DE2228843B2 - Galvanisches festkoerperelektrolyt- element - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein galvanisches Festkörper- Der Gegenstand der Erfindung ist nachfolgend an-

elektrolyt-Element mit einer negativen Alkaümetall- 35 hand eines Beispiels ausgeführt:
Elektrode, einer positiven Metallelektrode und einem Lithiumjodid als Festkörperelektrolyt in einer Zeo-

Alkalimetall-Halogenid als Festkörperelektrolyten. lith-Molekularsiebsubstanz vom Typ »13 X« wurde

Ein solches Element ist durch die US-PS Nr. folgendermaßen hergestellt: 20 ml geschmolzenen 34 55 742 bekannt. Dabei sind die verwendeten Fest- LiJ - H₂O wurden in einem korrosionsfesten Becher ikörperelektrolyte Ionenleiter, die den Ionenfluß wan- 40 aus rostfreiem Stahl abgemessen. Diese 20 ml wurrend der Arbeit des Elementes erleichtern. Die Ionen- den in einen zweiten korrosionsfesten Becher aus leitfähigkeit des Festkörperelektrolyten ist aber einer rostfreiem Stahl gegossen, der 7 g der Molekularderwesentlichen Faktoren, der die Leistungsfähigkeit siebsubstanz vom Typ »13 X« enthielt. Daraufhin des Elementes bestimmt. wurde die Mischung für zwei Stunden in einer Kam-

Es wurde nun gefunden, daß die bekannten Fest- 45 meir mit Argonatmosphäre auf eine Temperatur von körperelektrolyt-Elemente eine herabgesetzte Leit- 300° C erhitzt um sie zu trocknen, indem das in den fähigkeit des Festkörperelektrolyten haben können, beiden Komponenten enthaltene Hydrierungswasser die zu einem hohen inneren Widerstand und herab- ausgetrieben wird. Daraufhin wurde die Mischung gesetzter Leistungsfälligkeit des Elementes führen in der Kammer mit Argonatmosphäre auf Raumtemkann. Dies wirkt sich besonders dann nachteilig aus, 50 peratur abgekühlt und zwar so langsam, daß ein wenn im Zuge der in den letzten Jahren stattgefunde- Zerbrechen oder Zerreißen der erhaltenen Struktur nen Miniaturisierung in der Elektronik die Nachfrage unter thermischem Einfluß verhindert wird. Die daauf spezielle Energiequellen führt, deren Volumen bei erhaltene Struktur besteht aus einem Molekular- und Gewicht bei möglichst großer Energiedichte mit sieb (Kristallgitter), in dessen Poren Lithiumjodid den elektronischen Bauelementen vergleichbar ist. 55 eingebettet ist.

Beispielsweise aus der genannten US-PS Nr. Ein Versuchselement wurde folgendermaßen aui-

34 55 742 ist es außerdem bekannt, für die positive gebaut:
Elektrode eine Mischung aus Schwermetall und Negative Elektrode: Lithium;

einem Halogenid dieses Schwermetalls zu verwenden, Elektrolyt: Lithiumjodid in einer Molekularsieb-

wobei man als Schwermetall SUber, Blei oder Kupfer 60 substanz;

nehmen kann. Schüeßlich ist es durch die US-PS Nr. positive Elektrode: Silberjodid + Silber + Elek-

34 43 997 auch bekannt, die positive Elektrode mit trolyt,

dem Festkörperelektrolyten zu mischen. wobei 50 Gewichtsprozent Silberjodid, 20 Gewichts-

Aufgabe der Erfindung ist es, die Leistungsfähig- prozent Silber und 30 Gewichtsprozent Elkirolyt gekeit eines Elementes der eingangs genannten Art im 65 nommen wurden.

Hinblick auf die Ionenleitfähigkeit des Festkörper- Dieses Element wurde unter Last getestet, wobei

elektrolyten zu verbessern. sich bei offenem Stromkreis eine Spannung von

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch ge- 2,1 V bei Raumtemperatur einstellte. Der Umstand,

daß bei offenem Stromkreis eine Spannung von 2,1V vorhanden -war, steht in guter Ohereinstnnmung mit dem. theoretischen, Ihermodynamischen Wert des Lj/AgJ-Systems, was zeigt, daß der Molekularsiebsubstanz-Festkörperelektrolyt ein seiner Ionenleiter ist, wie er sich für Festkörperelemente eignet, da die elektrische Ldi&higkeit dieses MoIekularsiebsubstanz-Festkörpefelektrolyten vemachlässigfrar ist Die Leitfähigkeit des neuen Elektrolyten bei Raumtemperatur ist etwa hundertmal größer als S die von lithiumiodid, die sich in einer Größenordnung von 2 · 10~⁷ bis 3 · 10^* GhJn-¹Cm-¹ bewegt

Claims (4)

1. lös», daß der Festkörperelektrolyt in einer Molekular-Patentan^HÜcbe: siebsubstanz aus Zeoüth, Faujasit, Chabasit oder

   Caiicrinit eingebettet ist

   I* Galvanisches Fesftörpeselefctrolyt-Element Durch die DT-OS Nr. 1421 631 ist die Verwenmif «einer negativen Alkalimetall-Elektrode, einer 5 dung derartiger Mölekularsiebsubstanzen zwar an positiven Metallelektrode und einem Alkalime- sich in anderem Zusammenhang bekannt Dabei ist tall-Halogeidd als Festkörperelektrolyten, da- jedoch die Molekularsiebsubstanz selbst und nicht durch gekennzeichnet, daß der Fest- der Elektrolyt der eigentliche Ionenleiter, und es körperelektrolyt in einer Molekularsiebsubstanz hat sich damit außerdem eine Herabsetzung der Leitaus Zeolith, Faujasit, Chabasit oder Cancrinit » fähigkeit innerhalb des Elementes ergeben,
   eingebettet ist Demgegenüber würfe im Hinblick auf die erfin-
2. 2. Element nach Anspruch 1, wobei des EIek- -dungsgemäße Maßnahme gefunden, daß ein Festtrolyt das gleiche Alkaümetall wie die negative körperelektrolyt beispielsweise unter Temperatur-Elektrode aufweist dadurch gekennzeichnet, daß einwirkung in die Poren einer Molekularsiebsubstanz die positive Elektrode eine Mischung des Elßk- 15 eingebracht werfen kann und daß sich dadurch die trolyten mit einem Schwermetall und dessen Leitfähigkeit des Festkörperelektrolyten verbessert Halogenid ist Dazu kann angenommen werden, daß eine derartige
3. 3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Besetzung der Poren der Molekularsiebsubstanz eine zeichnet daß das Schwermetall-Halogenid das Veränderung der Struktur des Festkörperelektrogleiche Halogen wie das Alkalimetall-Halogenid *> ryten bewirkt die zu einer teilweisen »Verflüssigung« enthält des Festkörperelektrolyten führt und die Bewegüch-
4. 4. Element nach Anspruch 2, wobei das Al- keit der Ionen heraufsetzt

   kalimetaü Lithium ist dadurch gekennzeichnet, Weist der Elektrolyt das gleiche Alkaümetall wie

   daß das Halogen Jod und das Schwermetall SQ- die negative Elektrode auf, so kann zweckmäßig die ber, Blei, Kupfer oder Zinn ist as positive Elektrode eine Mischung des Elektrolyten

   mit einem Schwermetall und dessen Halogenid sein, wobei außerdem das Schwermetall-Halogenid das gleiche Halogen wie das Alkalimetall-Halogenid ent-

   halten kann.

   30 Findet als Alkaümetall Lithium Verwendung, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Halogen Jod und dar Schwermetall Silber, Blei, Kupfer oder Zinn ist