DE1274699B - Galvanisches Element - Google Patents

Galvanisches Element

Info

Publication number
DE1274699B
DE1274699B DEH40255A DEH0040255A DE1274699B DE 1274699 B DE1274699 B DE 1274699B DE H40255 A DEH40255 A DE H40255A DE H0040255 A DEH0040255 A DE H0040255A DE 1274699 B DE1274699 B DE 1274699B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
galvanic element
element according
mixture
powder
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEH40255A
Other languages
English (en)
Inventor
Danuta Herbert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE1274699B publication Critical patent/DE1274699B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
HOIm
Deutsche Kl.: 21b-6/01
Nummer: 1274 699
Aktenzeichen: P 12 74 699.5-45 (H 40255)
Anmeldetag: 20. August 1960
Auslegetag: 8. August 1968
Die Erfindung betrifft verbesserte galvanische Elemente mit einer aus Lithium oder einer Lithiumlegierung bestehenden reduzierenden Elektrode, einem Elektrolyten, der in einem gesättigten aliphatischen primären, sekundären oder tertiären Amin gelöst ist, und einer eine maximale Leistung des Elementes gewährleistenden oxydierenden Elektrode. Solche galvanischen Elemente wurden durch die französische Patentschrift 1189 268 bekannt. Darin ist ein Element beschrieben, das sich durch die Verwendung einer Lithiumkathode in einem in aliphatischen Aminen gelösten Elektrolyten (z. B. LiClO4) auszeichnet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber ein solches galvanisches Element mit einer Lösungselektrode aus Lithium oder einer Lithiumlegierung, einer Elektrolytlösung eines Natrium- oder Lithiumsalzes, wie eines Perchlorats, Rhodanide, Jodids, Bromids oder Chlorids, in einem gesättigten aliphatischen primären, sekundären oder tertiären ao Amin, und einer positiven Elektrode, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Lösung zusätzlich ein Element der VI. Gruppe des Periodischen Systems, wie Schwefel, Selen oder Tellur oder eine Mischung dieser Elemente, enthalten ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Elektrolytlösung mit dem Element der VI. Gruppe des Periodischen Systems gesättigt ist. Zusätzlich kann die Lösung ferner eine Verbindung der Elemente Schwefel, Selen und Tellur untereinander oder auch ein Alkali- und/oder Erdalkalisulfid, -selenid oder -tellurid bzw. eine Mischung dieser Verbindungen enthalten. Im letzteren Fall wird als Alkalikomponente zweckmäßig Lithium verwendet.
Es wurde gefunden, daß ein Zusatz von solchen Metalloiden der VI. Gruppe des Periodischen Systems zu den genannten Elektrolytlösungen den Siedepunkt der Elektrolytlösung erhöht und ihren Gefrierpunkt erniedrigt, die Haltbarkeit des Lithiums in der Elektrolytlösung verbessert und die Anwendung einer positiven Elektrode ohne besondere Oxydationsmittel ermöglicht.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Zusatzes müssen die positiven Elektroden gewissen Bedingungen genügen. Wenn es sich um eine Kohleelektrode handelt, muß sie aus Graphit, Ruß, Acetylenruß, aktiver Kohle oder einer Kohle bestehen, die üblicherweise zur Herstellung von Elektroden angewendet wird; die Elektrode kann entweder aus einem dichten Kohlenblock oder aus gepreßtem Kohlenpulver gebildet werden. Eine aus Metall, z. B. Kupfer, Silber oder Nickel, bestehende Elektrode kann eine Galvanisches Element
Anmelder:
Danuta Herbert, Paris
Vertreter:
Dr.-Ing. E. Berkenfeld, Patentanwalt,
5000 Köln-Lindenthal, Universitätsstr. 31
Als Erfinder benannt:
Danuta Herbert, Paris
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 21. August 1959 (803 326)
dichte oder poröse Form haben. Eine aus einem Metallsulfid, z. B. aus Kupfer-, Silber- oder Nickelsulfid, bestehende Elektrode kann entweder eine dichte Form aufweisen oder aus einem pulverförmigen Werkstoff, wie Kohlenpulver oder Metallpulver, oder aus einer Mischung beider durch Pressen oder auf elektrochemischem Wege hergestellt sein. Dabei wurde gefunden, daß der Zusatz von Metallpulver zur Kohle oder auch die Verwendung von ausschließlich aus Metallpulver gefertigten positiven Elektroden die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Elements erhöht, was möglicherweise die Folge einer Steigerung der an dieser Elektrode stattfindenden Reaktion ist.
Die Verwendung einer positiven Elektrode, die neben Kohlepulver noch Metallpulver enthält, in dem erfindungsgemäßen galvanischen Element ergibt eine erhöhte Leistungsfähigkeit, die sich möglicherweise wie folgt erklären läßt:
Die Metallkömchen reagieren mit dem in der Lösung vorhandenen Schwefel (Selen oder Tellur) unter Bildung von Metallsulfid (Selenid, Tellurid). Das Metallion des Sulfids wird dann durch elektrochemische Reaktion an der Elektrode zu Metall reduziert. Die Gesamtreaktion ist (wenn das Metall z. B. Silber ist) folgende:
2 Ag+ S
Ag2S + 2
=Ag2S
S + 2e = S—
809 589/192
Versuche haben ergeben, daß diese Reaktion schneller abläuft als die einfache Reaktion
S + 2e = S—
wie sie an reinen Kohleelektroden stattfindet.
Das Metall stellt demgemäß eine Art Zwischenträger oder Beschleuniger dar, der die Umwandlung des Schwefels in Sulfid katalysiert, und diese Umwandlung wiederum ist ein Teilschritt der Gesamtreaktion
2Li+ S = Li2S
Beispiel 1
78% Isopropylamin. 4% LiClO4,
18 % Schwefel.
10
in dem Element.
Die in dem erfindungsgemäßen galvanischen Element verwendete positive Elektrode kann ferner aus einem verdichteten Gemisch aus Kohlepulver und pulverförmigem Metalloxyd, wie z. B. Ag2O, CuO, MnO2 oder PbO2, pulverförmigem MetaÜperoxyd, wie z. B. NiO2, BaO2 oder Na2O2, oder auch pulverförmigem Metallsalz, beispielsweise einem Bromid, Chlorid oder Fluorid, wie z. B. CuF2 oder FeF3, bestehen.
Der grundsätzliche Aufbau des beanspruchten Elements ist der gleiche wie in dem vorbekannten französischen Patent 1189 268 und läßt sich beispielsweise wie folgt veranschaulichen:
LiZLiClO4 gelöst in Amin/Kohle.
Unterschiedlich ist das Lösungsmittel für den Elektrolyten, das erfindungsgemäß bestimmte Zusätze enthält. So haben sich beispielsweise folgende Elektrolytlösungen als sehr vorteilhaft erwiesen:
35
40
45
Beispiel 2
77,2%· Isopropylamin,
3,8«/» LiClO4,
3,8% Se,
15,2%. Schwefel.
Beispiel 3
78 «/0 einer Mischung aus 65 %> Isopropylamin und 35 % Butylamin, 4 "/0LiClO4,
18 «/0 Schwefel.
Beispiel 4 78 % Isopropylamin,
4>
4% NaClO,
16«/» SeS,
2«/» Na2S.
Beispiel 5
77% Isopropylamin,
4»/» LiClO4,
14% Schwefel,
5% Li2S.
Als positive Elektrode können bei den Beispielen 1, 3 und 4 zweckmäßig Taschenplatten ver-
55
60
65 wendet werden. Die aktive Masse ist darin in Stahldrahtnetze eingepreßt und besteht aus einer gepreßten, aus 3ΟΌ/ο Kohlepulver und 70% Kupfersulfid zusammengesetzten Mischung. Die Spannung solcher Elemente ist etwa 2,3 bis 2,5 V. Für die Beispiele 2 und 5 können mit gutem Erfolg aus Sintereisen bestehende Elektroden eingesetzt werden, und die Spannung des Elements beträgt dann etwa 2,2 V.
Über die elektrochemischen Reaktionen, die im einzelnen stattfinden, können noch keine bestimmten Angaben gemacht werden. Wahrscheinlich wirkt sich jedoch der erfindungsgemäße Zusatz auf die Ionenbeweglichkeiten bzw. die Uberführungszahlen des Elektrolyten aus, wodurch sich dann beispielsweise die gefundene verbesserte Haltbarkeit des Lithiums ergeben kann. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß infolge der erfindungsgemäßen Zugabe von z. B. Schwefel
a) beträchtlich höhere (bis zu 92 % erhöhte) Stromausbeuten erzielt,
b) ein Abfall der Anfangsspannung vermieden und
c) die Kurve für die Abscheidung erheblich abgeflacht verlaufend
erhalten werden können. Die erfindungsgemäße Batterie besitzt infolgedessen einen erweiterten Anwendungsbereich, da sie auch in allen Fällen eingesetzt werden kann, in denen Batterien, bei denen die Anfangsspannung absinkt, nicht verwendbar sind.
Es sind keine bestimmten kritischen Zusatzmengen der zweiwertigen Metalloide zu der Elektrolytlösung erforderlich; insbesondere ist es nicht notwendig, daß die Lösung an diesen Metalloiden gesättigt ist. Das Element arbeitet mit Erfolg bereits mit sehr viel geringeren als den Sättigungskonzentrationen an z. B. Schwefel oder Selen. Jedoch hat sich gezeigt, daß bei Sättigung besondere Vorteile, insbesondere eine gute Stabilität des Potentials, erreicht werden.

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Galvanisches Element mit einer Lösungselektrode aus Lithium oder einer Lithiumlegierung, einem Elektrolyten, der aus einem Natriumoder Lithiumsalz, wie Perchlorat, Rhodanid, Jodid, Bromid oder Chlorid, das in einem gesättigten aliphatischen primären, sekundären oder tertiären Amin gelöst ist, besteht, und einer positiven Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Elektrolyten zusätzlich ein Element der VI. Gruppe des Periodischen Systems, wie Schwefel, Selen oder Tellur oder eine Mischung oder eine Verbindung dieser Elemente, gelöst ist.
2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt zusätzlich ein Alkali- und/oder Erdalkalisulfid, -selenid oder -tellurid bzw. eine Mischung dieser Verbindungen enthält.
3. Galvanisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalikomponente Lithium ist.
4. Galvanisches Element nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode in an sich bekannter Weise aus Kohlenstoff, und zwar in Form eines dichten Kohleblockes oder eines verdichteten Kohlepulvers, besteht.
5. Galvanisches Element nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode in an sich bekannter Weise aus gegebenen-
5 6
falls porösem Silber, Kupfer oder Nickel oder Block dieses Sulfids oder aus einem verdichteten
aus einem verdichteten Gemisch eines Pulvers Gemisch eines Pulvers eines dieser Sulfide mit
eines dieser Metalle mit Kohlepulver besteht. Kohlepulver besteht.
6. Galvanisches Element nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elek- 5 In Betracht gezogene Druckschriften:
trode aus Kupfer-, Silber- oder Nickelsulfid be- Französische Patentschriften Nr. 975 960,
steht, wobei die Elektrode entweder aus einem 1 000 044, 1189 268.
809 589/192 7.68 © Bundesdruckerei Berlin
DEH40255A 1959-08-21 1960-08-20 Galvanisches Element Pending DE1274699B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR803326A FR1242385A (fr) 1959-08-21 1959-08-21 Perfectionnements apportés aux piles et accumulateurs électriques

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1274699B true DE1274699B (de) 1968-08-08

Family

ID=8718477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEH40255A Pending DE1274699B (de) 1959-08-21 1960-08-20 Galvanisches Element

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3248265A (de)
BE (1) BE594265A (de)
DE (1) DE1274699B (de)
FR (1) FR1242385A (de)
GB (1) GB966021A (de)
NL (2) NL130849C (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL255102A (de) * 1959-08-21
NL6511298A (de) * 1964-10-13 1966-04-14
US3423242A (en) * 1964-10-28 1969-01-21 Livingston Electronic Corp Electric current-producing cell with anhydrous organic liquid electrolyte
FR1449663A (fr) * 1965-04-28 1966-08-19 Comp Generale Electricite Pile à l'aluminium
CH465682A (de) * 1965-07-08 1968-11-30 Greutert Werner Elektrischer Akkumulator
US3413154A (en) * 1966-03-23 1968-11-26 Mallory & Co Inc P R Organic electrolyte cells
US3476602A (en) * 1966-07-25 1969-11-04 Dow Chemical Co Battery cell
US3421947A (en) * 1966-09-02 1969-01-14 Exxon Research Engineering Co Organic charge transfer solution battery
US3484296A (en) * 1967-08-30 1969-12-16 Standard Oil Co Low temperature battery
US3532543A (en) * 1968-02-21 1970-10-06 Aerojet General Co Battery employing lithium - sulphur electrodes with non-aqueous electrolyte
US3489611A (en) * 1968-04-22 1970-01-13 Us Army High energy density electrochemical system
US3945848A (en) * 1970-07-15 1976-03-23 P. R. Mallory & Co. Inc. Lithium-metal oxide organic electrolyte systems
US3836403A (en) * 1971-04-01 1974-09-17 Tyco Laboratories Inc Lithium batteries and method of preparing a positive electrode material therefor
US3943001A (en) * 1971-07-19 1976-03-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Silver sulfide cathode for liquid ammonia batteries and fuel cells containing sulfur and H2 S in the electrolyte
US3907591A (en) * 1971-12-30 1975-09-23 Varta Ag Positive sulphur electrode for galvanic cells and method of producing the same
FR2191288B1 (de) * 1972-07-06 1976-01-16 Etat Francais Fr
US3791867A (en) * 1972-07-24 1974-02-12 Bell Telephone Labor Inc Rechargable nonaqueous battery
US4476204A (en) * 1972-11-13 1984-10-09 Gte Laboratories Incorporated Electrochemical cell utilizing a mixture of phosphorus oxychloride and a low freezing solvent as the electrolyte
US3922174A (en) * 1973-01-22 1975-11-25 Gte Laboratories Inc Electrochemical cell
US3898096A (en) * 1973-06-11 1975-08-05 Rockwell International Corp Lithium-molten salt cell with transition metal chalcogenide positive electrode
US4444855A (en) * 1974-05-29 1984-04-24 Union Carbide Corporation Non-aqueous electrochemical cell
US4008357A (en) * 1974-09-27 1977-02-15 Citizen Watch Co., Ltd. Beryllium battery
US4264687A (en) * 1979-09-24 1981-04-28 Duracell International Inc. Fluid depolarized cell
US4316777A (en) * 1979-10-01 1982-02-23 Duracell International Inc. Rechargeable nonaqueous silver alloy anode cell
US4330601A (en) * 1979-10-01 1982-05-18 Duracell International Inc. Rechargeable nonaqueous silver alloy anode cell
US9660265B2 (en) 2011-11-15 2017-05-23 Polyplus Battery Company Lithium sulfur batteries and electrolytes and sulfur cathodes thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR975960A (fr) * 1948-09-23 1951-03-12 Soc Gen Magnesium éléments galvaniques amorçables à électrodes de magnésium et leur mode de fabrication
FR1000044A (fr) * 1949-10-08 1952-02-07 électrolyte pour électrodes de poids léger
FR1189268A (fr) * 1957-11-26 1959-10-01 Perfectionnements apportés aux piles et accumulateurs électriques

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2921110A (en) * 1953-05-01 1960-01-12 Graham Savage And Associates I Battery cells
US2715151A (en) * 1953-07-14 1955-08-09 Electro Acid Corp Electric storage battery and method
US2930830A (en) * 1955-08-02 1960-03-29 Leesona Corp Solid-state cell and battery
US2937219A (en) * 1955-11-14 1960-05-17 G And W H Corson Inc Electric current producing cell and method of generating current with same
NL255102A (de) * 1959-08-21

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR975960A (fr) * 1948-09-23 1951-03-12 Soc Gen Magnesium éléments galvaniques amorçables à électrodes de magnésium et leur mode de fabrication
FR1000044A (fr) * 1949-10-08 1952-02-07 électrolyte pour électrodes de poids léger
FR1189268A (fr) * 1957-11-26 1959-10-01 Perfectionnements apportés aux piles et accumulateurs électriques

Also Published As

Publication number Publication date
US3248265A (en) 1966-04-26
NL130849C (de)
NL255102A (de)
GB966021A (en) 1964-08-06
BE594265A (fr) 1961-02-20
FR1242385A (fr) 1960-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1274699B (de) Galvanisches Element
DE1126464B (de) Galvanisches Element
DE2848962C2 (de) Galvanische Zelle
DE2264057C3 (de) Positive Elektrode für Primärelemente aus halogeniertem Kohlenstoff
DE1917907A1 (de) Batterie
DE2631892A1 (de) Elektrochemische zelle
DE1596145B1 (de) Galvanisches element mit einem wasserfreien organischen loesungsmittel fuer das elektrolytsalz
DE3145663A1 (de) Elektrochemisches element und verfahren zur herstellung desselben
DE2442411A1 (de) Batterien
DE1156458B (de) Brennstoffelement
DE4328818B4 (de) Alkalische Zelle
DE2852668A1 (de) Batteriezelle
DE1016336B (de) Verfahren zur Herstellung von negativen Elektroden alkalischer Akkumulatoren
DE2912240A1 (de) Zinkoxidzusatz fuer elektroden aus zweiwertigem silberoxid
DE631649C (de) Trockengleichrichter
DE3026141C2 (de)
DE2620950B2 (de) Eisenelektrode für galvanische Elemente
DE69509790T2 (de) Hochtemperaturbatterie
DE2619806A1 (de) Elektrochemische zellen
DE2011135A1 (de) Elektrische Energiespeichervorrichtung und Elektrode für dieselbe
DE2756926B2 (de) Galvanische Bleioxidzelle mit einer negativen Elektrode aus einem sehr aktiven Metall, einer positiven Elektrode und einem organischen Lösungsmittel für das Elektrolytsalz
DE1283312B (de) Gasdichter Nickel-Cadmium-Akkumulator
DE2645203A1 (de) Elektrochemisches element
DE2318161A1 (de) Festkoerperelektrolyt-element
DE2757028A1 (de) Nicht-waessrige zelle mit einer kathode aus bleidioxidteilchen, die mit bleimonoxid beschichtet sind