DE2110452C3 - Festelektrolyt mit einem Elektron-Donator-Akzeptor-Komplex mit 7,7,8,8-Tetracyanchinodimethan als Akzeptor - Google Patents
Festelektrolyt mit einem Elektron-Donator-Akzeptor-Komplex mit 7,7,8,8-Tetracyanchinodimethan als AkzeptorInfo
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Description
ist ein ternäres Glasmaterial wie Ag-J-Hg. Diese Sub- 35 EDA-Komplex von TCNQ und einer Donatorkompostanz besitzt einen sehr niedrigen Widerstand, in der nenten, wird das Gitter der Kristalle des EDA-Kom-Größenordnung von etwa 100 Ω cm. Jedoch begegnet plexes so gespannt, daß die ionische Leitfähigkeit des
man Schwierigkeiten beim Anlegen einer hohen Tem- EDA-Komplexes gesteigert wird,
peratur und dem genauen Steuern der Umgebungs- Für das Einführen des Macromoleküls in den
temperatur, wenn man diese erwähnten ternären Glas- 40 EDA-Komplex, stehen etliche Methoden zur Verfümaterialien herstellt. gung. Eine bevorzugte Methode besteht darin, daß
Ferner sind Festelektrolyte mit einem Elektron- man ionische Kristalle des TCNQ und der Macro
Donator-Komplex mit Tetracyanochinodimethan als moleküle bildet und daß man danach die ionischen
Akzeptor bekannt. Die lonenleitfähigkeit derartiger Kristalle mit einem Wirtsmaterial des EDA-Komplexes
Elektrolyte ist jedoch begrenzt 45 vermischt
elektrolyte mit erhöhter lonenleitfähigkeit zur Verfü- EDA-Komplexes wird wie folgt bestimmt:
gung zu stellen. |. Inberührungbringen einer Nadel aus Ventilmetall
Der Festelektrolyt der Erfindung ist dadurch ge- vor. Aluminium oder Tantal auf einer unterliegenden
kennzeichnet, daß er einwertige Kationen als Donator 50 Substanz in Kristall- oder Stückchenform, und AnIesowie ungesättigte hochmolekulare Kohlenwasser- gen eines gegenüber der unterliegenden Substanz,
stoffe in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent positiven Potentials an die Nadel, wobei man den
bezogen auf den Komplex, enthält. Strom durch die Nadel beobachtet, wobei, falls inner-
Nachstehend wird 7,7,8,8-Tetracyanchinodimethan halb der unterliegenden Substanz die Erscheinung der
kurz als TCNQ und Elektron-Donalor-Akzeptor- 55 ionischen Leitfähigkeit auftritt, der Strom durch die
Komplex kurz als EDA bezeichnet. Nadel rasch abnimmt infolge der anodischen Oxyda-
Wie bekannt ist, ist ein TCNQ-Molekül ein großes tion der Nadel durch die ionische Leitfähigkeit; oder
und flaches Molekül, welches eine so große Elektronen- 2. Pressen eines Metalles aus Aluminium, Magne-•ffinität besitzt, daß beim Vermischen oder Ver- sium oder Calcium auf die unterliegende Substanz,
schmelzen mit einem anderen Molekül, das TCNQ- 60 während man die elektromotorische Kraft zwischen
Molekül ein Elektron von dem anderen Molekül auf- dem Metall und der unterliegenden Substanz beobnimmt und sich mit dem anderen Molekül vereinigt, achtet, wobei, falls eine stabile elektromotorische Kraft
10 daß sich ein Elektron-Donator-Akzeptof-Komplex steh ausbildet, es dann bekannt ist, daß ionische Leiergibt. Die Kristalle des ElektronOonator-Akzeptor- tang vorhanden ist
Komplexes können entweder ionisch oder neutrat sein, 6$ Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschauje flach der Größe des Tonisationspotentials des ande- liehen die Erfindung. Es wird ersichtlich, daß die
ren bzw. des Gegenmoleküls. Wenn das Gegenmolekül erfindungsgemäß bereiteten EDA-Komplexe ionische
ein relativ geringes lonisationspotential besitzt, so Leitfähigkeiten zeigen, welche in der Größenordnung
von etlichen 10% in Bezug auf die GesamtleitTähigkeU
liegen·
Solche Leitfähigkeiten sind größer als diejenigen, welche bisher erreicht worden sind.
l.l-DiäthyW^-cyamniCgHioNj,) wird eingeführt in
Triäthylammonium-TCNQ, welches einen Widerstand von 20 Ω cm und keine Elektronenleitfähigkeit besitzt.
Cyaninjodid und Uthium-TCNQ werden in Anwesenheit
von Äthanol miteinander vermischt mit dem Ergebnis, daß ionische Kristalle von Cyanin-TCNQ
erhalten werden. 45 g Triäthylammonium und die ionischen Kristalle von Cyanin-TCNQ werden in
einer hinreichenden Menge Tetrahydrofuran aufgelöst. 1S
Die sich ergebende Lösung siedet man etwa 2 Stunden und läßt sie danach etwa 30 Stunden bei normaler
Temperatur stehen, wobei man Kristalle von Triäthylammonium-TCNQ unter Einschluß des Caynins erhält,
welche einen Widerstand von 100 Ω cm und eine ao
ionische Leitfähigkeit von 25% besitzen.
Ammonium-TCNQ (NH4 +TCNQ-) einschließlich
10 Gewichtsprozent N-Methyl-7,8-benzochinolinium »5 mit einem Widerstand von 300 ü cm und einer ionischen
Leitfähigkeit von 30%, wird zu»' Verwendung eingesetzt
i Schwarze Kristalle aus Pyridinium-TCNQ (C5H5N
TCNQ) einschließlich 1 % Salz von TCNQ und Kristallviolett (Cj5HnNaCl-QHiP) mit einem Widerstand
von 100 Q cm und einer ionischen Leitfähigkeit von 20%, werden verwendet. Das Ausgangs-Pyridinium-TCNQ
besitzt einen Widerstand von 20 Ω cm und keine ionische Leitfähigkeit.
Es zeigt sich, daß der erfindungsgemäße Elektrolyt vorteilhaft ist, weil er ohne die Anwendung hoher
Temperatur und genauer Steuerung der Temperatur, leicht hergestellt werden kann. Ferner wird Verfestigung
der Electrolyte einer elektrischen Zelle, eines Elektrolytkondensators, eines elektrolytischen Verstärkers
oder dergleichen leicht erreicht, indem man den erfindungsgemäßen Elektrolyten verwendet. Die
Macromoleküle, welche bei dieser Erfindung verwendet
werden können, sind nicht auf die in den obigen Beispielen verwendeten Macromoleküle beschränkt, sondern
sie können irgendwelche Macromoleküle sein, welche in der Lage sind, sich mit dem TCNQ ionisch
zu verbinden, obgleich Cyanin- und Triphenylmethanfarbstoffe besonders bevorzugt sind.
Claims (1)
- 2 U0452\ fängt das TCNQ-Molekül das Elektron des Gegen-Patentansprüche: molekül* ab und bindet sich ionisch an das Gegen-! molekül. ... -.j I. Festelektrolyt mit einem Elektron-Donator- Solche EDA-Komplexe, wie sie oben erwähnt sind,! Akzeptor-Komplex mit 7,7,8,&-Tetracyanehinodi- 5 sind daher weitgehend als elektronisch leitfahige Sub-methan als Akzeptor, dadu ch gekenn- stanzen angesehen worden. Jedoch ist es wichtig, daß■ zeichnet, daß er einwertige Kationen als die EDA-Komplexe hervortretende Leitfänigkeiten! Donator sowie ungesättigte hochmolekulare Koh- zusätzlich zu den elektronischen Leitfähigkeiten auf-lenwasserstoffe in einer Menge von 0,1 bis 10 Ge- weisen.Wichtsprozent, bezogen auf den Komplex, enthält io Beispiel der Moleküle mit geringen lonisations-\ 2. Elektrolyt nach Anspruch 1, dadurch gekenn- potentialen sind aromatisches Diamin, substituiertes\ zeichnet, daß der ungesättigte hochmolekulare Ammoniumion, aromatisches Oniumion und Metall-- Kohlenwasserstoff eine aromatische Verbindung ist ion. Die EDA-Komplexe, welche sich aus dem TCNQc 3. Elektrolyt nach Anspruch 2, dadurch gekenn- und einem solchen, obenerwähnten Molekül zusammen-\ zeichnet, daß die aromatische Verbindung Cyanin- 15 setzen, besitzen ionische Leitfähigkeiten von einigent farbstoff oder Triphenylmethanfarbstoff ist. Prozent ihrer Gesamtleitfähigkeiten. Es ist jedoch* erwünscht, für einen Elektrolyten hoch ionisch leitfahige EDA-Komplexe zu verwenden.Erfindungsgemäß wird ein ionisch leitfähiger EDA-ao Komplex geschaffen, welcher eine gesteigerte ionischeLeitfähigkeit besitzt. Dieser EDA-Komplex ist einorganisches ternäres Metarial, bestehend aus ionischenDie Erfindung bezieht sich auf einen Festelektro- Kristallen des TCNQ als Akzeptor, aromatischem lyten mit einem Elektron-Donator-Akzeptor-Komplex Diamin, Metallion, Oniumion oder dergleichen als mit 7,7,8,8-Tetracyanchinodimethan als Akzeptor. 35 Donator, und einem Macromolekül mit einem viel Es sind verschiedene Typen an ionisch leitfähigen, größeren Molekulargewicht als den Molekulargewichfesten Substanzen, wie anorganisches Halogenid, ins- ten der Akzeptor- und Donatormoleküle. Ein Beispiel besondere Alkalihalogenid, Silberhalogenid und Erd- eines solchen obenerwähnten Macromoleküls ist ein alkaSihalogenid, bekannt. Keine dieser Substanzen ver- ungesättigter Kohlenwasserstoff mit einer Anzahl wendet man als Elektrolyt für einen Kondensator, 30 Kohienstoffatome, welche 20 überschreiten. Ein beweil diese Substanzen sämtlich bei normalen Tempe- vorzugter ungesättigter Kohlenwasserstoff ist eine raturen so niedrige Leitfähigkeiten besitzen, daß sie aromatische Verbindung und insbesondere einer der praktisch als Isolatatoren zu betrachten sind. Eine Cyanin- oder Triphenylmethanfarbstoffe. andere Art bekannter, ionisch leitender Substanzen, Durch Hinzufügen der Macromoleküle zu dem
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