DE2912830C2

DE2912830C2 - Depolarisatorsubstanz für ein Primärelement und Verfahren zur deren Herstellung

Info

Publication number: DE2912830C2
Application number: DE2912830A
Authority: DE
Inventors: George Carroll Glyndon Bowser, Md.; Lurman Hubert Baltimore Foxwell, Md.; Marilyn J. Sparks Harney, Md.; Alan Arthur Reisterstown Schneider, Md.
Original assignee: Catalyst Research Corp., 21209 Baltimore, Md.
Current assignee: MSA Safety Inc
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1982-07-01
Also published as: NL188253B; GB2020886A; GB2020886B; DE2912830A1; JPS54131728A; IT1112461B; JPH0250587B2; CH648436A5; NL7901147A; IT7921439A0; NL188253C; US4148975A

Description

Die Erfindung betrifft eine durch Kompaktierung von pulverförmigem Material hergestellte Depolarisatorsubstanz, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Depolarisatorsubstanz.

Im US-Patent 36 60 163 und im US-Patent 36 74 562 (entsprechend DE-AS 21 26 055 und 21 66 543) sind Batterien mit Charge-Transfer-Komplexen beschrieben, welche mit einem Überschuß an Jod vermischt sind. Insbesondere beschreibt das US-Patent 36 74 562 ein neues Kathodenmaterial, welches "plastisch" ist, d.h. es ist ein formbarer, knetbarer Feststoff. Wenn man dieses Material als Kathodenmaterial in einer Lithium-Primärzelle verwendet, hat es einen niederen Innenwiderstand und eine relativ geringe Selbstentladung, wenn man diese an der Entladewärme misst. Zellen gemäß US-Patent 36 74 562 sind besonders für den Langzeitbetrieb und die Abgabe geringer Ströme geeignet, beispielsweise für Herzschrittmacher, Uhren oder Taschenrechner.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Depolarisatorsubstanz vorzuschlagen, die in einer Primärzelle der beschriebenen Art ein besseres Langzeitverhalten ermöglichen, insbesondere eine längere Lebensdauer und geringere Innenwiderstände bei lang andauerndem Betrieb.

Diese Aufgabe wird bei einer Depolarisatorsubstanz der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung dieser neuen Depolarisatorsubstanz anzugeben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß der Erfindung werden also 3 bis 30 Teile Jod mit je einem Teil an Polymeren P2VP oder P2VQ gemischt, welches ein Durchschnittsgewicht/Molekulargewicht von oberhalb 1 x 10[hoch]3 hat; anschließend wird diese Mischung pelletisiert, ohne dass die plastisch wird. Im Gegensatz zu dem plastischen Depolarisator P2VP x nI[tief]2 und P2VQ x nI[tief]2, der im US-Patent 36 74 562 beschrieben worden ist, hat der pelletisierte

P2VP + P2VP x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2

(wobei n[tief]1 + n[tief]2 = 3 bis 30) - Depolarisator der vorliegenden Erfindung anfangs für die Anwendung in Batterien nicht akzeptable elektrische Eigenschaften. So ist der anfängliche Innenwiderstand einer Zelle, die einen pelletisierten Depolarisator gemäß der Erfindung enthält, recht hoch, beispielsweise hat man Innenwiderstände von 2000 Ohm bis 20 000 Ohm festgestellt. Demgegenüber haben Zellen mit dem im US-Patent 36 74 562 beschriebenen Material anfangs Widerstände in der Größenordnung zwischen etwa 30 und 300 Ohm.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass der Anfangswiderstand im Lauf der Zeit abnimmt, so dass die Zelle Eigenschaften annimmt, die sie für die Anwendung als Batterie brauchbar macht. Tatsächlich zeigen erfindungsgemäße Zellen nach einer deutlichen Entladung Widerstandswerte, die unter denen von Batterien liegen, die einen plastischen Depolarisator enthalten. In manchen Fällen war der Innenwiderstand von Batterien mit erfindungsgemäßer Depolarisatorsubstanz fünf mal geringer als der von Batterien mit plastischem Depolarisator.

Es ist bereits bekannt gewesen, verschiedene Charge-Transfer-Materialien einschließlich P2VP und P2VQ zur Komplexbildung mit Halogenen, normalerweise Jod, zu verwenden und diese Substanz als Depolarisator einzusetzen. Es war auch bereits bekannt, dass solche Materialien zur Verwendung in Primärzellen pelletisiert werden können (US-Patente 34 38 813 und 36 60 164). In beiden Fällen lag der Depolarisator in Form eines Komplexes vor, in welchem der Halogen-Anteil zwischen 50 und 71 Gewichtsprozente des Komplexes ausmacht. In dieser Weise hergestellte Zellen hatten relativ kurze nutzbare Lebensdauern. Bei einem anderen Vorschlag hat man im wesentlichen reine Jodpellets verwendet, denen ein elektrisch leitfähiges Material zugesetzt war, und die auf der

Außenfläche mit einer Beschichtung von Polyvinylpyridinjodid versehen waren (US-Patent 39 37 635). Große Teile nicht komplex gebundenen Jodes vergrößern normalerweise den Innenwiderstand einer Zelle. Pelletisierte Zellen, die einen mit Jod im Verhältnis 3 bis 10 vermischten Charge-Transfer-Komplex aufwiesen, zeigten brauchbare elektrische Eigenschaften (US-Patent 36 60 163). Die Vorteile des größeren Jodgehaltes wurden jedoch dadurch erreicht, daß Komplex und Jod mit plastischen Zustand hergestellt wurden (vgl. auch US-Patent 36 74 562). Gemäß der Erfindung wird also in einer Lithiumhalogenidzelle eine Depolarisatorsubstanz verwendet, die aus Teilchen pelletisiert ist. Die Teilchen enthalten entweder

P2VP + P2VP x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2 oder

P2VQ + P2VQ x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2

wobei n[tief]1 0 und n[tief]1 + n[tief]2 = 3 bis 30. Diese Batterien weisen gegenüber bekannten Batterien deutliche Vorteile auf, die sich auch aus dem folgenden ergeben.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es .zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer längs Linie I-I in Fig. 2 geschnittenen Zelle mit einer erfindungsgemäßen Depolarisator-Substanz und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zelle der Fig. 1.

Das erfindungsgemäße Primärelement 10 umfaßt ein äußeres Gehäuse 11, welches vorzugsweise aus rostfreiem Stahl besteht und die Form einer Tasse aufweist, um den Zusammenbau zu vereinfachen. In dem Gehäuse 11 befinden sich zwei Lithiumanodenscheiben 12 und 13, zwischen denen eine Scheibe 14 aus einem pelletisierten Depolarisator angeordnet ist. Die Scheiben 12 und 13 weisen vorzugsweise eine Form auf, die der Innenform des Gehäuses entspricht, so daß man für den elektrischen Kontakt ein dichtes Anliegen erreicht. Die Ausdehnung der Depolarisatorscheibe 14 ist kleiner als die der Lithiumanodenscheiben, um einen elektrischen Kontakt mit dem Gehäuse 11 zu vermeiden.

In der Depolarisatorscheibe 14 ist vorzugsweise ein Kathodenstromkollektor angeordnet, der aus einem Metallgitter 16 besteht, das beispielsweise aus Nickel besteht. Das Gitter 16 ist elektrisch mit einer Kathodenleitung 17 verbunden. Diese ist in ein Isoliermaterial eingebettet und ist über die Lithiumanodenscheibe 13 zu deren Mittelpunkt geführt. In dem Gehäuse 11 ist ein Deckel 18 mit einer Öffnung 19 im zentralen Bereich hermetisch verbunden. Die Kathodenleitung 17 ist durch die Öffnung 19 hindurchgeführt und in der Öffnung abgedichtet und bildet so den positiven Anschluß.

Die Zelle 10 kann auch so abgewandelt werden, daß beispielsweise nur eine Lithiumanodenscheibe verwendet wird oder daß die Lithiumanodenscheibe gegenüber dem Gehäuse 11 isoliert und die Pelletscheibe 14 mit dem Gehäuse in Berührung gebracht wird. Im letzteren Falle würde die Kathodenleitung 17 mit der Lithiumanodenscheibe verbunden werden. Es können sowohl die Lithiumanodenscheibe als auch die Pelletscheibe 14 gegenüber dem Gehäuse 11 isoliert sein; man erhält dann eine bipolare Zelle, die zwei Anschlußleitungen benötigt.

Es hat sich herausgestellt, daß sich durch die Pelletisierung des organischen Polymers P2VP oder P2VQ und I[tief]2 ein neuartiger Depolarisator ergibt, den man in primären Lithiumhalogenidzellen verwenden kann. Dieses Material

P2VP + P2VP x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2

erleichtert die Herstellung der Zellen beträchtlich, da man dabei automatische Geräte verwenden kann. Weit wesentlicher ist, daß die elektrischen Eigenschaften eines solchen Depolarisators Vorteile gegenüber Depolisatoren zeigen, die aus plastischem P2VP x nI[tief]2 oder P2VQ x nI[tief]2 bestehen. Zellen, die pelletisierte

P2VP + P2VP x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2-Teilchen

verwenden, zeigen elektrische Eigenschaften, die sich von denen unterscheiden, die Zellen gemäß US-Patent 36 74 562 aufweisen. Zellen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt sind, haben eine Leerlaufspannung von etwa 2,8 V (das entspricht dem Wert bei konventionellen Batterien), jedoch ist der Innenwiderstand recht hoch. Obwohl der Innenwiderstand des pelletisierten Depolarisators in ungeeigneter Weise hoch ist, hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß dieser anfänglich hohe Innenwiderstand sich auf natürliche Weise ziemlich schnell verringert. Beispielsweise sind Verringerungen zwischen 50 und 60% innerhalb der ersten Woche normal. Die Abnahme des Innenwiderstandes kann auch durch vorsichtiges Erwärmen (= 100°C) stark beschleunigt werden. Die Abnahme des Innenwiderstandes erhöht die Abgabespannung der Zelle unter Last. Diese Zunahme dauer üblicherweise an, bis die Abnahme des Innenwiderstandes aufhört.

Ein anderer Widerstandsfaktor, der bei Zellen eine Rolle spielt, die einen pelletisierten Depolarisator verwenden, ist mit dem Elektrolyten verbunden. Wenn eine solche Zelle unter Last betrieben wird, dann nimmt die Dicke dieser Elektrolytkomponente, also Lithiumiodid, zu und in gleichem Maße wächst der Widerstand dieser Komponente. Beim Entladen der Zelle nimmt also der gesamte Widerstand in dem Maße ab, wie der Widerstand des pelletisierten Depolarisators abnimmt, er nimmt jedoch wieder zu, sobald die zunehmende Lithiumiodidschicht der dominierende Faktor wird.

Ursprünglich nahm man an, daß diese Eigenschaften auf die Umwandlung des pelletisierten Depolarisators in den plastischen Zustand zurückzuführen sind, welcher im US-Patent 36 74 562 beschrieben ist. Dies hat sich jedoch nicht als richtig herausgestellt; der pelletisierte Depolarisator bleibt im wesentlichen in seiner Anfangsform. Man nimmt im Augenblick an, daß diese Eigenschaften mit der Bildung einer Elektrolytschicht (LiI[tief]2) in der pelletisierten

P2VP + P2VP x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2-Substanz

zusammenhängen, die eine große Anzahl von Korngrenzen aufweist, die die Ionenwanderung begünstigen. In der Lithiumhalogenidelektrolytschicht werden auch mechanische Defekte ausgebildet, die Kanäle für die Ionenwanderung bilden. Bei konventionellen Zellen (bei denen, die pelletisierte Kathodenmaterialien benutzten) wurden Verunreinigungen hinzugefügt, um in der Lithiumiodidschicht Kristalldefekte zu erzeugen. Beispielsweise ist es üblich gewesen, als Verunreinigungen zweiwertige Ionen (Aluminiumoxid und Siliziumdioxid sind typische Beispiele) oder Hydratwasser hinzuzufügen.

Bei der vorliegenden Erfindung werden keine Verunreinigungen hinzugefügt. Man nimmt an, daß sich Defekte in der Kristallstruktur des Elektrolyten ausbilden, die breitere Kanäle für die Ionenwanderung zur Verfügung stellen. Man muß annehmen, daß die

Morphologie des Depolarisators in einem großen Ausmaß die Morphologie der Lithiumiodidschicht beeinflusst. Bei den bekannten P2VP x nI[tief]2 oder P2VQ x nI[tief]2-Zellen erlaubte der plastische Zustand, dass sich eine relativ perfekte Schicht ausbilden konnte, die große, regelmäßige Kristalle enthielt. Dagegen begünstigt der pelletisierte Depolarisator die Ausbildung einer unregelmäßigen Schicht mit Kristalldefekten und Fehlordnungen, da derartige Effekte auch in der physikalischen Struktur des Depolarisatormaterials auftreten. Was letztlich auch der physikalisch-mechanische Grund dafür sein mag, auf jeden Fall hat sich herausgestellt, dass die Pelletisierung der

P2VP + P2VP x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2-Substanz

zu Batterien geführt hat, die eine größere Energiedichte aufweisen als die, die ein Depolarisatormaterial im plastischen Zustand verwenden.

Dazu ermöglichen die mechanischen Defekte, die die Ionenwanderung verstärken, auch die Diffusion von Joddampf, so dass man Selbstentladungseigenschaften der Zelle erhält. Für kommerzielle Zwecke kann man diese höhere Selbstentladung durch Reduzierung des internen Widerstandes ausnutzen, um elektrische Datenstreuungen zu reduzieren. Die bevorzugte Jodkonzentration liegt zwischen 18 und 26 Teilen Jod pro Teil der organischen Substanz (komplex oder nicht komplex). Höhere Jodkonzentrationen setzen die unregelmäßige Struktur herab (es gibt weniger Korngrenzen) und führen zur Bildung größerer, perfekterer Kristalle. Die höheren Jodkonzentrationen ergeben niedrige Selbstentladung, jedoch ist die Selbstentladung nie so niedrig wie bei plastischen Depolarisatormaterialien. Die niedrigeren Jodkonzentrationen, beispielsweise 5:1 bis 8:1, führen zu weniger perfekten Kristallen und höherer Selbstentladung. Zellen, die mit einer so niedrigen Konzentration arbeiten, haben hohe Energiedichte, so dass man sie besonders günstig für den Kurzzeitbetrieb verwenden kann, beispielsweise in Hörhilfen. In dem bevorzugten Jodkonzentrationsbereich können die Eigenschaften der Zelle am Ende der Lebensdauer länger erhalten bleiben.

Bei der Herstellung der Depolarisatorpellets wird das Jod in einer Kugelmühle in Teilchen zermahlen, die durch ein Sieb mit etwa 30 Öffnungen pro Zentimeter (Durchmesser der Öffnung etwa 0,21 mm) hindurchfallen. Das Polymer wird so gemahlen, dass die Teilchen durch ein Sieb mit mehr als 40 Öffnungen pro Zentimeter (Durchmesser einer Öffnung etwa 0,15 mm) und vorzugsweise mit 60 bis 80 Öffnungen pro Zentimeter (Durchmesser zwischen 0,105 mm und 0,075 mm) hindurchfallen. Es hat sich herausgestellt, dass die Teilchengröße des Polymers und des Jodes ebenso wie das Molekulargewicht des Polymers und die Pelletdichte die Anfangsimpedanz der Zelle beeinflussen und die Zeit, die man zur vollen Aktivierung der Zelle benötigt. Je kleiner die Teilchen sind, desto geringer ist die Zellimpedanz, wobei die Größe des Polymers einen größeren Effekt hat als die Größe des Jods. Die Jod- und Polymerteilchen werden in dem bevorzugten Verhältnis von 18 bis 26 Teilen Jod auf 1 Teil Polymer gemischt. Die Mischung wird anschließend in ein Gesenke oder eine Form einer gewünschten Form gebracht und in ein Pellet geformt, wobei Drücke zwischen 344,7 bar und 1034 bar angewendet werden. Anders als bei früheren pelletisierten Depolarisatoren, die stöchiometrische Jodanteile verwendeten, sind die Pellets aus

P2VP + P2VP x n[tief]1I[tief]2 + n[tief]2I[tief]2

nicht spröde. Sie behalten ihre ursprüngliche Form, aber sie weisen für den elektrischen Kontakt eine geringe Klebrigkeit auf.

Unter Abwandlung des im US-Patent 36 74 562 beschriebenen Verfahrens wird dieselbe Menge an Polymerisationsinitiator (n-Butyllithium) verwendet, jedoch wird diese Substanz wesentlich langsamer zugegeben, so dass sich längere Polymerketten ausbilden können. Alternativ kann die Polymerisation bei niedrigeren Temperaturen ausgeführt werden. Sonst würde ein Polymer mit niedrigem Molekulargewicht entstehen, das bei der Mischung mit Jod plastisch wird, wie es in dem genannten US-Patent beschrieben ist. Das Produkt wird vakuumgetrocknet und wie oben beschrieben gemahlen. Die erhöhte Polymerlänge erlaubt eine Mischung mit dem Jod ohne Plastifizierung und eine nachfolgende Pelletisierung der Mischung. Im Handel erhältliches, gereinigtes P2VP kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden und führt nicht zu einem plastischen Depolarisator, da diese Substanz normalerweise ein Molekulargewicht zwischen 6000 und 13000 aufweist.

Wie bereits erwähnt, ist der Anfangswiderstand (der repräsentativ ist für den Widerstand des Depolarisators) einer Batterie mit einem plastischen Depolarisator gemäß US-Patent 36 74 562 wesentlich niedriger als der bei Batterien, die den erfindungsgemäßen pelletisierten Depolarisator enthalten. Jedoch ist die Neigung der Widerstandskurve als Funktion der Zeit (Elektrolytschicht) in den erfindungsgemäßen Batterien geringer, so dass die Kurve der erfindungsgemäßen Batterie die Kurve der Batterien mit plastischem Depolarisator nach relativ kurzer Zeit schneidet. Die Batterien mit dem erfindungsgemäß pelletisierten Depolarisator haben also im Langzeitbetrieb am Ende der Betriebsdauer erheblich bessere Eigenschaften als die bekannten Batterien mit plastischem Depolarisator, die einen äquivalenten Jodgehalt haben. Bei den erfindungsgemäßen Batterien führt eine Steigerung des Jodanteils von 15:1 auf 26:1 zu einer Steigerung der Lebensdauer von drei Jahren auf zehn oder mehr Jahren.

Die folgenden Tabellen (A und B) geben Vergleichswerte einer von einer Lithiumanode eingeschlossenen Batterie mit dem Depolarisator des US-Patents 36 74 562 (A) mit einer gleich aufgebauten Batterie an, die jedoch den pelletisierten Dopolarisator der vorliegenden Erfindung enthält (B). Bei beiden Batterien war das Gewichtsverhältnis Jod-P2VP 15:1 und beide wiesen eine Leerlaufspannung von 2,8 Volt auf. Die Versuche wurden bei 37°C durchgeführt.

Tabelle A

Tabelle B

Wie man aus der Tabelle erkennt, wurde die bekannte Batterie (A) über einen 1000 kOhm Widerstand und einen typischen Innenwiderstand von 25 bis 50 Ohm entladen. Beim Fortgang der Entladung stieg der innere Widerstand aufgrund des Aufbaus einer Elektrolytschicht an. Als Ergebnis dieses Anstieges nahm die Spannung der Zelle langsam ab. Nach etwa 2,6 Monaten lag der Spannungsabfall bei 2,1 Millivolt pro Monat und der Innenwiderstand war um 134 Ohm pro Monat angestiegen.

Die Batterie B, die gemäß der Erfindung den pelletisierten Depolarisator verwendet, hatte einen Anfangswiderstand von 17 860 Ohm. Dieser Widerstand nahm in der ersten Woche um 50 bis 60% ab und nahm auch danach weiterhin ab, jedoch wesentlich langsamer. In dem Maß, in dem diese Abnahme des Widerstandes andauerte, nahm die von der Batterie abgegebene Lastspannung zu. Bei anderen Versuchen ergaben sich nach fünf Monaten bei 37°C Widerstandswerte von etwa 300 - 400 Ohm.

Die Tabellen C, D (selbe Batterie wie B), E und F zeigen Zellen der vorliegenden Erfindung, bei denen der Widerstand abnahm, wenn sie mit einer Last von 1000 kOhm belastet waren.

Tabelle C

Tabelle D

Tabelle E

Tabelle F

Die Tabellen G, H und I zeigen die Abnahme des Widerstandes bei Leerlauf und zeigen außerdem, dass bei einer späteren Belastung mit 50 kOhm die volle Kapazität (250 Milliampere-Stunden) nach etwa 5,7 Monaten erreicht war.

Tabelle G

Tabelle H

Tabelle I

Die Zellen, deren Werte in den vorstehenden Tabellen enthalten sind, müssen mit den Zellen verglichen werden, deren Werte in den Tabellen A, J und K enthalten sind. Bei Zellen mit einer Kapazität von 220 Milliampere-Stunden, die den pelletisierten Depolarisator der vorliegenden Erfindung verwenden, ergibt sich ein Z von 500 bis 2000 Ohm. Die bekannten Zellen mit plastischem Depolarisator zeigten typischerweise ein Z, das oberhalb von 2000 Ohm lag. Der einzige Unterschied in den Zellen war der Depolarisator.

Tabelle J

Tabelle K

Das Verhältnis Jod zu P2VP oder P2VQ kann im Bereich zwischen 3 und 30 : 1 schwanken. Ein Verhältnis von 3 : 1 führt zwar zu günstigen elektrischen Eigenschaften, jedoch liegt die Kapazität an der untersten praktisch verwertbaren Grenze. Beim Verhältnis von 30 : 1 gelangt man andererseits hinsichtlich des inneren Widerstandes an die obere Grenze. Ein Verhältnis 15 : 1 ist brauchbar, jedoch hat sich in den Fällen, in denen die Zellen erwärmt werden, die Selbstentladung erhöht, wodurch diese Batterien besonders geeignet für Hochstromanwendungen sind, bei denen die Lebensdauer unter 10 Jahren liegen kann. In den Fällen, in denen die Lebensdauer ebenso wichtig ist wie eine vorsichtige Erwärmung, werden höhere Jodanteile bevorzugt, beispielsweise 18 : 1 bis 22 : 1.

Bei dieser Zelle, die in elektrischen Uhren eingesetzt wird, hat sich eine Selbstentladung gezeigt, die in Wärmeabgabe ausgedrückt 10 Mikro-Watt betrug. Bei einem Verhältnis 20 : 1 sank die Wärmeabgabe in 29 Tagen auf 10 Mikro-Watt, wohingegen dies bei einer Zelle mit einem Verhältnis 15 : 1 etwa 2000 Tage dauerte (beide Zellen wurden 15 Stunden lang bei 80°C erwärmt). Eine Zelle mit einem Verhältnis von 26 : 1 im Depolarisator zeigte eine anfängliche Selbstentladung von 14 Mikro-Watt, jedoch war der Widerstand so hoch, dass eine Zelle mit nur durchschnittlichen elektrischen Eigenschaften vorlag. Interessanterweise haben Zellen mit einem plastischen Depolarisator und einem Verhältnis von 15 : 1 eine geringe Wärmeabgabe, beispielsweise 5 Mikro-Watt bei 60 Tagen. Die niedrige Wärmeabgabe der Zelle mit plastischem Depolarisator dauert über die ganze Lebensdauer der Zelle an, da der innere Widerstand zunimmt.

Für langlebige pelletisierte Zellen wird insgesamt ein Verhältnis Jod zu Polymer von etwa 20 : 1 bevorzugt. Der pelletisierte Depolarisator der vorliegenden Erfindung ist für Batterien geeignet, die viele Jahre leben und in Uhren eingesetzt werden können.

Claims

1. Durch Kompaktierung von pulverförmigem Material hergestellte Depolarisatorsubstanz in Form eines Pellets zur Verwendung in einem Primärelement mit einem Feststoffelektrolyten, insbesondere für ein Primärelement mit einer negativen Lithiumelektrode und einem festen Lithiumjodidelektrolyten, welche Jod, ein organisches Polymer der Gruppe Poly-2-Vinylpyridin oder Poly-2-Vinylchinolin sowie einen aus einem dieser organischen Polymere und Jod bestehenden Ladungsübertragungskomplex enthält, wobei im Depolarisator 3 bis 30 Gewichtsteile Jod auf je ein Teil der gesamten organischen Substanz enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Depolarisatorsubstanz durch Pelletisierung einer Mischung fester Jodteilchen und fester Teilchen des Polymers unter Druck entstanden ist, wobei das durchschnittliche molekulare Gewicht des Polymers in der Mischung größer als 1 x 10[hoch]3 ist.

2. Verfahren zur Herstellung der Depolarisatorsubstanz des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) einen Teil eines organischen Polymers aus Poly-2-Vinylpyridin oder Poly-2-Vinylchinolin mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als 1 x 10[hoch]3 und einer Partikelgröße, die den Durchtritt durch ein Sieb mit 40 Öffnungen/cm (Durchmesser der Öffnungen etwa 0,15 mm) erlaubt, mit 3 bis 30 Gewichtsteilen Jod mit einer Partikelgröße, die den Durchtritt durch ein Sieb mit 30 Öffnungen/cm (Durchmesser der Öffnungen etwa 0,21 mm) erlaubt, mischt und

b) daß man die Mischung dadurch pelletisiert, daß man sie in ein Gesenke der gewünschten Form einlegt und unter einen Druck zwischen 347,2 und 1042 bar setzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerteilchen so groß gewählt werden, daß sie durch ein Sieb mit 70 Öffnungen/cm (Durchmesser der Öffnungen etwa 0,08 mm) passen, während die Jodteilchen so groß gewählt werden, daß sie durch ein Sieb mit 40 Öffnungen/cm (Durchmesser der Öffnungen etwa 0,15 mm) passen.