DE2516035C3 - Galvanisches Element mit einem nichtwässrigen Elektrolyten - Google Patents
Galvanisches Element mit einem nichtwässrigen ElektrolytenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein galvanisches Element mit einer negativen Elektrode aus einem sehr aktiven
Metall, einer positiven Elektrode aus einem Polyfluorkch'.cnstoff
der allgemeinen Formel (CFxJn und einem
nicliiwäßrigen Elektrolyten.
Die DT-PS 19 17 907 beschreibt ein galvanisches Primärelement mit einer negativen Elektrode aus einem
Leichtmetall oder einer hauptsächlich aus diesem Leichtmetall bestehenden Legierung als aktivem Material,
einem nichtwäßrigem Elektrolyten und einer positiven Elektrode mit einem festen Kohlcnstoff-Fluorid
der allgemeinen Formel (CFj)n, wobei χ einen Wert
zwischen 0,5 und 1 hat, als hauptsächlichem aktiven Material.
Die US-PS 37 00 502 beschreibt eine Batterie mit einer ein Leichtmetall enthaltenden negativen Elektro- fto
de, einem nichtwäßrigen Elektrolyten und einer positiven Elektrode, die als aktives Material einen
amorphen, festen Polyfluorkohlenstoff der allgemeinen Formel (CF,)», wobei χ einen Wert bis zu 1 hat, enthält.
N'ichtwäßrigc Eiekirolyien sind bekannt. Sie crstha!
ten in der Regel einen gelösten Stoff, wie ein Salz oder Komplexsalz von Elementen der Gruppen I-A, H-A
oder Ul-A des Periodensystems und ein geeignetes nichtwäßriges organisches Lösungsmittel. Zu diesen
üblichen Lösungsmitteln gehören Propylencarbonat, Äihylencarbonatodery-Butyrolacton.
In der US-PS 35 47 703 ist die Verwendung eines nichtwäßrigen Elektrolyten beschrieben, der als Lösungsmittel
Äthylenglycolsulfit enthält. Die US-PS 35 36 532 und 37 00 502 beschreiben nichtwäßrige
Zellen mit einem Fluorkohlenstoff der Formel (CF1),, als
aktives positives Kathodenmaterial zusammen mit einer negativen Elektrode oder Anode aus Leichtmetall und
einem üblichen nichtwäßrigen Elektrolyten.
In einem Aufsatz in »Abstracts of the Third International Conference on Nonaqueous Solvents«
vom 5. Juli 1972 in der Michigan State University heißt es, daß 3-Methyl-2-oxazolidon ein gutes nichtwäßriges
Lösungsmittel ist, weil es leicht herzustellen und zu reinigen ist, stabil ist, gute physikalische Eigenschaften
hat, eine gute Lösungsfähigkeit und eine gute Verträglichkeit hat. Der Aufsatz betriff! im wesentlichen nur die
Entdeckung, daß die grundlegenden physikalischen und chemischen Eigenschaften von 3-Methyl-2-oxazolidon
ihn als gutes mögliches nichtwäßriges Lösungsmittel erscheinen lassen.
Galvanische Elemente der bekannten Zusammensetzung ermöglichen in der Regel nur eine beschränkte
kathodische Stromausbeute.
Aufgabe der Erfindung ist ein galvanisches Element der eingangs erwähnten Zusammensetzung, das eine
kathodische Siromausbeute von mehr als 50%, vorzugsweise von mehr als 80% der Theorie beim Entladen mit
einer Stromdichte von 1 mA/cm2 bei einer Trennspannung von 1,5 V bei Verwendung einer Lithiumanode
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem galvanischen Element ein Polyfluorkohlenstoff der
allgemeinen Formel (CFxJn eingesetzt wird, in welchem
Λ' einen Wert zwischen 0,5 und 1,2 hat, und daß das
Element einen flüssigen organischen Elektrolyten aus 3-Methyl-2-oxazolidon, aus einem Lösungsmittel niedriger
Viskosität und aus einem gelösten leitfähigen Stofl enthält.
Brauchbare, sehr aktive Anoden bestehen au· Lithium, Kalium, Natrium, Calzium, Magnesium odei
ihren Legierungen. Von diesen aktiven Metallen is1 Lithium bevorzugt, weil es duktil und weich ist und leich
in der Zelle untergebracht werden kann und weil es da: höchste Verhältnis von Energie zu Gewicht hat.
Erfindungsgemäße positive Elektroden oder Katho den bestehen aus festem Fluorkohlenwasserstoff dei
Formel (CF4Jn, wobei ,v einen Wert zwischen etwa 0,i
und etwa 1,2 hat und wobei /; die Anzahl de monomeren Einheiten bezeichnet, die innerhalb eine
weiten Bereiches schwanken kann. Diese Elektrodei bestehen aus Kohlenstoff und Fluor, und zwar au
graphitischem und nichtgraphitischcm Kohlenstoff, wi< Koks, Holzkohle oder Aktivkohle. Gemäß den US-Pi
35 36 532 und 37 00 502 sind Elektroden aus festen fluoriertem Kohlenstoff besonders stabil und beständi]
gegen Chemikalien, wenn ν einen Wert zwischen 0 um
etwa 1 hat. bevorzugt werden Kathoden der angegebe nen Formel verwendet, bei welchen α einen Wer
zwischen etwa 0,8 und etwa 1,1 hat. Derartige Kathode
sind sehr gut geeignet zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen spezifischen Elektrolyten, da bc
dieser Kombination innerh:.ilh des angegebenen Berei
chcs die beste Ausnutzung der verfügbaren Energie dichte und Leitfähigkeit des Kathodenmaterials möglic
ist.
:5 16
Das flüssige J-Methyl-2-oxazolidon der Formel
ClI2 CH2- O —CO—N-CH,
(3 Me 2Ox) ist ein ausgezeichnetes nichtwäßriges Lösungsmittel,
da es eine hohe Dielektrizitätskonstante hat, chemisch inert ist gegen die anderen Bestandteile
des Elementes, in einem weiten Temperaturbereich flüssig ist und wenig giftig ist.
Es wurde aber gefunden, daß Lösungen von Metailsalzen in flüssigem 3 Me 2Ox zu viskos sind, um
wirksam als Elektrolyt in nichtwäßrigen Zellen verwendet zu werden. Erfindungsgemäß ist also der Zusatz
eines Lösungsmittels niedriger Viskosität erforderlich, um die Zelle mit einer hohen Energiedichte betreiben zu
können. Zur Erreichung der hohen Energiedichte ist c·; erfindungsgemäß erforderlich, eine Kathode aus (CF,)„
zusammen mit einer Anode aus einem sehr aktiven Metall zu verwenden. Die Erfindung betrifft also eine
neue Zelle hoher Energiedichte mit einer Anode aus einem sehr aktiven Metall, wie Lithium, einer Kathode
aus einem Fluorkohlensioff der Formel (CF1),,, wobei χ
einen Wert zwischen etwa 0,5 und 1,2 hat, und einem Elektrolyten, der 3 Me 2Ov zusammen mit einem
Lösungsmittel niedriger Viskosität und einem leitenden gelösten Stoff enthält. Die Wirksamkeit der Kathode,
berechnet als Prozent der theoretischen Kapazität des Materials (CF.,),, in einer Zelle bei einer Stromentnahme
von 1 mA/cm-1 bei einer Trennspannung von 1,5VoIt
und bei Verwendung einer Lithiumanode liegt über etwa 50%, vorzugsweise über etwa 80% der Theorie.
Als erfindungsgemäße Lösungsmittel niedriger Viskosität können verwendet werden Tetrahydrofuran
(THF), Dioxolan, Dimethoxyäthan (DME), Dimethylisoxazol
(DMl), Diäthylcarbonal (DEC), Äthylenglycolsulfit (EGS), Dioxan, Dimethylsulfit (DMS) oder dergleichen.
Tetrahydrofuran und Dioxolan sind bevorzugt, da sie gut verträglich sind mit den gelösten Metailsalzen
und inert sind gegenüber den anderen Bestandteilen der Zelle. Die Gesamtmenge der Lösungsmittel niedriger
Viskosität sollte zwischen etwa 20% und etwa 80%, bezogen aiii das Volumen des gesamten Lösungsmittels,
liegen, um damit die Viskosität in geeigneter Weise herabzusetzen.
Leitfähige gelöste Stoffe, Metallsalze, die erfindungsgemäß
zusammen mit dem flüssigen 3 Me 20x verwendet werden können, sind vorzugsweise Verbindungen
der Formel MBF4, MClO4 und MMT6, wobei M Lithium,
Natrium oder Kalium bedeutet und M' Phosphor, Arsen oder Antimon bedeutet. Der Zusatz dieser gelösten
Stoffe zu dem 3 Me 20x ist notwendig, um die Leitfähigkeit zu verbessern und um die Verwendung
diese:·. Elektrolyten in nichtwäßrigen Zellen zu ermöglichen.
Das jeweils verwendete Salz muß also verträglich und nicht reaktiv sein gegenüber 3 Me 2Ox und den
Elektroden der Zelle. Die gelöste Menge sollte genügen, um eine gute Leitfähigkeit von beispielsweise wenigstens
etwa 10-4OhITi-1Cm-1 zu ermöglichen. In der
Regel genügt eine Menge von wenigstens etwa 0,5 Mol/l.
Die Beispiele erläutern einige Ausführungslormen
der Erfindung.
Die Viskositäten verschiedener Muster von 3 Me 20x. mit und ohne Zusatz eines leitfähigen gelösten Stoffes
und/oder eines Lösungsmittels niedriger Viskosität wurden bestimmt unter Verwendung eines Viskosimetcrs
nach C a η η ο η - F e η s k e. Die Werte sind in der
Tabelle I enthalten. Man sieht, daß eine Lösung eines leitfähigen gelösten Stoffes in 3 Me 20x sehr hoch viskos
ist. Das Muster 2 mit 1 Mol LiCIO4 in 1 Liter 3 Me 20x hat eine Viskosität von 6,61 Zentistokes. Das Muster 6
aus der Lösung von 1 Mol des gleichen Salzes, LiClO4, in
1 Liter gleicher Teile 3 Me 2Ox und Tetrahydrofuran (THF) hat eine Viskosität von nur 2,87 Zentistokes. Man
sieht daraus, daß die Viskosität einer Lösung eines Metallsalzes in 3 Me 2Ox herabgesetzt werden kann
durch Zusatz eines besonders ausgesuchten Lösungsmittels niedriger Viskosität.
Musler Lösungsmittel
Salz (Mol/l)
Viskosität
(Zentistokes)
1 3 Me 20v
2 3 Me 20x
3 3 Me 20χ
4 50-50 3 Me 20x,
THF
THF
5 50-50 3 Me 20x,
THF
THF
6 50-50 3 Mc 20x,
THF
THF
7 25-75 3 Me 20x,
THF
THF
8 25-75 3 Me 20x,
Dioxolan
Dioxolan
9 25-75 3 Mc 20x,
THF
THF
_ 2,16
I LiCIOi 6,61
1 LiBr 7,58
1,05
1 LiAsFb 3,59
1 LiClO-. 2,87
1 LiAsFh 2,08
1 LiAsFh 1,83
1 LiCIO-. 1,99
8 flache Zellen wurden hergestellt. !In eine 5 cm2 große flache Vertiefung einer Basis aus Nickel wurden
die Bestandteile eingebracht. Dann wurde die Zelle durch eine Kappe aus Nickel dicht verschlossen. |ede
Zelle enthielt eine 5 cm2 große, 0,05 cm dicke Scheibe aus Lithium, die jeweils aus 5 Lithiumlolien bestand.
Jede Zelle enthielt etwa 4 ml eines Elektrolyten nach Tabelle II, ferner einen 5 cm3 großen Scheider aus
Polypropylen, der einen Teil des Elektrolyten absorbiert hatte, und eine fest zusammengepreßte Kathode aus
(CF,),,. Die Kathode war hergestellt durch Mahlen und 50 Zusammenmischen von 1,0 g (CF,),, mit einem Wert für
χ zwischen 0,85 und 1,0 und 0,2 g Aktivruß. Das Gemisch wurde in einer Form zusammen mit einem porösen
kathodischen Stromabnehmer von 5 cm2 auf eine Dicke von etwa 0,125 cm zusammengepreßt. Die Gesamtdicke
55 der Anode, der Kathode, des kathodischen Stromabnehmers und des Scheiders lag bei etwa 0,3 cm. Bei einer
Stromabnahme von 0,6 mA/cm2 und bei einer Trennschaltung von 1,0VoIt wurden die Spannungen des
offenen Stromkreises, die mittlere Entladungsspannung (κι und die Entladungskapazität gemessen. Die Werte
hierfür sind in der Tabelle Il enthalten. Da die Wirksamkeit der Zellen durch die Kathode begrenzt
war, wurde die kathodische Wirksamkeil berechnet in Prozenten der theoretischen Kapazität des Kathoden-65
materials in jeder Zelle.
Zum Beispiel wird die theoretische Kapazität einer Kathode aus CF, wobei ν den Wert I hat, in einer Zelle
mit einer Anode aus Lithium bei einer Stromabnahme
I.
ηιΛ/cni- bei einer Trennspiinnung von 1.5VoIi wie folg! berechnet:
6,94 g Li +31 gCF
(!Äquivalent) (!Äquivalent)
(!Äquivalent) (!Äquivalent)
Diese Formel ergibt, daß bei Verwendung von I g CF
1
der Bruchteil c!ls Aquivalcnt-Gewiehtes ντ isl. Da eiii
der Bruchteil c!ls Aquivalcnt-Gewiehtes ντ isl. Da eiii
96,5UO Coulomb/Farad -► 25,94 g LiF + 12 g C
(1 Äquivalent) (1 Äquivaleni)
(1 Äquivalent) (1 Äquivaleni)
Farad aus einem Äquivaleni erhalten werden kann, so
können die Ampere-Stunden (Al I) wie U)IgI berechne!
werden:
3600 Coulomb/A H
Äquivalenl-Gewiehl χ 2b,8 AH/Äquivalcnl-
ΤΠΊΓΪΤ- = 26,8AH/Aquivalcnt-Gcwicht.
Gcwicht ergibt 0,8b4 AH. Diese 0,864 All oder 864 niA/
Std. sind die theoretische Kapazität von 1 g CF bei Verwendung als Kathode in einer Zelle mit einer Anode
aus Lithium. Bei Verwendung dieses Wertes '.;ann die
kathodische Wirksamkeit von (CFJn berechnet werden bei Verwendung als Kathode in Zellen mit verschiedenen
Elektrolyten.
Die Tabelle Il zeigt, daß die Entladungskapazitäl und
die kathodische Wirksamkeit von Zellen, die nach den Mustern 1-6 Lösungsmittel niedriger Viskosität
enthalten, weitaus höher sind als die Entladungskapazitäten und die kathodischen Wirksamkeiten von Zellen,
die kein solches Lösungsmittel enthalten. Kathodischc Wirksamkeiten von über 100% für die Muster 1-3
beruhen wahrscheinlich auf der Verwendung von Aktivruß, was schon aus bekannten Erfahrungen mit
nichtwäßrigen Zellen hervorgeht.
Tabelle | Il | Sulz im | orfcnc | Mittlere | Rnlliidungs- | Kathodisch? |
Muster | Lösungsmittel des | Elektrolyten | Strom | Enliadungs- | knpitzitäl bis zu | Wirksamkeil |
Kleklrolyten | spannung | spiinnung | einer Trcnnspan- | |||
nung von 1,0 V | ||||||
(Mol/l) | (V) | (V) | (mA/Std.) | (%) | ||
(Vol.-''/ο) | 1 LiAsFd | 3,28 | 2.10 | 972 | 112,0 | |
I | 50 3 Me 2Ov | |||||
50 THF | 1 LiAsFh | 3,20 | 2,14 | 936 | 108,0 | |
2 | 50 3 Mc 20.V | |||||
50 THF | I LiAsFn | 3,24 | 2,35 | 1064 | 135,0 | |
3 | 25 3 Me 20a | |||||
75 THF | 1 LiAsFh | 3,28 | 2,05 | 810 | 94,0 | |
4 | 50 3 Me 20λ | |||||
50 Dioxolan | I LiAsFo | 3,08 | 2,10 | 630 | 73,0 | |
5 | 25 3 Mc 2Ox | |||||
75 Dioxolan | 1 LiCICM | 3,05 | 2,18 | 738 | 85,5 | |
6 | 50 3 Me 20A- | |||||
50 THF | I LiBr | 2,85 | 1,85 | 54 | 6,1 | |
7 | 3 Me 2Ox | I LiClOo | 3,20 | 2,02 | 90 | 10,4 |
8 | 3 Me 2Ox | |||||
10 flache Zellen nach dem Beispiel 2 wurden hergestellt, mit der Ausnahme, daß sie Elektrolyten nach
der Tabelle IiI enthielten. Jede Zelle wurde so geprüft, wie es im Beispiel 2 beschrieben ist, mit der Ausnahme,
daß die Trennspannung 1,5VoIt anstelle von 1 Volt betrug. Die Entladungskapazitätcn und die Wirksamkeit
der Kathode für jede Zelle sind in der Tabelle III enthalten. Die Werte zeigen deutlich, daß die hohe
Leistung einer Kathode aus (CFV)„ bei Verwendung
eines Elektrolyten mit 3 Me 20x in Kombination mit einem bestimmten Lösungsmittel niedriger Viskosität
Muster Lösungsmittel des
Elektrolyten
Elektrolyten
(Vol.-0/«)
und einem bestimmten Salz sehr hoch ist. Die Tabelle Hl zeigt ferner, daß Tetrahydrofuran und Dioxolan die
bevorzugten Lösungsmittel niedriger Viskosität für
so nichtwäßrige Zellen gemäß der Erfindung sind. Die Tabelle zeigt auch, daß nicht alle zusätzlichen
Lösungsmittel wirksam sind mit allen gelösten Stoffen, und daß man daher ein bestimmtes zusätzliches
Lösungsmittel für einen bestimmten gelösten Stoff
S5 wählen muß, um eine Kombination hoher Wirksamkeit
in Zellen mit 3 Mc 2Ov. einer Kathode aus festem (CF,),, und einer Anode aus aktivem Metall verwenden soll.
50 3 Me 20a
50 THF
50 3 Mc 2Ox
50 TIIF
50 THF
50 3 Mc 2Ox
50 TIIF
Salz des | Entladungs | Wirksamkeit |
Elektrolyten t | kapazität bei | der Kathode |
einer Trennspan | ||
nung von 1,5 V | ||
(I Mol/l) | (niA/Std.) | (%) |
LiAsIV | 777,b | 90.0 |
LiAsIV | 80b,4 | 93.3 |
l'ortset/ting
Muster
Muster
Lösungsmittel lies
r.lcktmlylen
r.lcktmlylen
3 | 50 | 3 Me 20\ |
50 | Till' | |
4 | 50 | 3 Me 20 \ |
50 | Till" | |
5 | 25 | 5 Me 20v |
75 | THF | |
6 | 50 | 3 Me 20v |
50 | Dioxolan | |
7 | 25 | 3 Me 20 ν |
75 | Dioxolan | |
8 | 25 | 3 Mc 2O.v |
75 | DMF | |
9 | 50 | 3 Me 2O.v |
50 | THF | |
10 | 50 | 3 Me 20v |
50 | DFC |
SuI/ lies Kleklrolylen (1 Mol/l) |
F.nilailimgs- kiipa/iiüt bei einer Tiennspan- niing von 1,5 V (niA/Stil.) |
Wirksamkeit lter Kallioile (%) |
- |
LiAsFV | 813,6 | 96,8 | 25,0 |
LiCK)-I | 698,0 | 80,8 | |
LiAsFi, | 89b,0 | 103.8 | |
LiAsFh | 702,0 | 80,0 | |
LiAsFV | 630,0 | 73,0 | |
LiAsFV | 54,0 | 6,2 | |
LiPIV | - | ||
LiAsFV | 216,0 | ||
B e i spiel 4 |
19 flache Zellen wurden nach Beispiel 2 hergestellt.
unter Verwendung der gleichen Bestandteile, mit der Ausnahme, daß der Flekirolyl jeweils eine andere in der
Tabelle IV angegebene Zusammensetzung hatte, und daß die Kathode aus (CF,),, bezogen war von der Firma
Fagle-Pieher Industries, Inc. jede Kathode enthielt ein
Gemisch aus 80Gew.-% (CF,.,,),,, 10% Ruß. 5%
llydroxyäihyleelliilose (FlFC) und 5% Solka-Floc
(faserige, hochgercinigte Cellulose der Firma Brown Company). Dieses Gemisch war auf ein expandiertes ,15
Sieb aus Nickel aufgepreßt. Die I lydroxyäthylcellulose und Solka-Floc dienten als Binder bzw. Füllstoffe für das
aktive und leitende Material.
jede der Zellen wurde nach Beispiel 2 geprüft, mit der
Ausnahme, daß die Fniladungswerte bei einer Stromentnahme
von I mA/cni-1 bei einer Trennspannung bis
1,5VoIt erhalten wurden. Die Wirksamkeilen der
Kathode sind in dcrTabellc IV enthalten. Man sieht, daß
Kathoden aus (CFJn in nichtwäßrigen Systemen mit einem flüssigen organischen Elektrolyten von 3 Me 2O.v
in Kombination mit wenigstens einem weiteren Lösungsmittel niedriger Viskosität und mit einem
bestimmten Mctallsalz sehr hoch ist. Die Tabelle IV zeigt ferner, daß Tetrahydrofuran und Dioxolan
bevorzugte Mitlösungsmittel niedriger Viskosität in erfindungsgemäßen nichtwäßrigen Zellen sind. Die
Werte zeigen ebenso, daß nicht alle Miilösungsiniitc1
mit allen gelösten Stoffen wirksam sind und daß jewcil; ein bestimmtes Mitlösungsmittel und ein bcstimmlci
gelöster Stoff gewählt werden müssen, um in crfin dungsgemäßen Zellen eine hohe Wirksamkeit zt
erreichen.
Muster | Lösungsmittel | des F.lektiolylen | Sal/ des | Wirksamkeil |
Klektrolyten | tier Kathode | |||
(Vol.-'K)) | (Mol/I) | (%) | ||
I | 50 3 Me 2Ov | - 50 TH I | 1 LiAsFV | 100,9 |
2 | 50 3 Me 20\ | - 50TIlF | 1 LiCIOi | 87,3 |
5 | 25 3 Me 20v | - 75 HII | 0.5 1 .iClO ι | 98,2 |
4 | 25 5 Me 2Ov | - 75 Tl IF | 0,5 LiAsFV | 87,3 |
5 | 25 5 Mc20\ | - 75 I.GS | I LiAsIV | 2 3,9 |
h | 25 5 Me 20v | - 75F.GS | I LiAsFV | 22.7 |
I Spur DMI | ||||
7 | 25 5 Me 20v | ·- 25 FGS 50Tl IF' | 1 LiAsIV | 34,1 |
8 | 25 5 Me 2O.\ | - 25 FXiS - 50 1 111' | 1 LiClOi | 45.5 |
I) | W) 5 Me 20v | - 40 Dimolan | 1 LiCIOi | 50.5 |
10 | 60 5 Me 20 \ | - 40 I )ioM)lan | I KAsFh | 7 5.1 |
11 | 50 5 Me 20v | 50 FGS 40 DioM>lan | 1,5 KAsIV | 24.1 |
12 | 50 5Me 20\ | 50 IXIS 40 DioMilan | 0,5 KAsIV | 27.3 |
I i | 60 1 Me 20v | 40 m I >io\an | I LiClOi | 50,8 |
14 | 25 5 Me 20v | 75 Dio\nlan | I LiCIOi | 72,1 |
15 | 60 3 Me 20v | 40 DioMilan | I KAsIV | 92,5 |
lh | KO S Me 20v | 20 Dio\olan | 1 KAsIV | 1.2 |
17 | 80 i Me 20v | 20 Dio\i)lan | I LiCK?, | 16,0 |
IK | 50 5Me 20v | i0 DMS 40 I)HACiIiUi | I LiCIOi | 91,4 |
20 ! Me 20v | 40 I)MS 40 Dioxulan | I LiBI ι | 10 5.0 |
Hs wurden 4 aufgewickelte, verschlossene Zellen mit Abmessungen von weniger als C hergestellt unter
Verwendung einer Anode aus Lithium, einem Scheider aus Polypropylen, einer Kathode aus 80 Gew. %
(CF1.,,),,, 10% Ruß und 10% Polytetrafluorethylen
(Teflon der Firma Du Pont) und einem Klckirolytcn nach
Tabelle V.
Die Anode, der Scheider und die Kathode wurden spiralig aufgerollt mil der Anode auf der Außenseite der
Rolle. Das Ganze wurde dann in einen zylindrischen Behälter aus mit Nickel plattiertem Stahl in einer
Abmessung von weniger als C, der den Elektrolyten enthielt, eingesetzt. Die Entladungskapazität und die
kathodische Wirksamkeit für jede Zelle wurden bei einer kontinuierlichen Stromabnahme von 1 mA/cm2
bis zu einer Trennspannung von 1,5 Volt gemessen. Die
Ergebnisse sind in der Tabelle V enthalten. Auch die Werte zeigen, daß die crfindungsgemaße Kathode
erfindungsgemäßen Zellen gut ausgenutzt werden kai
Tabelle V | Sill/ tics | Kiilliiiliiiigs· | Wirksiii |
l.osiinysmiuel lies | Klcklro- | k;i|)ii/il;il | keil ilci |
Klckli'olyten | lyieii | K ill hod | |
(Mol/l) | (Λ/Sltl.) | (%) | |
(Vol.-'M.) | I LiAsIh | 2,2 I 7 | 83.4 |
W) v/o 3 Me 20\ | |||
40 v/o Tl IF | I LiCIOi | 2.199 | 82.7 |
bO v/o 3 Mc 20v | |||
40 v/o Till·" | I LiAsIh | 2.379 | 89,4 |
W) v/o 3 Me 20\ | |||
40 v/o Dioxolan | I LiClOi | >/·,!() | 94.4 |
W) v/o 3 Me 20v | |||
40 v/o Dioxolan | |||
«I U
Claims (5)
1. Galvanisches Element mit einer negativen Elektrode aus einem sehr aktiven Metall, einer
positiven Elektrode aus einem Polyfluorkohlenstoff der allgemeinen Formel (CFv)1, und einem nichtwäßrigen
Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Polyfluorkohlenstoff der allgemeinen Formel (CF()„ eingesetzt wird, in welchem χ einen
Wert zwischen 0,5 und 1,2 hat, und daß das Element einen flüssigen organischen Elektrolyten aus
3-Methyl-2-oxazolidon, aus einem Lösungsmittel niedriger Viskosität und aus einem gelösten
leitfähigen Stoff enthält.
2. Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode
aus einem Polyfluorkohlenstoff der Formel (CF,)« besteht, wobei χ einen Wert zwischen 0,8 und 1,2 hat.
3. Galvanisches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt als
Lösungsmittel niedriger Viskosität Tetrahydrofuran, Dioxolan, Dimethoxyäthan, Dimcthylisoxazol, Diäthylcarbonat,
Äthylenglykolsulfit, Dioxan, Dimeihylsulfit oder zwei oder mehrere dieser Stoffe
enthält.
4. Galvanisches Element nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt als
gelösten leitfähigen Stoff eine oder mehrere der Verbindungen MBF4, MCIO4 oder MM'Fö enthält,
wobei M Lithium, Natrium oder Kalium bedeutet, und M' Phosphor, Arsen oder Antimon bedeutet.
5. Galvanisches Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine
negative Elektrode aus Lithium und einen Elektrolyten mit Tetrahydrofuran und/oder Dioxolan als
Lösungsmittel niedriger Viskosität und mil L1CIO4
und/oder LiAsFo und/oder KAsFb als gelösten
leitfälligen Stoff enthält.
40
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19752516035 DE2516035C3 (de) | 1974-04-22 | 1975-04-12 | Galvanisches Element mit einem nichtwässrigen Elektrolyten |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US46279274 | 1974-04-22 | ||
US462792A US3871916A (en) | 1974-04-22 | 1974-04-22 | Nonaqueous cell utilizing a 3me20x-based electrolyte |
DE19752516035 DE2516035C3 (de) | 1974-04-22 | 1975-04-12 | Galvanisches Element mit einem nichtwässrigen Elektrolyten |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2516035A1 DE2516035A1 (de) | 1975-10-23 |
DE2516035B2 DE2516035B2 (de) | 1977-01-13 |
DE2516035C3 true DE2516035C3 (de) | 1977-09-22 |
Family
ID=
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