DE2946174C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Zelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere eine Zelle mit nicht-wäßrigem Elektrolyten, bei der die negative aktive Masse ein Alkalimetall, beispielsweise Lithium ist. Eine solche Zelle ist z. B. aus der DE-OS 25 16 704 bekannt.

In der im Prioritätsintervall veröffentlichten EP-0001 598 A1 werden Verbindungen für positive Massen beschrieben, die als gemeinsames Merkmal die Tatsache aufweisen, aus der Kombination eines sauren Oxids mit einem basischen Oxid wie beispielsweise Bleioxid hervorgegangen zu sein. Die bisher die besten Ergebnisse zeigende Verbindung ist das Bleiwismutat, das aus basischem Bleioxid PbO und saurem Wismutoxid Bi₂O₃ entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine galvanische Zelle anzugeben, deren positive aktive Masse eine ebenso hohe Ent­ ladespannung wie das Blei-Wismutat aufweist, aber höhere spezifische Kapazitäten (Masse und Volumen) ergibt.

Diese Aufgabe wird durch in in Anspruch 1 gekennzeichnete Zelle gelöst. Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Auf derartige Verbindungen, wie sie als aktive positive Masse der erfindungsgemäßen Zelle verwendet werden und die durch die Globalformel Bi₂CuO₄ beschrieben werden können, wurde in einem Artikel von Boivin, Thomas und Tridot in den C. R. Acad. Sci. Paris t. 276 (26. März 1973), S´rie C, p. 1105 bereits hingewiesen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Zelle;

Fig. 2 zeigt eine Entladekurve der in Fig. 1 dar­ gestellten Zelle.

In Fig. 1 wird eine Knopfzelle gezeigt, bei der die aktiven Bestandteile in einem Gehäuse untergebracht sind. Dieses Gehäuse besteht aus einem Metallschälchen 1 mit der positiven aktiven Masse 2 und aus einem Metallschälchen 7 mit der nega­ tiven aktiven Masse 5. Diese Masse ist Lithium, das in ein auf das Schälchen 7 gelötetes Nickelgitter 6 eingestrichen ist. Die beiden Schälchen 1 und 7 sind ineinandergesteckt und voneinander durch eine Isolierdichtung 9 elektrisch iso­ liert. Die negative aktive Masse 5 wird von der positiven aktiven Masse 2 durch eine mikroporöse Polypropylenfolie 3 und eine mit dem Elektrolyten getränkte Glasfaserlage 4 getrennt.

Die Gesamthöhe der Knopfzelle beträgt 2,5 mm, ihr Durchmesser 25 mm. Die aktive Oberfläche macht etwa 3 cm² aus.

Die positive aktive Masse setzt sich wie folgt zusammen:

Kupferwismutat Bi₂CuO₄77% Polytetrafluoräthylen 4% Bleistaub (inerter Elektronenleiter)19%

Die Menge der aktiven positiven Masse beträgt 1,2 g, was 363 theoretischen mAh entspricht.

Die Lithiummenge wird so gewählt, daß sie 400 theo­ retischen mAh entspricht.

Beim Elektrolyten handelt es sich um eine 2-M-Lösung von Lithiumperchlorat in Dioxolan.

Derartige Zellen wurden über 1000 Ohm entladen, was harten Bedingungen entspricht.

Fig. 2 zeigt die Entladekurve für eine solche Zelle, wobei die entladene Kapazität C (in mAh) als Abszisse und die Spannung an den Zellenpolen (in V) als Ordinaten aufgezeichnet wurde.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ergab sich als Kapazität bei einer bei 1,2 V abgebrochenen Entladung einen Wert von 313 mAh.

Der Wirkungsgrad einer solchen Zelle beläuft sich also auf 86%.

Claims (6)

1. Galvanische Zelle großer spezifischer Energie mit einem Elektrolyten, einer negativen aktiven Masse und einer Wismutoxid enthaltenden positiven aktiven Masse, dadurch gekennzeichnet, daß letztere aus Kupferwismutat Bi₂CuO₄ besteht.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die negative aktive Masse Lithium ist und daß als Elektrolyt eine nicht-wäßrige Lösung verwendet wird.

3. Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektrolyt eine Lösung eines Lithium­ salzes in einem mindestens einen Äther enthaltenden Lösungs­ mittel verwendet wird.

4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Äther aus der Gruppe ausgewählt wird, die Dioxolan, Tetrahydrofuran, Dimethoxyäthan und ihre Mischungen enthält.

5. Zelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel darüber hinaus einen Ester enthält, der aus der Gruppe von Stoffen gewählt wird, das aus Propylenkarbonat und Äthylenkarbonat gebildet wird.

6. Zelle nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lithium­ salz Lithiumperchlorat ist.