette enthält, wobei bedeuten:
Ar ss unsubstituierte oder substituierte Phenylenreste, mehrkernige aromatische difunktionelle Reste, ein- oder mehrkernige heteroaromatische difunktionelle Reste, Arylenreste,
X = GH2, (CH2)n, C(alkyl)2, C(aryl)2, 0, .S, -,SO2, CO,
CR^GR1 mit R1 = H, Alkyl, Aryl
η s 2, 3, „.mIO
η s 2, 3, „.mIO
Y = unsubstituierter oder substituierter Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-Rest, vorzugsweise Methyl, Ethyl, ß-Hydroxyethyl, Cyclohexyl und Benzyl;
Ar' ss substituierter oder unsubstituierter Arylrest, vorzugsweise ο- oder p-substituierte Phenylreste
Z Z
mit Z=H, Halogen (F, Cl, Br, J), R1O-, RfS-, R2II-, RXSi-,
i i
O O
E2-H-C-, IiO2, GTi
E2-H-C-, IiO2, GTi
(R1 = Alkyl, Cycloalkyl, Aryl)
R = unverzweigte oder verzweigte Alkylreste, Oxaalkylenreste, O, S, -, ^C = Gd ,
-C=C-, Arylenreste, bifunktionelle Heterocyclen.
-C=C-, Arylenreste, bifunktionelle Heterocyclen.
3. Elektroden nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Epoxidkomponente für den Aufbau der vernetzten oder unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymere Bisphenol-A-diglycidylether oder entsprechende Epoxidharze auf der Basis von Bisphenol A verwendet werden.
4· Elektroden nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Epoxid-Komponente für den Aufbau der vernetzten oder
unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymere Bisphenol-F-diglycidylether oder entsprechende Epoxidharze auf Basis von Bisphenol 3? verwendet werden.
5· Elektroden nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Epoxid-Komponente für den Aufbau der vernetzten oder unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymere Hydrochinon-. diglycidylether oder entsprechende Epoxidharze auf Basis von Hydrochinon verwendet werden.
6. Elektroden nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß als reversibel beladbares Elektrodenmaterial Epoxid-Arylamin-Additionspolymere,. die Strukturglieder des Typs V\_ enthalten, verwendet werden.
.L
0-Ar-O-CH2-CH-CH2-N OH
wobei Y und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben: Y
Ar" =
Y = GHq,
7. Elektroden nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß als reversibel beladbares Elektrodenmaterial Epoxid-Arylamin-Additionspolymere, die Strukturglieder der Typs Λ2. enthalten, verwendet werden,
O-Ar-O-CH2-CH-CH2-N-CH2-CH-CH24·
OH
I ' J OH
wobei R und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben: R = CHq, CpHc
Ar" = C6H4-C(CH3)2-C6H4-, -C6H4-CH2-C6H4-, -C5H4-
8. Elektroden nach Punkt 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß als reversibel beladbares Elektrodenmaterial Epoxid-Arylamin-Additionspolymere, die Strukturglieder des Typs 13 enthalten, verwendet werden,
OR
.. .Lo-Ar-O-CH2-CH-CH2-N-CH2-CH-CH2-J-- · · J3. OH OH
wobei R und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben: R = CHo, C2HC, CgHc
Ar" = C6H4-C(CH3)2-C6H4-, -C6H4-CH2-C6H4-, -C5H4-
9. Elektroden nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als reversibel beladbares Elektrodenmaterial Epoxid-Arylamin-Additionspolymere, die Strukturglieder des Typs 14 enthalten, verwendet werden,
wobei X, Y und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben: X = CH2, O, C5H5CH, S
Y =
o,
10. Elektroden nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß als reversibel beladbares Elektrodenmaterial ver-
netzte Epoxid-Arylaminr-Additionspolymere, die 1 bis 100 Molprozent Strukturglieder des Typs JJ5 enthalten, verwendet werden.
OH
0-Ar"-0-CH2-CH-
-CH2.
O-ArIL-O-CH2-CH-CH2' OH
'N—Ar—N'
OH
I I ,CH2-CH-CH2--
XH2-CH-CH2--' OH
15
wobei Ar und Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung haben: Ar = C6H4, -C6H4-CH2-C6H4-^-C6H4-O-C6H4-,
Ar» = -C6H4-C(CH3)2-C6H4-
-, -C5H4-
11. Elektroden nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß als reversibel beladbares Elektrodenmaterial vernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere, die 1 bis 100 Molprozent Strukturglieder des Typs 16 enthalten, verwendet werden.
OH -0-Ar-O-CH2-CH-CH2
-CH2-CH-CH2 OH
O-CH2-CH-CH2-O-Ar/24'·· 16 OH
wobei Ar" vorzugsweise folgende Bedeutung hat:
Ar" = -C6H4-C(CH3)2-C6H4-, -C6H4-CH2-C6H4-, -C6H4-
12. Elektroden nach Punkt 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß ünvernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere mittels
: üblicher Lösungsgießverfahren in dünnen Schichten auf leitende Unterlagen aufgetragen und gegebenenfalls nachvernetzt werden oder zu selbsttragenden Filmen gegossen und in üblicher Weise, vorzugsweise durch Bedampfen mit Metallen kontaktiert werden.
13* Elektroden nach Punkt 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß unvernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere mittels üblicher thermoplastischer Verfahren zu Folien, Fäden, Drähten oder beliebigen anderen Körpern verformt und in geeigneter Weise kontaktiert werden.
14· Elektroden nach Punkt 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß Schichten oder beliebige andere Körper aus vernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren in bekannter ¥/eise hergestellt und kontaktiert werden.
15* Elektroden nach Punkt 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß vernetzte oder unvernetzte Epoxid-Arylamin-Additionspolymere durch Pulverpressen zu geeigneten Körpern verformt und kontaktiert werden.
16. Elektroden nach Punkt 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften Weichmacher, Stabilisatoren, Füllstoffe und Bindemittel enthalten sind. ,
17. Elektroden nach Punkt 1 bis 15» gekennzeichnet dadurch, daß zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften leitfähigkeitsverbessernde Zusätze enthalten sind.
18. Elektroden nach Punkt 1 bis 15, gekennzeichnet dadurch, daß zur Verbesserung der elektrischen Eigenschaften chemisch oder elektrochemisch vordotiert wird.
19» Elektroden nach Punkt 1 bis 18, gekennzeichnet dadurch, daß sie als Anoden (positiver Pol) in Sekundärbatterien verwendet werden.
20, Sekundärbatterien mit Elektroden nach Punkt 1 bis 19, gekennzeichnet dadurch, daß sich Anoden (positiver Pol) aus vernetzten oder unvernetzten Epoxid-Arylamin-Additionspolymeren in einem flüssigen, gelartigen oder festen
Elektrolyten befinden und gegen Katoden (negativer Pol) aus geeignetem Material, vorzugsweise Lithium, Aluminium, Graphit oder Platin, geschaltet werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD82246920A DD231455A1 (de) | 1982-12-31 | 1982-12-31 | Elektroden aus organischen polymeren fuer sekundaerbatterien |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD82246920A DD231455A1 (de) | 1982-12-31 | 1982-12-31 | Elektroden aus organischen polymeren fuer sekundaerbatterien |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD231455A1 true DD231455A1 (de) | 1985-12-24 |
Family
ID=5544134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD82246920A DD231455A1 (de) | 1982-12-31 | 1982-12-31 | Elektroden aus organischen polymeren fuer sekundaerbatterien |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD231455A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0669357A2 (de) * | 1994-02-28 | 1995-08-30 | Ciba-Geigy Ag | N-Alkyl-N'Aryl-p-Phenylendiamine als Modifiziermittel für Epoxidharze |
-
1982
- 1982-12-31 DD DD82246920A patent/DD231455A1/de unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0669357A2 (de) * | 1994-02-28 | 1995-08-30 | Ciba-Geigy Ag | N-Alkyl-N'Aryl-p-Phenylendiamine als Modifiziermittel für Epoxidharze |
| EP0669357A3 (de) * | 1994-02-28 | 1996-02-21 | Ciba Geigy Ag | N-Alkyl-N'Aryl-p-Phenylendiamine als Modifiziermittel für Epoxidharze. |
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