DE2611901C3

DE2611901C3 - Wasserfreie galvanische Zelle

Info

Publication number: DE2611901C3
Application number: DE2611901A
Authority: DE
Inventors: Daniel Hiram Parma Heights Ohio Johnson (V.St.A.)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Edgewell Personal Care Brands LLC
Priority date: 1975-03-31
Filing date: 1976-03-20
Publication date: 1980-05-22
Also published as: CH609491A5; FR2306537B1; DE2611901B2; AU1248176A; FR2306537A1; JPS5737993B2; AU505800B2; JPS51121133A; DE2611901A1; GB1542690A

Description

se gebracht wird, so berührt der Vorsprung die innere Oberfläche des Gehäuses mit einem ausreichenden Druck, um eine zufriedenstellende elektrische Verbindung herzustellen.

In der US-Patentschrift 38 09 580 wird eine wasserfreie, hermetisch abgedichtete Zelle mit einem spiralig aufgewundenen Elektroden-Wickel beschrieben. Die negative Elektrode besteht aus metallischem Lithium, das auf ein feines Kupfergitter aufgepreßt ist. Die negative Elektrode ist von der positiven Elektrode durch einen Scheider aus porösem Polyäthylen getrennt Die positive Elektrode ist eine passive Elektrode aus einem Gemisch von leitender Kohle, Glasfasern und als Bindemittel dienendem Polytetrafluoräthylen, wobei dieses Gemisch in ein feines Gitter aus Aluminium eingepreßt isL Der verwendete Elektrolyt ist eine Lösung aus Schwefeldioxid, einer als Mitlösungsmittel wirkenden wasserfreien organischen Flüssigkeit, wie Methyiformiat, und Lithiumbromid oder dergleichen als gelöster Stoff. Die als positive Elektrode und als Elektrolyt wirkende Lösung wird in üblicher Weise durch eine Öffnung in die Zelle eingepreßt Die Bestandteile solcher Zellen sind geeignet, wenn der als positive Elektrode wirkende Elektrolyt Schwefeldioxid als das wesentliche aktive, die positive Elektrode bildende Material enthält; sie sind aber bei Verwendung von flüssigen Oxyhalogeniden als Elektrolyt nicht geeignet, weil die Oxyhalogenide sehr korrosiv sind und mit vielen der bekannten Bestandteile der Zelle, wie Aluminium, Kupfer, Polyäthylen und dergleichen reagieren oder sie lösen.

In der DE-AS 19 64 183 und der britischen Patentschrift 13 65 242 werden Zellen mit Wickelelektroden in einem zylindrischen Becher mit Deckel beschrieben.

Nach den DE-OS 22 63 115 und 22 62 256 ist es bekannt. Oxyhalogenide eines Elementes der Gruppe V oder VI des Periodischen Systems als Depolarisatoren zu verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer wasserfreien galvanischen Zelle mit einem Scheider ίο bestimmter Porosität und Dicke.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Scheider aus miteinander verknäulten, nicht verwebten Glasfasern hergestellt wird, wodurch eine Porosität von 25% oder mehr und eine dicke zwischen 0,05 und 0,25 mm erreicht wird.

Nach A. K ο ζ a w a und R. A. Powers in »Journ. of Chemical Education«, Bd. 49, Seiten 587-591 (1972) ist ein Depolarisator der reagierende Stoff der positiven Elektrode, und er wird daher in ihr elektrochemisch reduziert.

Der positive Stromableiter ist nicht ein aktives reduzierbares Material. Er wirkt als Stromableiter und Elektronenleiter zu dem positiven Endanschluß der Zelle.

Der flüssige, aktive, reduzierbare Depolarisator kann entweder für sich verwendet werden oder vermischt mit einem leitfähigen gelösten Stoff, der nicht reaktiv ist, aber zugesetzt wird, um die Leitfähigkeit des Depolarisator zu verbessern, oder aber auch vermischt mit einem leitfähigen, gelösten ^r,'^r,'f und einem reaktiven oder nichtreaktiven Mitlosungsmittel. Ein reaktives Mitlösungsmittel ist ein solches, das elektrochemisch aktiv ist Ein nichtreaktives Mitlösungsmittel ist ein solches, das elektrochemisch inaktiv ist.

Der erfindungsgemäße Scheider soll chemisch inert und in dem das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden Kathodenelekrolyten unlöslich sein und eine Porosität von 25% oder mehr, vorzugsweise von 50% haben, um den Durchtritt des das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden Kathodenelektrolyten und seine Berührung mit der negativen und positiven Elektrode zu ermöglichen. Der Scheider sollte zwischen 0,05 und 0,25 mm, insbesondere 0,125 mm, dick sein. Eine Dicke unter 0,05 mm ist unwirksam, weil Kurzschlüsse entstehen können. Eine Dicke über 0,25 mm würde den inneren Widerstand unzulässig erhöhen. Geeignete erfindungsgemäße Scheider, die in Gegenwart des das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden Kathodenelektrolyten beständig sind, sind Scheider aus nichtgewobenem Glas, insbesondere solche mit langen Glasfasern zusammen mit kurzen Glasfasern, weil eine derartige Kombination die Reißfestigkeit des Scheiders erhöht und er leichter zu handhaben ist.

Der zylindrische Becher und der Deckel gemäß der Erfindung können aus rostfreiem Stahl, aus mit Nickel plattiertem Stahl oder aus einem anderen leitfähigen Stoff bestehen, der nicht korrodiert oder in Berührung mit dem das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden Kathodenelektrolyten nicht beschädigt wird. Vorzugsweise bestehen der Becher und der Deckel aus rostfreiem Stahl 304, welcher derart behandelt ist, daß Spannungen durch das übliche Ziehen beseitigt sind.

Der isolierende Ring zwischen dem Deckel und dem Becher soll beständig gegenüber dem das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden Elektrolyten sein. Er kann beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen (Teflon), fluoriertem Äthylen-Propylen, einem Copolymeren von Äthylen mit FEP, Monochlortrifluoräthyien polymeren Perfluoralkoxy-Verbindungen (PFA), Tetrafluoräthylen (TFE) und dergleichen bestehen.

Die erfindungsgemäße blattförmige positive Elektrode kann durch Binden von Acetylruß mit einem geeigneten Bindemittel wie Teflon hergestellt werden. Das Gemisch wird dann auf ein gewebtes, metallisches, leitendes Gitter, aus z. B. Nickel, nach üblichen Verfahren aufgebracht, wie sie beispielsweise bei der Papierherstellung verwendet werden, oder auch durch Aufsprühen Das Gemisch kann vorzugsweise zwischen etwa 60 und etwa 80 Gew.-% Acetylenruß enthalten. Blätter aus diesem Material können dann auf die gewünschte Größe zurecht geschnitten werden, um sie den jeweiligen Zellen anzupassen. In einer Zelle der Größe C kann die blattförmige positive Elektrode eine Länge von etwa 18 cm, eine Breite von etwa 3,8 cm und eine Dicke von 1 mm haben. Ein leitender Vorsprung aus Deispielsweise Nickel kann an dem einen Ende der blattförmigen positiven Elektrode angeschweißt sein und dient zum elektrischen Verbinden mit dem Deckel oder dem Becher der Zelle.

Die blattförmige negative Elektrode kann aus einer Lithiumfolie bestehen, die auf einem metallischen, leitenden Gitter oder Träger aus z. B. Nickel mit einer Dicke zwischen etwa 0,3 und etwa 0,8 mm vorzugsweise von etwa 0,4 mm, angeordnet ist. Bei Zellen der Größe C kann die Lithiumfolie eine Länge von etwa 16 cm und eine Breite von etwa 3,8 cm haben. Ein leitender Vorsprung, ζ. B. aus Nickel kann an dem einen Ende der blattförmigen negativen Elektrode angeschweißt sein und dient zur elektrischen Verbindung der positiven Elektrode mit dem Deckel oder dem Becher der Zelle. Es ist wichtig, daß die metallischen leitenden Trägergitter für die positive und die negative Elektrode stabil sind, von dem das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden Elektrolyten nicht korrodiert werden und kein elektrochemisches Paar bilden.

In dem erfindungsgemäßen spiralig aufgewundenen Elektroden-Wickel befindet sich vorzugsweise eine einzige Schicht des nichtgewebten Scheiders aus Glas mit einer Dicke von etwa 0,125 mm zwischen der vorgeformten blattförmigen positiven und negativen Elektrode, weil mehrere Schichten die Kontinuität des Elektrolyten unterbrechen könnten.

Der als positive Elektrode wirkende erfindungsgemäße Elektrolyt besteht aus einem flüssigen Oxyhalogenid eines Elementes der Gruppe V oder der Gruppe VI des Periodischen Systems, mit oder ohne ein Mitlösungsmittel.

Der gelöste Stoff kann ein einfaches oder ein Doppelsalz sein, das eine ionisch leitende Lösung ergibt. Bevorzugte gelöste Stoffe sind Komplexe von anorganisehen oder organischen Lewis-Säuren und anorganischen ionisierbaren Salzen. Das einzige Erfordernis für ihre Verwendung besteht darin, daß das einfache oder komplexe Salz verträglich mit dem verwendeten Lösungsmittel ist, und daß es eine ionisch leitende Lösung ergibt.

Zu den typischen Lewis-Säuren, die erfindungsgemäß erwendbar sind, gehören Aluminiumfluorid, Aluminiumbromid, Aluminiumchlorid, Antimonpentachlorid, Zirkontetrachlorid, Phosphorpentachlorid, Borfluorid, Borchlorid und Borbromid.

Zu den brauchbaren ionisierbaren Salzen gehören Lithiumfluorid. Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Lithiumsulfid. Natriumfluorid. Natriumchlorid. Natriumbromid. Kaliumfluorid, Kaliumchlorid und Kaliumbromid.

Die Doppelsalze aus einer Lewis-Säure und einem anorganischen ionisierbaren Salz können entweder als solche verwendet werden, oder die einzelnen Bestandteile können dem Lösungsmittel getrennt zugegeben werden, wobei das Salz oder die entstandenen Ionen sich in situ bilden. So entsteht beispielsweise das Doppelsalz Lithiumaluminiumtetrachlorid durch die Kombination von Aluminiumchlorid mit Lithiumchlorid.

Brauchbare Lösungsmittel für den Elektrolyten, die zusätzlich als Depolarisatoren wirken, sind Oxyhalogenide von Elementen der Gruppe V-A, V-B oder der Gruppe VI-A, VI-B des Periodischen Systems. Diese Oxyhalogenide sind bei normalen Temperaturen in der Regel Flüssigkeiten. Mit dem Ausdruck »Oxyhalogenide« werden außer den einfachen Oxyhalogeniden auch solche Verbindungen bezeichnet, die gemischte Halogenide und Oxyhalogenide von zwei oder mehreren Elementen der Gruppe V oder der Gruppe Gruppe VI des Periodischen Systems sind.

Falls erwünscht, kann ein beständiges Mitlösungsmittel zugesetzt werden, um die dielektrische Konstante, die Viskosität oder die Lösefähigkeit der Flüssigkeit zur Erzielung einer besseren Leitfähigkeit zu ändern.

Der erfindungsgemäße spiralig aufgewundene Elektroden-Wickel kann in üblicher Weise hergestellt werden. Die aufeinander gelegten länglichen Blätter des für die negative Elektrode verwendeten Materials und des positiven Stromableiters werden — mit einem größeren Blatt des Scheiders zwischen ihnen — zunächst an wenigstens einem Teil ihrer Enden befestigt und dann spiralig um dieses befestigte Ende herum aufgewunden. Das äußere vorgeformte Blatt ist in der Regel langer als das innere vorgeformte Blatt, so daß das Ende des äußeren Blattes über das Ende des inneren Blattes hervorsteht. Dann wird der spiralig aufgewundene Elektoden-Wickel entweder in einer unabhängigen äußeren Schicht des Scheiders eingewickelt oder dem äußeren Blatt liegt wenigstens ein blattförmiger Scheider an, so daß dieser die äußere Schicht des aufgewickelten Wicklers bildet. Das innere Blatt kann einen angeschweißten Vorsprung aufweisen, wie es in der US-PS 29 54 417 beschrieben ist, oder einen Leitungsdraht nach der US-PS 35 10 353, oder ähnliche Mittel zum Befestigen eines leitenden Teiles. Dieses Teil kann durch übliche Mittel, wie Anschweißen oder dergleichen mit einem Teil des Gehäuses befestigt werden, wodurch dieser Teil des Gehäuses in der Regel der Deckel, als Endanschluß für die Zelle dient. In ähnlicher Weise kann das äußere Blatt einen Vorsprung aufweisen, der an dieses angeschweißt ist und in üblicher Weise mit einem Teil des Gehäuses verbunden werden kann, wodurch dieser Teil des Gehäuses in der Regel der Behälter zu dem anderen Anschluß der Zelle wird.

Bei geeigneter Auswahl der Bestandteile der erfindungsgemäßen Zelle findet die elektrochemische Reduktion des das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden, als Depolarisator dienenden Gemisches an dem positiven Stromableiter statt, wodurch innerhalb eines weiten Bereiches von Stromstärken eine Entladung von hoher Energiedichte erzielt wird. Die erfindungsgemäße Wickelung sichert große Berührungsflächen und eine Nähe der negativen Elektrode zu dem positiven Stromableiter. Die vorgeformte negative Elektrode, der positive Stromableiter und der Scheider sind biegsam und lassen sich daher leicht spiralig aufwinden. Die Verwendung des das flüssige Oxyhalogenid enthaltenden Gemisches gestattet eine volle Ausnutzung der inneren Teile der Zelle, so daß in ihr kein unnötiger Raum enthalten ist. Die erfindungsgemäße Zelle kann daher innerhalb eines weiten Bereiches von Stromstärken bei der Entladung betrieben werden.

Die Zeichnungen erläutern eine Ausführungsform der Erfindung. Es zeigt

F i g. 1 perspektivisch die Elektroden und den Scheider in nichtaufgewundenem Zustand;

F i g. 2 in teilweise auseinandergezogener Weise eine wasserfreie galvanische Zelle mit einem spiralig aufgewundenen Wickel;

F i g. 3 perspektivisch eine wasserfreie erfindungsgemäße galvanische Zelle.

Die F i g. 1 zeigt in nichtaufgewundenem Zustand einen Wickel 2 aus einem blattförmigen positiven Stromableiter 4 aus einem Gemisch 6 aus Kohle und einem Bindemittel, das auf ein expandiertes leitendes metallisches Gitter 8 aufgepreßt ist Beide sind aufgeschichtet zwischen einem Scheider 10 aus nichtgewebten Glasfasern. Darüber befindet sich die blattförmige negative Elektrode 12 aus einem aktiven Metall 14, wie Lithium, welches auf und in ein expandiertes metallisches Gitter 16, z. B. aus Nickel, gepreßt ist. Ein leitender Vorsprung 18, z. B. aus Nickel, ist an einem Ende des blattförmigen positiven Stromableiters 4 angeschweißt, ein zweiter leitender Vorsprung 20 ist an dem entgegengesetzten Ende der blattförmigen negativen Elektrode angeschweißt

Nach dem spiraligen Aufwinden der übereinander liegenden Blätter 4, 10 und 12 zu dem Wickel 30 wird der Vorsprung 20 über die äußere Schicht des Scheiders 6 zurückgebogen. Dann wird der Wickel 30 in einen leitenden zylindrischen Behälter 32 nach Fig.2 eingesetzt Auf dem Boden des Behälters 32 befindet sich eine nicht abgebildete isolierende Scheibe aus dem gleichen Material wie der Dichtungsring der Zelle. Der Vorsprung 20 ergibt durch Druck eine Berührung mit der inneren Wandung des Behälters 32, wodurch dieser der eine Anschluß der Zelle 50 nach F i g. 3 wird. Die

isolierende Scheibe 34 hat eine mittige öffnung 36, durch weiche der obere Teil des Vorsprunges 18 führt. Der Vorsprung wird dann an dem Deckel 38 angeschweißt, wodurch dieser der zweite Anschluß der Zelle wird. Ein isolierender Ring 40 steht in Verbindung mit dem Deckel 38 nach F i g. 2. Wenn der Deckel und der Ring oben auf den Behälter 32 gebracht werden, liegt der isolierende Ring 40 zwischen dem Deckel 38 und dem Behälter 32. Übliche Verfahren, z. B. radiale Pressen, können zum Abdichten der Zelle verwendet werden. Die F i g. 3 zeigt eine völlig zusammengebaute erfindungsgemäße Zelle 50.

Beispiel 1

Mehrere Zellen der Größe C in einer Bauart nach den F i g. 1 bis 3 wurden hergestellt. In der Wicklung bestand der positive Stromableiter aus einem Gemisch von Acetylenruß und Teflon, das sich auf und in einem gewebten Sieb aus Nickel befand und mit diesem verbunden war. Der Scheider bestand aus nichtgewebtem Glas, die negative Elektrode bestand aus einer Lithiumfolie, die auf einen perforierten Nickelträger aufgepreßt war. Die blattförmige positive Elektrode hatte eine Länge von 18 cm, eine Breite von 3,8 cm und eine Dicke von 1 mm. Der Scheider hatte eine Länge von 23 cm, eine Breite von 4,2 cm und eine Dicke von 0,25 mm. Die negative Elektrode hatte eine Länge von 16 cm, eine Breite von 3,8 cm und eine Dicke von 0,75 mm. An einem Ende der blattförmigen Elektrode war ein Vorsprung aus Nickel angeschweißt, an einem Ende des positiven Stromableiters ein zweiter Vorsprung aus Nickel. Der Wickel war in einen Becher aus rostfreiem Stahl 304 eingesetzt. Die Zusammensetzung des Elektrolyten ist in der Tabelle I angegeben. Jede Zelle war abgedichtet unter Verwendung eines Ringes aus Teflon unter dem Decke! aus rostfreiem Stahl

Nach einer Lagerung bei 23⁰C wurden die Zellen 24 Stunden lang 1 Woche lang, 2 Wochen, 4 Wochen und 8 Wochen lang gegen einen Widerstand von 10 Ohm kontinuierlich entladen. Die hierbei erhaltenen Werte sind in der Tabelle 1 enthalten.

Wie die Versuchswerte zeigen, sind Zellen mit einem aufgewundenen Wickel, die ein nichtwäßriges, flüssiges Oxyhalogenid enthalten, wirksam.

Tabelle I

Kathodischer	Versuch	Lagerdauer	Zelle	1 Woche	Zelle	2 Wochen	Zelle	4 Wochen	Zelle	8 Wochen	Zelle
Elektrolyt			2	Zelle	4	Zelle	6	Zelle	8	Zelle	10
		Frisch	1,30	3	2,92	5	3,93	7	5,36	9	8,82
		Zelle	5,50	2,69	4,81	3,15	5,53	5,16	5,33	8,80	4,84
		1		4,99		5,24		4,67		4,78
SO₂Cl₂	Impedanz (Ohm)	1,74	0,717		0,620		0,718		0,635		0,620
1-molar	Ah/2,5 V	5,15		0,635		0,678		0,606		0,612
	Endspannung		2,56		3..20		3,34		9,52		11,38
LiAlCl₄	Wh/cm³ 2,5 V	0,665	5,15	3,43	5,19	8,96	4,78	7,34		4,35	4,56
Eutektisch						4,90		4,71		4,65
SO₂Ci₂	Impedanz (Ohm)	2,31	0,666		0,670		0,617		-		0,565
1-molar	Ah/2,5 V	5,26		-		0,625		0,616		0,607
	Endspannung
LiAlCl*)	Wh/cm³ 2,5 V	0,692

*) 50MoI. Aluminiumchlorid und 50MoI. Lithiumchlorid.

B e i s ρ i e 1 2

Mehrere Zellen der Größe C wurden nach Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Scheider eine Länge von 21 cm anstelle von 23 cm hatte und daß kathodische Elektrolyten verwendet wurden, deren Zusammensetzung in den Tabellen II und III angegeben ist

Verschiedene Zellen jeder Art wurden kontinuierlich gegen verschiedene Widerstände entladen. Die hierbei erhaltenen Mittelwerte sind für jede Zellenart in der Tabelle I! enthalten.

Bei weiteren Versuchen wurden verschiedene Zellarten mit Unterbrechungen gegen verschiedene Widerstände entladen, wobei die Zellen während 24 Stunden 15 Minuten lang in jeder Stunde entladen wurden, oder aber kontinuirlich entladen wurden. Die erhaltenen Werte sind in der Tabelle III enthalten.

Tabelle II	Ah/2,5 V	*) SOCl₂	*) SO₂Cl₂
	Endspannung
VT IUC13U1I1U	mittlere
beim konti	Spannung V
nuierlichen	Wh/cm³	5,74
Entladen	Ah/2,5 V
88 Ohm	Endspannung	3,35
	mittlere
	Spannung V	0,767
	Wh/cm³	4,06	4,76

44 Ohm	3,21	3,28

	9	Ah/2,5 V	*) SOCI₂	26	11	901	10	Ah/2,5 V	Wider	- 1 Mol	LiAICl₄
		Endspannung						End	stand
Fortsetzung		mittlere					Kathodischer Elektrolyt SO₂Cl₂	spannung	beim	Wider-	Wider
Widersland beim konti		Spannung V		*) SO₂Cl₂				mittlere	Entladen	süind	stand
nuierlichen		Wh/cm³	3,38			Tabelle III	Versuchs-	Spannung	44 U	beim	beim
Entladen					5		bedingun	Wh/cm³		Entladen	Entladen
	Ah/2,5 V	3,19			gen		4,06	10 ti	5 «I
20 Ohm	Endspannung		5,08			Ah/2,5 V
	mittlere	0,488				End		2,50	1,75
	Spannung V		3,10	10		spannung	3,21
	Wh/cm³	2,50			Konti	mittlere
			0,645		nuierlich	Spannung	0,533	3_t06	3,00
	Ah/2,5 V	3,06				Wh/cm³
10 Ohm	Endspannung		4,04				3,80	0,313	0,215
	mittlere	0,365		15		Zeichnungen
	Spannung V		3,13					2,70	1,40
	Wh/cm³	1,75				3,07
	*) 1 Mol LiAlCl₄.		0,516		Unter
		3,0(1			brochen	0,501	3,09	2,99
5 0hm				20
		0,215					0,342	0,177


		25

Hierzu 1 Blatt

Claims

Patentanspruch:

Wasserfreie galvanische Zelle mit einem an einem Ende geschlossenen und am anderen Ende offenen elektrisch leitenden Becher; mit einem spiralig aufgewundenen Elektroden-Wickel in dem Becher; mit einem länglichen positiven Stromableiter aus einem mit einem metallischen Gitter verbundenen Kohlenstoff-Material; mit einer länglichen negativen Elektrode auf einem leitenden metallischen Träger; mit einem zwischen den Elektroden so angeordneten Scheider, daß er den äußeren Umfang des Wickels bildet; mit einer in dem Becher befindlichen Lösung eines Ionen leitenden Stoffes in einem als Depolarisator wirkenden Oxyhalogenid eines Elementes der Gruppe V oder der Gruppe VI des Periodischen Systems; mit einem Deckel für den Becher; mit einem isolierenden Ring zwischen dem Deckel und der oberen Wandung des Bechers, der beide dichtend miteinander verbindet; mit einer an einer der Elektroden und an dem Deckel befestigten ersten elektrischen Leitung, durch welche der Deckel zum ersten Anschluß der Zelle wird; und mit einer an der anderen Elektrode und an dem Becher befestigten zweiten elektrischen Leitung, durch welche der Becher zu dem zweiten Anschluß der Zelle wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheider aus miteinander verknäulten nicht verwebten Glasfasern besteht, eine Porosität von 25% oder mehr und eine Dicke zwischen 0,05 und 0,25 mm hat.

Die Erfindung betrifft eine wasserfreie galvanische Zelle mit einem an einem Ende geschlossenen und am anderen Ende offenen elektrisch leitenden Becher; mit einem spiralig aufgewundenen Elektroden-Wickel in dem Becher; mit einem länglichen positiven Stromableiter aus einem mit einem metallischen Gitter verbundenen Kohlenstoff-Material; mit einer länglichen blattförmigen negativen Elektrode auf einem leitenden metallischen Träger; mit einem zwischen den Elektro- -ΐϊ den so angeordneten Scheider, daß er den äußeren Umfang des Wickels bildet; mit einer in dem Becher befindlichen Lösung eines Ionen leitenden Stoffes in einem als Depolarisator wirkenden Oxyhalogenid eines Elementes der Gruppe V oder der Gruppe VI des 5u Periodischen Systems; mit einem Deckel für den Becher; mit einem isolierenden Ring zwischen dem Deckel und der oberen Wandung des Bechers, der beide dichtend miteinander verbindet; mit einer an einer der Elektroden und an dem Deckel befestigten ersten elektrischen Leitung, durch welche der Deckel zum ersten Anschluß der Zelle wird; und mit einer an der anderen Elektrode und an dem Becher befestigten zweiten elektrischen Leitung, durch welche der Becher zu dem zweiten Anschluß der Zelle wird.

In Batterien hoher Energie muß der Elektrolyt mit den gewünschten elektrochemischen Eigenschaften einerseits mit dem sehr reaktiven Material für die negative Elektrode, wie Lithium, Natrium usw., andererseits mit dem Material für die positive Elektrode, wie 6> Kupferoxid, verträglich sein. Wäßrige Elektrolyte können in diesen Systemen nicht verwendet werden, weil das sehr aktive Material für die negative Elektrode chemisch mit Wasser reagiert. Da zur Erzielung einer hohen Energiedichte für die positive und negative Elektrode sehr reaktive Materialien verwendet werden, ist es notwendig, nichtwäßrige Elektrolyte zu verwenden, insbesondere nichtwäßrige organische Elektrolyte.

Der Ausdruck »nichtwäßriger Elektrolyt« bezeichneten einen Elektrolyten, der in Lösung ein Metallsalz oder ein Komplexsalz eines Elementes der Gruppe I-A, 1I-A oder HI-A des Periodischen Systems enthält Zu den üblichen Lösungsmitteln gehören Propylencarbonat, Äthylencarbonat odery-Butyrolacton.

Zahlreiche lösliche Stoffe sind bekannt und empfohlen worden. Die Auswahl eines geeigneten Lösungsmittels ist aber schwierig, weil viele dieser zur Herstellung von Elektrolyten verwendete Lösungsmittel mit den erwähnten reaktiven negativen Elekroden reagieren. Daher ist vielfach der Versuch unternommen worden, aliphatische und aromatische, Stickstoff und Sauerstoff enthaltende Verbindungen zu verwenden, insbesondere organische, Schwefel, Phosphor und Arsen enthaltende Verbindungen. Die Ergebnisse dieser Versuche sind nicht vollständig befriedigend, weil manche dieser Lösungsmittel mit den für die positive Elektrode verwendeten Materialien außergewöhnlich hoher Energiedichte nicht verwendet werden können und weil sie die negative Elektrode aus Lithium soweit korrodieren, daß ein störungsfreier Betrieb während längerer Zeit nicht möglich ist.

Nacn der neueren Literatur ist es bekannt, daß gewisse Stoffe gleichzeitig als Träger für den Elektrolyten, d. h. als Lösungsmittel für das Elektrolytsalz und als Depolarisator für wasserfreie galvanische Zellen fungieren. Nach den US-PS 34 75 226,35 67 515 und 35 78 500 wirken flüssiges Schwefeldioxid oder Lösungen von Schwefeldioxid in einem Mitlösungsmittel in diese beiden Richtungen. Obgleich diese Lösungen die Doppelwirkung haben, können sie nicht ohne verschiedene Nachteile verwendet werden; so ist Schwefeldioxyd immer zugegen. Da es bei gewöhnlicher Temperatur ein Gas ist. .nuß es in der Zelle als Flüssigkeit unter Druck gehalten werden oder es muß in einem flüssigen Lösungsmittel gelöst sein. Schwierigkeiten bei der Handhabung und beim Verpacken entstehen, wenn Schwefeldioxid allein verwendet wird.

Galvanische Zellen, wie Nickel-Cadmium-Zellen mit einem spiralig aufgewundenen Elektroden-Wickel sind bekannt. Bei vielen dieser Zellen befindet sich der spiralig aufgewundene Elektroden-Wickel in einem zusammengesetzten Gehäuse, das als leitender Stromanschluß für die Zelle dient. Hierbei ist die Elektrode der einen Polarität mit einem leitenden Teil des Gehäuses elektrisch verbunden, und die Elektrode der entgegengesetzten Polarität ist mit einem anderen leitenden Teil des Gehäuses elektrisch verbunden, wobei die beiden Teile des Gehäuses voneinander isoliert sind. Der elektrische Kontakt jeder Elektrode mit dem entsprechenden Teil des Gehäuses wird in der Regel durch einen länglichen, biegsamen, elektrisch leitenden, verbindenden Vorsprung oder durch ein Element gebildet, das mit seinem einen Ende an der Elektrode und mit seinem anderen Ende an dem entsprechenden Teil des Gehäuses befestigt ist. Beim Zusammenbau dieser Zellen werden die Vorsprünge zunächst angeschweißt oder sonstwie an den Elektroden befestigt, worauf der an der äußeren Elektrode befestigte Vorsprung in der Regel auf die äußere Schicht des Scheiders zurückgebogen wird. Wenn der spiralig aufgewickelte Elektroden-Wickel in das Gehäu-