DE2421521C2

DE2421521C2 - Elektrochemisches Dünnschichtelement, Verfahren zur Herstellung des Elementes und einer Batterie aus diesen Elementen

Info

Publication number: DE2421521C2
Application number: DE2421521A
Authority: DE
Inventors: Bernard Paris Chenaux; Georges Arpajon Feuillade; Philippe Bures Sur Yvette Perche
Original assignee: GENERALE D'ELECTRICITE 75382 PARIS FR Cie
Current assignee: GENERALE D'ELECTRICITE 75382 PARIS FR Cie
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1974-05-03
Publication date: 1983-04-21
Also published as: LU70069A1; DK138347B; GB1459681A; DK138347C; US3989540A; CH600597A5; NL7406771A; IT1019598B; JPS5018938A; DE2421521A1

Description

A) die Mischung des Polymers mit dem Vernetzungsmittel und mit dem mineralischen Füllstoff,

B) die Bildung einer dünnen Schicht, die das in der vorausgegangenen Phase erhaltene Gel enthält, durch Gießen,

C) das Trocknen der dünnen Schicht bei praktisch Umgebungstemperatur,

D) das Erhitzen der düi.nen Schicht während etwa 15 bis 30 Minuten auf 160⁰C

E) und das Tränken der dünnen Schicht durch Eintauchen in mit Ammonium-Perchlorat gesättigtes Propylenkarbonat.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in einem Keton hergestellt wird, vorzugsweise in Methyl-Äthyl-Keton.

18. Verfahren zur Herstellung einer Batterie aus mindestens zwei Elementen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung als Phasen umfaßt

A) die schichtweise Anordnung in einem Gehäuse (1) von einer ersten dünnen Schicht aus einem elektror.enleitenden Material (2), einem Katholyten (3) in dünner Schicht, einem Separator (4) in dünner Schicht, einer Lithium-Anode (5) in dünner Schicht für das erste Element und von einer zweiten dünnen elektronenleitenden Materialschicht (6), einem zweiten Katholyten

(7) in dünner Schicht, einem zweiten Separator

(8) in dünner Schicht, einer zweiten Lithium-Anode (9) für das zweite Element und so fort in derselben Reihenfolge für evtl. weitere Elemente,

B) das Aufbringen auf die in der vorausgegangenen Phase hergestellte Schichtstruktur einer letzten dünnen Schicht (10) aus einem elektronenleitenden Material,

C) das Aufbringen eines Keils (11) auf diese letzte dünne Schicht,

D) das Ausüben eines genügend hohen Drucks auf den Keil (11), damit die Höhe der Schichtstruktur auf die Höhe der Summe der Stärken der einzelnen dünnen Schichten reduziert wird,

E) das Erwärmen des Ganzen auf eine Temperatur zwischen etwa 50 und 100⁰C,

F) das Gießen eines Umhüllungsmaterials (12) in das Gehäuse,

G) das Entgasen des Ganzen unter einem Vakuum und einer Temperatur, die ungefähr gleich der bei der in der voraufgegangenen Phase E aufgetretenen Erwä^rmungstemperatur ist,

H) das Abkühlen des Ganzen unter Atmosphärendruck auf die Umgebungstemperatur.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als UmhüUungsmaterial (12) ein Paraffin verwendet wird, das einen Schmelzpunkt aufweist, der nicht die Erwärmungstemperatur überschreitet

20. Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß praktisch 50% des Gewichts des Polyvinylazetals durch Benton ersetzt sind.

Die Erfindung bezieht sich auf elektrochemische Dünnschichtelemente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Herstellungsverfahren für diese Elemente sowie für Batterien solcher Elemente.

Aus der DE-OS 22 09 086 sind Elemente bekannt, die im wesentlichen aus einer Aufeinanderschichtung von 2ί dünnen Feststoffschichten bestehen, die in folgender Reihenfolge angeordnet werden:

— ein kathodischer (positiver) Kollektor aus einem Materia!, das Elektronen gut leitet,

in - ein Katholyt, der einen Stoff enthält, der Anionen liefern kann, um mit dem Anodenmaterial eine Entladeverbindung zu bilden,

— ein für den Katholyten undurchlässiger und ein ionenleitendes Salz enthaltender Separator,

r> — eine Lithiumanode (Anode = negative Elektrode).

Der bekannte Separator enthält ein Lithiumsalz und ein festes Strukturmaierial und ergibt sich durch Lösung des Lithiumsalzes in einem Lösungsmittel und durch

4(i Ausbildung einer dünnen Feststoffschicht aus dieser Lösung und dem Strukturmaterial derart, daß das Lithiumsalz teilweise in solvatierter Form verbleibt. Insbesondere ist bei Verwendung von Methanol oder Äthanol als Lösungsmittel das feste Strukturmaterial ein Polyvinylazetal oder ein Polyvinylbutyral. Verwendet man dagegen Wasser als Lösungsmittel, dann dient Polyvinylalkohol oder Karboxymethylzellulose als Bindemittel. Bei Verwendung von Azeton als Lösungsmittel verwendet man als Bindemittel insbesondere ein Polymethacrylat, nämlich Vinylazetat.

Die Erfindung will elektrochemische Elemente schaffen, deren Energie pro Volumeneinheit sowie Entladeleistung hoch ist und die darüber hinaus zu Batterien zusammengestellt werden, die zahlreiche praktische Anwendungen finden können.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 definierten Elemente gelöst. Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen dieser Elemente sowie des zugehörigen Herstellungsverfah-

bo rens wird auf die weiteren Ansprüche verwiesen.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße elektrochemische Dünnschichtelemente unter Bezugnahme auf die beiliegende Figur beschrieben.

b5 I.: allen Fällen wird der kathodische Kollektor aus einer dünnen Metallschicht, beispielsweise Kupfer, und die Anode aus einer dünnen Lithiumschicht gebildet. Der Katholyt besteht aus mit einem Gel zusammen-

gebackenem Kupfersulfidpulver; das Gel wird dabei aus einem Harz wie beispielsweise Polyvinylformal (nachfolgend mit PVF bezeichnet) und einem Lösungsmittel wie beispielsweise Propylenkarbonat (nachfolgend mit PC bezeichnet) gebildet, das mit einem leitenden Salz wie beispielsweise Ammoniumperchlorat (nachfolgend mit ClO₄Am bezeichnet) gesättigt ist.

Ein solches Gel wird hergestellt, indem die verschiedenen oben angeführten Bestandteile in nachfolgenden Gewichtsverhältnissen gemischt werden:

JL. < fYZ < Jl. i£< Q£ <2°_

100 PC 100' 50 PVF+ PC + ClO₄Am 10 Vorzugsweise liegen diese Werte bei — bzw. —.

IIHI jU

Ein solches Gel, das eine weiche Konsistenz aufweist, wird auf einen aus einer Folie aus Silber oder verzinnten oder versilbertem Kupfer gebildeten Träger aufgetragen, auf den zuvor durch Wärmepressen ein einen Hohlraumträger bildendes Gitter aufgeschweißt wird. Dieses Gel wird so auf den Träger aufgetragen, das es die Hohlräume des Gitters ausfüllt, anschließend wird das überschüssige Gel vom Gitter abgestreift.

Es ist klar, daß die Stärke des Gitters und die Abmessungen der Hohlräume in Abhängigkeit von der gewünschten Kapazität des Elements bestimmt werden. Der Katholyt kann gemäß dem angegebenen Verfahren auch so hergestellt werden, daß das PVF durch Polyvinyl-Butyral (nachfolgend PVB genannt) und das PC durch N-Methyl-Pyrrolidon (mit N.M.P. bezeichnet) ersetzt werden.

Ein solches Gel kann evtl. nicht vernetzt oder auch nach dem bei der Beschreibung des Separators angegebenen Verfahren vernetzt werden.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele von Separatoren beschrieben, wobei Katholyt praktisch dieselbe Zusammensetzung aufweist, wie sie zuvor beschrieben wurden.

Zuvor sei darauf hingewiesen, daß der Separator aus einem Polyvinylazetal, insbesondere PVF oder PVB. und aus einem mit einem leitenden Salz, wie beispielsweise ClO₄Am, gesättigten Lösungsmittel gebildet wird.

Mit dem PVF wird gewöhnlich als Lösungsmittel PC verwendet.

Mit PVB wird im allgemeinen N.M.P. als Lösungsmittel verwendet.

Auf diese Weise erhält man ein Gel, das je nach dem Azetalanteil und dem Lösungsmittelanteil veränderliche Viskosität aufweist.

Ein solches Ge! kann unvernetzt oder vernetzt sein: im letzten Falle ist das Vernetzungsmittel entweder direkt in den das Gel bildenden Bestandteilen enthalten oder es wird dem Gel nach seiner Herstellung aus diesen Bestandteilen zugesetzt.

1. Beispiel

PVF und PC werden in folgenden Gewichtsanteilen miteinander gemischt:

5 ^ PVF ,15 .10

TÖÖ^<-pc-"TÖÖ'^vorzugsweiseTöb-

Das PC wird mit ClO₄Am gesättigt.

Man erhall: dann ein weiches Gel mit geringem Widerstand, das nach einem leichten Anwärmen auf einen porösen Träger, wie beispielsweise Asbest, gegossen wird, so daß dieser Träger damit getränkt wird.

Der so hergestellte Separator weist eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit auf und begünstigt eine gute Entladung des Elements. Er wird besonders vorteilhaft in Monozellen verwendet. Es ist zu bermerken, daß anstelle des CIO₄Am (dg. gilt übrigens auch für die folgenden Beispiele) andere Salze wie beispielsweise Lithium-Perchlorat, Kalium-Jodid oder Natrium-Fluoroborat verwendet werden können. Dieser Hinweis gilt ebenfalls für den Katholyten.

2. Beispiel

ti PVF und PC werden in folgenden Gewichtsverhältnissen miteinander vermischt:

20 / PVF .40 .30

TÖÖ-^<-pc-^<TÖÖ'^vorzu8SweiseTÖÖ·

Das PC wird mit CIO₄Am gesättigt.

Man erhält ein Gel mit kautschukartiger Konsistenz, das seine Form erhält, indem es warm auf eine Platte gegossen wird, so daß es einen dünnen Film bildet, oder indem es warm auf ein isolierendes Gewebe, beispielsweise aus Nylon, gegossen oder gepreßt wird.

Der so erhaltene Separator weist einen hohen Schmelzpunkt auf, je nach Zusammensetzung von 70 bis 120° C.

jo Eine Variante besteht darin, etwa 50% des PVF durch Benton zu ersetzen. Hierbei handelt es sich um ein organophiles Bentonit, dessen alkalische Kationen durch quaternäre Ammoniumionen ersetzt worden sind. Es ergibt sich ein hartes Gel, das eine ausgezeichnete J5 Leitfähigkeit aufweist und der Passivierung des Elements während der Entladung entgegenwirkt.

Die beiden soeben beschriebenen Beispiele betreffen Separatoren, die aus harten oder wichen unvernetzten Gelen gebildet werden.

Anschließend werden nun Beispiele beschrieben, bei denen vernetzte Gele eingesetzt werden.

Es sei schon jetzt darauf hingewiesen, da ß solche Gele ausgezeichnete mechanische Eigenschaften sowie eine sehr gute Wärmefestigkeit aufweisen; sie werden vorzugsweise bei aus mehreren Elementen bestehenden Batterien eingesetzt, bei denen die Temperatur 70⁰C erreichen kann.

3. Beispiel

PVB mit einem 25%igen nicht azetalisierten OH-Restanteil wird mit einem Lösungsmittel, wie beispielsweise Äthanol oder Tetrahydrofuran (nachfolgend mit THF bezeichnet) und einem Vernetzungsmittel, im vorliegenden Fall Epichlorhydrin oder Chloroepoxypropan (nachfolgend mit EPC bezeichnet), so vermischt, daß sich eine dünnflüssige Lösung ergibt, bei der der EPC-Anteil etwa 5 bis 10% des Gewichts des PVB ausmacht.
Vorteilhafterweise wird die Mischung mit einigen

bO Tropfen H2SO4 versetzt, die bei der Reaktion als Katalysator wirkt

Die Mischung wird auf eine Platte gegossen und zur Entfernung des THF getrocknet. Der erhaltene Film schwammiger Konsistenz wird mit mit ClO₄Am

'5 gesättigtem NMP getränkt. Dann wird zur Entfernung des überschüssigen NMP eine oberflächliche Trocknung vorgenommen. Ein solcher Film weist einen Widerstand von 65 Ohm/cm² sowie eine ausgezeichnete mechani-

IO

sehe Festigkeit auf.

Die Mischung kann auch anstatt auf eine Platte auf einen porösen Asbesttträger gegossen werden, der so getränkt wird.

4. Beispiel

PVF mit etwa 5 bis 6% OH-Resten wird mit THF als Lösungsmittel und mit EPC als Vernetzungsmiltel unter Anwesenheit von H2SO4 gemischt, wobei die Gewichtsverhältnisse praktisch dieselben sind wie zuvor.

Die Mischung wird auf eine Platte gegossen und zur Entfernung des THF getrocknet; der erhaltene Film wird mit mit ClO₄Am gesättigtem PC getränkt. Das Trocknen erfolgt bei Umgebungstemperatur, jedoch kann dieser Vorgang während einiger Minuten bei etwa 70° C ablaufen, um die Vernetzung zu verstärken.

Ein solcher Film weist einen Widerstand von etwa 100 Ohm/cm² auf.

Wie im vorausgehenden Fall kann auch Asbestträger mit diesem Gel getränkt werden.

ein

5. Beispiel

20

PVF wird mit mit CIO₄Am gesättigtem PC als Lösungsmittel und mit EPC als Vernetzungsmittel in den folgenden Gewichtsverhältnissen gemischt:

10 ^ PVF 20
100 PC 100

EPC: 5 bis 10 Gewichtsprozent des PVF.

Das so entstehende weiche Gel wird rasch in warmem Zustand auf ein Nylongewebe gespritzt oder gepreßt, nach dem Abkühlen erfolgt eine Wärmebehandlung bei etwa 50 bis 70°C während einer Dauer von einigen r> Minuten bis zu einer Stunde, um die Vernetzung und die gewünschte Desolvatation abzuschließen.

Eventuell kann es notwendig sein, den Separator von neuem mit mit CIO₄Am gesättigtem PC zu tränken, wenn zuviel Lösungsmittel entfernt wurde.

6. Beispiel

PVB mit etwa 25% OH-Resten wird mit einem Lösungsmittel wie beispielsweise Äthanol oder THF so gemischt, daß ein dünnflüssiges Gemisch entsteht, r. Dieses wird auf eine Platte gegossen, so daß sich ein Film ergibt, der getrocknet wird.

Die Vernetzung wird dann auf verschiedene Weisen bewirkt:

■>»

— entweder durch Eintauchen dieses Films in eine Lösung von EPC in mit CIO₄Am gesättigtem NMP,

— oder durch Eintauchen des Films in eine Lösung von Isopropyltitanat in mit ClO₄Am gesättigtem NMP,

— oder durch Eintauchen des Films in eine Lösung von Dimethylolharnstoff in mit ClO₄Am gesättigtem NMP.

Der Film enthält also mit CIO₄Am gesättigtes NMP. 7. Beispiel

PVF und THF werden in solchen Gewichtsverhältnissen gemischt, daß sich eine dünfflüssige Mischung ergibt. f>5

Diese Mischung wird auf eine Platte gegossen, so daß sich ein Film ergibt, der zur Entfernung des THF getrocknet und dann vernetzt wird:

— entweder durch Eintauchen des Films in eine Lösung von EPC in mit CIO₄Am gesättigtem PC oder durch Eintauchen dieses Films in eine Lösung von Isopropyltitanat in mit CIO₄Am gesättigtem NMP.

Eine Variante der beiden vorausgehenden Beispiele besteht darin, ein Gel aus PVF und PC (oder aus PVB und NMP) zu bilden, dieses in warmem Zustand auf eine Platte zu gießen und an Ort und Stelle zu vernetzen, indem auf den so gebildeten Film eine Vernetzungslösung gegossen wird, die den zuvor genannten entspricht. Eine solche Variante ermöglicht es, die Trockenphase und die darauffolgende neuerliche Imprägnierung zu vermeiden; diese Variante ist folglich schneller.

8, Beispiel

PVF und mit ClO₄Am gesättigtes PC werden in einem

PVF 20 30

Verhältnis gemischt, das etwa — bis — beträgt.

So erhält man ein relativ hartes Gel, das in warmem Zustand gepreßt oder gespritzt wird, so daß sich ein Film bildet, den man auch auf einem Nylongewebe erhalten kann.

Der Film wird getrocknet und anschließend in ein Vernetzungsbad getaucht, wie es zuvor beschrieben wurde.

9. Beispiel

Ein Lösungsmittel, wie beispielsweise ein wenig flüchtiges Keton, im vorliegenden Fall Methyl-Äthyl-Keton, versetzt man mit einer makromolekularen Fluorverbindung, wie beispielsweise das Kopolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, mit einem Vernetzungsmittel, wie beispielsweise N-N-Dizinnamyliden-l,6-Hexandiamin und mit Magnesiumoxid. Diese Mischung wird stark geschüttelt, damit sie homogen wird. Auf diese Weise erhält man ein viskoses Gel, das auf eine Glasplatte gegossen wird, so daß sich ein Film oder eine dünne Schicht bildet, die nach dem Trocknen eine Dicke von 1 bis 2/10 mm aufweist.

Dieser Film wird bei Umgebungstemperatur zur Entfernung des Lösemittels getrocknet, anschließend in einer Trockenkammer während etwa 15 bis 30 Minuten auf etwa 160° erhitzt, um die Vernetzung des Polymers zu bewirken und das Lösungsmittel vollständig zu entfernen.

Anschließend wird der Film oder die dünne Schicht mit einer gesättigten Lösung von Ammonium-Perchlorat in PC durch etwa 4- bis 5stündiges Eintauchen getränkt Schließlich wird der so imprägnierte Film an der Luft getrocknet und dann in das elektrochemische Element eingebaut.

Die Anteile der verschiedenen Bestandteile und des Lösungsmittels werden so gewählt, daß eine Lösung erhalten wird, die eine für das Gießen geeignete Viskosität aufweist.

Beispielsweise können folgende Proportionen verwendet werden:

Kopolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen

Vernetzungsmittel
Magnesiumoxid

100 Gewichtsteile
2 bis 3 Gewichtsteile
15 Gewichtsteile

Das Ganze wird in 600 Gewichtsteile Methyl-Äthylketon gegeben.

Eine Ausführungsvariante besteht darin, reines Polyvinylidenfluorid xu verwenden.

Eine weitere Variante besteht darin, als Vernetzungsmittel ein organisches Peroxid und insbesondere Zinnamyl-Peroxid zu verwenden.

In allen Fällen sind die eingesetzten Gewichtsproportionen praktisch dieselben, wie die weiter oben angeführten.

Nachdem so einige Ausführungsbeispiele des Katholyten und des Separators eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Elements beschrieben wurden, wird nachfolgend an Hand der beigefügten Figur die Ausführung einer Batterie mit zwei in Reihe geschalteten erfiridungsgemäßen Elementen dargestellt, wobei es selbstverständlich ist, daß Batterien mit einer größeren Anzahl von Elementen hergestellt werden können.

Die Figur zeigt also ein Gehäuse 1, das beispielsweise aus rostfreiem Stahl besteht, in den die nachstehenden Schichten in der angegebenen Folge aufeinander geschichtet werden:

— eine Kupferfolie 2,

— ein Katholyt 3, der aus einem Substrat 3' und seinem Gitter 3" gebildet wird, das mit einem CuS-haltigen Gel getränkt ist,

— ein Separator 4,

— eine Lithiumfolie 5,

— eine Kupferfolie 6,

— ein Katholyt 7, der aus seinem Substrat T und seinem Gitter 7" gebildet wird,

— ein Separator 8,

— eine Lithiumfolie 9,

— eine Kupferfolie 10.

Auf der Kupferfolie 10 wird ein Befestigungskeil Ii angeordnet, der einen Pol der Batterie bildet; der andere Pol wird vom Gehäuse 1 gebildet.

Es sei insbesondere festgestellt, daß die Kupferfolien 2, 6 und 10 einen Durchmesser aufweisen, der deutlich größer ist als der der übrigen Bestandteile, damit ein sich aus dem Fließen der Separatoren evtl. ergebender Stromüberschlag und folglich die Selbstentaldung des aus Lithium und Kupfersulfid gebildeten Stromkreises vermieden wird.

Es ist auch festzustellen, daß die Lithiumfolien 5 und 9

IO

einen Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als der der übrigen Bestandteile.

Es wird zunächst ein leichter Druck auf den Keil 11 ausgeübt, so daß die Höhe des Stapels der verschiedenen Schichten gleich der Summe der Summe der Stärken der Bestandteile wird.

Dann wird das Ganze auf eine Temperatur von 6OX gebracht. Anschließend wird in das Gehäuse 1 ein Paraffin mit einem realtiv niedrigen Schmelzpunkt von etwa 55^CC gegossen und das Ganze in einen Vakuumheizschrank mit etwa 6O⁰C verbracht, um die Entgasung herbeizuführen. Nach einem solchen Entgasungsvorgang wird das Ganze aus dem Heizschrank genommen, was bewirkt, daß das flüssige Parafffin in alle Zwischenräume eindringt und so eine wirksame Umhüllung, die unter der Referenz 12 in der Figur gezeigt wird, hergestellt wird. Natürlich könnte anstelle des Keils 11 ein dem oberen Bereich des Gehäuses 1 angepaßter Deckel verwendet werden.

Um eine Vorstellung von der Größenordnung zu geben, seien folgende Abmessungen genannt:

Durchmesser des Gehäuses 1	20 mm
Stärke der Kupferfolien 2,6
und 10	5/100 mm
Durchmesser der Katholyten3
und 7	18 mm
Stärke der Substrate	2/100 mm
Stärke des Gitters	einige/10 mm
(eine Stärke von 1/10 mm
entspricht einer Kapzität von
3 bis 4 mAh/cm²)
Stärke der Separatoren 4 und 8	zwischen
	0.1 und 0,4 mm
Stärke der Lithiumfolien 5 und 9	0.2 mm

bei einem Durchmesser von 16 mm.

Die Leistung eines aus fünf in Reihe geschalteten erfindungsgemäßen Elementen gebildeten elektrochemischen Generators ist in etwa wie folgt:

elektromotorische Kraft: 10 Volt

Wirkungsgrad 70 bis 80% des theoretischen Wirkungsgrads bei einer Leistungsabgabe von 5 μΑ/cm².

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrochemisches Element, zu dem der Reihe nach angeordnet eine erste dünne Schicht, die einen elektronenleitenden kathodischen Kollektor bildet, eine zweite dünne Schicht, die einen Katholyten bildet, der ein Material enthält, das Anionen liefert, die mit dem Material einer Anode eine Entladeverbindung bilden können, eine dritte dünne Schicht, die ι ο einen für den Katholyten undurchlässigen Separator bildet, sowie eine vierte dünne anodische Schicht gehört, die Iithiumhaltig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katholyt sowie der Separator mindestens teilweise ein aus mindestens einem Polyvinylazetal, das mit mindestens einem Lösungsmittel sowie mindestens einem ionenleitenden Salz imprägniert ist, gebildetes Gel aufweisen.

2. Elektrochemisches Element, das in Aufeinanderfolge eine erste dünne Schicht, die einen kathodischen eJektronenleilenden Kollektor bildet, eine zweite dünne Schicht, die einen Katholyten bildet, der ein Material enthält, das Anionen liefern kann, die mit dem Material einer Anode eine Entladeverbindung bilden können, eine dritte dünne Schicht, die einen für den Katholyten undurchlässigen Separator darstellt, sowie eine vierte dünne anodische Schicht umfaßt, die lithiumhaltig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Katholyt sowie der Separator mindestens teilweise ein mit mindestens jo einem Lösungsmittel sowie mindestens einem ionenleitenden Salz imprägniertes Gel aufweisen, wobei das den katholyten bildende Gel mindestens ein Polyvinylazetal enthält und das den Separator bildende Gel mindestens ein Polymer sowie einen r> mineralischen Füllstoff enthält.

3. Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Polyvinylazetal um Polyvinylformal oder Polyvinylbutyral handelt.

4. Elektrochemisches Element nach dnem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Lösungsmittel um Propylenkarbonat oder um N-Methylpyrrolidon handelt.

5. Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem ionenleitenden Salz um Ammoniumperchlorat oder Kaliumiodid oder um Natriumfluoroborat oder um Lithium-Perchlorat handelt.

6. Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Polymer um ein Kopolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluoropropylen handelt.

7. Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Polyvinylazetal um ein unvernetztes oder um ein vernetztes Azetal handelt.

8. Elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Polymer um ein vernetztes Polymer handelt.

9. Herstellungsverfahren für ein elektrochemisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren zur Herstellung des Katholyten als aufeinanderfolgende t>5 Phasen umfaßt

A) die Mischung des Polyvinylazetals, des Lösungsmittels des Materials, das Anionen liefern kann, die mit einer Anode eine Entladeverbinduivg eingehen können, und des ionenleitenden Salzes in derartigen Gewichtsverhältnissen, daß einerseits der Anteil des Azetals im mit ionenleitenden Salz gesättigten Lösungsmittel gewichtsmäßig zwischen 5 und 15% liegt und daß andererseits das Gewichtsverhältnis des Anionen liefernden Materials zu den übrigen Bestandteilen zwischen 1 und 9 liegt,
B) und das Verstreichen des in der vorgenannten Phase erhaltenen Gels in den Poren eines leitenden Gitters, das an ein leitendes Substrat gebunden ist, so daß die Schicht des Gels praktisch die gleiche Stärke aufweist wie dieses Gitter.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Herstellung des Separators als aufeinanderfolgende Phasen umfaßt

A) die Mischung des Polyvinylazetals und des mit ionenleitendem Salz gesättigten Lösungsmittels in derartigen Gewichtsverhältnissen, daß das Verhältnis des Gewichts des Azetals und des Gewichts des gesättigten Lösungsmittels zwischen 20 und 40% liegt,

B) und die Bildung einer dünnen Schicht, die das in der vorausgehenden Phase erhaltene Gel enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel in warmem Zustand auf einen porösen, vorzugsweise aus Asbest gefertigten Träger gegossen wird und so eine dünne Schicht bildet.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel im kalten Zustand durch Heißpressen zu einer dünnen Schicht geformt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel durch Heißspritzen auf ein isolierendes, vorzugsweise aus Nylon gefertigtes Gewebe aufgebracht wird und eine dünne Schicht bildet.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es als aufeinanderfolgende Phasen für die Herstellung des Separators umfaßt

A) die Mischung des Polyvinylazetals mit dem im Vernetzungs-Lösungsmittel gelösten Vernetzungsmittel unter Beisein von geringen Mengen Schwefelsäure,

B) die Herstellung einer dünnen Schicht, die das in der vorhergehenden PHase erhaltene Gel enthält,

C) das Trocknen dieser dünnen Schicht,

D) und das Tränken dieser dünnen getrockneten Schicht mit dem mit ionenleitendem Salz gesättigten Lösungsmittel.

15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung des Separators als aufeinanderfolgende Phasen umfaßt

A) die Mischung des Polyvinylazetals mit einem Lösungsmittel, das unter der vorzugsweise aus Äthanol, Tetrahydrofuran, Polypropylenkarbo-

nat gebildeten Gruppen von Stoffen ausgewählt wird,

B) das Bilden einer dünnen Schicht, die das in der vorausgehenden Phase erhaltene Gel enthält,

C) das Trocknen der dünnen Schicht,

D) und das Vernetzen der trockenen dünnen Schicht mit Hilfe des in einem mit ionenleitendem Salz gesättigten Lösungsmittel in Lösung befindlichen Vernetzungsmittel.

IU

16. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung des Separators notwendigen Phasen umfassen