DE2809876A1

DE2809876A1 - LITHIUM CHLORINE CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING IT

Info

Publication number: DE2809876A1
Application number: DE19782809876
Authority: DE
Inventors: Wilson Greatbatch; Robert L Mclean
Original assignee: GREATBATCH FOUND
Current assignee: GREATBATCH FOUND
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1978-10-19
Also published as: NL7801881A; SE7803668L; IL54088A0; JPS53138018A; AU3425778A; CA1091294A; AU514489B2; GB1566243A; FR2386908A1; IL54088A

Description

Lithium-Chlor-Zeile und Verfahren zu deren Herstellung Lithium-chloro-line and methods for their herstel l ung

Die Erfindung bezieht sieh auf die Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie, insbesondere auf eine primäre Festelektrolytzelle mit einer Lithiumanode, einer Chlorkathode und einem Lithiumchloridelektrolyten.The invention relates to the conversion of chemical energy in electrical energy, in particular on a primary solid electrolyte cell with a lithium anode, a chlorine cathode and a lithium chloride electrolyte.

Kürzlich ist eine primäre Festelekfcrolytbatterie entwickelt worden zur Schaffung einer relativ hohen Spannung und hohen Energiedichte in einer Batterie, welche besonders brauchbar ist für Anwendungen mit langer Lebensdauer und geringem Stromabzug. Lithium ist allgemein anerkannt als das am meisten befriedigende Material für die negative Elektrode, d.h. die Anode bei Entladung, in einer nichtwäßrigen Zelle. Bei der Auswahl eines Materials für die positive Elektrode, d.h. die Kathode beim Entladen, ist es erforderlich, unter anderen Faktoren die relative chemische Aktivität und Energiedichte zu betrachten. Erfindungsgemäß soll daher eine neue und verbesserte Festelektrolytbatterie mit relativ hoher Spannung und hoher Energiedichte geschaffen werden, welche besonders brauchbar ist für Anwendungen mit langer Lebensdauer und geringem Stromabzug. Ferner soll erfindungsgemäß eine primäre Eestelektrolytzelle mit einer Lithiumanode, einer Chlorkathode und einem Lithiumchloridelektrolyten geschaffen werden. Außerdem soll erfindungsgemäß eine Lithium-Chlor-Zelle geschaffen werden, welche relativ bequem und wirtschaftlich herstellbar ist.Recently, a solid electrolyte primary battery has been developed has been used to create a relatively high voltage and high energy density in a battery which is particularly useful is for long life, low current drain applications. Lithium is widely recognized as the most satisfactory Material for the negative electrode, i.e. the anode when discharged, in a non-aqueous cell. In selecting of a material for the positive electrode, i.e. the cathode when discharging, it is required, among other factors, the consider relative chemical activity and energy density. According to the invention, therefore, a new and improved solid electrolyte battery with relatively high voltage and high energy density, which is particularly useful for applications with long service life and low current draw. Furthermore, according to the invention, a primary electrolyte cell with a Lithium anode, a chlorine cathode and a lithium chloride electrolyte are created. In addition, according to the invention a lithium-chlorine cell can be created which is relatively convenient and economical to manufacture.

Die Erfindung schafft eine Lithium-Chlor-Zelle aus einer Lithiumanode, einer Chlörkathode und einem festen Lithiumchlorid-The invention creates a lithium-chlorine cell from a lithium anode, a chlorine cathode and a solid lithium chloride

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ORiGiNAL INSPECTEDORiGiNAL INSPECTED

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elektrolyten. Nach einem Aspekt der Erfindung weist das Kathodenmaterial einen Ladungsübertragungskomplex aus einer organischen Donatorkomponente und Chlor auf. Wach einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Kathodenmaterial aus flüssigen*· Chlor gebildet. Die überfläche der Lithiumanode, welche im Betrieb mit dem Kathodenmaterial in Kontakt steht, kann mit einem überzug eines organischen Elektronendonatorkoiuponentenmaterials versehen sein.electrolytes. According to one aspect of the invention, the cathode material a charge transfer complex composed of an organic donor component and chlorine. Wake up another Aspect of the invention, the cathode material is formed from liquid * · chlorine. The surface of the lithium anode, which is in operation is in contact with the cathode material, can with a coating of an organic electron donor component material be provided.

Die Erfindung beinhaltet eine primäre Festelektrolytzelle aus einer Lithiumanode, einer Chlorkathode und einem Lithiumchloridelektrolyten. Ein festes Lithiumelement steht in arbeitsmäßigem Kontakt mit dem Kathodenmaterial und eine Form des Kathodenmaterials ist ein Ladungsübertragungskomplex eines organischen Donatorkomponentenmaterials und Chlor. Die organische Donatorkomponente kann Poly-2-vinylpyridin sein. Ein anderes Kathodenmaterial kann aus flüssigem Chlor gebildet sein. Die Oberfläche des Lithiumanodenelements, welche in arbeitsmäßigem Kontakt mit dem Kathodenmaterial steht, kann mit einem überzug eines organischen Elektronendonatorkomponentenmaterials versehen sein. Wenn die Lithiumanode in arbeitsmäßigem Kontakt mit der Chlorkathode steht, so beginnt ein fester Lithiumchloridelektrolyt sich an der Zwischenfläche zu bilden und es besteht eine elektrische Potentialdifferenz zwischen Leitern, welche arbeitsmäßig mit Anode und Kathode verbunden sind.The invention includes a primary solid electrolyte cell composed of a lithium anode, a chlorine cathode and a lithium chloride electrolyte. A solid lithium element is in operative contact with the cathode material and a form of the cathode material is a charge transfer complex of an organic donor component material and chlorine. The organic donor component can be poly-2-vinylpyridine. Another cathode material can be formed from liquid chlorine. The surface of the lithium anode element which is in working contact with the cathode material can be coated with an organic Be provided electron donor component material. When the lithium anode is in working contact with the chlorine cathode stands, a solid lithium chloride electrolyte begins to form at the interface and there is an electrical one Potential difference between conductors which are functionally connected to the anode and cathode.

Vorstehende und zusätzliche Vorteile und kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben sich klar beim Lesen der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung. The foregoing and additional advantages and characterizing features of the invention will become apparent upon reading the following detailed description in connection with the attached drawing.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Lithium-Chlor-Zelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 is a cross-sectional view of a lithium chlorine cell according to one embodiment of the invention;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht einer Zelle gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der Teile entferntFigure 2 is a side view of a cell according to another embodiment of the invention with parts removed

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sind, in einem Stadium der Zusammenstellung;are at a stage of compilation;

Fig. 3 veranschaulicht-""die- Zelle der Fig. 2 in einem anderen Stadium, der Zusammenstellung; undFigure 3 illustrates - "" the - cell of Figure 2 in another Stage, compilation; and

Fig. 4ist eine: fragmentarische Ansicht einer Einrichtung zum ν Verschließen des Füllelementes in der Zelle der Fig. 2Fig. 4 is a fragmentary view of a device for ν closing the filling element in the cell of FIG. 2

- : ί und 3..-".""--: ί and 3 ..- "." "-

Bei der Entwicklung von Festelektrolytbatterien ist Lithium als einsehrerwünschtes Material für die negative Elektrode, d.h. die Anode bei Entladung, in einer nichtwäßrigen Zelle erkannt. Die erfindungsgemäße Zelle weist eine Lithiumanode und eine Ghlorkathpde auf zur Ausnutzung der erwünschten Eigenschaften des Chlors, zu denen ein bemerkenswerter Grad chemischer Aktivität, ein mäßig niedriges Molekulargewicht und eine bemerkenswerte Ebene an Energiedichte zählen.In the development of solid electrolyte batteries, lithium is a very desirable material for the negative electrode, i. the anode when discharged, detected in a non-aqueous cell. The cell according to the invention has a lithium anode and a Ghlorkathpde on to the exploitation of the desired properties of chlorine, to which a remarkable degree of chemical activity, a moderately low molecular weight and a notable one Count level of energy density.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Lithium-Chlor-Zelle allgemeih mit 10 bezeichnet und weist ein Gehäuse bzw. eine Hülle mit einem im allgemeinen napfförmigen Grundteil 12 und einem uiiifangsmäßigen Rand- bzw. Bördelteil 14 auf. Der Grundteil 12 kann rechteckige oder kreisförmige Gestalt besitzen und die Hülle \besteht aus einen.¹. Material, welches mit Chlor nicht rea- : giert. Eine -Materialform-,- von der gefunden wurde, daß sie irn Betrieb befriedigend ist, ist ein Fluorpolymermaterial, welches Von der Allied Chemical Company unter der Handelsbezeichnung Halar; erhältlieh ist. Die erfindungsgemäße Zelle besitzt eine Anode in Form eines festen Lithiumelementes 20 und ein Stromsanime/lelement 22, welches mit einer Oberfläche des Lithiumelenientes 20 in Kontakt steht. Der Ausdruck "fest" soll hier bedeuten, daß das Lithiumelement sich in der festen Phase befindet. Eine Anocienleitung, welche beispielsweise durch Verschweißen mit dem einen Ende an den Stromsammler 22 angeschlossen ist, erstreckt sich nach außen durch eine öffnung im Gehäusegrundteil 12^;" hindurch zur Herstellung einer äußeren elektrischen Verbindung; mit einem Belastungsstromkreis. Zum Bilden der Anode derIn the drawing, a lithium-chlorine cell according to the invention is denoted generally by 10 and has a housing or a shell with a generally cup-shaped base part 12 and a peripheral edge or flange part 14. The base part 12 can have a rectangular or circular shape and the shell \ consists of one. ^1st Material that does not react with chlorine. One form of material that has been found to be satisfactory in service is a fluoropolymer material available from Allied Chemical Company under the tradename Halar; is available. The cell according to the invention has an anode in the form of a solid lithium element 20 and a current system element 22 which is in contact with a surface of the lithium element 20. The term "solid" is used here to mean that the lithium element is in the solid phase. An anocial line, which is connected to the current collector 22, for example by welding at one end, extends outward through an opening in the housing base part 12 ^; "through to establish an external electrical connection; with a load circuit. To form the anode of the

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erfindungsgemäßen Zelle, wird der Stromsammler 22 in die Stellung in Nachbarschaft der inneren Oberfläche des Grundteiles 12 bewegt und die Leitung 24 ist durch, die Öffnung eingesetzt und wird benutzt, um den Stromsammler 22 dicht gegen die Oberfläche des Gehäuses zu ziehen. Wenn gewünscht, kann ein Element bzw. ein Knopf 26 aus Anodenmaterial, d.h. Lithium, zwischen den Sammler 22 und die Oberfläche des Gehäuses 12 gebracht werden, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist. Der Stromsammler 22 kann aus Zirkon der Maschengröße Nr. 12 mit einer Dicke von etwa 0,1 mm bestehen und die Leitung 24 kann ein relativ dünner Zirkonstreifen sein. Dann bringt man das Lithiumelement 20, welches anfangs in Platten- bzv/. Blattform ist, in den Gehäuseteil 12 in Nachbarschaft des Sammlers 22. Die gesamte Anordnung wird dann in eine geeignete Haltebefestigung gebracht und dann übt man auf die offen liegende Oberfläche des Lithiumelementes 22 in einer Weise Druck aus, daß dieses längs der inneren Oberfläche des Gehäuseteiles 12 und längs der inneren Oberfläche des Gehäuseteiles 14 gedrückt bzw. gepreßt wird, so daß es an der inneren Oberfläche des Gehäuses anliegt mit einer sich ergebenden Gestalt, wie sie in der Zeichnung gezeigt ist. Eine Dichtung bzw. ein Pflaster 28 aus geeignetem Material, beispielsweise einem Fluorpolymeren, welches im Handel von der Dupont Company unter der Warenbezeichnung Tefzel erhältlich ist, kann auf die äußere Oberfläche des Gehäuses rings um die öffnung gebracht werden, durch welche hindurch sich die Leitung 24 erstreckt, und kann an seiner Stelle abgedichtet werden durch einen geeigneten Kitt wie Cyanacrylatkitt, welcher unter der Bezeichnung Permabond 100 von der Techni-Tool Inc. im Handel erhältlich ist. Außerdem ist die offenliegende Oberfläche des Lithiumelementes 20 vorzugsweise mit einem überzug 30 aus einem organischen Elektronendonatorkomponentenmaterial versehen und die Eigenart des Überzuges 30 und seine Funktion in der erfindungsgemäßen Zelle seien hier eingehend beschrieben.cell according to the invention, the current collector 22 is in the position moved in the vicinity of the inner surface of the base part 12 and the line 24 is through, the opening inserted and is used to pull the current collector 22 tightly against the surface of the housing. If desired, an element or a Button 26 of anode material, i.e. lithium, can be placed between collector 22 and the surface of housing 12 as this shown in the drawing. The current collector 22 may be made from No. 12 mesh zirconia about 0.1 mm thick exist and the line 24 can be a relatively thin zirconium strip be. Then you bring the lithium element 20, which is initially in plate or /. Leaf shape is in the housing part 12 in the vicinity of the collector 22. The entire assembly is then placed in a suitable holding fixture and then practiced on the exposed surface of the lithium element 22 in such a way that this is along the inner surface of the housing part 12 and along the inner surface of the housing part 14 is pressed or pressed so that it is on the inner Surface of the housing abuts with a resulting shape as shown in the drawing. A seal or a patch 28 of suitable material such as a fluoropolymer commercially available from the Dupont Company under the product name Tefzel is available, can be applied to the outer surface of the housing around the opening, through which the conduit 24 extends and can be sealed in place by a suitable putty such as cyanoacrylate putty, which is known as Permabond 100 commercially available from Techni-Tool Inc. In addition, the exposed surface of the lithium element 20 is preferable with a coating 30 of an organic electron donor component material provided and the nature of the coating 30 and its function in the cell according to the invention are here described in detail.

Die erfindungsgemäße Zelle weist ferner eine Chlorkathode auf mit einer Region Kathodenmaterials 32 innerhalb der Anordnung und in arbeitsmäßigem Kontakt mit dem Lithiumelement 20 undThe cell of the present invention also includes a chlorine cathode with a region of cathode material 32 within the assembly and in operative contact with the lithium element 20 and

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ein Kathodenstromsammler 34 steht in arbeitsmäßigem Kontakt mit dem Kathodenmaterial 32. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Kathodenmaterial 32 einen Ladungsübertragungskomplex einer organischen Donatorkomponenten und Chlor auf. Eine bevorzugte organische Donatorkomponente ist Polyvinylpyridinpolymeres und insbesondere 2-Vinylpyridinpolymeres. Das Kathodenmäterial 32 weist vorzugsweise ein Gemisch aus Chlor und Poly-2-vinylpyridin auf, welches in einer Weise bereitet wird, die hier eingehend beschrieben sei. Eine Menge des Kathodenmaterials wird in die Anordnung in Berührung mit dem überzogenen Lithiumelement 20 in einem Ausmaß gebracht, welches die offene innere Region ausfüllt. Eine Kathodenstromsammel- und -leiterkombination wird in die Anordnung und in Kontakt mit dem Kathodenmaterial gebracht. Der Kathodenstromsammler 34, welcher aus Platinmetall der Maschengröße Nr. 12 bestehen kann, ist am Umfang an dem einen Ende einer Kathodenleitung 36, beispielsweise durch Verschweißen, befestigt, wobei die Kathodenleitung ein dünner Streifen aus Platin-Iridiumlegierung sein kann, der von einem Blatt aus Isoliermaterial 38, beispielsweise dem vorerwähnten Halarmaterial , eingeschlossen ist, wobei die Leitung 36 sich vom Umfang des Gehäuses aus erstreckt zur Herstellung einer äußeren elektrischen Verbindung hiermit. Dann wird ein Gehäuseverschlußelement 40 in Form eines Blattes aus geeignetem Material· über das Ende der Anordnung in Berührung mit dem Umfangsrand bzw. der Bördelung 14 gebracht und die Komponenten werden dann in der Hitze miteinander versiegelt. Der Rand- bzw. Umfangsteil des Blattes 40 sowie der Rand bzw. die Bördelung 14 müssen daher aus einem Material'bestehen, welches hitzeversiegelbar ist und diesen Anforderungen wird entsprochen durch das vorerwähnte Halarmaterial. Das Hitzeversiegeln wird vollzogen, indem man die Anordnung in eine geeignete Befestigung bringt und auf den Umf angs- und/oder Bördelteil eine erhitzte Druckrolle aufbringt und zwar bei einer Temperatur von etwa 257°C + 2,8°C und mit einer Kraft von etwa 27 kg+ 4,5 kg, was als geeignet befunden wurde, um eine angemessene Versiegelung herbeizuführen. Während Hitze auf den Umfang der Anordnung angewandt wird, kann die restliche Zellenanordnung einer Niedertemperaturkühlung bzw« Gas unterworfena cathode current collector 34 is in operational contact with the cathode material 32. According to a preferred embodiment According to the invention, the cathode material 32 comprises a charge transfer complex of an organic donor component and chlorine on. A preferred organic donor component is polyvinyl pyridine polymer and especially 2-vinyl pyridine polymer. The cathode material 32 preferably comprises a mixture Chlorine and poly-2-vinylpyridine, which prepares in a way which is described in detail here. A lot of the cathode material is in contact with the assembly plated lithium element 20 brought to an extent which fills the open inner region. A cathode current collector and conductor combination is in the arrangement and in contact with brought the cathode material. The cathode current collector 34, which may be made of # 12 mesh platinum metal, is attached to the circumference at one end of a cathode lead 36, for example by welding, the cathode lead may be a thin strip of platinum-iridium alloy that from a sheet of insulating material 38 such as that previously mentioned Halar material, with conduit 36 extending from the perimeter of the housing for manufacture an external electrical connection herewith. Then a housing closure element 40 in the form of a sheet of suitable material over the end of the assembly in contact with the peripheral edge or the flange 14 and the components are then sealed together in the heat. The edge or peripheral part of the sheet 40 and the edge or the flange 14 must therefore consist of a material which can be heat-sealed and these requirements are met by the aforementioned halar material. The heat sealing is done by removing the The arrangement in a suitable fastening and to the circumference and / or the crimping part applies a heated pressure roller at a temperature of about 257 ° C + 2.8 ° C and with a force from about 27 kg + 4.5 kg, which has been found suitable to bring about an adequate seal. As heat is applied to the perimeter of the assembly, the remainder of the cell assembly can subjected to low temperature cooling or gas

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weraen, um ein Ausdehnen und Ausrinnen des Kathodenmaterials zu verhindern.are designed to prevent expansion and drainage of the cathode material.

Die. erfindungsgemäße Lithium-Chlor-Zelle arbeitet in folgender Weise. Sobald das chlorhaltige Kathodenmaterial 32, welches in die Anordnung gebracht ist, in arbeitsmäßigem Kontakt mit dem Lithiumelement 20 steht, beginnt sich ein fester Lithiumchloridelektrolyt an der Zwischenfläche zu bilden und es besteht eine elektrische Potentialdifferenz zwischen den elektrischen Anoden- und Kathodenleitungen 24 bzw. 36, wenn die Stromsammler sich in Arbeitsstellung befinden. Es wird angenommen, daß der Hechanismus, nach welchem sich vorstehendes vollzieht, die Wanderung von Lithiumionen durch den Elektrolyten hindurch beinhaltet, wodurch Lithium die ionische Gattung in der Zelle ist.The. Lithium-chlorine cell according to the invention works in the following Way. Once the chlorine-containing cathode material 32 placed in the assembly is in operative contact with the Lithium element 20 is standing, a solid lithium chloride electrolyte begins to form at the interface and there is a electrical potential difference between the electrical anode and cathode lines 24 and 36, respectively, when the current collector is in Working position. It is believed that the lifting mechanism, after which the foregoing occurs, involves the migration of lithium ions through the electrolyte, whereby Lithium is the ionic species in the cell.

Das folgende veranschaulichende Beispiel erläutert in weiteren Einzelheiten eine Methode zum Herstellen des Kathodenmaterials 32 sowie das Arbeiten der Zelle.The following illustrative example further details one method of making the cathode material 32 as well as the work of the cell.

Example I.

Man bringt ein Gramm Poly-2-vinylpyridin in einen 200 ml - Druckreaktor und das verschlossene Gefäß drückt man mit Chlorgas auf 6,0 atü ab, wobei der Tankdruck maximal 6,0 atü beträgt. Man läßt die Reaktion 20,75 Stunden fortschreiten und dann wird das überschüssige Chlor abgeblasen und das Gefäß geöffnet. Etwa 50 bis 75 % des festen Materials im Gefäß besitzt eine purpurschwärzliche Färbung, doch der physikalische Zustand des Materials gleicht sonst demjenigen des Polymermaterials, welches anfangs in das Gefäß gebracht wurde. Das Rohgewicht des Reaktionsproduktes beträgt 2,0 g und daher wurden während der Reaktion 1,0 g Chlor verbraucht bzw. absorbiert. Das Molverhältnis von Cl₂ zu Poly-2-vinylpyridinmonomerem beträgt 0,0141/0,0095 = 1,48. Das dunkle Reaktionsprodukt wird locker in eine Flasche gefüllt und man läßt es über ein Wochenende stehen. Dann setzt man 20 Tropfen Propylenglykol zu dem Produkt hinzu und die Flasche bzw. der Behälter wird dicht verstopft. Nach etwaOne gram of poly-2-vinylpyridine is placed in a 200 ml pressure reactor and the closed vessel is pressed down to 6.0 atmospheres with chlorine gas, the maximum tank pressure being 6.0 atmospheres. The reaction is allowed to proceed for 20.75 hours and then the excess chlorine is vented and the vessel is opened. About 50 to 75% of the solid material in the vessel is purple-black in color, but the physical state of the material is otherwise the same as that of the polymer material which was initially placed in the vessel. The raw weight of the reaction product is 2.0 g and therefore 1.0 g of chlorine was consumed or absorbed during the reaction. The molar ratio of Cl ₂ to poly-2-vinylpyridine monomer is 0.0141 / 0.0095 = 1.48. The dark reaction product is loosely filled into a bottle and left to stand for a weekend. Then 20 drops of propylene glycol are added to the product and the bottle or container is tightly plugged. After about

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einer Stünde wird die gesamte Masse schwarz und man beobachtet, daß sie klebrig und;selbsthaftend ist, d.h. sich in einem etwas verkleisterten Zustand befindet. Die Masse bringt man in eine Eellerianordnüng/ ähnlich der in Fig. 1 veranschaulichten, wobei die Lithiumanode ungeschabt war. jedoch überzogen mit einem organischen Elektronendonatorkomponentenmaterial, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben. Statt des Hitzeversiegelungsverschlußelementes 40 und der Bördelung 14 wie bei der Anordnung von Fig. 1", verwendet man ein Stromsammler sieb und ein flaches Kunststoffblatt zum Verschließen der Zelle, welche durch bloßen Fingerdrück zusammengehalten wird. Anfangs mißt man eine Zellenspannung von 3,0 V bei offenem Stromkreis und man beobachtet, daß diese Spannung sich rasch aufbaut. Nach einigen Minuten ist die bei offenem Stromkreis gemessene Spannung größer als 3,2 V und man beobachtet, daß sie steigend ist. Dann verschließt man die Zeile rundherum .durch Bandbewicklung und die gemessene Spannung beträgt 3,64 V und ist ansteigend. Die Zelle verwahrt man /zur weiteren Beobachtung in einem geschlossenen Gefäß, welches ein Trockenmittel oder ähnliches Material enthält, um eine tr ο ckene Ätniö Sphäre aufrecht ζ ue r ha 1 ten.one hour the whole mass turns black and one observes that it is sticky and; self-adhesive, i.e. in a somewhat gelatinized state. You bring the mass into one Eellerian arrangement / similar to that illustrated in Figure 1, wherein the lithium anode was unscraped. but coated with an organic one Electron donor component material as described in connection with FIG. Instead of the heat seal fastener 40 and the flange 14 as in the arrangement of FIG. 1 ", a current collector screen and a flat one are used Plastic sheet to close the cell, which by bare Finger pressure is held together. At first, one measures a cell voltage of 3.0 V with an open circuit and one observes that this tension builds up quickly. After a few minutes, the voltage measured with the circuit open is greater than 3.2 V. and it is observed that it is increasing. Then the line is closed all around by wrapping tape and the measured tension is 3.64 V and is increasing. The cell is kept / for further observation in a closed vessel, which contains a desiccant or similar material to maintain a dry atmosphere.

Wiederum bezugnehmend auf die Zelle der Fig. 1, ist das Überzugsmaterial 30 auf dem Lithiumelernent 20 ein organisches Elektronendönatormateriai-der Gruppe organischer Verbindungen, welche als Ladungsübertragüngskomplexdonatoren bekannt sind. Das Material des Überzuges kann der organische Donator sein, v/elcher zum Bereiten .des Lädungsübertragungskomplexes des Kathodenmavterials 32 verwendet wird, doch können auch andere Materialien verwendet; werden. Ein bevorzugtes Material für den Überzug ist Polyvinylpyridin und dieses wird auf die offenliegende Oberfläche des Lithiumelementes 20 in der folgenden Weise aufgebracht. Man bereitet eine Lösung aus Poly-2-vinylpyridinpolymerem in wasserfreiem^Benzol oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel. Das^PoIy-2-vinylpyridin ist im Handel leicht erhältlich. Die Lösung wird bereitet mit 2-Vinylpyridin, welches im Bereich von etwa 10."bis „etwa 20 Gew. -.% anwesend ist, wobei eine Stärke vonReferring again to the cell of FIG. 1, the coating material 30 on the lithium element 20 is an organic electron donor material Group of organic compounds known as charge transfer complex donors. The material The organic donor of the coating can be used to prepare the charge transfer complex of the cathode material 32 is used, but other materials can be used; will. A preferred material for the coating is Polyvinylpyridine and this gets on the exposed surface of the lithium element 20 is applied in the following manner. A solution of poly-2-vinylpyridine polymer is prepared in anhydrous ^ benzene or another suitable solvent. The ^ poly-2-vinylpyridine is readily available commercially. the Solution is prepared with 2-vinylpyridine, which is in the range of about 10. "to" about 20 wt.% is present, with a strength of

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etwa 14 Gew.-% 2-Vinylpyridin bevorzugt ist. Wenn auch 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin und 3-Äthyl-2-vinylpyridin verwendet werden können, so ist doch das 2-Vinylpyridin bevorzugt wegen seiner fließfälligeren Eigenschaften in Lösung. Wenn die Lösung mit einer Stärke unterhalb etwa 10 % bereitet wird, so kann der sich ergebende überzug unerwünschtermaßen zu dünn sein und wenn die Lösung mit einer Stärke bereitet wird, welche größer als etwa 20 % ist, so wird das Material schwer auftragbar. Die Lösung bringt man auf die offenliegende Oberfläche jeder Lithiumplatte in geeigneter Weise auf, beispielsweise einfach durch Auftragen mit einer Bürste, und dies vollzieht man vorzugsweise in einem trockenen Raum mit einer Atmosphäre, in welcher die relative Feuchtigkeit weniger als 1 % beträgt. Die Anwesenheit wasserfreien Benzols dient dazu, um Feuchtigkeit auszuschließen, wodurch irgendeine widrige Reaktion mit der Lithiumplatte verhindert wird. Die überzogene Anode wird dann einem Trockenmittel in einer Weise ausgesetzt, welche erforderlich ist, um das Benzol aus dem überzug zu entfernen. Insbesondere bringt man die überzogene Anode in eine Kammer mit festem Bariumoxydmaterial und zwar für eine Zeit, welche ausreicht, um das Benzol zu entfernen und diese Zeit mag in der Gegend von 24 Std. liegen.about 14 weight percent 2-vinyl pyridine is preferred. Even if 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine and 3-ethyl-2-vinylpyridine are used 2-vinylpyridine is preferred because of its more fluid properties in solution. If the solution is prepared with a strength below about 10%, the resulting coating undesirably be too thin and if so the solution is prepared with a strength which is greater than about 20%, the material becomes difficult to apply. The solution is applied to the exposed surface of each lithium plate in a suitable manner, for example simply by application with a brush, and this is preferably done in a dry room with an atmosphere in which the relative Humidity is less than 1%. The presence of anhydrous benzene serves to exclude moisture, thereby eliminating any adverse reaction with the lithium plate is prevented. The coated anode is then a desiccant in a The manner necessary to remove the benzene from the coating. In particular, one brings the overdone Anode in a chamber with solid barium oxide material for a time sufficient to remove the benzene and this Time may be in the region of 24 hours.

Die Fig. 2 bis 4 veranschaulichen eine erfindungsgemäße Lithium-Chlor-Zelle, bei welcher das Kathodenmaterial aus flüssigem Chlor gebildet ist. Die Fig. 2 veranschaulicht die Zelle in einem Stadium der Zusammenstellung vor dem Einführen von Chlor. Die Zelle weist ein Gehäuse 44 auf, vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Material wie rostfreiem Stahl, mit im Abstand voneinander befindlichen Seitenwandungen, von denen die eine mit 46 bezeichnet ist, welche durch im Abstand voneinander befindliche Endwandungen 48 und 50 miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 44, aus elektrisch leitfähigem Material, dient als Kathodenstromsammler. Das Gehäuse besitzt einen gekrümmten Unterteil 52 und das gegenüberliegende offene Ende des Gehäuses 44 ist mit einem eingepaßten Deckel 54 dicht verschlossen, welcher ebenfalls aus Metall wie rostfreiem Stähl besteht. Eine Lithium-FIGS. 2 to 4 illustrate a lithium-chlorine cell according to the invention, in which the cathode material is formed from liquid chlorine. Fig. 2 illustrates the cell in a stage of assembly prior to the introduction of chlorine. The cell has a housing 44, preferably made of electrical conductive material like stainless steel, with spaced apart located side walls, one of which is denoted by 46, which by spaced apart End walls 48 and 50 are interconnected. The housing 44, made of electrically conductive material, serves as Cathode current collector. The housing has a curved lower part 52 and the opposite open end of the housing 44 is sealed with a fitted cover 54, which also made of metal such as stainless steel. A lithium

^{W 75/18} 80 984 2/0592 OR/gh^L INSPECTED ^{W 75/18} 80 984 2/0592 OR / gh ^ L INSPECTED

anode im Gehäuse 44 besteht aus einem Paar plattenähnlicher Lithiumelemente, von denen die eine Platte 56, welche in Fig. 2 gezeigt ist, gegen ein (nicht gezeigtes) Stromsammelelement geschichtet ist und an ihren Umfangskanten durch einen Dichtungsbügel bzw. -rahmen 58 eng umgeben ist. Der Bügel 58 besteht aus einem Material, welches mit Chlor nicht reagiert, beispielsweise aus einem Fluorpolymereren, welches unter dem Namen Halar, einer Handelsbezeichnung der Allied Chemical Company, im Handel erhältlich ist.anode in the housing 44 consists of a pair of plate-like Lithium elements, one of which is a plate 56 shown in Fig. 2, laminated against a current collecting element (not shown) and is closely surrounded at its peripheral edges by a sealing bracket or frame 58. The bracket 58 consists of a material that does not react with chlorine, for example from a fluoropolymer, which is known under the name Halar, a Trade name of Allied Chemical Company, commercially available is.

Ein elektrischer Anodenleiter 60, welcher an das eine Ende des (nicht gezeigten) Stromsammlers angeschlossen ist, erstreckt sich aus der Anordnung der Lithiumplatten heraus durch ausgerichtete Öffnungen in den überlappenden Enden des Bügels 58. Der Leiter 60 ist von der restlichen Zelle abgedichtet durch Einrichtungen, zu denen ein Isolatorelement 62 gehört, welches den Leiter umgibt und einen (nicht gezeigten) ersten Teil aufweist, der zwischen den Lithiumplatten eingeschichtet ist, sowie einen zweiten Teil aufweist, welcher zylindrisch ist und sich zwischen den Lithiumplatten und dem Deckel 54 befindet, wenn die Zelle vervollständigt ist. Der Isolator 62 besteht aus einem Material, welches, abgesehen davon, daß es ein Nichtleiter für Elektrizität ist, auch mit Chlor nicht reagieren kann, beispielsweise das vorerwähnte Halar-Material. Eine Zwinge 64 aus einem Metall wie rostfreiem Stahl umschließt einen weiteren Teil des Leiters 60. Die Zwinge 64 kann an dem einen Ende (nicht gezeigt) mit Gewinde versahen sein und ist in einen Isolator 62 hinein verbunden, dessen innere (nicht gezeigte) Oberfläche auch mit Gewinde versehen sein kann. Die Zwinge 64 besitzt allgemein hohle zylindrische Gestalt und die Region zwischen der Zwinge 64· und dem Leiter 6O kann mit einer dazwischen gebildeten Glasdichtung gefüllt sein, um eine hermetische Metall-Glas-Dichtung zu schaffen. Das freiliegende Ende des Leiters 60, außerhalb des Gehäuses 44, schafft die äußere elektrische Verbindung zur Zelle.An anode electrical conductor 60 connected to one end of the current collector (not shown) extends emerges from the arrangement of the lithium plates through aligned openings in the overlapping ends of the bracket 58. The Conductor 60 is sealed from the rest of the cell by means of to which an insulator element 62 belongs, which the conductor surrounds and has a (not shown) first part sandwiched between the lithium plates, as well as a second part which is cylindrical and is between the lithium plates and lid 54 when the cell is completed. The insulator 62 is made of a material which, apart from being a non-conductor for electricity, cannot react with chlorine either, for example that aforementioned Halar material. A ferrule 64 made of a metal like Stainless steel surrounds another portion of the conductor 60. The ferrule 64 can be threaded at one end (not shown) and is connected into an insulator 62, the inner surface (not shown) of which is also threaded can be. The ferrule 64 is generally hollow cylindrical Shape and the region between the ferrule 64 and the conductor 6O can be filled with a glass seal formed therebetween, to create a hermetic metal-to-glass seal. The exposed one End of conductor 60, outside of housing 44, provides the external electrical connection to the cell.

Die freiliegenden Oberflächen bzw. Arbeitsoberflächen der Lithiumanodenplatten sind, wie zuvor beschrieben, mit einem organischen The exposed surfaces or working surfaces of the lithium anode plates are, as previously described, with an organic

w 75/I₈ 809842/0592w 75 / I ₈ 809842/0592

280--.»6 /8280 -. »6/8

Elektronendonatormaterial· überzogen. In einigen Fällen mag es vorteilhaft sein, ein organisches Elektronendonatormaterial in arbeitsmäßige Beziehung mit eier Lithiumanode einzuführen, bevor man Chlor einführt. Ein organisches Elektronendonatormaterial, von dem gefunden wurde, daß es befriedigend arbeitet, ist Polyvinylpyridinpolymeres, insbesondere 2-Vinylpyridinpolymeres, und wie in Fig. 2 gezeigt, liegt das Material in der Form einer Pille oder Platte vor, wovon eine in Fig. 2 mit 66 bezeichnet ist. Es ist bevorzugt, zwei soieher Pillen bzw. Platten in eine Zelle einzuverleiben und zwar eine in Nachbarschaft jeder freiliegenden Seite der Lithiumanode. Man kann aber auch das organische Elektronendonatormaterial in Form von Kristallen einführen, welche in das Zellengehäuse in abgemessener Menge in Nachbarschaft beider Seiten der Lithiumanode gebracht werden.Electron Donor Material · coated. In some cases it may be advantageous to include an organic electron donor material in Establish working relationship with a lithium anode before introducing chlorine. An organic electron donor material, which has been found to work satisfactorily is polyvinylpyridine polymer, especially 2-vinylpyridine polymer, and as shown in FIG. 2, the material is in the form of a pill or plate, one of which is designated 66 in FIG is. It is preferred to put two pills or plates in one Incorporate cell, one in the vicinity of each exposed side of the lithium anode. But you can also do the organic Introduce electron donor material in the form of crystals, which in measured quantities in the vicinity of the cell housing both sides of the lithium anode.

Nachdem die Anodenanordnung in das Gehäuse 44 gebracht ist und das organische Elektronendonatormaterial, falls verwendet, eingeführt ist, wird das Gehäuse mittels des Deckels 54 abgedichtet. Der Deckel· 54 ist mit einem Fül·l·el·ement 68 in Form eines Meta^rohres ausgestattet, we^hes am Deckel 54 befestigt ist und einen Durchgang 70 aufweist. Das Rohr 68 ist vorzugsweise ein getrenntes Element, welches an einem Ende in eine Öffnung eingepaßt ist, die im Deckel 54 vorgesehen ist, und hiermit ist es verschweißt. Es kann aber auch der Deckel 54 und das Rohr 68 aus einem einzigen Metallstück gebildet sein. Der Deckel 54 ist in das offene Ende des Gehäuses 44 eingepaßt, wobei eine Öffnung im Deckel· 54 die Zwinge 64 dicht eingepaßt aufnimmt, wonach der Deckel gegen das Gehäuse durch Verschweißen bei 72 rings der ümfangskante an der entsprechenden Kante des Gehäuses abgedichtet wird.After the anode assembly is placed in the housing 44 and the organic electron donor material, if used, introduced is, the housing is sealed by means of the cover 54. The cover 54 is provided with a filling element 68 in the form of a metal tube equipped, we ^ hes attached to the cover 54 and has a passage 70. The tube 68 is preferably a separate member which fits into an opening at one end which is provided in the lid 54, and hereby it is welded. However, the cover 54 and the tube 68 can also be used be formed from a single piece of metal. The lid 54 is fitted into the open end of the housing 44 with an opening in the lid · 54 receives the ferrule 64 tightly fitted, after which the lid is secured against the housing by welding at 72 rings the ümfangskante is sealed at the corresponding edge of the housing.

Die Ze^e wird vo^endet durch Einführen von Chior durch den Durchgang 70 im Fül·l·el·ement 68 hindurch in das Innere des Gehäuses in arbeitsmäßige Beziehung mit der Lithiumanode. Insbesondere wird ein Rohr bzw. eine Leitung 74 kieinen Durchmessers, welche von einer (nicht gezeigten) Chlorzufuhr herführt, in FiieBmittel·Verbindung mit dem Durchgang 70 gebracht und im vor-The Ze ^ e is vo ^ ends by introducing chior through the Passage 70 in the filling element 68 through into the interior of the housing in working relationship with the lithium anode. In particular, a pipe or conduit 74 of a small diameter which derives from a chlorine feed (not shown), in FieBmittel · brought into connection with the passage 70 and in the front

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ORfGiNAL INSPECTEDORfGiNAL INSPECTED

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liegenden Fall wird das Rohr 74 in das Element 68 und längs dieses Elementes eingesetzt, so daß das offene Ende des Rohres 74 sich innerhalb des Gehäuses 44 befindet. Flüssiges Chlor in abgemessener Menge bzw. abgemessenem Volumen führt man von der Zufuhr her durch das Rohr 74 hindurch in das Gehäuse 44 ein, wobei, die Höhe des ChTorstandes in diesem veranschaulichenden ;Stadium der Anordnung in Fig. 3 mit 76 bezeichnet ist. Das Rohr 74 kann einen solchen äußeren Durchmesser besitzen, daß es rela- ;tiv en^: iniierhalb des Durchganges 70 sitzt, um ein Entweichen von Chlörgas von innerhalb des Gehäuses 44 nach außen zu verhindern bzw, auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Wenn gewünscht, kann das Rohr 74 eine geeignete Dichtung tragen zum Angriff am Ende des FÜllelementes.68, oder die gesamte Füllanordnung und Zelle können auf unterhalb des Verdampfungspunktes des Chlors abgekühlt, werden. Die Menge an flüssigem Chlor, welche in das Gehäuse 44 eingeführt wird, ist im allgemeinen ausreichend, um zumindest die freiliegenden Oberflächen der Lithiumplatten zu bedecken, und oft wird das Chlor bis zu einer Höhe oberhalb der Anodenanordnung und unterhalb des Deckels 54 eingefüllt. Nach dem Einführen der vorbestimmten Chlormenge in das Gehäuse 44 wird die;Beitung 74 aus dem Füllelement 68 entfernt und der Durchgang70 wird abdichtend geschlossen. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist'das, äußere Ende des Rohres 68 zusammengeklemmt oder auf andere Welse mechanisch zu einem abgeflachten, geklammerten Teil 78 geformt, welcher dann durch Verschweißen weiterhin abgedichtet werden kann. Es können auch andere Maßnahmen zum Abdichten des!Durchganges 70 angewandt werden. Das Metallrohr 68, welches vorzugsweise aus Kickel besteht, dient auch als elektrischer Anschluß ; in soweit, als das Gehäuse 44 als Kathodenstromsammler dient* ν λ -lying case, the tube 74 is in the element 68 and along this Element inserted so that the open end of the tube 74 is within the housing 44. Liquid chlorine in measured Amount or measured volume is introduced from the supply through the pipe 74 into the housing 44, wherein, the height of the ChTorstandes in this illustrative The stage of the arrangement in FIG. 3 is designated by 76. The pipe 74 may have an outer diameter such that it sits relatively within the passage 70 for escape to prevent chlorine gas from within the housing 44 to the outside or to reduce it to a minimum. If desired, the tube 74 can carry a suitable seal for engaging the end des FÜllelementes.68, or the entire filling arrangement and cell can be cooled to below the evaporation point of the chlorine, will. The amount of liquid chlorine introduced into housing 44 is generally sufficient to at least to cover the exposed surfaces of the lithium plates, and often the chlorine is up to a level above that Anode assembly and filled below the lid 54. After introducing the predetermined amount of chlorine into the housing 44 the opening 74 is removed from the filling element 68 and the Passage 70 is sealingly closed. As shown in Fig. 4, is' the, outer end of the tube 68 clamped together or open other catfish mechanically into a flattened, clamped part 78 formed, which can then be further sealed by welding. Other sealing measures can also be used of the passage 70 can be applied. The metal pipe 68, which preferably made of Kickel, also serves as an electrical connection ; in so far as the housing 44 serves as a cathode current collector * ν λ -

In Situationen, wo ein organisches Elektronendonatormaterial, d.h₄ die.-'PillenΓ66. von Poly-2-vinylpyridin, vor dem Chlor eingeführt wird, reagiert das in das Gehäuse, eingeführte Chlor mit dem prgahischen Elektxonmaterial und das Reäktionsprodukt ist ein Ladüngsübertragungskompiex einer organischen Elektronendonatorkömponentey d.h. Poly^2-vinylpyridin, mit dem Chlor. Das chlor-In situations where an organic electron donor material, i.e. ₄ die .- 'pillsΓ66. of poly-2-vinylpyridine, before the chlorine is introduced, the chlorine introduced into the housing reacts with the prgahischen Elektxonmaterial and the reaction product is a charge transfer complex of an organic electron donor component, ie poly ^ 2-vinylpyridine, with the chlorine. The chlorine

^:.: 8 0 9 84 2 / 0592 GFfGiNAL inspected ^: .: 8 0 9 84 2/0592 GFfGiNAL inspected

haltige Kathodenmaterial wird somit im Gehäuse 44 beim Einführen bzw. Einspritzen von Chlor in das Innere des Gehäuses gebildet.containing cathode material is thus in the housing 44 during insertion or injection of chlorine into the interior of the housing.

Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Lithium-Chlor-Zelle arbeitet in folgender Weise. Sobald das Chlorkathodenmaterial mit den Lithiumanodenelementen in arbeitsmäßigen Kontakt kommt, beginnt sich ein fester Lithium-Chlor-Elektrolyt an der Zwischenfläche zu bilden und es besteht eine elektrische Potentialdifferenz zwischen der Anodenleitung 60 und dem Kathodenanschluß 68, wenn die Stromsammler sich in Arbeitsstellung befinden. Es wird angenommen, daß der Mechanismus, nachdem das vorstehende sich abspielt, die Wanderung von Lithiumionen durch den Elektrolyten beinhaltet, wodurch Lithium in der Zelle die ionische Gattung ist.The lithium-chlorine cell shown in FIGS. 2 to 4 operates in the following manner. As soon as the chlorine cathode material with the When lithium anode elements come into operational contact, a solid lithium-chlorine electrolyte begins to form at the interface to form and there is an electrical potential difference between the anode lead 60 and the cathode terminal 68, if the current collectors are in the working position. It is believed that the mechanism after the foregoing involves the migration of lithium ions through the electrolyte, making lithium the ionic species in the cell is.

Das folgende veranschaulichende Beispiel erläutert eingehender die erfindungsgemäße Lithium-Chlor-Zelle, wobei das Kathodenmaterial durch flüssiges Chlor gebildet wird.The following illustrative example illustrates in greater detail the lithium-chlorine cell of the present invention, with the cathode material is formed by liquid chlorine.

Example II

Eine der in den Fig. 2 und 3 gezeigten ähnliche Zellenanordnung mit einem Gehäuse aus rostfreiem Stahl und einer Lithiumanode _r welche mit Poly-2-vinylpyridin überzogen ist, wird auf eine Temperatur von etwa -70 C abgekühlt, indem man die Zellenanordnung in ein Bad aus Trockeneis und Azeton eintaucht. Man läßt Chlorgas in den Zelleneinschluß perlen und zwar mittels eines Zufuhrrohres, welches in das Hohlmetall-Einlaßrohr eingesetzt ist, das vom Gehäusedeckel her führt, ähnlich dem Metallrohr bzw. Füllelement 68, welches in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Insbesondere gliedert man eine sehr feine Injektionsnadel an das eine Ende einer Länge eines Kunststoffrohres mit enger Bohrung an, deren anderes Ende mit dem Auslaß eines Chlorgaszylinders oder einer ähnlichen Zufuhr verbunden ist. Die Nadel wird in das metallene Einlaßrohr der Zelle eingesetzt und bei der Zellenkühlung im Trockeneis-Azeton-Bad wird das Chlorgas langsam eingeführt. Das Gas kondensiert in der Zelle zu flüssigemOne of the cells similar to the arrangement shown in FIGS. 2 and 3 with a housing made of stainless steel and a lithium anode _r which poly-2-vinylpyridine is coated is cooled to a temperature of about -70 C by the cell arrangement in a bath dipped from dry ice and acetone. Chlorine gas is bubbled into the cell enclosure by means of a feed tube which is inserted into the hollow metal inlet tube leading from the housing cover, similar to the metal tube or filler element 68 shown in FIGS. In particular, a very fine hypodermic needle is attached to one end of a length of plastic tube with a narrow bore, the other end of which is connected to the outlet of a chlorine gas cylinder or a similar supply. The needle is inserted into the metal inlet tube of the cell and when the cell is cooled in a dry ice-acetone bath, the chlorine gas is slowly introduced. The gas condenses into liquid in the cell

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Chlor und dies setzt man eine Zeit lang fort, welche ausreichend ist, um ein angemessenes Volumen flüssigen Chlors zu schaffen, gewöhnlich eine Menge, welche die Lithiumanode bedeckt. Danach wird das Zellengehäuse weiter abgekühlt, indem man flüssigen Stickstoff darüber gießt. Das Zufuhrrohr wird entfernt und das Einlaßrohr des Metallgehäuses durch Verschweißen geschlossen, wodurch das Gehäuse vollständig abgedichtet wird. Die Differenz zwischen dem Bruttogewicht von 12,0 g und dem Taragewicht von 11,7 g zeigt etwa 0,3 g Chlor in der Zelle an. Man beobachtet anfangs bei offenem Zellenstromkreis eine Spannung von 2,973 V, welche dann auf 2,90 V abfällt und danach in einer Stunde auf 3,1 V ansteigt. Die vorstehende Methode unter Verwendung des Trockeneis-Azeton-Systems ermöglicht es, daß die Zelle selbst als Kondensiereinheit dient und ein Einfrieren des Metalleinlaßrohres der Zelle vermieden wird.Chlorine and this is continued for a period of time sufficient to create an adequate volume of liquid chlorine, usually an amount covering the lithium anode. After that, the cell housing is further cooled by adding liquid Pour nitrogen over it. The supply pipe is removed and the inlet pipe of the metal housing is closed by welding, whereby the housing is completely sealed. The difference between the gross weight of 12.0 g and the tare weight of 11.7 g indicates about 0.3 g of chlorine in the cell. A voltage of 2.973 V is initially observed with the cell circuit open, which then drops to 2.90 V and then on in an hour 3.1 V increases. The above method using the dry ice acetone system allows the cell itself serves as a condensing unit and a freezing of the metal inlet pipe the cell is avoided.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsformen allein abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben.The invention is not limited to those reproduced here by way of example Embodiments turned off alone. Within the scope of the invention Rather, manifold modifications are readily given to the person skilled in the art.

Claims

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809842/059809842/059

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

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Claims

1. Lithium-chlorine cell, characterized by a solid lithium anode (20), a solid lithium chloride electrolyte and a Chlorine cathode (32).

2. Cell according to claim 1, characterized in that the chlorine cathode a charge transfer complex of an organic Has donor component and chlorine.

3. Cell according to claim 2, characterized in that the organic Donor component is or contains polyvinylpyridine polymer.

4. Cell according to claim 2, characterized in that the organic The dopant component is poly-2-vinylpyridine polymer or contains.

5. Cell according to claim 4, characterized in that the molar ratio from chlorine to poly-2-vinylpyridine polymer 1.48: 1 amounts to.

6. Cell according to claim 2, characterized in that it further a coating of an organic electron donor component material on the solid lithium anode on v / eist, and is operationally in connection with the chlorine cathode.

7. Cell according to claim 6, characterized in that the coating from the organic donor component material of the charge transfer complex material consists.

8. Cell according to claim 1, characterized in that the lithium anode has a surface which is in operative contact with the cathode and the cell further on Lithium surface a coating of a

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2 8 O i> 3 7 82 8 O i> 3 7 8

having donor component material.

9. Cell according to claim 8, characterized in that the chlorine cathode has or consists of a charge transfer complex of an organic donor component and chlorine.

10. Cell according to claim 9, characterized in that the organic Has donor component polyvinylpyridine polymer or consists of it.

11. Cell according to claim 9, characterized in that the organic Has donor component poly-2-vinylpyridine polymer or consists of it.

12. Cell according to claim 9, characterized in that the coating from the organic donor component material of the charge transfer complex material consists.

13. Cell according to one of the preceding claims, characterized by:

a. a housing (44) made of electrically conductive material;

b. one or more anodes (56) within the housing and consisting of a lithium element with exposed Surface part and another surface part;

c. an electrical conductor (60) which is operationally connected to the other surface part of the lithium element and extending out of the case;

d. means (62) for sealing the conductor (60) from the remainder of the cell; and

e. a chlorine cathode (76) within this housing and in operative contact with the exposed surface portion of the lithium element and with the housing in such a way that the housing serves as a cathode current collector.

14. Cell according to claim 13, characterized by a connection (68) on the housing, consisting of a hollow element made of electrically conductive material and with an inner passage

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= passage in connection with the interior of the housing, further marked by a device for closing the through; : ganges> whereby the --_ ': element (68) introducing chlorine into the interior of the housing allowed in working relationship with the lithium anode element / and after the closure of this passage the element (68) serves as an electrical connection, and that an electrical potential difference between this connection (68) xind the conductor (60) while the cell is operating.

15; Cell according to claim 14, characterized in that the connection (68) consists of ^: a tube which is fastened at one end to the housing, the interior of this tube being in communication with the interior of the housing, and wherein the device for closing the passage is located in the vicinity of the opposite end of the pipe.

16. Cell according to claim 15, characterized in that the input

: direction; to close the passage from a weld at this end of the tube.

17. The line of claim 16, further characterized by a , coating an organic electron donor material on the

■ exposed surface of the lithium element.

18. A method for producing the lithium-chlorine cell according to claim 1 to 17, characterized by the following steps:

'-V- a. Creating a cell arrangement with a lithium anode or lithium ; thlumene arenas within a housing;

b. Cooling this assembly to a temperature low enough to condense chlorine gas;

c. Introducing chlorine gas into the housing to create Liquid in this case in operative relationship with the lithium anodes; and

d. Sealing the housing.

w 75/18 ^ 8 0 9 8> 2/0592

19. The method according to claim 18, characterized in that the Cooling the assembly consists in placing the assembly in a dry ice-acetone bath.

20. The method according to claim 18, characterized in that the housing is provided with a filling element, which one Has passage, and that chlorine gas is introduced through the passage of the filling element and the passage after the Chlorine introduction closes.

21. The method according to claim 18, characterized in that one the arrangement cools down further after the introduction of chlorine.

22. The method according to claim 21, characterized in that the further cooling consists in that one on the arrangement applies liquid nitrogen.

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