DE19628926C2 - Verfahren zur Herstellung einer sekundären Lithiumbatterie - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer sekundären Lithiumbatterie

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer sekundären Lithiumbatterie, insbesondere zur Erzeugung eines positiven Überschusses freier Energie. In Zellanordnungen und weiteren Anordnungen wird eine verbesserte Materialausnutzung gewünscht, um die Anforderungen der Nachfrager befriedigen zu können.
Wenn die Ladung von Anoden- zum Kathodenmaterial vorrangig in einer primären oder sekundären Batterie bzw. durch eine Elektrolytlösung transportiert wird, so ist das darauf zurückzuführen, daß jedwede Materialien mit einem Potential transpor­ tiert werden. Folglich werden die positiv geladenen Ionen auch durch die Elektrolyte zur negativ geladenen Elektrode transportiert. Umgekehrt gilt dies für die Anionen.
Die Stromdichte der Elektrolyte wird ausgedrückt als:
i = LE(Δϕ + Σiti r . Δµi) (1)
wobei LE die Konduktivität der Elektrolytlösung ist, Δϕ ist die Potentialdifferenz zwischen dem Anoden- und Kathodenmaterial, ti r ist die reduzierte Transportgröße der Transportspezies "i", und Δµi ist die Differenz des chemischen Potentials der Spezie i zwischen dem Anoden- und Kathodenmaterial.
Da alle Materialien in den Anoden- und Kathodenphasen definiert verdünnt sind, ist dann Δµi, gegen 0; für gewöhnliche Batterien, wie beispielhaft erläutert, wird dann ein Äquivalent des ersten Ohmschen Gesetzes eintreten. Mit diesem Verfahren wird kein partieller, positiver Überschuß freier Energie der Lithiumionen erreicht.
Somit besteht die Aufgabe, einen partiellen, positiven Überschuß freier Energie der Lithiumionen zu erreichen, die Leitfähigkeit der Elektrolyte und die Lithiumion- Transportgrößenordnung zu erhöhen. Damit soll weitergehend aufgabengemäß erreicht werden, daß eine erhöhte Energiedichte für Zellanordnungen und Poten­ tiale resultiert und ein größerer Strom in einen äußeren Stromkreis entnehmbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Als Additive werden die Anionen Adenosin-5'-triphosphat (ATP), Adenosin-5'-di­ phosphat (ADP) und Phosphat (P) als Lithiumcoionen zugegeben. Dabei können diese auch als Mischung zugegeben werden.
Die Additive werden zu Polymerlösungen oder festen Polymerlösungen gegeben.
Bekannt ist zwar der Einsatz von ATP als Mittel zur Speicherung und Übertragung von Energie bei biochemischen Prozessen ("DE-Buch, Textbuch Chemische Substanzen, 1. Auflage 1990, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main). Die Wirkung der Additive ATP, ADP und P als Lithiumcoionen bei elektro­ chemischen Prozessen war jedoch überraschend. Dazu sind nicht nur die biochemischen und elektrochemischen Reaktionsmechanismen völlig anders bzw. noch nicht völlig geklärt, sondern auch die verschiedenen Anwendungsgebiete liegen nicht im Blickfeld eines Durchschnittsfachmanns.
Von besonderem Vorteil ist es erfindungsgemäß dabei, ATP kathodenseitig und ADP und P anodenseitig zuzuführen.
Wenn eine Mischung der Anionen ATP, ADP und P als Lithiumcoionen in festen Polymerlösungen eingebracht werden, wird der partielle Überschuß freier Energie der Lithiumionen positiv. Daraus resultiert eine erhöhte Leitfähigkeit der Elektrolyte und eine erhöhte Lithiumion-Transportgrößenordnung.
Wenn als Additive ATP auf der Seite der Kathode der Elektrolytlösung und eine Mischung aus ADP und P als Lithiumcoionen zur Anodenseite der Elektrolytlösung hinzugeführt werden, dann ist
tr Li + ~ 1
und Σiti rΔµi << . . . < 1 volt.
Dies wird als besonders positiv vorgeschlagen.
Für entladene Systeme wie eine C6||PeO||Li Kathode ist eine positive Derivation des ersten Ohmschen Gesetzes gegeben. Dies ist in Fig. 1 dargestellt. Wenn dies der Fall ist, dann kann ein größerer Strom in einem äußeren Stromkreis entnommen werden. Für Zellenanordnungen und Potentiale bedeutet dies somit eine erhöhte Energiedichte.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer sekundären Lithiumbatterie, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Elektrolyt aus einer Polymerlösung besteht und dieser als Additive die Anionen ATP, ADP und P als Lithiumcoionen zugegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ATP als Additiv kathodenseitig und daß ADP und P als Additiv anodenseitig zugegeben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste Polymerlösung verwendet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE-Buch Römpps Chemielexikon, 9. Aufl. Bd. 4, S. 3266 *
DE-Buch: Textbuch Chemische Substanzen, 1. Aufl. 1990, Verlag Harri Deutsch, Frankfurt am Main *

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