DE2450923B2 - Galvanische zelle mit einem positiven aktivmaterial aus silberchromat - Google Patents
Galvanische zelle mit einem positiven aktivmaterial aus silberchromatInfo
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Description
15
Die Erfindung betrifft eine galvanische Zelle mit einem positiven Aktivmaterial aus Silberchromat, mit
einer negativen Elektrode auf der Basis eines Leichtme- M
tails und mit einem nichtwäßrigen Elektrolyten.
In Zellen, bei denen Lithium als negativer Aktivmasse
eine positive Aktivmasse aus Silberchromat gegenübergestellt wird und bei denen der Elektrolyt aus einer
Lösung von Lithiumperchlorat in Propylenkarbonat gebildet wird, wurde festgestellt, daß die Haltbarkeit bei
hoher Temperatur (bis 1000C) ausgezeichnet war, denn
nach Lagerung bei 90° während mehr als einem Monat ergibt die Entladung solcher Zellen eine normale
Leistung von etwa 80% gegenüber 100%, wenn diese Entladung bei üblicher Temperatur geschieht
Leider trifft dies nicht mehr zu, wenn die Entladung
bei der Lagertemperatur, d.h. bei 900C, durchgeführt
wird; dann beträgt die Leistung lediglich noch 22%.
Mit Hilfe der Erfindung gemäß Hauptanspruch wird dieser Nachteil behoben werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im Unteranspruch erwähnt
An sich ist, z. B. aus der DT-AS 15 96 091, bekannt,
dem positiven Aktivmaterial Silberpulver beizumengen, und zwar zur Erhöhung der Leitfähigkeit Da jedoch
Silberchromat ein relativ guter Leiter ist und da Silber teuer ist, wird die bekannte Lehre in Anwendung auf die
erfindungsgemäße Zelle zu einem wesentlich geringeren Silberpulveranteil führen als er erfindungsgemäß 4s
gefordert wird und als der zur Verbesserung des Wirkungsgrads bei hohen Temperaturen erforderlich
ist
Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung so
für die Herstellung von Batteriezellen mit Silberchromat näher erläutert; es wird dabei bezug genommen auf
die einzige Figur, die die Leistungskurven R der erfindungsgemäßen Batteriezellen, bezogen auf den
Prozentsatz des Silberpulvers, in der Aktivmasse zeigt
Es wurden Lithium-Silberchromat-Knopfzellen vorbereitet,
bei denen die negative Elektrode aus Lithium und der Elektrolyt aus einer Lösung von Lithiumperchlorat
in Propylenkarbonat besteht und bei der die positive Elektrode aus einer pulverformigen gepreßten
Mischung von Silberchromat Ag2CrO4 und 1% Ruß
gebildet wird. Eine solche Zelle wurde über einen Widerstand von 30 000 Ohm bis zu einer Endspannung
von 2,9 Volt bei steigenden Temperaturen ermüden. Es
wurde dabei festgestellt, daß bei einem Ansteigen der 6s
Temperatur auf 70 bis 900C die Leistung von S7% auf
22% abfieL Eine Untersuchung der entladenen Zellen zeigt, daß bei hoher Temperatur das durch die
Entladung zu Silber reduzierte Silberchromat eine kompakte Sperre bildete, die den Fortgang der
elektrochemischen Austauschvorgänge verhindert
In einer Zelle derselben Form wurde die positive Masse durch eine ähnliche Masse ersetzt, der 10
Gewichtsprozent Silberpuder zugesetzt wurden, und in einer weiteren Zelle derselben Form wurde die positive
Masse durch eine ähnliche Masse ersetzt, der 30 Gewichtsprozent Silberpuder beigemengt wurde. Die
Leistungen dieser bei 900C unter denselben Bedingungen
entladenen Zellen waren gleich 81 bzw. 93% bezogen auf die theoretische Kapazität des Silberchromats.
Daraus wird deutlich, daß sich aus dem Zusatz von Silberpuder zur Aktivmasse ein Vorteil ergibt Es ist
wahrscheinlich, daß jedes Silberkörnchen als Ausgangspunkt für die Kristallisation des bei der während der
Entladung der Zelle stattfindenden Reduktion des Chiomats gebildeten Silbers wirkt
Auf diese Weise kristallisiert das Silber in der gesamten Masse in dispergiertem Zustand, anstatt zu
einer kompakten Masse zusammenzubacken.
Die Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher, wenn man die einzige Figur betrachtet, die ein
Leistungsdiagramm der erfindungsgemäßen Zelle wiedergibt Als Abszisse sind die prozentualen Silberanteile
in der Aktivmasse und als Ordinate die auf 100 bezogenen Kapazitäten der Zellen, & h. die Leistungen
R der Zellen, eingetragen.
Die Kurve A stellt die theoretischen Kapazitäten der mit Silberpulver versetzten Aktivmassen bei konstantem
Volumen dar, wobei die Kapazität 100 (bzw. die Leistung R 100%) gilt bei einer Aktivmasse ohne
Silberzusatz.
Die Kurve B zeigt die tatsächlichen Leistungen für Entladung bei 900C Für einen Silbergehalt von 0%
fiadet sich hier die oben angegebene Leistung von 22%. Die beiden weiter oben angegebenen Leistungen von 81
und 93% wurden für den entsprechenden Prozentsatz an Silberpulver auf die theoretischen Kapazitäten der
Aktivmasse bezogen.
So beträgt für 10% Silberpulver die berechnete Leistung 81%, die theoretische Leistung 94,7% und die
tatsächliche Leistung 76,7%.
Ebenso beträgt die berechnete Leistung bei 30% Silberanteil 93%, die theoretische Kapazität 823 und
die tatsächliche Leistung 76,5%.
Es ist klar, daß man den Silbergehalt je nach der Temperatur, bei der die Entladung stattfinden soll, und
je nach der Leistungseinbuße, die man tolerieren kann,
variieren lassen kann, wobei jede Temperatur einer anderen Kurve B entspricht, für die die Kurve A in
gewisser Weise die Umhüllung bildet Insgesamt gesehen, liegen die günstigen Silberanteile zwischen 5
und 15%. Denn es ist auf jeden Fall günstig, den steigenden Bereich der Kurve auszunutzen, solange
SUberpulver ein teurerer Rohstoff ist als Silberchromat Gute Resultate wurden mit einem Silbergehalt von etwa
12% erzielt
Die Erfindung wird bei Batteriezellen angewendet, die unter hoher Temperatur arbeiten, wie beispielsweise
bei einer elektrischen Apparatur, die durch ihre Bauteile aufgeheizt wird und die nicht gekühlt werden kann.
Claims (2)
1. Galvanische Zelle mit einem positiven Aktivmaterial aus Silberchromat, mit einer negativen
Elektrode auf der Basis eines Leichtmetalls und mit einem nichtwäßrigen Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet,
daß dem positiven Aktivmaterial Silberpulver in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsprozent beigemengt ist
2. Galvanische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem positiven Aktivmaterial
SUberpulver in einer Menge von 12 Gewichtsprozent beigemengt ist
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