DE2606915C3 - Galvanisches Element mit einem nicht wäßrigen Elektrolyten - Google Patents

Galvanisches Element mit einem nicht wäßrigen Elektrolyten

Info

Publication number
DE2606915C3
DE2606915C3 DE2606915A DE2606915A DE2606915C3 DE 2606915 C3 DE2606915 C3 DE 2606915C3 DE 2606915 A DE2606915 A DE 2606915A DE 2606915 A DE2606915 A DE 2606915A DE 2606915 C3 DE2606915 C3 DE 2606915C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
volume
cell
cathode
electrolyte
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2606915A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2606915A1 (de
DE2606915B2 (de
Inventor
Marvin Lee Cleveland Heights Ohio Kronenberg (V.St.A.)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Edgewell Personal Care Brands LLC
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/552,997 external-priority patent/US3951685A/en
Priority claimed from US05/592,026 external-priority patent/US3996069A/en
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of DE2606915A1 publication Critical patent/DE2606915A1/de
Publication of DE2606915B2 publication Critical patent/DE2606915B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2606915C3 publication Critical patent/DE2606915C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

JO
Die Erfindung betrifft ein galvanisches Element mit einer negativen Elektrode aus einem sehr aktiven Metall, einer positiven Elektrode aus einem Metalloxid oder Metallsulfid und einem nichtwäßrigen Elektrolyten.
Die Entwicklung von Batteriesystemen hoher Energie erfordert, daß ein Elektrolyt, der die erwünschten elektrochemischen Eigenschaften besitzt, mit sehr reaktiven Materialien, aus denen die negative Elektrode (Anode) besteht, verträglich ist, z.B. mit Lithium, Natrium usw.; weiterhin ist der Gebrauch von Materialien hoher Energiedichte, z. B. FeSj, für die positive Elektrode (Kathode) erforderlich. Die Verwendung wäßriger Electrolyte ist in diesen Systemen nicht möglich, denn die Materialien, aus denen die negative Elektrode besteht, sind genügend aktiv, um mit Wasser chemisch zu reagieren. Es war daher notwendig, sich der Erforschung nichtwäßriger Elektrolytsysteme, insbesondere nichtwäßriger organischer Elektrolytsysteme zuzuwenden, um die hohe Energiedichte zu realisieren, welche durch den Gebrauch dieser sehr reaktiven negativen Elektroden und positiven Elektroden hoher Energiedichte erhalten werden kann.
Die Bezeichnung »nichtwäBriger organischer Elektrolyt« bezieht sich auf einen Elektrolyten, der aus einem gelösten Stoff besteht, z. B. aus einem Salz oder Komplexsalz von Elementen der Hauptgruppen I-A, H-A oder Hl-A des periodischen Systems, das in einem entsprechenden nichtwäßrigen organischen Lösungsmittel aufgelöst wird. Konventionelle Lösungsmittel umfassen Propylencarbonat, Äthylencarbonat oder Λ-Butyrolacton.
Eine Vielzahl von gelösten Stoffen ist bekannt und für den Gebrauch empfohlen worden, aber die Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels war besonders mühsam, denn viele der Lösungsmittel, die zur Herstellung von Elektrolyten mit ausreichender Leitfähigkeit verwendet werden, reagieren mit den oben beschriebenen sehr reaktiven negativen Elektroden. Die meisten Forscher auf diesem Gebiet haben sich auf der Suche nach geeigneten Lösungsmitteln den aliphatischen und aromatischen stickstoff- und sauerstoffhaltigen Verbindungen zugewandt, wobei auch organische schwefel-, phosphor- und arsenhaltige Verbindungen untersucht wurden. Die Resultate dieser Suche sind nicht ganz befriedigend gewesen, denn viele der untersuchten Lösungsmittel konnten noch immer nicht mit den für die positive Elektrode bestimmten Materialien extrem hoher Energiedichte verwendet werden; außerdem zerstörten sie negative Elektroden aus Lithium durch Korrosion, so daß ein Gebrauch über einen längeren Zeitraum hinweg nicht möglich war.
In einem Artikel in »Abstract der dritten internationalen Konferenz über nichtwäßrige Lösungsmittel, 5. bis 7. Juli 1972, Michigan State University, wird in einer Zusammenfassung von H. LHoffman, i.. und P. G. Sears offenbart, daß 3-Methyl-2-oxazolidon ein gutes nichtwäßriges Lösungsmittel ist, und zwar aufgrund seiner leicht durchzuführenden Synthese und Reinigung, Stabilität und aufgrund seiner vorzüglichen physikalischen Eigenschaften, der vielseitigen Lösungskraft und Koordinationsfähigkeit. Der Artikel beschränkt sich hauptsächlich auf die Mitteilung, daß 2-Methyl-2-oxazolidon wegen seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften möglicherweise ein gutes nichtwäßriges Lösungsmittel ist.
Die US-PS 38 71916 betrifft ein galvanisches Element mit einer sehr aktiven negativen Elektrode, einer festen positiven Elektrode aus Polyfluorkohlenstoff (CF,)„ und einem flüssigen organischen Elektrolyten, der aus 3-Methyl-2-oxazolidon, einem weiteren Lösungsmittel niedriger Viskosität und einem gelösten leitfähigen Stoff besteht.
Die DE-OS 25 16 035 ist die deutsche Parallelanmeldung zur US-PS 38 71 916 und hat dieselbe galvanische Zelle zum Gegenstand.
Nach der US-PS 37 78 310 können zwar Metalloxide und Metallsulfide als Materialien für positive Elektroden genommen werden, aber nicht in Kombination mit 3-Methyl-2-oxazolidon als Elektrolyt
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, besonders brauchbare galvanische Elemente zu entwickeln, die einen nichtwäßrigen Elektrolyten, eine negative Elektrode aus einem sehr aktiven Metall sowie eine positive Elektrode aus einem Metalloxid oder Metallsulfid enthalten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als aktive Masse der positiven Elektrode CuO, FeS2, Co3O4, V2Os, Pb3O4, In2S3, CoS2 eingesetzt werden 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 Die Wirksamkeit der positiven Elektrode beträgt ungefiihr 50% und vorzugsweise 75%, bezogen auf die theoretische Kapazität (%) des Kathodenmaterials bei einer Stromentnahme von 1 mA/cm2 und einer Einsatzspannung von I1OVoIt (negative Elektrode aus Lithium).
Zu den sehr aktiven negativen Elektroden, die sich für die Erfindung eignen, zählen Lithium (Li), Kalium (K), Natrium (Na), Kalzium (Ca), Magnesium (Mg) und deren Legierungen. Von diesen wird Lithium bevorzugt, denn es ist nicht nur ein duktiles, weiches Metall, das leicht in eine Zelle eingebaut werden kann, sondern es besitzt auch das größte Energie-Gewichtsverhältnis der als negative Elektrode geeigneten Metalle.
IO
15
20
Die festen, erfindungsgemäßen positiven Elektroden können nach irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden. Im Falle jeder EJektrodenmaterialien, die eine relativ niedrige Leitfähigkeit haben, ist es notwendig, den Materialien einen leitenden Zusatzstoff beizumischen, und zwar vor dem Pressen oder bevor sie auf andere Weise zu Strukturen geformt werden. Im allgemeinen können diese Materialien mit 5 bis 10 Gew.-% eines leitenden Zusatzstoffes wie Ruß vermischt werden, weiterhin mit 2 bis 10 Gew.-% eines Harzbinders wie Polytetrafluoräthylenpulver; dann werden diese Materialien zu einer fertigen positiven Elektrode gepreßt, wobei der leitende Ruß und der Harzbinder 7 bis 20 Gew.-% ausmachen. Verfahren zur Herstellung fester, erfindungsgemäßer positiver Elektroden werden in den US-Patentschriften 36 39 174; 36 55 585; 36 86 038; 37 78310 und in der britischen Patentschrift 13 46 890 offenbart
Die flüssige organische Verbindung
3-Metbvl-2-oxazolidon, (3 Me 2 Ox), UH2-CH2-O-CO-N- CH3,
ist ein ausgezeichnetes, nicht wäßriges Lösungsmittel wegen der hohen Dielektrizitätskonstante, der chemisehen Widerstandsfähigkeit gegenüber den Batteriekomponenten, wegen des weiten Flßjsigkeitsbereiches und der niedrigen ToxizitäL
Es wurde gefunden, daß die Viskosität der Metallsalzlösung zu groß ist, wenn Metallsalze in flüssigem 3 Me 2 Ox aufgelöst werden, um die Leitfähigkeit von 3 Me 2 Ox zu verbessern. Es ist also der Zusatz eines weiteren Lösungsmittels niedriger Yhkosität erforderlich, wenn 3-Methyl-2-oxazol>don als Elektrolyt für nichtwäßrige galvanische Elemente verendet werden soll, die bei einer hohen Energiedichte arbeiten.
Als weitere Lösungsmittel niedriger Viskosität kommen in Frage: Tetrahydrofuran, Dioxolan, Dimethoxyäthan, Dimethylisoxazol, Diäthylcarbonat, Äthylenglykolsulfit, Dioxan, Dimethylsulfit usw. Bevorzugte Mitlösungsmittel sind Tetrahydrofuran und Dioxolan, weil sie mit den Zellkomponenten und mit den Metallsalzen verträglich sind, die im flüssigen 3-Methyl-2-oxazolidon aufgelöst sind. Die Gesamtmenge des zugesetzten weiteren Lösungsmittels niedriger Viskositat sollte zwischen ungefähr 20% und ungefähr 80%, bezogen auf das gesamte Lösungsmittelvolumen, betragen, um die Viskosität soweit zu erniedrigen, daß die Verwendung in der Zelle möglich ist
Als leitende gelöste Stoffe (Metallsalze) kommen für so die erfindungsgemäße Verwendung zusammen mit 2-Methyl-2-oxazolidon in Frage: MCF3SO3, MSCN, MBF4, MCIO4 und MMT6, wobei M gleich Lithium, Natrium oder Kalium ist, M' gleich Phosphor, Arsen, Antimon. Der Zusatz des gelösten Stoffes ist notwendig, um die Leitfähigkeit des 3-Methyl-2-oxazolidon zu verbessern, so daß 3-MethyI-2-oxazolidon als Elektrolyt in nichtwäßrigen galvanischen Zellen verwendet werden kann. Das ausgewählte Salz muß mit 3-Methyl-2-oxazolidon verträglich sein und darf mit ihm nicht reagieren, ebensowenig mit den Elektroden der Zelte. Die Menge des Stoffes, die in dem flüssigen 3-Methyl-2-oxazolidon aufzulösen ist, sollte für eine gute Leitfähigkeit ausreichen, z. B. wenigstens ungefähr 10-« Ohm-' cm -'. Im allgemeinen sollte wenigstens eine Menge von ungefähr 04 M für die meisten Anwendungen genügen.
Die vorliegende Erfindung wird in den folgenden Beispielen weiter erläutert
Beispiel I
Die Viskosität einiger Proben von 3-MethyI-2-oxazolidon mit und ohne einen leitenden Stoff und/oder einem weiteren Lösungsmittel niedriger Viskosität wurde mittels eines Cannon-Fenske-Viskosimeters bestimmt Die erhaltenen Daten sind in Tabelle I aufgeführt und zeigen deutlich die hohe Viskosität einer 3-Methyl-2-oxazolidon-Lösung, die einen leitenden, gelösten Stoff enthält Die Probe 2 zeigt daß die Viskosität der Lösung 6,61 Centistokes beträgt wenn 1 Mol IiClO4 einem Liter 3-Methyl-2-oxazolidon zugesetzt wird. Wenn 1 Mol LiClO4 einem Liter einer Mischung aus gleichen Teilen 3-Methyl-2-oxazoIidon und Tetrahydrofuran zugesetzt wurde, betrug die Viskosität der Lösung nur 237 Centistokes (Probe 6). Dadurch wird klar gezeigt daß die Viskosität einer Lösung von 3-Methyl-2-oxazolidon und eines Metallsalzes herabgesetzt werden kann durch den Zusatz eines besonders ausgewählten weiteren Verdünnungsmittels niedriger Viskosität
Tabelle I 2-M ethyI-2-oxazoIidon Beispiel II Viskosität
Probe Lösungsmittel und Salz (3 Me 2 Ox); kein Salz (Centistokes)
3 Me 2 Ox; 1 m LiClO4 2,16
1 3 Me 2 Ox; 1 m LiBr
50-50 3 Me 2 Ox, Tetrahydrofuran 6,61
2 (THF); kein Salz 7,58
3 50-50 3 Me 2 Ox, THF; 1,05
4 1 m LiAsF6
50-50 3 Me 2 Ox, THF; 3,50
5 1 m LiCIO4
25-75 3 Me 2 Ox, THF; 2,87
6 1 m LiAsF6
25-75 3 Me 2 Ox, Dioxolan; 2,08
7 1 m LiAsF6
25-75 3 Me 2 Ox, THF; 1,83
8 1 m LiCIO4
1,99
9
Jede der sechs flachen Zellen wurde aus einer Basis von Nickelmetall hergestellt, die eine flache Vertiefung aufwies, in welcher der Zellinhalt untergebracht wurde und über der eine Verschlußkappe aus Nickel angebracht wurde, um die Zelle zu verschließen. In jeder Probezelle befand sich eine Scheibe aus Lithium (Durchmesser 2,54 cm), die aus fünf Folien aus Lithiummetall bestand (gesamte Dicke 0,254 cm), ungefähr 4 ml eines spezifischen Elektrolyten (siehe Tabelle III), ein poröser, nicht gewebter Separator aus Polypropylen (Durchmesser 2,54 cm. Dicke 0,0254 cm), der etwas von dem Elektrolyten absorbierte und eine feste FeSrKathodenmischung, die auf und in einen porösen Kathodenkollektor (Durchmesser 244 cm) gepreßt wurde.
Die PeSrElektroden wurden hergestellt aus einer Mischung von FeS2, Acetylen-Ruß und einem Polytetrafluoräthylen-Bindernittel, die auf beide Seiten eines expandierten Nickelnetzes aufgepreßt wurde. FeS2 und Acetylen-Ruß wurden zuerst miteinander feinstens vermählen, dann mit Wasser, Äthanol vermischt ebenso vor dem Abgießen der überschüssigen Flüssigkeit mit einer Polytetrafluoräthylenemulsion und zwar in den
Verhältnissen nach Tabelle JI; dann wurde auf den expandierten Metallträger oder das Netz formgepreßt (12 518 N/cm2). Jede fertige FeS2-EIektrode enthielt ungefähr 1,9 g der Kathodenmischung und hatte eine Dicke von ungefähr 0,1 cm (Durchmesser 2,54 cm).
Tabelle II Menge % in der
fertigen
Elektrode
Materialien 20,0 g
2,86 g
1,14 g
20,0 ml
110,0 ml
87,5
7,5
5,0
FeS2
Teflonemulsion
Acetylenruß
Äthanol
H,O
Die gesamte Dicke jeder Zelle (Anode, Kathode, Kathodenkollektor und Separator) betrug 038 cm. Die durchschnittliche Entladungsspannung und Entladungskapazität bei verschiedenen Stromentnahmen (Einsatzspannung 1,0VoIt) wurden für jede Zelle bestimmt (siehe Tabelle III). Da die Zellen durch die Kathode begrenzt sind, wurde die Kathodenwirksamkeit in Prozenten berechnet, bezogen auf die theoretische Kapazität des in jeder Zelle vorhandenen Kathodenmaterials.
Die theoretische Wirksamkeit von FeS2 als Kathodenmaterial in einer Zelle mit einer Lithiumanode (Entladung bei einer Stromentnahme von 1 mA/cm2, Einsauspannung 1,0 Volt) wird beispielsweise folgendermaßen berechnet: folgende Reaktion sei angenommen:
4Li^FeS2-ZUiS-I-Fe 27,76gLi + 119,85gFeS, ->91,76gLi2S + 55,85gFe
Wenn 1 g FeS2 verwendet wird, beträgt der Bruchteil
der Aquivalentgewichtes τ^^· Da ein Äquivalentgewicht 96 500 Coulomb liefert, werden die Ah/pro Äquivalentgewicht folgendermaßen berechnet:
15
20
25
JO 96 500 Coulombs/Faraday 3600CouIombs/AH
= 26,8 AH/Äquivalentgewicht.
Daher ist: Tq^Äquivalentgewirht χ 26,8 Ah Äqui-
vaientgewicht gleich 0394 Ah. Die se 0,894 Ah oder 894 mAh mAh sind die theoretische Kapazität von 1 g FeS2, wenn dieses als Kathode in einer Zelle mit einer Lithiumanode verwendet wird; wenn dieser Wert als Be'jjgsgröße verwendet wird, kann die Kathodenwirksamkeit des FeS2 in Zellen mit verschiedenen Elektrolyten berechnet werden.
Wie aus den Versuchsdaten der Tabelle III hervorgeht, liegt die Kathodenwirksamkeit der Zellen im Bereich von 69,0% bis 89,7%; daraus ergibt sich, daß entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung wirksame, nicht-wäßrige FeS2-Zellen hoher Energiedichte hergestellt werden können.
Tabelle III Probe Elektrolyt, Lösungsmittel Elektrolytsalz
Stromdichte Durchschnittliche Entladungsspannung
(mA/cm2) (Volt) Theoretische Kapazität
(mAh)
Durchschnittliche Entladungskapazität, 1,0 Volt Einsatzspannung
(mAh)
Kathodenwirksamkeit
30 Vol.% (v/o) 3Me2Ox 70 v/o THF
30 v/o 3 Mt 2 Ox 40 v/o Dioxolan 30 v/o DME + Spuren vor DMI
desgl. desgl. desgl. desgl.
2 M LiBF4
2 M LiAsF6
1M LiCF3SO3 2 M LiCF5SO3 2 M LiBF4 1 M LiBF4
1,0 1,0
0,8 0,8 0,2 0,2
1,24
1,20
1,27 1,25 1,44 1,45 1172
1174
1168 1178 1194 1196
855
810
835
913
1071
997
73,0
69,0
71,5 77,5 89,7 83,4
Beispiel HI M TabelleIV
Drei flache Zellen wurden entsprechend den Angaben in Beispiel II konstruiert, mit dem Unterschied, daß die feste Kathode aus festem Co3O4 bestand, die entsprechend d?n Vorschriften für FeS2 in Beispiel Il hergestellt wurde (die Mengen der Bestandteile sind in Tabelle IV angegeben, der in jeder Zelle verwendete Elektrolyt ist in Tabelle V aufgeführt).
Materialien
Co3O4 »Teflonemulsion«
Menge
% in der
fertigen
Elektrode
20,0 g 2,86 g
87,5 7,5
Acetylenruß Äthanol H, O
1,14 g 20,0 ml 110,0 ml
m (lei lcrlmcn I k-klrndi.'
5,0
Die durchschnittliche Entladungsspannung und die Entladungskapazität bei verschiedenen Stromentnahmen (Einsatzspannung 1,0 Volt) wurden für jede Zelle bestimmt und sind in Tabelle V aufgeführt. Wie im vorhergehenden Beispiel waren die Zellen durch die Kathoden begrenzt und dementsprechend wird die theoretische Wirksamkeit des Co)Ü4 als Kathodenmaterial mit einer Lithiumanode (Entladung bei 1 mA/cm2 Stromentnahme, Einsa'^panniinn 1.0 Volt) folgendermaßen berechnet: folgende Reaktion sei angenommen:
8Li + Co1O4 ->4Li2O + 3Co 55.52g Li+ 240.79gCo, O4 -119,52gLi2 O+ l76,79gC'o
Wenn 1 g CO3O4 verwendet wird, beträgt der Bruchteil
des Äquivalentgewichts „,
Da 96 500 Coulomb
26·8
smd< lst:
I 30.1
Äquivalentge-
J;h
wicht χ 26,8 Aqiliva,cnlpcwichl gleich 0,890 Ah. Diese
0,890 Ah oder 890 mAh sind die theoretische Kapazität von 1 g C03O4, wenn dieses als Kathode in einer Zelle mit einer Lithiumanode verwendet wird; wenn dieser Wert als Bezugsgröße verwendet wird, kann die Kathodenwirksamkeit des CO3O4 in Zellen mit verschiedenen Elektrolyten berechnet werden.
Wie aus den Versuchsdaten der Tabelle V hervorgeht, liegt die Kathodenwirksamkeit der Zellen im Bereich von 71,4% bis 80,9%; daraus ergibt sich entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung wirksame, nichtwäßrige COjO4ZeIlCn hoher Tnergiedichte hergestellt werden können.
Tabelle V
Probe Elektrolytsalz*) Durchschnitt- Theoretische Entladungs- Kapazität kapazität Kathoden
liche Ent mAh wirksamkeit
ladungs- (1,0 Volt Ein
spannung (mAh) satzspannung)
(Volt) 1182 844 (%)
1**) 2 M LiBF4 1.08 1336 1081 71,4
2***) 2 M LiBF4 1,15 1543 1195 80,9
3***) 1 M LiCF3SO, 1,17 -% .Vmethyl^-oxazolidon, 77,4
*) Lösungsmittel für den Elektrolyten: 30 Vol. -% Dioxolan,
40 Vol. -% DME,
30 Vol. von DMI.
Spuren
·*·) Stromdichte 0,2 mA/cm2.
Beispiel IV
Zwei flache Zellen wurden wie in dem Beispiel Il beschrieben, konstruiert, aber mit der Ausnahme, daß die feste Kathode aus V2O5 bestand, die nach derselben Vorschrift hergestellt wurde wie sie in Beispiel II für FeS2 angegeben wurde; die Mengenverhältnisse sind in Tabelle VI angegeben und der in jeder Zelle verwendete Elektrolyt ist in Tabelle VII angegeben.
Tabelle VI
Materialien
Menge
% der
fertigen
Elektrode
V2O5 20,0 g 87,5
»Tefloneinulsion« 2,86 g 7,5
Acetylenruß 1,14 g 5,0
Äthanol 20,0 ml -
H2O 110,OmI -
Die durchschnittliche Entladungsspannung und die Entladungskapazität bei einer Stromentnahme von 0,8 mA/cm2 (1,0 Volt Einsatzspannung) wurden für jede Zelle bestimmt und sind in Tabelle VII aufgeführt.
Wie in den vorhergehenden Beispielen waren die Zellen durch die Kathode begrenzt und dementsprechend wird die theoretische Wirksamkeit des V2O3 als Kathodenmaterial in einer Zelle mit einer Lithiumanode (Entladung bei 1 mA/cm2 Stromentnahme, Einsatzspannung 1,0VoIt) folgendermaßen berechnet: folgende Reaktion sei angenommen:
4Li + V2O5-2Li2O + V2O3
27,76gLi + 18J,88gV2O5->59,76gLi2O+149,88gV2O,
Wenn 1 g V2O5 verwendet wird, beträgt der Bruchteil
des Äquivalentgewichts 4547 Da 96500 Coulomb 26.8
Ah 1
Aquivalentgewicnt slnd- lst: ^.47 Aqmvalentgewicht * 2^ AqüWaie^gewlcht Bleich 0^589 Ah" Diese 0^89 Ah oder 589 mAh sind die theoretische Kapazität von 1 g
s, wenn dieses als Kathode in einer Zelle mit einer Lithiumanode verwendet wird; wenn dieser Wert als Bezugsgröße verwendet wird, kann die Kathodenwirksamkeit des V2Os berechnet werden, wenn es als Kathode in Zellen mit verschiedenen Elektrolyten verwendet wird.
10
Wie aus den Daten der Tabelle VII hervorgeht, liegt die Kathodenwirksamkeit der Zellen im Bereich von 68,4% bis 67,6%; daraus ergibt sich, daß die entsprechenden Lehren der vorliegenden Erfindung wirksame, nicht-wäßrige V2O5-Zellen hoher Energiedichte hergestellt werden können.
Tabelle VIl
Probe Elektrolyt Durchschnitt Theoretische Entladungs- Kathodcn-
liche Ent Kapazität kapazität mAh wirksamkeit
ladungs- (1 Volt
spannung Einsatz
(Volt) (mAh) spannung) ("A)
1*) IMLiCF1SO, 1,90
in
30 Vol.-%3Me2Ox
40 Vol.-% Dioxolan
30 Vol.-% DME
Spuren von DMI
2*) 2MLiCF1SO, 1,70
in
50 Vol.-% 3 Me 2 Ox
50 Vol.-% Dioxolan
*) Stromdichte 0,8 mA/cm2.
342
68,4
340
67,6
Beispiel V
Drei flache Zellen wurden entsprechend den Angaben in Beispiel Il konstruiert, mit dem Unterschied, daß die feste Kathode aus Pb3C>4 bestand, die entsprechend den Vorschriften für FeS2 in Beispiel Il hergestellt wurde; die Mengenbestandteile sind in Tabelle VIII anpeeehen. der in ieder Zelle verwendete Elektrolyt ist in Tabelle IX aufgeführt.
Tabelle VIII
Materialien
Menge
% der
fertigen
Elektrode
1 und 2
Pb3O4 30,0 g 92
TeHonemulsion 1,63 g 3
Acetylenruß 1,63 g 5
Äthanol 30 ml -
H3O 110,OmI -
Pb3O4 30,0 g 92
Teflonemulsion 1,63 g 3
Bleipulver 1,63 g 5
Äthanol 30 ml -
H2O 110 ml -
men (Einsatzspannung 1,0 Volt) wurden für jede Zelle bestimmt und sind in Tabelle IX aufgeführt.
Wie in den vorhergehenden Beispielen waren die Zellen durch die Kathode begrenzt; dementsprechend wird die theoretische Wirksamkeit des Pb3O4 als Kathodenmaterial in einer Zelle mit einer Lithiumanode (Entladung bei 1 mA/cm' Stromentnahme, Einsatzspa..-nung 1,0VoIt) folgendermaßen berechnet: folgende Reaktion sei angenommen:
8Li + Pb3O4-4 Li2O+ 3 Pb
119,52gLi2O + 621,57gPb
Die durchschnittliche Entladungsspannung und die Entladungskapazität bei verschiedenen Stromentnah- Wenn 1 g Pb3O4 verwendet wird, beträgt der Bruchteil des Äquivalentgewichts S5 7 . Da 96 500 Coulomb
Ah
"'" Äqiiivaienigewicht
sind, ist:
Äquivalentge-
Ah
wicht χ 26,8 ÄquivaienTgowicht 8leich 0312Ah. Diese
0312 Ah oder 312 mAh sind die theoretische Kapazität von 1 g Pb3O4, wenn dieses als Kathode in einer Zelle mit einer Lithiumanode verwendet wird; wenn dieser
bo Wert als BezugsgröBe verwendet wird, kann die Kathodenwirksamkeit des Pb3O4 in Zellen mit verschiedenen Elektrolyten berechnet werden.
Wie aus den Versuchsdaten der Tabelle IX hervorgeht, liegt die Kathodenwirksamkeit der Zellen im
Bereich von 72^% bis 99,0%; daraus ergibt sich, daß entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung wirksame, nicht-wäßrige Pb3O4-ZeIlCn hoher Energiedichte hergestellt werden können.
Tabelle IX
Probe Elektrolyt
Durchschnitt- Theoretische ErHladungs- Kathoden-
liehe Ent- Kapazität kapazität mAh Wirksamkeit
ladungs- (1 Volt
spannung Einsatz-
(VoIt)
(mAh)
spannung)
I*) IM LiCF1SO,
in
30 Vol.-%3Me2Ox
40 Vol.-% Dioxolan
30 Vol.-% DME
1,39
563
562
99,8
2*)
M LiBF4
in
50Vol.-%3Me2Ox
50 Vol.-% Trimethylphosphit
1,38
563
550
97,7
3**) 1 M LiCF3 SO3
in
30 Vol.-% 3 Me 2 Ox
40 Vol.-% Dioxolan
30 Vol.-% DME
Spuren von DMI
1,19
792
574
72,5
*) Stromdichte 0,2 mA/cm2.
**) Stromdichte 0,8 mA/cm3.
Beispiel VI
Zwei flache Zellen wurden, wie in Beispiel III beschrieben, konstruiert, aber mit der Ausnahme, daß die feste Kathode aus In2Ss bestand, die nach derselben Vorschrift hergestellt wurde, wie sie in Beispiel II für
tlgLg
CUVII OT Ul VJt-, UlV
Tabelle X angegeben und der in jeder Zelle verwendete Elektrolyt ist in Tabelle XI angegeben.
Tabelle X
die Kathode begrenzt und dementsprechend wird die theoretische Wirksamkeit des In2Si als Kathodenmaterial in einer Zelle mit einer Lithiumanode (Entladung bei 1 mA/cm2 Stromentnahme. Einsatzspannung 1,0 Volt) folgendermaßen berechnet: folgende Reaktion sei angenommen:
6Li+ In2S3-4Li2S+ 2In
41.64gLi + 325,6^gIn2S3-l37,64gLi2S + 229.64gIn
Materialien
Menge
% in der fertigen Elektrode
In2S3 20,0 g 87,5
»Teflonemulsion« 2,86 g 7,5
Acetylenruß 1,14 g 5,0
Äthanol 20,0 ml -
H2O 110,0 rr.i -
60
Die durchschnittliche Entladungsspannung und die Entladungskapazität bei einer Stromentnahme von 0,2 mA/cm2 (!,0 Volt Einsatzspannung) wurden für jede Zelle bestimmt und sind in Tabelle XI aufgeführt Wie in den vorhergehenden Beispielen waren die Zellen durch Wenn 1 g In2Sj verwendet wird, beträgt der Bruchteil des Äquivalentgewicht =^~y» . Da 96 500 Coulomb 26,8
ÄM..ivalcnhtge«icht sind· ist: 5«7 Äquivalentgewicht
-\h
\h
26-8 Äqiivafemg~e"wicht g|eich °·494 Ah·
Diese 0,494 Ah oder 494 mAh sind die theoretische Kapazität von 1 g In2S3, wenn dieses als Kathode in einer Zelle mit einer Lithiumanode verwendet wird; wenn dieser Wert als Bezugsgröße verwendet wird, kann die Kathodenwirksamkeit des InA berechnet werden, wenn es als Kathode in Zellen mit verschiedenen Elektrolyten verwendet wird.
Wie aus den Daten der Tabelle XI hervorgeht, liegt die Kathodenwirksamkeit der Zellen im Bereich von 59% und 95%; daraus ergibt sich, daß entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung wirksame, nichtwäßrige In2S3-ZelIen hoher Energiedichte hergestellt werden können.
13 XI 26 06 9 15 14 Kathoden-
Elektrolyt wirksamkeit
Tabelle Entladungs
Probe Durchschnitt Theoretische kapazität mAh
liche Ent Kapazität (I Volt (%)
ladungs- Einsatz- 95
2 M LiBF4 spannung s^nnung)
in (Volt) (mAh) 496
1*) 30 Vol.-% 3 Me 2 Ox 1,30 522
40 Vol.-% Dioxolan
30 Vol.-"/.. DMF
Spuren vom DMI 59
1 M LiCFjSO.,
in 304
2*) 30 Vol.-%3Me2Ox 1,34 516
40 Vol.-% Dioxolan
30 Vol.-% DME
Spuren vom DMI
*) Stromdichte 0.2 mA/cnr.
Beispiel VII
Vier flache Zellen wurden, wie in Beispiel II beschrieben, konstruiert, aber mit der Ausnahme, daß die feste Kathode aus C0S2 bestand, die nach derselben Vorschrift hergestellt wuide, wie sie in Beispiel II für FeS2 angegeben wurde; die Mengenverhältnisse sind in Tabelle XII angegeben und der in jeder Zelle verwendete Elektrolyt ist in Tabelle XlII angegeben.
Tabelle XII
Kathodenmaterial in einer Zelle mit einer Lithiumanode (Entladung bei 1 mA/cm2 Stromentnahme, Einsatzspannung 1,OVoIt) folgendermaßen berechnet: folgende Reaktion sei angenommen:
4Li-HCoS2
27,76 g Li+ 122,93 g CoS2-
'2Li2S+ Co
*91,76gLi2S
Materialien
Menge
% in der
fertigen
Elektrode
CoS: 20,0 g
»Teflonemulsion 1,63 g
Acetylenrub i,55 g
Äthanol 20,0 ml
H,0 110,0 ml
84,70
6,91
o,39
Die durchschnittliche Entladungsspannung und die Entladungskapazität bei einer Stromentnahme von 0,2 oder 0,8 mA/cm2 (1,0 Volt Einsatzspannung) wurden für jede Zelle bestimmt und sind in Tabelle XIII aufgeführt.
Wie in den vorhergehenden Beispielen waren die Zellen durch die Kathode begrenzt und dementsprechend wird die theoretische Wirksamkeit des C0S2 als
Wenn 1 g C0S2 verwendet wird, beträgt der Bruchteil des Äquivalentgewichts ~-^ . Da 96 500 Coulomb 26,8
Aquivalcmgewichtsind· ist: 3(173 Äquivalentgewicht
χ 26,8 ~ . ,Ah -; , gleich 0,872 Ah.
Äqmvalentgewcht 6
Diese 0,872 Ah oder 872 mAh sind die theoretische Kapazität von 1 g C0S2, wenn dieses als Kathodenmaterial in einer 7elle mit einer I.ithiiimanode verwendet wird; wenn dieser Wert als Bezugsgröfe verwendet wird, kann die Kathodenwirksamkeit des CoS2 berechnet werden, wenn es als Kathode in Zellen mit verschiedenen Elektrolyten verwendet wird.
Wie aus den Daten der Tabelle XIII hervorgeht, liegt die Kathodenwirksamkeit der Zellen im Bereich von 86,8% und 93,5%; daraus ergibt sich, daß entsprechend den Lehren der Erfindung wirksame, nicht-wäßrige CoS2-Zellen hoher Energiedichte hergestellt werden können.
Tabelle XIII Durchschnitt Theoretische Entladungs Kathoden
Probe Elektrolyt liche Ent Kapazität kapazität wirksamkeit
ladungs- (Einsatz
spannung spannung
(Volt) (mAh) 1,0 oder 1,2 V) (%)
1,48 633 592 93,5
1*) 2MLiBF4 (1,2 Volt
in Einsatzspannung)
30 Vol.-% 3 Me 2 Ox
40 Vol.-% Dioxolan
30 Vol.-% DME
Spuren von DMI
t5
Fortsetzung Probe HeMri.M
IkIK' I til
spannnut-·
I hi-i
mi Λ hi
k.ip.i/il.ii 11 ills.U/ >ρ;ιπηιιημ 1.1» oder 1.2 \ ι
K.lllliiiklitt irksimkeil
2**) 2 M LiBF4 in
30 Vol.-% 3 Me 2 Ox 40 Vol.-% Dioxolan 30 Vol.-% DME Spuren von DMI
1,37
643 588
(1,0 Volt
Einsatzspannung)
91,4
1 M LiCF3SO3 30 Vol.-%3Me2Ox 40 Voi.-% Dioxolan 30 VoL-% DME Spuren von DMI
1,48
682 592
(1,2 Volt
Einsatzspannung)
86,8
4**) 1 M LiCF3So3
30Vol.-%3Me2Ox 40 Vol.-% Dioxolan 30 Vol.-% DME Spuren von DMI
*) Stromdichte 0,2 mA/cm2. *♦) Stromdichte 0,8 mA/cm2.
1,33
635 560
(1,0 Volt
Einsatzspannung)
88,2
Beispiel VIII
Jede der vier flachen Zellen wurde aus einer Basis aus Nickelmetall hergestellt, die eine flache Vertiefung aufwies, in welcher der Zelleninhalt untergebracht wurde und über der eine Verschlußkappe aus Nickel angebracht wurde, um die Zelle zu verschließen. In jeder Probezelle befand sich eine Scheibe aus Lithium (Durchmesser 2,45 cm), die aus fünf Folien aus Lithiummetall bestand (gesamte Dicke 0,254 cm), « ungefähr 4 ml eines spezifischen Elektrolyten (siehe Tabelle XV), ein poröser, nicht gewebter Separator aus Polypropylen (Durchmesser 2,54 cm, Dicke 0,0254 cm), der etwas von dem Elektrolyten absorbierte, und eine feste CuO-Kathodenmischung, die auf und in einen porösen Kathodenkollektor (Durchmesser 234 cm) gepreßt wurde.
Die CuO-Elektroden wurden hergestellt aus einer Mischung von CuO (hergestellt durch Reaktion, 15 Std, von feinem Kupferpulver in Luft bei einer erhöhten Temperaturen von ungefähr 4000C), Acetylen-Ruß und einem Polytetrafluoräthylen-Bindemittel, die auf beide Seiten eines expandierten Nickelnetzes aufgepreßt wurden. CuO und Acetylen-RuD wurden zuerst miteinander feinster« vermählen, dann mit Wasser, Äthanol en vermischt, ebenso vor dem Abgießen der überschüssigen Flüssigkeit mit einer Polytetrafluoräthylen-Emulsion (Du Pont, Teflonemulsion T-30-B), und zwar in den Verhältnissen nach Tabelle XIV; dann wurde auf den expandierten Metallträger oder das Netz formgepreßt br, (12 518 N/cm2). Jede fertige CuO-Elektrode enthielt ungefähr 1,9 g der Kathodenmischung und hatte eine Dicke von ungefähr 0,1 cm (Durchmesser 2,54 cm).
Tabelle XIV Menge % in der
fertigen
Elektrode
Materialien 20,0 g
2,86 g
U4 g
20,0 ml
110,0 ml
87,5
7,5
5,0
CuO
»Teflonemulsion«
Acetylenruß
Äthanol
H2O
Die gesamte Dicke jeder Zelle (Anode, Kathode Kathodenkollektor und Separator) betrug 038 cm. Dii Leerlaufspannung und die Entladungskapazität be einer Stromentnahme von 1 mA/cm2 (Einsatzspannuni 1,0 Volt) wurde für jede Zelle bestimmt (siehe Tabelli XV). Da die Zellen durch die Kathode begrenzt sind wurde die Kathodenwirksamkeit in Prozenten berech net, bezogen auf die theoretische Kapazität des in jede Zelle vorhandenen Kathodenmaterials.
Die theoretische Wirksamkeit von CuO als Katho denmaterial in einer Zelle mit einer Lithiumanodi (Entladung bei einer Stromentnahme von I mA/env Einsatzspannung 1,0 Volt) wird beispielsweise fol gendermaßen berechnet: folgende Reaktion sei ange nommen:
13,88gLi
2Li+ CuO 79,54gCu()
'Li2O+ Cu
»29,88 g Li2O + 63.54 g Cu
Wenn 1 g CuO verwendet wird, beträgt der Bruchteil des Äquivalentgewichtes^g J1 . Da ein Aquivalentgewicht 96 500 Coulomb liefert, werden die Ah/Äquivalentgewicht folgendermaßen berechnet:
96 500 Coulomb/Farad „,„,„.,
360OCoUlOmWAh = 26'8 Ah/Aquivalentgewicht
Daher,
\h
39.77
Äquivalentgewicht χ 26,8
Äquivalentgewicht Sleich °·676 Ah- Diese °·676 Ah oder 676 mAh sind die theoretische Kapazität von 1 g CuO, wenn dieses als Kathode in einer Zelle mit einer Lithiumanode verwendet wird; wenn dieser Wert als Bezugsgröße verwendet wird, kann die Kathodenwirksamkeit des CuO in Zellen mit verschiedenen Elektrolyten berechnet werden.
Wie aus den Versuchsdaten der Tabelle XV hervorgeht, ist die Kathodenwirksamkeit der Zellen im Bereich von 75,1% bis 81,8%; daraus ergibt sich, daß entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung wirksame, nicht-wäßrige CuO-Zellen hoher Energiedichte hergestellt werden können.
Tabelle XV
Elektrolyt, Lösungsmittel
Elektrolytsalz Leerlaufspannung
(Volt)
Theoretische Kapazität
(mAh)
Entladungskapazität mAh (Einsatzspannung 1,OVoIt)
Kathodenwirksamkeit
1 30Vol.-%3Me2Ox
70 Vol.-% THF
2 M LiBF4 2,75 1063 870 81,8
2*) 30Vol.-% 3 Me 2 Ox
70 Vol.-% THF
1 M LiBF4 2,95 1088 817 75,1
3 30Vol.-%3Me2Ox
30 Vol.-% DME
40 Vol.-% Dioxolan
2MLiBF4 3,0 965 750 77,7
4**) 30 Vol.-%3Me2Ox
40 Vol.-% THF
30 Vol.-% DME
2MLiBF4 2,85 1072 834 77,8
*) Nach 5 Tagen bei einer Stromentnahme von 5 mA wurde die Zelle über einen Widerstand von 3000hm entladen
(-0,8 mA/cm2). **) Nach 6 Tagen bei einer Stromentnahme von SmA wurde die Zelle über einen Widerstand von 3000hm entladen
(-0,8 mA/cm2).
Beispiel IX
Zwei flache Zellen wurden entsprechend dem Beispiel VIII unter Verwendung derselben Zellenkomponenten verwendet, aber mit dem Unterschied, daß die in Tabelle XVI aufgeführten Elektrolyte verwendet wurden. Jede Zelle wurde, wie in Beispiel VIII beschrieben, geprüft und die Entladungskapazität und die Kathodenwirksamkeit jeder Zelle ist in Tabelle XVI aufgeführt Wie sich aus den Daten in Tabelle XVI ergibt, kann eine hohe Kathodenausnutzung von CuO-Kathoden erreicht werden, wenn 3 Me 2 Ox als Elektrolyt verwendet wird, und zwar in Verbindung mit einem ausgewählten weiteren Lösungsmittel niedriger Viskosität und einem ausgewählten, erfindungsgemäßen Salz.
Tabelle XVI Theoretische
Kapazität
Entladungs
kapazität mAh
0,0 Volt
Einsatzspannung)
Kathoden
wirksamkeit
Probe Elektrolyt-Lösungsmittel
mit 2 M LiCIO4
(mAh) 750 (%)
979 840 76,6
1*) 30Vol.-%3Me2Ox
70 Vol.-% THF
990 84,8
2**) 30Vol.-%3Me2Ox
40 Vol.-% Doxolan
*) Leerlaufspannung 2,8 Volt.
**) Leerlaufspannung 2,6 Volt.
Beispiel X
Wie in Beispiel VIII beschrieben, wurde eine Zelle unter Verwendung derselben Zellenkomponenten kontruiert. aber mit dem Unterschied, daß der in der Zelle verwendete Elektrolyt aus 2 M LiAsF6 in einer Mischung von 40 Vol.-% Dioxolan, 30 Vol.-% DME und 30Vol.-% 3 Me 2 Ox bestand. Die Zelle hatte eine Entladungskapazität von 765 mAh (1,0 mAh/cm2 Stromentnahme, 1,0 Volt Einsatzspannung).
Bezogen auf die theoretische Kapazität von 994 mAh, betrug die Kathodenwirksamkeit der Zelle 76,9%. Auch dieser Versuch zeigte, daö eine hohe Kathodenausnutzung einer CuO-Kathode erreicht werden kann, wenn ein flüssiger, organischer Elektrolyt verwendet wird, der im wesentlichen aus 3 Me 2 Ox besteht, in Verbindung mit wenigstens einem ausgewählten weiteren Lösungsmittel niedriger Viskosität und einem ausgewählten Metallsalz.
Beispiel XI
Sechs flache Zellen wurden, wie in Beispiel VlH beschrieben unter Verwendung derselben Zellenkomponenten konstruiert, mit dem Unterschied, daß der in Tabelle XVIl aufgeführte Elektrolyt verwendet wurde. Jede Zelle wurde über einen 300 Ohm-Widerstand entladen (1,0 Volt Einsatzspannung). Die Entladungskapazität und die Kathodenwirksamkeit jeder Zelle (Zelle
Tabelle XVII
in
!5 1 bis 5) sind in Tabelle XVII aufgeführt und zeigen klar die hohe Kathodenausnutzung einer CuO-Kathode, wenn ein Elektrolyt benutzt wird, der aus 3 Me 2 Ox besteht in Verbindung mit einem ausgewählten weiteren Lösungsmittel niedriger Viskosität und einem ausgewählten Salz. Die Versuchsdaten für die Zelle 6 in Tabelle XVH zeigen, daß die Zelle nicht über einen 300-Ohm-Widerstand entladen werden konnte, wenn der Elektrolyt aus 1 M UCF3SO3 in reinem Dioxolan bestand. Obwohl die Ursache dafür nicht genau bekannt ist, könnte dies teilweise darauf zurückzuführen sein, daß die Leitfähigkeit des reinem Dioxolan-Elektrolyten zu 2,5x10—'Ohm-' cm-' gemessen wurde, während die Leitfähigkeit des 50 :50 Dioxolan-2Me2Ox-Elektro-Iyten 6,5 χ t0~3 Ohm-' cm-> betrug. Die hier gebrachten Details beschränken nicht den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung.
Probe Klektroiyl-LösungsmiHci Eiekiroiyisalz Leeriauf- Theoretische Enüadungs- Kathoden
spannung Kapazität kapazität mAh wirksamkeit
(1,0VoIt
Einsatz
(Volt) (mAh) spannung) (%)
1 50Vol.-%3Me2Ox
50 Vol.-% Dioxolan
2 50Vol.-%3Me2Ox
50 Vol.-% Dhxolan
3 50Vol.-%3Me2Ox
50 VoL-% THF
4 30Vol.-%3Me2Ox
40 VoI.-0/. Dioxolan
30 Vol.-% DME
5 30Vol.-%3Me2Ox
40 Vol.-% Dioxolan
30 Vol.-% DME
6*) Dioxolan
IM LiCF3SO3 2,75
2M LiCF3SO3 2,40
2M LiCF3SO3 2,60
IM LiCF3SO3 2,80
2M LiCF3SO3 2,75
IM LiCF3SO3 2,55
970
1016
993
1019
1006
757
790
705
857
841
78
77,8
71
84,1
83,6
*) Konnte nicht über einen 300-Ohm-Widerstand entladen werden.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Galvanisches Element mit einer negativen Elektrode aus einem sehr aktiven Metall, einer positiven Elektrode aus einem Metalloxid oder Metallsulfid und einem nichtwäßrigen Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß als aktive Masse der positiven Elektrode CuO, FeS2, Co3O4, V2Os, Pb3O4, In2S3, CoS3 eingesetzt werden 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 das Lösungsmittel niedriger Viskosität ausgewählt wird aus der Substanzgruppe Tetrahydrofuran, Dioxolan, Dimethoxyäthan, DimethylisoxazoL Diäthylcarbonat, Äthylenglykolsulfit, Dioxan und Dimethylsulfit
3. GaSvaniscb.es Element nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende, gelöste Stoff ausgewählt wird aus der Gruppe MCF3SO3, MSCN, MBF4, MClO4 und MM1F6 wobei M für Lithium, Natrium oder Kalium steht, während M' Phosphor, Arsen oder Antimon bedeutet.
DE2606915A 1975-02-25 1976-02-20 Galvanisches Element mit einem nicht wäßrigen Elektrolyten Expired DE2606915C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/552,997 US3951685A (en) 1975-02-25 1975-02-25 Nonaqueous cell utilizing a 3Me2Ox-based electrolyte
US05/592,026 US3996069A (en) 1975-06-30 1975-06-30 Nonaqueous cell utilizing a 3Me20x-based electrolyte

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2606915A1 DE2606915A1 (de) 1976-09-02
DE2606915B2 DE2606915B2 (de) 1979-01-25
DE2606915C3 true DE2606915C3 (de) 1979-09-20

Family

ID=27070187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2606915A Expired DE2606915C3 (de) 1975-02-25 1976-02-20 Galvanisches Element mit einem nicht wäßrigen Elektrolyten

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS51115626A (de)
AU (1) AU506909B2 (de)
CH (1) CH604380A5 (de)
DE (1) DE2606915C3 (de)
FR (1) FR2302596A1 (de)
GB (1) GB1537323A (de)
IT (1) IT1053897B (de)
MX (1) MX142909A (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2404313A1 (fr) * 1977-09-23 1979-04-20 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique de grande energie specifique comportant une matiere active positive amelioree
US4163829A (en) * 1977-11-14 1979-08-07 Union Carbide Corporation Metallic reducing additives for solid cathodes for use in nonaqueous cells
IN154337B (de) * 1979-06-25 1984-10-20 Union Carbide Corp
JPS5618369A (en) * 1979-07-24 1981-02-21 Hitachi Maxell Ltd Nonaqueous electrolyte battery
US4302520A (en) * 1980-06-25 1981-11-24 Union Carbide Corporation Cathode comprising the reaction product of bismuth, sulfur and lead or iron
JPS5776758A (en) * 1980-10-31 1982-05-13 Toshiba Corp Production of positive electrode for organic solvent battery
JPS57174863A (en) * 1981-04-20 1982-10-27 Hitachi Maxell Ltd Organic electrolyte cell
JPS57174862A (en) * 1981-04-20 1982-10-27 Hitachi Maxell Ltd Organic electrolyte cell
US4385103A (en) * 1981-09-29 1983-05-24 Union Carbide Corporation Nonaqueous cell having an antimony trisulfide cathode
JPS5857271A (ja) * 1981-09-30 1983-04-05 Toshiba Corp 扁平型有機溶媒電池
JPS60109182A (ja) * 1983-11-17 1985-06-14 Sanyo Chem Ind Ltd 二次電池
JPS63257184A (ja) * 1987-03-27 1988-10-25 エバレデイ バツテリー カンパニー インコーポレーテツド 3Me2Ox系電解液使用Bi↓2O↓3‐リチウム電池
US5432030A (en) * 1993-12-02 1995-07-11 Eveready Battery Company, Inc. Li/FeS2 cell employing a solvent mixture of diox, DME and 3ME20X with a lithium-based solute
CN114628784B (zh) * 2021-10-28 2024-04-30 浙江超威创元实业有限公司 一种高低温通用型电解液及含该电解液的锂离子电池

Also Published As

Publication number Publication date
CH604380A5 (de) 1978-09-15
MX142909A (es) 1981-01-16
FR2302596A1 (fr) 1976-09-24
FR2302596B1 (de) 1979-08-24
DE2606915A1 (de) 1976-09-02
AU506909B2 (en) 1980-01-31
IT1053897B (it) 1981-10-10
JPS51115626A (en) 1976-10-12
GB1537323A (en) 1978-12-29
DE2606915B2 (de) 1979-01-25
AU1139276A (en) 1977-09-01
JPS5636794B2 (de) 1981-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3411256C2 (de) Kathoden mit unlöslichem Schwermetallpolysulfid und elektrochemische Zellen mit solchen Kathoden
DE2606915C3 (de) Galvanisches Element mit einem nicht wäßrigen Elektrolyten
DE69312347T2 (de) Elektrochemische Zellen mit Leeranzeige
DE2801160C2 (de) Elektrolyt für Lithiumelemente
DE3637146C2 (de)
DE2848962A1 (de) Metallische reduzierende zusaetze fuer feste kathoden zur verwendung in nichtwaessrigen zellen
DE2639121B2 (de) Galvanisches Element und Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytsalzes für dieses Element P.R. Mallory &amp; Co. Inc., Indiana¬
DE2455124A1 (de) Elektrolyt fuer ein galvanisches element und galvanisches element mit einem derartigen elektrolyten
DE2852668A1 (de) Batteriezelle
DE102014201174A1 (de) Kathode für eine Lithium-Schwefel-Batterie und Verfahren zum Herstellen derselben
DE60119220T2 (de) Aluminium-Elektrolyt-Kondensator und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0416243B1 (de) Ionenleiter oder Elektrolyt für galvanische Elemente
DE2502497C3 (de) Galvanisches Element
DE3022977A1 (de) Nichtwaessriges galvanisches element
DE2756926C3 (de) Galvanische Bleioxidzelle mit einer negativen Elektrode aus einem sehr aktiven Metall, einer positiven Elektrode und einem organischen Lösungsmittel für das Elektrolytsalz
DE2304424C2 (de) Elektrochemisches Element
DE1935943B2 (de) Galvanisches element mit einer negativen lithiumelektrode und einem elektrolyten aus inertem loesungsmittel das lithiumhexafluorphosphat enthaelte
DE2912177C2 (de) Verfahren zur Verbesserung der Stabilität einer zweiwertiges Silberoxid enthaltenden Elektrode
DE2756927C3 (de) Galvanische Bleioxidzelle mit organischem Lösungsmittel für das Elektrolytsalz
DE2557600B2 (de) Galvanisches element mit einem nitril als loesungsmittel fuer das elektrolytsalz
DE2757028C3 (de) Galvanische Bleioxidzelle mit einer negativen Elektrode aus einem sehr aktiven Metall, einer positiven Elektrode und einem organischen Lösungsmittel für das Elektrolytsalz
DE3235941A1 (de) Nichtwaessrige zelle mit einer positiven antimontrisulfidelektrode
DE2951520A1 (de) Elektrochemische lithium-bleisulfat- primaerzelle
DE2835976C3 (de) Galvanisches Element
EP0848444A2 (de) Verfahren zur Herstellung von Polymerelektrolyten

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: EVEREADY BATTERY CO. INC., ST. LOUIS, MO., US

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: FUCHS, J., DR.-ING. DIPL.-ING. B.COM. LUDERSCHMIDT, W., DIPL.-CHEM. DR.PHIL.NAT., PAT.-ANWAELTE, 6200 WIESBADEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee