DE2153362A1 - High energy density cell - having metal chromate cathode depolariser light metal anode and organic electrolyte soln - Google Patents
High energy density cell - having metal chromate cathode depolariser light metal anode and organic electrolyte solnInfo
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Abstract
Description
Elektrische Zelle hoher Energiedichte Die Erfindung betrifft eine elektrische Zelle hoher Energiedichte und ist mit besonderem Vorteil anwendbar bei Zellen und Batterien der eingangs erwähnten Art, welche einen organischen Elektrolyten verwenden sowie Leichtmetall-Anoden und Kathoden aus einem Metalichromat aufweisen. High Energy Density Electric Cell The invention relates to a electrical cell of high energy density and can be used with particular advantage in Cells and batteries of the type mentioned, which contain an organic electrolyte use as well as light metal anodes and cathodes made of a metal chromate.
Die gravimetrische Energiedichte einer elektrischen Strom abgebenden elektrischen Zelle kann in Wattstunden/kg-Einheiten iungedrAckt werden. Ein geringes Äquivalentgewicht der aktiven Stoffe und eine auf elektrochemischem Wege erzeugte hohe Spannungsdifferenz zwischen der Anode und der Kathode begUnstigen das Entstehen einer hohen granmetrischen En2rgiedichte. Bei herkömmlichen elektrischen Zellen mit Elektrolyten aun wässrigen (Säure-, alkalischen oder neutralerl) Lösungen ist die theoretische Energiedichte auf niedrIge Werte, beispielsweise etwa 53,5 Wh/kg für eine Zn/HgO-Zelle, begr£nzt, da Wasser die Eigenschaft hat, sich bei Spannungen über 1,23 V zu zersetzen. Höhere Spannungen fijhren bei wässrigen Lösungen zu einer allmählichen Zersetzung und zv.m Verlust der Kapazität. Die Verwendung organischer Elektrolyte schließt solche Schwierigkeiten aus und ermöglicht das Herstellen von elektrischen Zellen mit hoher Spannung und hoher Energiedichte.The gravimetric energy density of an electric current emitting electrical cell can be unpressed in watt-hour / kg units. A small one Equivalent weight of the active substances and one produced by electrochemical means high voltage difference between the anode and the cathode favor the development a high granometric energy density. With conventional electrical cells with electrolytes aun aqueous (acid, alkaline or neutral) Solutions is the theoretical energy density at low values, for example about 53.5 Wh / kg for a Zn / HgO cell, limited because water has the property of to decompose at voltages above 1.23 V. Higher tensions result in aqueous Solutions to gradual decomposition and possibly loss of capacity. The usage organic electrolyte eliminates such difficulties and enables manufacturing of electrical cells with high voltage and high energy density.
3)ie Verwendung von elektrischen Zellen mit Lithiu.manoden in organischen Elektrolyten ist bekannt. Jedoch lagen einige der bei diesen Ausführungsformen aufgetretenen Schwierigkeiten in der Löslichkeit des Depolari.sators im Elektrolyten, in der Reaktionsfähigkeit des Depolarisators mit dem Elelftrolyten, dem niedrigen Ausnutzungsgrad und in der hohen Polarisation des Depolarisators, Diese Ercheinungen sind die Ursache für die sehr kurze Lagerfähigkeit und die niedrige ausnutzbare Energiedichte derartiger elektrischer Zellen.3) ie the use of electrical cells with lithium anodes in organic Electrolytes are known. However, some were as occurred in these embodiments Difficulties in solubility of the depolarizer in the electrolyte, in reactivity of the depolarizer with the elelftrolyte, the low degree of utilization and in the high polarization of the depolarizer, these phenomena are the cause of the very short shelf life and the low usable energy density of such electrical cells.
Es ist daher ein wichtiges Ziel der Erfindung, diese und andere Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Depolarisator neuartiger Ausbildung, nämlich unter Verwendung von Metallchromaten, zu schaffen. Depolarisatoren dieser Ausbildung wurden bishersnoch nie in Verbindung mit aus Lithium und anderen Leichtmetallen hergestellten Anoden mit den nachstehend noch näher zu beschreibenden organischen Elektrolyten angewandt. Das chemisch stabile Verhaltender Depolarisatoren in Anwesenheit des fraglichen organischen Elektrolyten und die elektronische Leitfähigkeit des reduzierten Stoffes, z.B. des Metalls, machen den Stoff in einsigartiger Weise geeignet zur-Anwendung bei den neuartigen elektrischen Zellen hoher Energiedichte mit organischem Elektrolyten, weiche eine lange Lagerfähigkeit und ein großes St4romabgabevermögen aufweisen. Die theoretische Energiedichte derartiger Lithium/Metallchromat-2ellen liegt sehr hoch, beispielsweise bei etwa 159 bis 182 W}Vkg. Die obigen Merkmale wurden auch bei anderen, bereits früher entdeckten und zum Patent angemeldeten elektrischen Zellen mit organischem Elektrolyt erzielt.It is therefore an important object of the invention to address these and other disadvantages to overcome the state of the art and a depolarizer of novel training, namely, using metal chromates. Depolarizers of this Up until now, training has never been linked to lithium and other light metals produced anodes with the organic to be described in more detail below Electrolytes applied. The chemically stable behavior of the depolarizers in the presence of the organic electrolyte in question and the electronic conductivity of the reduced substance, e.g. metal, make the substance suitable in a unique way for use in the new types of electrical cells with high energy density and organic Electrolytes, which have a long shelf life and a large current output capacity exhibit. The theoretical energy density such lithium / metal chromate cells is very high, for example around 159 to 182 W} Vkg. The above features have also been used in other electrical ones that were previously discovered and patent pending Cells made with organic electrolyte.
Bei bestimmten, für den Markt gedachten Anwendungsbeispielen besteht die Forderung nach einer elektrochemischen Zelle, die zudem eine relativ gleichmäßige Ausgangsspannung und eine konstante Ladung über die Lebensdauer der Batterie beibehält. Diese Forderung wird in wünschenswertem Maße von elektrischen Zellen mit organeschem Elektrolyt, Leichtmetallanode und einer Kathode aus einem bestimmten Metallchromat erfüllt.In certain application examples intended for the market the requirement for an electrochemical cell that is also relatively uniform Output voltage and maintains a constant charge over the life of the battery. This requirement is met to a desirable extent by electrical cells with organeschem Electrolyte, light metal anode and a cathode made from a specific metal chromate Fulfills.
Es ist daher ein weiteres wichtiges Ziel der Erfi.ndung, eine elektrische Zelle mit organischem Elektrolyt für hohe Spannung und hohe Energiedichte be langer Lagerfähigkeit und hohem Materialausnutzungsgrad zu schaffen.It is therefore another important goal of the invention to provide an electrical Cell with organic electrolyte for high voltage and high energy density To create storability and a high degree of material utilization.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung besitzt eine elektrische Zelle hoher Energiedichte eine positive Elektrode, welche aus einem beliebigen der Chromate des Silbers, Kupfers, Eisens, Kobalts, Nickels, Quecksilbers, Thalliums, Bleis oder Wismuths oder einer Mischung dieser Chromate hergestellt ist, eine negative Elektrode, welche aus einem beliebigen Leichtmetall4 beispielsweise aus Li, Na, K, Ca, Be, Mg oder Al, hergestellt ist, und einen Elektrolyten, in welchem die Elektroden angeordnet sind und welcher hergestellt ist aus einem organischen Lösungsmittel aus der Gruppe Tetrahydrofuran, N:Nitrosodimethylamin, Dimethylsulfit, Propylenkarbonat, Gamma-Butyrolazeton, Dimethylkarbonat, Dimethoxyäthan, Azetonitril, Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid oder aus einer Mischung daraus und darin gelösten löslichen Salzen der Leichtmetalle, beispielsweise Lithiujmperchlorate, - hexafluorophosphate, -tetrafluoroborate, telrachloroaluminate oder Lithiunhexarluorarsenate.In a preferred embodiment of the invention has a high energy density electric cell has a positive electrode consisting of a any of the chromates of silver, copper, iron, cobalt, nickel, mercury, Thallium, lead or bismuth or a mixture of these chromates is produced, a negative electrode made of any light metal4, for example made of Li, Na, K, Ca, Be, Mg or Al, and an electrolyte in which the electrodes are arranged and which is made of an organic Solvent from the group tetrahydrofuran, N: nitrosodimethylamine, dimethyl sulfite, Propylene carbonate, gamma-butyrolactone, dimethyl carbonate, dimethoxyethane, acetonitrile, Dimethyl sulfoxide and dimethylformamide or a mixture thereof and dissolved therein soluble salts of light metals, for example lithium perchlorate, - hexafluorophosphate, -tetrafluoroborate, telrachloroaluminate or Lithiumhexarluorarsenate.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie eine elektrische Zelle mit organischem Elektrolyten schafft, welche während eines überwiegenden Abschnittes ihrer Lebensdauer eine überraschend gleichmäßige Ausgangsspannung aufweist. Außerdem weisen die. Zellenelektroden ein sowohl chemisch als auch dimensionsmäßig stabiles Verhalten auf und verursachen unter absolut keinen Umständen irgendwelche Gas entwicklung.A particular advantage of the invention is that it is an electrical Cell with organic electrolyte creates which during a predominant section their service life has a surprisingly uniform output voltage. aside from that assign the. Cell electrodes are chemically as well as dimensionally stable Behave and under absolutely no circumstances cause any gas evolution.
Ganz allgemein ausgedrückt, weist eine elektrische Zelle nach der Erfindung eine aus einem Leichtmetall gefertigte Anode, eine aus einem Metallchromat hergestellte Kathode und einen organisch&n Elektrolyten auf. Entsprechend der US Ptrtftr-.chrift 3 d13 154, auf welche hiermit Bezug genommen wird körben für den orfinduilgsgemäßen Zweck geeignete Leichtinetallanoden aus Lithium, Natrium, Kalium, Beryllium, Calcium, magnesium, Aluminium oder ähnlichem hergestellt sein, vorzugsweise jedoch aus Lithium. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Depolarisatoren sind die Metallsalze der Oxychroinsäuren, wobei sich als Depolarisatoren besonders die Chromate und Dichromate des Kupfers, Silbers, Eisens, Kobalts, Nickels, Quecksilbers, Thalliums, Bleis und Wismuths sowie mischungen daraus eignen.In general terms, an electrical cell has the Invention an anode made of a light metal, one made of a metal chromate manufactured cathode and an organic & n electrolyte. According to the US Ptrtftr-.chrift 3 d13 154, to which reference is hereby made to baskets for light metal anodes made of lithium, sodium, suitable for the purpose according to the invention, Potassium, beryllium, calcium, magnesium, aluminum or similar be made, but preferably made of lithium. The depolarizers provided according to the invention are the metal salts of oxychroinic acids, being used as depolarizers in particular the chromates and dichromates of copper, silver, iron, cobalt, nickel, mercury, Thalliums, lead and bismuths as well as mixtures thereof are suitable.
Geeignete Elektrolyten lassen sich durch Lösen organischer oder anorganischer Leichtmetallsalze in organischen Lösungsmitteln herstellen. Beispielsweise stellen 1:2 molare Lösungen von Lithiumperchlorat oder Lithiumaluminiumchlorid in Tetrahydrofuran als Lösungsmittel geeignete organische Elektrolyte dar. Als Elektrolyte können auch andere Leichtmetallsalze verwendet werden, beispielsweise Perchlorat, Tetrachloraluminat, Tetrafluorborat, Chlorid, Hexafluorphosphat, Hexafluorarsenat etc., bei Lösung in organischen Lösungsmitteln wie beispielsweise Propylenkarbonat, Dimethylsulfit, Dimethylsulfoxid, N-Nitrosodimethylamin, Gamma-Butyrolazeton, Dimethylkarbonat, Methylformat, Butylformat, Azetonitril und N: N-Dimethylformamid.Suitable electrolytes can be made by dissolving organic or inorganic Manufacture light metal salts in organic solvents. For example, ask 1: 2 molar solutions of lithium perchlorate or lithium aluminum chloride in tetrahydrofuran Organic electrolytes suitable as solvents. Also, as electrolytes other light metal salts are used, for example perchlorate, tetrachloroaluminate, Tetrafluoroborate, chloride, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate etc., when dissolved in organic solvents such as propylene carbonate, dimethyl sulfite, Dimethyl sulfoxide, N-nitrosodimethylamine, gamma-butyrolacetone, dimethyl carbonate, Methyl format, butyl format, acetonitrile and N: N-dimethylformamide.
Weitere Merkmale, Einzel@aeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt : Fig. 1 eine schematisierte Ansicht zur Verdeutlichung des Yerfahrens- zum Herstellen einer Kathode nach der Erfimdung, Fig. 2 eine Draufsicht einer fertiggestellten Kathode nach der Erfindung, Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen @elle, Fig. 4 eine Teilschnittansicht in Draufsicht der Zelle nach Ji. 3, Fig. 5 ein Entlad@ngsdiagramm einer Li/CuCrO4-Zelle, Fig. 6 ein Entlad@ngsdiagramm einer LiAg2CrO4-Zelle, Fig. 7 ein Entlad@ngsdiagranm einer Li/HgCrO4-Zelle und Fig. 8 ein Entlad@ngsdiagramm einer Li/PbCrO4-Zelle.Further features, details and advantages of the invention result from the following description of an exemplary embodiment with reference to the drawing. It shows: FIG. 1 a schematic view to illustrate the method of for producing a cathode according to the invention, FIG. 2 is a plan view of a finished one Cathode according to the invention, FIG. 3 shows a cross-sectional view of a cathode according to the invention electrical @elle, Fig. 4 is a partial sectional view in plan view of the cell according to Ji. 3, FIG. 5 a discharge diagram of a Li / CuCrO4 cell, FIG. 6 a discharge diagram a LiAg2CrO4 cell, FIG. 7 a discharge diagram of a Li / HgCrO4 cell and FIG. 8 a discharge diagram of a Li / PbCrO4 cell.
Metallchromatkathoden mach der Brfindung werden durch Mischen von 7 Gewichtsteilen pualverisierten Xetallchromats mit 3 Gewichtsteilen Graphit unter Hinzufügen von 3 Gewichtsprozenten einer wässrigen Dispersion des von der duPont de Nemoure Co., Inc. hergestelltem und gelegentlich als kolloidales Teflon bezeichneten Polytetrafluoräthylens als Bindemittel.Metal chromate cathodes are made by mixing 7 parts by weight of powdered xetallchromate with 3 parts by weight of graphite Adding 3 percent by weight of an aqueous dispersion from the duPont de Nemoure Co., Inc. and sometimes referred to as colloidal Teflon Polytetrafluoroethylene as a binder.
Dem Gemisch wird sodann in tureichender Menge ein organisches Lösungsmittel, beispielsweise Isopropanol zugesetzt, um eine Paste herzustellen, aus welcher dann durch gründliches Mischen eine leicht biegbare bzw. sch@sieghers Paste 2 entsteht.An organic solvent is then added to the mixture in sufficient quantity, for example isopropanol added to produce a paste, from which then by thorough mixing an easily bendable or sch @ sieghers Paste 2 is created.
Das Anformen der Metallchrometkatkoden an einem Stromsammelelement 4 aus gestrecktem Nickel geschieht dadurch, daß die vorgenannte Paste an das Stromsammelelement aufgebracht und dieses dann tit eine rechteckige Form eingelegt wird, wonach die Paste mmt Drückem von etwa 4920 bis 5620 kp/cm2 zusammengepreßt wird.The molding of the Metallchrometkatkoden on a current collecting element 4 made of expanded nickel is done by applying the aforementioned paste to the current collecting element applied and this then tit a rectangular shape is inserted, after which the Paste is compressed at pressures of approximately 4920 to 5620 kgf / cm2.
Dieses Verfahren ist in schematischer Weise in Fig. -1 erläutert. Das überschüssüge Is-opropanol wird dabei aus der Paste ausgedrückt, es verbleibht eine kompakte rechteckige Kathode 8, welche einen amgemessemen mechanischen Zusammenhalt aufweist. Die Kathode wird dann an der Luft getrocknet und zum Härten während 2 Stunden *einer Temperatur von 300 0C ausgesetzt. Durch das Härten wird der mechanische Zusammenhalt der Kathode noch w&i'ter verbessert. Die elektrische Leitfähigkeit der so hergestelltem Kathode ist recht angemessen Beim vorbeschriebenen Warfabren zum Herstellen von Elektroden kann das Gewichtsverhältzis zwischen Metallchromat und Graphit im Bereich zwischen 2 und 1:1 verändert werden, wobei ein bevorzugtes Gewichtsverhaltnis 7:3 beträgt.This method is illustrated schematically in Fig. -1. The excess isopropanol is squeezed out of the paste, it remains a compact rectangular cathode 8, which has an adequate mechanical cohesion having. The cathode is then air dried and allowed to cure during 2 Hours * exposed to a temperature of 300 ° C. Hardening becomes the mechanical The cohesion of the cathode is still w & i'ter improved. The electrical conductivity the cathode thus produced is quite appropriate for the warfabren described above for the manufacture of electrodes, the weight ratio between metal chromate and graphite can be varied in the range between 2 and 1: 1, with a preferred one Weight ratio is 7: 3.
Der Bindemittelzusatz kann zmischen 1 und 10 Gewichtaprozenten der vorgenannten Mischung liegen und beträgt mit Vorteil 3%.The binder additive can mix between 1 and 10 percent by weight of the aforementioned mixture and is advantageously 3%.
Die chemische Natur des Bindemittels kann in größerem Umfange variiert werden. Dies gilt awohl für organische als auch anorganische Verbindungen, lis Beispiele für organische Bindemittel seien kolloidelen Teflon, in Xylol gelöstes.The chemical nature of the binder can vary to a great extent will. This applies to organic as well as inorganic compounds, see examples organic binders are colloidal Teflon, dissolved in xylene.
Polyäthylen, in Xylol gelöste ,Äthylzellulose und so weiter genannt, für anorganische Bindemittel Calciumsulfat, wasserlösliche Alkalimetallsilikat. und so weiter. Bei der Auswahl der Bindemittel gilt als einzige Beschränkung, daß das Bindemittel im organischen Eltktrolytea unlöslich sein sol' Die' beim vorbeschriebenen Verfahren zum Herstellen von Kathoden verwendbaren-organischen Lösungsmittel sind Isopropanol, Äthylalkohol, Methylalkohol und so weiter.Polyethylene, called dissolved in xylene, ethyl cellulose and so on, for inorganic binders calcium sulfate, water-soluble alkali metal silicate. and so forth. The only restriction on the selection of binders is that the binder should be insoluble in the organic electrolyte The' organic usable in the above-described method for producing cathodes Solvents are isopropanol, ethyl alcohol, methyl alcohol and so on.
Die zum Anformen der Kathode erforderlichen Drücke sind zwischen etwa 141 kp/cm2 und etwa 10 500 kp/cm2 våriierbar, wobei ein Druck von etwa 4920 kp/cm2 bevorzugt wird. Die Härtetemperatur kann zwischen 100 und 4000C liegen, die Wirte zeit sollte dabei der gewählten Härtetemperatur angepaßt sein. Mit ansteigender Härtetemperatur verkürzt sich die Härtezeit.The pressures required to mold the cathode are between approx 141 kp / cm2 and about 10 500 kp / cm2 variable, with a pressure of about 4920 kp / cm2 is preferred. The hardening temperature can be between 100 and 4000C, the hosts time should be adapted to the selected hardening temperature. With increasing Hardening temperature shortens the hardening time.
In einem nächsten Arbeitsschritt wird an der entsprechend dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellten Metalichromatkathode im Bereich eines Eckstückes das Trägermaterial abgeschabt, so daß zum Herstellen einer elektrischen Verbindung an dieser blankgemachten Stelle des Stromsammlers ein Verbinderelement punktförmig stoffschlüssig angebracht werden kann. Fig. 2 zeigt eine fertiggestellte Kathode 8. Diese ist verwendbar in Verbindung mit zwei Lithiumanoden 12, welche als Lithium/Metallchromat-Zelle aus zwei parallel zueinander angeordneten, etwa 0,508 mm starken, an gestrecktem rostfreien bzw. karrosionabeständigen Stahl angepreßten rechteckigen Platten aus Lithium hergestellt ist. Zwischen die Lithiumanode und di e die Metallchromatkathode ist als Separator und Elektrolytabsorber eine Filterpapierschicht 16 eingelegt. Eine Schnittansicht dieser Zelle zeigt Fig. 3. Die Zelle ist von einer mittels Dichtungselementen 20 verschlossenen Schichtfolienumhüllung 18 umgeben, w.elche als Schichtfolienhülle dem in der US-Patentanmeldung 822 661 vom 7. Mai 1969 beschriebenen Verfahren zum Verpacken und Verschließen entspricht. Der Zelle werden dann 3 cm einer 1-molaren Lösung von LiC104 in Tetrahydrofuran zugesetzt und die Zelle unter Wärmezufuhr dauerhaft verschlossen.The next step is to work on the according to the previously described Process manufactured metalichromate cathode in the area of a corner piece the carrier material scraped off so that it is bare-bare to make an electrical connection to it Place of the current collector a connector element is attached in a point-like manner can be. Fig. 2 shows a finished cathode 8. This can be used in Connection with two lithium anodes 12, which are made as a lithium / metal chromate cell two parallel to each other, about 0.508 mm thick, on stretched stainless steel or corrosion-resistant steel pressed rectangular plates made of lithium is. Between the lithium anode and the metal chromate cathode is a separator and a filter paper layer 16 inserted into the electrolyte absorber. A sectional view FIG. 3 shows this cell. The cell is of one by means of sealing elements 20 sealed film film envelope 18 surrounded, w.elche as a film film envelope the method described in US Patent Application 822,661 dated May 7, 1969 for Packing and sealing corresponds. The cell will then be 3 cm of a 1 molar A solution of LiC104 in tetrahydrofuran was added and the cell was permanently exposed to heat locked.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht in Draufsicht dieser Zelle.Fig. 4 shows a sectional plan view of this cell.
Derartige Zellen sind kathodenbegrenzt, d.h. die Kapazität der Kathode ist geringer als die der Anode.Such cells are cathode limited, i.e. the capacity of the cathode is less than that of the anode.
Die Entladung der Lithium/Metallchromat-Zellen erfolgt mit einem konstanten Strom von 4,5 mA, was einer Stromdichte von 1 mA/cm2 bezogen auf die geometrische Fläche beider Kathodenseiten entspricht. Dies wiederum würde einer Betriebslebensdauer von 20 bis 30 Stunden entsprechen. Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die für obige Belastung gelterlden Betriebsmerkmale verschiedener Lithium/Metallchromat-Zellen Tabelle 1 Betriebsmerkmale von Lithium/Metallchromat-Zellen Zellentyp Ruhe- Anfängliche Durchschnittliche spannung Betriebsspannung Betriebsspannung (V) (V) (V) Li/CuCrO4 3,6 2,3 2,0 Li/Ag2CrO4 3,5 2,8 2,4 Li/HgCrO4 3,5 2,5 2,3 Li/PbCrO4 3,1 2,3 1,6 Li/CoCrO 3,0 2a3 1,4 4 Verglichen mit herkömmlichen alkalischen Zellen zeigten alle Zellentypen außergewöhnlich hohe Ruhe;--und Betriebsspannungen.The lithium / metal chromate cells are discharged at a constant rate Current of 4.5 mA, which corresponds to a current density of 1 mA / cm2 based on the geometric Area of both sides of the cathode corresponds. This in turn would result in an operating life correspond to from 20 to 30 hours. Table 1 below shows those for the above Load applies to operating characteristics of various lithium / metal chromate cells Table 1 Operating Characteristics of Lithium / Metal Chromate Cells Cell Type Dormant Initial Average voltage Operating voltage Operating voltage (V) (V) (V) Li / CuCrO4 3.6 2.3 2.0 Li / Ag2CrO4 3.5 2.8 2.4 Li / HgCrO4 3.5 2.5 2.3 Li / PbCrO4 3.1 2.3 1.6 Li / CoCrO 3.0 2a3 1.4 4 Compared with conventional alkaline cells, all cell types showed exceptionally high rest and operating voltages.
Fig. 5 zeigt für die Li/CuCrO4-Zelle ein Diagramm der Zellenspannung in Abhängigkeit von der relativen Kathodenentladung.5 shows a diagram of the cell voltage for the Li / CuCrO4 cell depending on the relative cathode discharge.
Die für die Berechnung der Kathodenkapazität angenommene Kathodenreaktion ist: Aus Fig. 5 ist klar erkennbar, daß der Kathodenausnutzungs grad nahe bei 100% liegt. Die theoretische Energiedichte des obigen Zellentyps, bezogen auf die Ruhespannung und die obige Zellreaktion, beträgt etwa 181 Wh/kg.The cathode reaction assumed for the calculation of the cathode capacity is: From Fig. 5 it can be clearly seen that the degree of cathode utilization is close to 100%. The theoretical energy density of the above cell type, based on the resting voltage and the above cell reaction, is about 181 Wh / kg.
Fig. 6 zeigt ein ähnliches Diagramm mit der Entladekurve für die Li/Ag2CrO4-Zelle. Die Kathodenreaktion soll sein: Auch hier beträgt der Kathodenausnutzungsgrad wieder 100%.6 shows a similar diagram with the discharge curve for the Li / Ag2CrO4 cell. The cathode reaction should be: Here, too, the degree of cathode utilization is again 100%.
Auch diese Zellentyp zeichnet sich durch eine ausnehmend hohe Betriebsspannung aus.This cell type is also characterized by an exceptionally high operating voltage the end.
Fig. 7 zeigt die Entladungskurve für die Li/HgCrO4-Zelle.7 shows the discharge curve for the Li / HgCrO4 cell.
In diesem Fall soll die Kathodenreaktion sein: Der Materialausnutzungsgrad. beträgt wiederum zu 100%. Die außergewöhnlich gleichmäßige hohe Spannung der Zelle ist von besonderer Bedeutung. Die theoretische gravimetrische Energiedichte der Zelle ist mit etwa 179,6 Wh/kg errechnet. Auf Grund der hohen Dichte des HgCrO4 ist auch die volumetrische Energiedichte der Zelle sehr hoch.In this case, the cathode reaction should be: The material utilization rate. again is 100%. The exceptionally even high voltage of the cell is of particular importance. The theoretical gravimetric energy density of the cell is calculated to be around 179.6 Wh / kg. Due to the high density of HgCrO4, the volumetric energy density of the cell is also very high.
Fig. 8 zeigt die Entladungskurve für die Li/PbCrO4-Zelle.8 shows the discharge curve for the Li / PbCrO4 cell.
Die entsprechende Kathodenreaktion wird wie folgt ausgedrückt: Für diesen Zellentyp ergibt sich ein hoher Materialaunutzungsgrad. Die theoretische Energiedichte beträgt etwa 253,6 Whh'kg.The corresponding cathode response is expressed as follows: For this type of cell, there is a high degree of material reutilization. The theoretical energy density is about 253.6 Whh'kg.
Die Zelle scheint zwei Spannungsniveaus aufzuweisen.The cell appears to have two voltage levels.
Für jede der vorgenannten Zellenausbildungen gilt die folgende Anodenreaktion: Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich' sein.The following anode reaction applies to each of the aforementioned cell designs: All of the features and advantages of the invention that emerge from the claims, the description and the drawing, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in any combination.
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1971
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| BHJ | Nonpayment of the annual fee |