DE2909364A1 - Elektrochemische zelle und verfahren zur herstellung einer solchen zelle - Google Patents

Elektrochemische zelle und verfahren zur herstellung einer solchen zelle

Info

Publication number
DE2909364A1
DE2909364A1 DE19792909364 DE2909364A DE2909364A1 DE 2909364 A1 DE2909364 A1 DE 2909364A1 DE 19792909364 DE19792909364 DE 19792909364 DE 2909364 A DE2909364 A DE 2909364A DE 2909364 A1 DE2909364 A1 DE 2909364A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
anode
cathode
charge transfer
cell according
cell
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.)
Granted
Application number
DE19792909364
Other languages
English (en)
Other versions
DE2909364C2 (de
Inventor
Paul M Skarstad
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.)
Medtronic Inc
Original Assignee
Medtronic Inc
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
Application filed by Medtronic Inc filed Critical Medtronic Inc
Publication of DE2909364A1 publication Critical patent/DE2909364A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2909364C2 publication Critical patent/DE2909364C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H01M6/182—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with halogenide as solid electrolyte
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49108—Electric battery cell making

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)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Description

-9- 29Q33S4
Ger. P-315
MEDTRONIC, INC.
3055 Old Highway Eight, Minneapolis, Minn. 55440
V.St.A.
Elektrochemische Zelle und Verfahren zur Herstellung einer solchen Zelle
Die Erfindung betrifft elektrochemische Zellen mit einer metallischen Anode und einer Ladungsübertragungskomplex-Kathode die eine organische Elektronen-Donatorkomponente und eine Elektronen-Akzeptorkomponente aufweist. Bei manchen solchen Zellen kann sich beispielsweise ein fester Elektrolyt, wie Lithiumjodid, aus der Wechselwirkung zwischen einem Halogen-Polymerkomplex mit einer metallischen Lithiumanode in situ bilden. Elektrochemische Zellen dieser Art werden u.a. für implantierbare Herzschrittmacher eingesetzt.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die metallische Anode von solchen Zellen mindestens im Bereich ihrer aktiven Oberfläche mit einem organischen Donatormaterial zu überziehen, Bei Zellen, die solche Überzüge aufweisen, ist die organi-
909839/0755
sehe Donatorkomponente des in der Kathode der Zelle vorgesehenen Ladungsübertragungskomplexes vorzugsweise, wenn auch nicht unbedingt, das gleiche organische Material, wie es für den Überzug benutzt wird.
Es wurde vorgeschlagen, den Überzug der metallischen Anode dadurch auszubilden, daß eine Lösung des Donatormaterials, beispielsweise Poly-2-vinylpyridin gelöst in einem zweckentsprechenden Lösungsmittel wie Benzol, auf die Anode aufgestrichen wird und daß anschließend das Lösungsmittel verdampft wird, um das Polymer auf der Anode in der Form eines Überzuges zurückzulassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrochemische Zelle zu schaffen, bei der eine Schicht zwischen Anode und Kathode, die beispielsweise die Funktion des vorstehend erläuterten Überzuges hat, besonders gleichmäßig und von Zelle zu Zelle gleichbleibend ausgebildet ist. Es soll ferner ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung solcher Zellen angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen genannten Maßnahmen gelöst.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird organisches Donatormaterial aus Poly-2-vinylpyridin
909839/0756
(P2VP) gesondert als selbsttragender Körper in Form einer Folie oder Lage der gewünschten Dicke hergestellt. Die vorgefertigte Lage wird auf die gewünschte Größe und Form zugeschnitten. Während der Montage der Zelle wird die Polymerlage mindestens gegen die aktive Anodenoberfläche angelegt und zwischen die Anode und die Kathode der elektrochemischen Zelle eingefügt. Dabei soll die Lage mindestens die aktive Oberfläche der Anode im wesentlichen überdecken.
Nach dem Altern neigt die Lage oder Folie dazu, in das Kathodenmaterial integriert zu werden. Nach dem Entladen kommt es in der Regel zu einer Trennung der Kathode von der Anode. Wenn der Kathodenwerkstoff beispielsweise Jod enthält, bildet sich auf der Anode ein Metalljodid. Im Falle von Lithiumanoden wird Lithiumiodid gebildet. Infolgedessen ist die selbsttragende Lage der metallischen Anode mindestens anfänglich, d.h. nach der Montage, eng zugeordnet.
Die vorgefertigte, selbsttragende Lage oder Folie kann auf verschiedenartige Weise hergestellt werden. Es erwies sich als besonders günstig, den Werkstoff der organischen Donatorkomponente in zweckentsprechender Schichtdicke auf einem inerten Substrat heißzupressen, von dem die Donatorkomponente dann in Form einer Lage oder Folie abgenommen werden kann.
Beim Einbringen der Lage in die Zelle kann die vorgefertigte
909839/07SS
Lage einfach gegen die Anodenoberfläche angelegt werden. Falls erwünscht kann sie mit dieser aber auch über einen Kleber verbunden werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung einer vorgefertigten, selbsttragenden Lage oder Folie führt gegenüber den bekannten Lösungen zu einer Reihe von wesentlichen Vorteilen. Beispielsweise werden die Fertigungsdauer und die Fertigungskosten vermindert. Bei dem bekannten Herstellungsverfahren wird eine Lösung des Polymers auf die Anode aufgestrichen, worauf man das Lösungsmittel verdampfen läßt. Das Aufstreichen stellt einen umständlichen Arbeitsvorgang dar, der außerdem ein sehr sorgfältiges Vorgehen erfordert. Für das Verdampfen des Lösungsmittels ist für einen einzelnen Überzug eine Zeitspanne von etwa einer halben Stunde notwendig. Bei der Fertigung der Zellen müssen infolgedessen zuvor beschichtete Anodenanordnungen vorbereitet werden. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene gesonderte Fertigung der Lage oder Folie führt zu einer Zeitersparnis durch direktere Montage. Der Montagevorgang läßt sich einfacher abschließen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist eine verbesserte Qualitätskontrolle. Weil die Lage gesondert angefertigt wird, läßt sich ihre Gleichförmigkeit hinsichtlich der Lagendicke und anderer maßgeblicher Parameter einfacher und genauer gewährleisten.
809839/075S
290938*
Weil die Trockenzeit entfällt, wird die Dauer, während deren die Lage und die metallische Anode der Atmosphäre ausgesetzt werden, minimiert. Dies gestattet eine bessere Beherrschung von atmosphärischen Verunreinigungen, wie Feuchtigkeit und dergleichen.
Wenn die Lage oder Folie durch Heißpressen oder ein anderes Arbeitsverfahren hergestellt wird, das nicht den Einsatz eines Lösungsmittels erfordert, verbleiben in dem Polymer keine Lösungsmittelrückstände.
Der Einsatz der vorgefertigten Polymerlage schließt ferner eine Verunreinigung von anderen Teilen der elektrochemischen Zelle durch Lösungsmittel und Überzugswerkstoff aus. Eine solche Verunreinigung kann im Falle des bekannten Aufstreichverfahrens ein ausgesprochenes Problem darstellen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine elektro
chemische Zelle unmittelbar im Anschluß an die Montage und vor einer Entladung, und
S09839/075S
Fig. 2 eine graphische Darstellung der
Entladungskurven für Zellen mit der vorgefertigten Lage nach der Erfindung im Vergleich zu Zellen, bei denen Überzüge auf die Anoden aufgestrichen sind.
Die vorliegend betrachtete Zelle weist einen die Komponenten der Zelle aufnehmenden Behälter auf. Nachdem die Komponenten in den Behälter eingebracht sind, wird dieser verschlossen und auf zweckentsprechende Weise abgedichtet. Der Behälter besteht aus einem Werkstoff, der mit den Komponenten der Zelle nicht reagiert. Der Behälter wird gespritzt, gepreßt oder auf andere Weise in die gewünschte Form gebracht. Die Komponenten der Zelle umfassen eine in den Behälter einsetzbare metallische Anode und eine Kathode mit einem Material in Form eines Ladungsübertragungskomplexes aus einer organischen Donatorkomponente und einer Elektronen-Akzeptorkomponente. Der Ladungsübertragungskomplex steht mit der Anode über einen selbsttragenden Körper, vorzugsweise eine dünne Folie oder Lage, aus P2VP in Kontakt. Vorzugsweise wird, wenn dies auch kein Zwangsmerkmal darstellt, P2VP gleichfalls für die Ladungsübertragungskomplexkomponenteder Kathode der Zelle vorgesehen. Die Lage aus P2VP wird gegen die aktive Oberfläche der Anode bei der Montage der Zelle angelegt. Ein zweckentsprechender elektrischer Kontakt erfolgt mit der Anode und
909839/075S
der Kathode über Stromkollektoren oder andere zweckentsprechende elektrische Kontakte, die mit elektrischen Leitern oder Zuleitungen verbunden sind, die für einen Anschluß an eine externe elektrische Schaltung aus der Zelle herausführen.
Bei der in Fig. 1 veranschaulichten elektrochemischen Zelle kann es sich vorzugsweise um eine Lithium-Jod-Zelle handeln. Die Anodenanordnung weist zweckmäßig ein metallisches Lithiumelement 11 und einen damit in Kontakt stehenden Stromkollektor 12 auf, der die Form eines metallischen Gitters oder Siebes aus Zirkonium haben kann. Außer Lithium können verschiedene andere Anodenmetalle vorgesehen werden, beispielsweise Lithiumlegierungen mit Magnesium, Zink, Kupfer, Calcium oder Silber, oder andere Metalle allein, beispielsweise Magnesium oder Silber.
Die Kathodenanordnung umfaßt vorzugsweise ein Ladungsübertragungskomplexmaterial aus einem Polymer-Jod-Komplex 13 und einen damit in Kontakt stehenden Stromkollektor 14. Der Kathodenstromkollektor 14 kann beispielsweise aus einem Sieb oder Gitter aus Platin bestehen. Die Kathode kann aber auch in anderer Weise aufgebaut sein. Beispielsweise kann sie leitende Teilchen aufweisen, die in einem reduzierbaren Werkstoff, beispielsweise Graphit in Jod, dispers verteilt sind.
909839/0755
2909384
Die Anoden- und Kathodenanordnungen sind zwecks elektrochemischer Wechselwirkung in einem zweckentsprechend gestalteten Behälter 15 untergebracht, der aus einem Werkstoff besteht, der gegenüber dem Behälterinhalt inert ist. Beispielsweise eignet sich für diesen Zweck ein Werkstoff, der unter dem Namen Halar (Warenzeichen der Allied Chemical Company) auf den Markt gebracht wird.
Die organische Donatorkomponente des Ladungsübertragungskomplexes besteht bei der bevorzugten Kathode aus einem Polyvinylpyridinpolymer. Als besonders geeignet erwies sich P2VP. Es kann jedoch auch das 4-Vinylpyridinpolymer (P4VP) vorgesehen werden. Weitere organische Donatorkomponenten lassen sich einsetzen, beispielsweise die aus den US-PSn 3,352,720, 3,660,163, 3,660,164 und 3,674,562 bekannten Donatorkomponenten.
Die bevorzugte Kathodenanordnung 13 besteht im allgemeinen aus einem organischen Werkstoff, der ein Elektronen-Donator ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine organische Verbindung, die eine Doppelbindung oder eine Amingruppe aufweist, obwohl auch zahlreiche andere Arten von bekannten Donatorverbindungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können.
Die vorstehend genannten Stoffe sind organische Elektronen-
90S839/Q755
2909384
Donatoren aus der Gruppe von organischen Verbindungen, die
als Ladungsübertragungskomplex-Donatoren bekannt sind. Diese Verbindungen sind ferner vorzugsweise Mitglieder einer Gruppe von Verbindungen, zu denen polyzyklische aromatische Verbindungen, stickstoffhaltige heterozyklische Verbindungen
oder Polyvinylverbindungen gehören, bei denen ein heterozyklischer Stickstoffanteil als eine Seitenkette oder Substituent vorhanden ist.
Vor allem im Falle von P2VP oder P4VP weist der Kathodenkomplex vorzugsweise einen Ladungsübertragungskomplex mit einem Überschuß an der Akzeptorkomponente gegenüber der Donatorkomponente auf. Die Elektronen-Akzeptorkomponente des bevorzugten Kathodenwerkstoffes ist zweckmäßig ein Halogen. Als
besonders günstig erwiesen sich Jod oder Brom. Interhalogenverbindungen, beispielsweise Jod-Monobromid und dergleichen, können ebenfalls als Akzeptorkomponenten benutzt werden. Zwischen der Anodenanordnung und der Kathodenanordnung wird während der Montage der Zelle ein vorgefertigter, selbsttragender Körper 16 aus Poly-2-vinylpyridin (P2VP) eingefügt. Der Körper 16 hat vorzugsweise, wie veranschaulicht, die Form einer Lage oder Folie; er wird gegen die aktive Oberfläche 11a der Anode 11 angelegt.
Bei der Montage wird, nachdem die Anode und die Polymerlage
in den Behälter eingebracht sind, die Kathode aufgesetzt. Der
909839/0755
2909384
organische Komplex der bevorzugten Kathode kann beispielsweise hergestellt werden, indem die Donator- und Akzeptorkomponenten auf eine Temperatur erhitzt werden, die über der Kristallisationstemperatur von Jod liegt. Die vorgesehene Jodmenge liegt vorzugsweise über etwa 90 Gew.% des erhaltenen Komplexgemischs, um für eine hohe Kapazität und eine lange Lebensdauer zu sorgen. Die Menge an Halogen ist, insbesondere im Falle von Jod, vorzugsweise größer als etwa 1 mol Jod (Ip) je Äquivalent an Donator.
Das erhaltene Komplexgemisch ist zweckmäßig viskos, aber fließfähig. Infolgedessen kann es in den Behälter eingebracht werden, indem es einfach über die Anodenanordnung und die Lage 16 gegossen wird, die zuvor in den Behälter eingesetzt wurden. Das Material füllt den Innenraum des Behälters 15 hinreichend aus, um die Anode 11 und die Lage 16 zu überdecken. Der Kathodenstromkollektor 14 und eine elektrische Kontaktanordnung in Form eines Leiters 19 können dann in den Behälter 15 eingebracht werden. Zuletzt wird der Behälter dicht verschlossen, indem eine Abdeckung 17 aufgesetzt wird und eine Abdichtung mit einem Epoxidharz oder einem ähnlichen Werkstoff erfolgt. Die Abdeckung 17 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie der Behälter 15. Die Abdichtung kann auf beliebige zweckentsprechende Weise erfolgen.
909839/0755
Eine Öffnung ist im Behälter 15 und in der Abdeckung 17 vorgesehen, um elektrische Leiter 18 und 19 zwecks Verbindung mit einer externen Schaltungsanordnung herausführen zu können. Die Leiter sind von einer elektrischen Isolation umgeben, die gegenüber den Komponenten der Zelle inert ist. Die Leiter 18 und 19 verlaufen durch die abgedichteten Öffnungen hindurch und stehen im Innern der Zelle mit der Anode 11 bzw. der Kathodenanordnung 13 in elektrischer Verbindung.
Die oben erläuterte Lithium-Jod-Zelle dürfte wie folgt arbeiten. Ein Lithium-Jod-Elektrolyt (nicht gezeigt) wird durch Reaktion des Jods in dem Kathodenkomplex mit der metallischen Lithiumanode in situ gebildet. Die Bildung des Lithium-Jodid-Elektrolyten beginnt, nachdem das jodhaltige Kathodenkomplexmaterial 13 gegen den Körper 16 angelegt wird, weil Jod durch den Körper hindurch diffundiert. Infolge dieses aktiven elektrochemischen Kontakts wird eine elektrische Potentialdifferenz zwischen den Zuleitungen von Anode und Kathode ausgebildet. Der exakte Mechanismus, über den das jodhaltige Kathodenmaterial 13 und die Lithiumanode 11 durch die Lage 16 hindurch in aktiven Kontakt miteinander kommen, ist nicht im einzelnen bekannt.
Falls erwünscht, kann die selbsttragende Lage mittels eines Klebers zum Anhaften an der aktiven Anodenoberfläche gebracht werden. Beispielsweise kann im Falle eines Vinylpolymers eine
909839/0755
kleine Menge an Vinylmonomer benutzt werden, z.B. 2-Vinylpyridin für eine Lage aus Poly-2-vinylpyridin (P2VP). Für eine vorgefertigte Lage aus P2VP können ferner gesättigte Vinylmonomere, beispielsweise 2-Äthyl-pyridin, benutzt werden. Es kann auch mit anderen zweckentsprechenden Lösungsmitteln gearbeitet'werden, die das Betriebsverhalten der Batterie nicht nachteilig beeinflussen. Der Kleber oder das Lösungsmittel können unmittelbar auf die Anode aufgebracht werden. Im Falle eines Lösungsmittels kann dieses auch benutzt werden, um die Kontaktoberfläche der Polymerlage zu plastifizieren. Die Verwendung eines Klebers stellt jedoch ein Fakultativmerkmal dar.
Die Erfindung ist auch bei einer Zelle anwendbar, bei der mehr als eine Oberfläche der metallischen Anode dem Kathodenmaterial ausgesetzt werden soll. In einem solchen Fall kann mit zwei oder mehr vorgefertigten Lagen gearbeitet werden. Es können auch eine einzelne Lage oder mehrere Lagen als Umhüllung oder Abdeckung für die Anode vorgesehen werden, um auf diese Weise mehrere Flächen abzudecken, die mit dem Kathodenmaterial in aktive Wechselwirkung kommen sollen.
909839/0755
- 2908384
Beispiele
Eine vorgefertigte, selbsttragende Lage oder Folie aus Poly-2-vinylpyridin wurde hergestellt, indem.das granuläre Polymer in einer hydraulischen Presse zwischen beheizten Preßstempeln bei einer Temperatur von etwa 130 C unter Bildung einer Scheibe heißgepreßt wurde. Die Scheiben wurden dann bei etwa 240 C auf eine Dicke im Bereich von etwa 0,07 bis 0,17 mm heißgepreßt; die bevorzugte Dicke liegt bei 0,12 mm. Die Lagen wurden zwischen den beheizten Preßstempeln gegen ein mit Teflon beschichtetes Glasfasertuch gepreßt, das in der Heißpresse gehalten wurde. Anschließend wurde das Glasfasertuch abgezogen. Es verblieb eine selbsttragende Lage oder Folie mit einer mittleren Dicke von etwa 0,121 mm, entsprechend einer flächenbezogenen Masse von etwa 0,014 g/cm unter Annahme einer Schüttdichte des Poly-2-vinylpyridins von etwa 1,1 bis 1,2 g/cm .
Es wurden zehn Batterien montiert, indem die vorgefertigte Folie gegen die Lithiumanode angelegt und der Polymer-Jod-Komplex in der oben beschriebenen Weise auf die Lage aufgebracht wurde. Die Batterien hatten scheibenartige Form und einen Durchmesser von etwa 25 mm. Für Vergleichszwecke wurden ferner zehn Batterien hergestellt, die mit dem bekannten aufgestrichenen Überzug aus Poly-2-vinylpyridin versehen waren.
2909384
Fünf Zellen beider Art wurden an eine 10 k-flL und eine 100 -Last bei 37 C angeschlossen. Bei den Versuchen mit 10 kJT_ wurde die Entladung etwa alle 2 Wochen für 24 h und Leerlauf sowie für 24 h bei einer Schrittmacherstromdichte über eine 470 k-fa.-Last unterbrochen. Impedanzmessungen wurden nach Ablesen der Leerlaufspannung, jedoch vor Anlegen der Schrittmacherlast durchgeführt.
Die Versuche mit der 10 kJL-Last waren abgeschlossen und die 100 kJ7--Versuche hatten etwa 24 % der theoretischen Jodkapazität erschöpft, wenn die Daten aufgenommen wurden. Fig. 2 zeigt die Spannung in Abhängigkeit von der Kapazität für beide Lasten. Bei 100 küist der Unterschied zwischen beiden Zellentypen bei einer Endladung von 145 mA h sehr gering. Die zunächst niedrigere Spannung der Zellen mit vorgefertigter Folienlage bei einer Last von 10 kJXwird durch die größere nutzbare Kapazität im Vergleich zu den Zellen mit bestrichener Anode mehr als kompensiert. Einzelne Zellen mit vorgefertigter Folienlage, die ursprünglich die niedrigste Lastspannung zeigten, hatten auch die größte Kapazität bis zum Ausfall, und umgekehrt. In der folgenden Tabelle sind die erhaltenen Kapazitäten von beiden Zellentypen miteinander verglichen.
»j 0^939/0*755
TABELLE
Kapazität (mA h)
Zellentyp theoretisch abgegeben
(stoichio- bis zu
metrisch 1,8 V/% Jod/%)
abgegeben insgesamt S.D* bis zu abgegeben 1 ,0 V/% /%
aufgestrichen
Folie
589/100
603/100
305/52
360/60
405/69
440/73
469/80
461/76 15
* Standardabweichung der insgesamt abgegebenen Kapazität.
Die obigen Daten zeigen, daß die Zellen der vorliegend beschriebenen Art bezüglich ihres Betriebsverhaltens mit bekannten Zellen vergleichbar sind. Die wesentlichen Vorteile liegen in der verbesserten Fertigung und Montage der Zellen.
Es wurden auch mit erfindungsgemäß aufgebauten vorgefertigten Lagen versehene Zellen gefertigt, bei denen die vorgefertigten Lagen perforiert waren, bei denen LiI zwischen der Anode und der Lage vorhanden war, bei denen IBr als Akzeptor der Ladungsübertragungs-Kathodenverbindung vorgesehen war und bei denen ICl- als Kathodenwerkstoff benutzt wurde. Diese Zellen erwiesen sich als durchaus brauchbar.
. 3k-
Leerseite

Claims (36)

PATENTANWALT DlPL-INC. GLRHARD SCHWAN ELFENSTRASSE32 - D-8000 MÜNCHEN 83 O Q Π Q O β / Aktenzeichen: P 29 09 364.9 Anmelderin: Medtronic, Inc. 2. Mai 1979 S/R Ansprüche
1. Elektrochemische Zelle mit einer Anode und einer Kathode, gekennzeichnet durch einen vorgefertigten Körper aus Poly-2-vinylpyridin (P2VP), der in selbsttragender Form zwischen die Anode und die Kathode eingefügt ist und der mit der Kathode in Kontakt steht sowie mindestens anfänglich nach dem Zusammenbau der Zelle und vor einer zu Elektrolytbildung führenden Entladung auch Kontakt mit der Anode hat.
2. Zelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Entladungsdauer der Zelle ein Elektrolyt zwischen dem Körper und der Anode vorhanden ist.
3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen Ladungsübertragungskomplex aus einer organischen Donatorkomponente und einer Akzeptorkomponente aufweist.
4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode ein aktives Lithiumelement aufweist und die Akzeptorkomponente des Ladungsübertragungskomplexes ein Halogen ist,
FERNSPRECHER: 089/6012039 ■ KABEb ELECTRICPATENT MÜNCHEN
2909384
5. Zelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Akzeptorkomponente des Ladungsubertragungskomplexes Jod ist.
6. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper in Form einer Folie vorliegt und eine Dicke zwischen etwa 0,07 und 0,17 mm hat.
7. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper dn der Anode mittels eines Klebers angebracht ist.
8. Elektrochemische Zelle mit einer eine aktive Oberfläche aufweisenden Anode und einer Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Anode angrenzende, vorgefertigte Lage aus P2VP vorgesehen ist, die mit ihrer einen Seite an mindestens einem wesentlichen Teil der aktiven Oberfläche der Anode anliegt, und daß die an der anderen Seite der vorgefertigten Lage befindliche Kathode einen Ladungsübertragungskomplex aus einer organischen Elektronen-Donatorkomponente und einer Elektronen-Akzeptorkomponente aufweist, wobei das Meterial des Ladungsubertragungskomplexes mit der Anode mindestens anfänglich durch die Lage hindurch in Wechselwirkung tritt.
809*39/0765
9. Zelle nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen zwischen der vorgefertigten Lage und der Kathode befindlichen Elektrolyten.
10. Zelle nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen LadungsUbertragungskomplex mit einem Polyvinylpyridinpolymer und einem Halogen aufweist.
11. Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode ein aktives Lithiumelement aufweist.
12. Zelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Akzeptorkomponente des Ladungsubertragungskomplexes Jod ist.
13. Zelle nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage zwischen etwa 0.07 und 0.17 mm dick ist.
14. Zelle nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage an der Anode mittels eines Klebers angebracht ist.
15. Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Donatormaterial der Lage Poly-2-vinylpyridin
909639/0755
£. <3 U >ΐ O Q *ν
ist und als Kleber monomeres 2-Vinylpyridin vorgesehen ist.
16. Zelle nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Donatorkomponente des Ladungsübertragungskomplexes der Kathode ein PoIyvinylpyridinpolymer ist.
17. Elektrochemische Zelle mit einer Anode und einer Kathode, gekennzeichnet durch einen während des Fertigungsprozesses im Verlauf der Montage der Zelle gegen die Anode angelegten, einen Teil des Zellenaufbaus bildenden, vorgefertigten Körper aus P2VP.
18. Zelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der P2VP-Körper an mindestens einem erheblichen Teil der aktiven Oberfläche der Anode anliegt.
19. Zelle nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus Lithium besteht.
20. Zelle nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einem Ladungsübertragungskomplexmaterial besteht.
21. Zelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der
90Ö839/075S
INSPECTED
2903384
Ladungsubertragungskomplex ein Halogen aufweist.
22. Zelle nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogen Jod ist.
23. Zelle nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsubertragungskomplex P2VP aufweist.
24. Zelle nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der P2VP-Körper in Folienform vorliegt.
25. Zelle nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper an der Anode mittels eines Klebers befestigt ist.
26. Zelle nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode ein Polyvinylpyridinpolymer aufweist .
27. Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Zelle deren Anode einen aktiven Oberflächenbereich hat und deren Kathode ein Ladungsübertragungskomplexmaterial aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anode mit einer aktiven Oberfläche vorgesehen wird, der innerhalb der Zelle eine Kathode zuzuordnen ist, eine Kathode mit einem
909839/07SS
Ladungsübertragungskomplexmaterial aus einer organischen Elektronen-Donatorkomponente und einer Elektronen-Akzeptorkomponente bereitgestellt wird, gegen die aktive Oberfläche der Anode eine selbsttragende, vorgefertigte Lage aus P2VP angelegt wird und die Anode, die vorgefertigte Lage und die Kathode mit zwischen der Anode und der Kathode befindlicher Lage in elektrochemisch betriebsfähiger Weise zusammengebaut werden.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anode verwendet wird, deren aktive Oberfläche Lithium aufweist.
29. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß als Donator des Ladungsubertragungskomplexes der Kathode ein Polyvinylpyridinpolymer verwendet wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß als Akzeptorkomponente des Ladungsubertragungskomplexes der Kathode ein Halogen verwendet wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogen Jod verwendet wird.
9Ö9839/075S
32. Verfahren zur Montage einer elektrochemischen Zelle, deren Anode einen aktiven Oberflächenbereich hat und deren Kathode ein Ladungsübertragungskomplexmaterial aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anode mit einem aktiven Oberflächenbereich bereitgestellt wird, eine Kathode mit einem Ladungsübertragungskomplexmaterial aus einer organischen Elektronen-Donatorkomponente und einer Elektronen-Akzeptorkomponente vorgesehen wird, eine selbsttragende, vorgefertigte Lage aus P2VP bereitgestellt wird und die Anode sowie die Kathode in gegenseitigem Abstand montiert werden, wobei die vorgefertigte Lage zwischen Anode und Kathode zu liegen kommt und in Kontakt mit der Anode gebracht wird.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anode verwendet wird, deren aktive Oberfläche Lithium aufweist, und daß als Ladungsübertragungskomplex der Kathode ein Polyvinylpyridinpolymer und ein Halogen verwendet werden.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogen Jod verwendet wird.
35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß als Donatorkomponente des Ladungsübertragungskomplexmaterials Poly-2-vinylpyridin verwendet wird.
909839/07S5
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogen Jod verwendet wird.
909839/0755
DE19792909364 1978-03-13 1979-03-09 Elektrochemische zelle und verfahren zur herstellung einer solchen zelle Granted DE2909364A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/885,514 US4182798A (en) 1978-03-13 1978-03-13 Preformed polymer sheet in combination with the anode of electrochemical cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2909364A1 true DE2909364A1 (de) 1979-09-27
DE2909364C2 DE2909364C2 (de) 1988-08-11

Family

ID=25387071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792909364 Granted DE2909364A1 (de) 1978-03-13 1979-03-09 Elektrochemische zelle und verfahren zur herstellung einer solchen zelle

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4182798A (de)
JP (2) JPS54127536A (de)
DE (1) DE2909364A1 (de)
FR (1) FR2420214A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3238998A1 (de) * 1981-10-23 1983-05-05 Medtronic, Inc., 55440 Minneapolis, Minn. Verfahren zum herstellen einer elektrochemischen zelle sowie einer anode fuer eine solche zelle

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4321114A (en) * 1980-03-11 1982-03-23 University Patents, Inc. Electrochemical doping of conjugated polymers
US4263382A (en) * 1980-03-28 1981-04-21 Union Carbide Corporation Charge transfer complex cathodes for solid electrolyte cells
US4267244A (en) * 1980-03-28 1981-05-12 Union Carbide Corporation Layered charge transfer complex cathodes or solid electrolyte cells
US4314010A (en) * 1980-09-29 1982-02-02 Union Carbide Corporation Solid state cell employing an electron donor-embedded anode
US4333996A (en) * 1980-09-29 1982-06-08 Union Carbide Corporation Solid state cell in which an inert nonconductive material is dispersed in the cathode
US4340651A (en) * 1980-11-12 1982-07-20 Medtronic, Inc. Cathode material and high capacity lithium-iodine cells
JPH0624122B2 (ja) * 1980-11-24 1994-03-30 メドトロニツク・インコ−ポレ−テツド 電気化学セル
US4761355A (en) * 1980-11-24 1988-08-02 Medtronic, Inc. Electrochemical cells and cathode materials
US4359818A (en) * 1981-01-05 1982-11-23 Wilson Greatbatch Ltd. Coated anode for lithium halogen cells
US4430397A (en) 1981-07-06 1984-02-07 Medtronic, Inc. Electrochemical cells
US4812376A (en) * 1987-10-15 1989-03-14 Wilson Greatbatch Ltd. Anode coating for lithium cell
IT1218084B (it) * 1988-06-16 1990-04-12 Consiglio Nazionale Ricerche Polimeri conduttori utilizzabili per la realizzazione di batterie completamente a secco
US5209994A (en) * 1990-12-13 1993-05-11 Medtronic, Inc. Lithium-iodine electrochemical cells with improved end of life characteristics
US5342710A (en) * 1993-03-30 1994-08-30 Valence Technology, Inc. Lakyer for stabilization of lithium anode
AU676293B2 (en) * 1993-06-24 1997-03-06 Wilson Greatbatch Ltd. Electrode covering for electrochemical cells
US5455123A (en) * 1994-02-14 1995-10-03 Medtronic, Inc. Method for making an electrochemical cell
US6174338B1 (en) 1997-06-25 2001-01-16 Medtronic, Inc. Method of making a lithium element and anode assembly for an electrochemical cell

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2126055B2 (de) * 1970-06-01 1974-04-11 Catalyst Research Corp., Baltimore, Md. (V.St.A.) Primärelement mit einer negativen Lithiumelektrode, einem festen Lithiumjodidelektrolyten und einer jodenthaltenden, elektrisch leitenden positiven Elektrode

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1162747A (en) * 1966-06-13 1969-08-27 California Inst Res Found Primary Cells Containing Halogen Charge Transfer Complexes
US3660164A (en) * 1969-07-02 1972-05-02 California Inst Res Found Primary cell utilizing halogen-organic charge tranfer complex
US3957533A (en) * 1974-11-19 1976-05-18 Wilson Greatbatch Ltd. Lithium-iodine battery having coated anode
US3937635A (en) * 1975-01-09 1976-02-10 Wilson Greatbatch Lithium-iodine battery
US3944433A (en) * 1975-01-09 1976-03-16 Wilson Greatbatch Lithium iodine battery having improved energy density
JPS5235861A (en) * 1975-09-17 1977-03-18 Shiyoujirou Ishii Method of manufacturing capacitor minusscase
GB1554758A (en) * 1975-09-29 1979-10-31 Greatbatch Found Lithiumbromine cell and method of making the same
US3994747A (en) * 1975-09-29 1976-11-30 Eleanor & Wilson Greatbatch Foundation Lithium-bromine cell

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2126055B2 (de) * 1970-06-01 1974-04-11 Catalyst Research Corp., Baltimore, Md. (V.St.A.) Primärelement mit einer negativen Lithiumelektrode, einem festen Lithiumjodidelektrolyten und einer jodenthaltenden, elektrisch leitenden positiven Elektrode
DE2166543B2 (de) * 1970-06-01 1977-08-18 Ausscheidung aus: 21 26 055 Catalyst Research Corp, Baltimore, Md. (V.St.A.) Plastische positive elektrode fuer galvanische elemente mit feststoffelektrolyten

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3238998A1 (de) * 1981-10-23 1983-05-05 Medtronic, Inc., 55440 Minneapolis, Minn. Verfahren zum herstellen einer elektrochemischen zelle sowie einer anode fuer eine solche zelle

Also Published As

Publication number Publication date
US4182798A (en) 1980-01-08
FR2420214B1 (de) 1983-09-23
JPS54127536A (en) 1979-10-03
JPH0334050Y2 (de) 1991-07-18
DE2909364C2 (de) 1988-08-11
FR2420214A1 (fr) 1979-10-12
JPS6333569U (de) 1988-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2909364A1 (de) Elektrochemische zelle und verfahren zur herstellung einer solchen zelle
DE2007506A1 (de) Galvanische Primarzellen und aus ihnen bestehende Batterien
DE2166543B2 (de) Plastische positive elektrode fuer galvanische elemente mit feststoffelektrolyten
DE2147136C3 (de) Elektrolytischer Kondensator und Verfahren zu dessen Herstellung
DE3238998A1 (de) Verfahren zum herstellen einer elektrochemischen zelle sowie einer anode fuer eine solche zelle
DE2550540A1 (de) Lithium-jod-zelle
DE3123004A1 (de) Galvanische trockenzelle
DE2550542A1 (de) Lithium-jod-zelle
DE2309948A1 (de) Batteriezellenkonstruktion
CH658739A5 (de) Elektrochrome anzeigevorrichtung.
DE2850284A1 (de) Alkalimetall-halogen-zelle
DE2829245A1 (de) Lithium-jod-zelle
DE3805795A1 (de) Elektrische zelle
DE2510090A1 (de) Lithiumelektrode und verfahren zur herstellung derselben
DE2710697A1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektrochemischen zelle
DE3906082A1 (de) Lithium-zelle
DE2850211A1 (de) Herzschrittmacher
DE1935943B2 (de) Galvanisches element mit einer negativen lithiumelektrode und einem elektrolyten aus inertem loesungsmittel das lithiumhexafluorphosphat enthaelte
DE2741178A1 (de) Verfahren zur herstellung eines polymerhaltigen separators fuer ein elektrisches bauteil sowie nach einem solchen verfahren hergestelltes elektrisches bauteil
DE102020116944A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichers
DE2550541A1 (de) Lithium-jod-zelle
DE2644417A1 (de) Lithium-brom-element und verfahren zu dessen herstellung
DE3607378A1 (de) Elektrochemisches sekundaerelement mit mindestens einer polymerelektrode
DE3508146A1 (de) Jodhaltige, leitfaehige harzzusammensetzung
DE1933305B2 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils fuer brennstoffelemente

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBEL-HOPF, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. GROENING, H.,DIPL.-ING., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee