DE3020198A1

DE3020198A1 - Elektrochemische zelle

Info

Publication number: DE3020198A1
Application number: DE19803020198
Authority: DE
Inventors: Paul W Krehl; Charles C Liang
Original assignee: Greatbatch Ltd
Current assignee: Greatbatch Ltd
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1980-05-28
Publication date: 1981-02-26
Also published as: MX153889A; IL59591A0; CA1133049A; AU6115280A; SE8001944L; FR2463516A1; NL190566B; GB2056752A; NL8004478A; JPS5626371A; NL190566C; GB2056752B; IL59591A; DE3020198C2; AU541987B2; JPH0251221B2; FR2463516B1

Description

Elektrochemische Zelle

Die Erfindung bezieht sich auf elektrochemische Zellen, insbesondere auf eine neue und verbesserte elektrochemische Zelle mit einer oxydierbaren aktiven Metal!anode und einem gemischten löslichen Depolarisator, welcher ein Halogen und/oder Interhalogen aufweist.

Bei *der Entwicklung von elektrochemischen Zellen mit hoher Energiedichte, umfaßte ein großer Teil der bisherigen Arbeit die Verwendung sehr reaktionsfähiger Metalle, wie Lithium, als Anode bzw. als negative Elektrode. Die Arbeit an Elektrolyten für solche Zellen umfaßte mindestens drei Arten des Vorgehens, wovon die eine in der Verwendung eines anorgansichen, auf hoher Temperatur befindlichen, geschmolzenen Salzelektrolyten besteht. Die hohe Betriebstemperatur, welche bei diesem Vorgehen benötigt wird, erfordert jedoch ein Erwärmen der Vorrichtung und der Isolation, was wiederum Anlaß zu Betrachtungen des Gewichtes,

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der Kompliziertheit und der Kosten gibt. Auch wegen der Natur der verwendeten Materialien, wie etwa geschmolzenem Lithium, können die Zellen eine relativ kurze Betriebslebensdauer besitzen. Ein anderes Vorgehen besteht darin, einen Elektrolyten auf der Basis organischer Lösungsmittel, oder einen Elektrolyten zu verwenden, welcher aus einem anorganischen Salz in einem organischen Lösungsmittel besteht. Zellen, welche gemäß diesem Vorgehen entwickelt wurden, besitzen den Vorteil des Betreibens bei Raumtemperatur, obgleich sie nicht eine Energiedichte schaffen können, welche so hoch ist wie bei Zellen, die gemäß dem ersten Vorgehen entwickelt wurden. Ein drittes Vorgehen besteht in der Schaffung eines festen Elektrolyten in Form einer ionischen Lithiumhalogenidverbindung, von der gefunden wurde, daß sie in hohem Grade verlässlich ist. Es bestehen jedoch einige Anwendungsgebiete, .welche eine Batterie erfordern, welche eine relativ höhere Stromleistung besitzt.

Erfindungsgemäß soll daher in erster Linie eine neue und verbesserte elektrochemische Zelle mit relativ hoher Energiedichte geschaffen werden, welche eine relativ hohe Stromleistung besitzt. Ferner soll erfindungsgemäß eine solche elektrochemische Zelle mit hoher Verläßlichkeit geschaffen werden. Auch soll erfindungsgemäß eine solche elektrochemische Zelle geschaffen werden, welche bei offenem Stromkreis eine reltaiv hohe Spannung besitzt und hohe Stromleistung aufweist. Auch soll erfindungsgemäß eine solche elektrochemische Zelle geschaffen werden, welche ein oxydierbares aktives Anodenmaterial und einen Elektrolyten mit einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufweist.

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Pie Erfindung schafft eine elektrochemische Zelle hoher Energiedichte mit einem Halogen und/oder Interhalogen, welches in einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufgelöst ist, welches als löslicher Depolarisator dient, wobei das Halogen und/oder Interhalogen auch als Co-Lösungsmittel in der Zelle dient. Die elektrochemische Zelle besitzt eine Anode aus einem Metall oberhalb Wasserstoff in der elektrochemischen Spannungsreihe, eine Kathode aus elektronisch leitfähigem Material, und eine ionisch leitfähige Elektrolytlösung, welche arbeitsmäßig mit der Anode und Kathode in Verbindung steht, wobei die Elektrolytlösung im wesentlichen besteht aus einer ersten Komponenten aus der Gruppe freie Halogene, Interhalogene und deren Gemischen, welche in einer zweiten Komponenten in Form eines nichtwässrigen Lösungsmittels oder eines Gemisches nichtwässriger Lösungsmittel aufgelöst sind. Die Anode kann ein Metall aufweisen bzw. aus einem Metall bestehen, welches elektrochemisch oxydierbar ist unter Bildung von Metallionen in der Zelle, beispielsweise Alkalimetalle und Erdalkalimetalle, und die Kathode kann elektronisch leitfähiges Material, wie etwa Kohlenstoff, aufweisen bzw. daraus bestehen. Das nichtwässrige Lösungsmittel kann ein organisches Lösungsmittel sein, welches gegenüber dem Anoden- und Kathodenmaterial im wesentlichen inert ist, oder das Lösungsmittel kann ein anorganisches Lösungsmittel sein, welches sowohl als Lösungsmittel als auch als Depolarisator in der Zelle dient. In der Elektrolytlösung kann ein Metallsalz aufgelöst sein, um die ionische Leitung des Elektrolyten zu steigern.

Die Erfindung beinhaltet eine elektrochemische Zelle mit einer Anode eines Metalls oberhalb Wasserstoff in der elektrochemischen Spannungsreihe wie etwa Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle, welche beim

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Entladen in der Zelle unter Bildung von Metallionen elektrochemisch oxydierbar ist; mit einer Kathode aus elektronisch leitfähigem Material wie etwa Kohlenstoff; und mit einer ionisch leitfähigen, mit der Anode und der Kathode arbeitsmäßig in Verbindung stehenden Elektrolytlösung, welche ein Halogen und/ oder Interhalogen in einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufgelöst aufweist, wobei das Halogen und/ oder Interhalogen als löslicher Depolarisator und als Co-Lösungsmittel in der Zelle dient. Das nichtwässrige Lösungsmittel kann ein organisches Lösungsmittel sein, welches gegenüber dem Material der Anode und Kathode im wesentlichen inert ist, oder das Lösungsmittel kann ein anorganisches Lösungsmittel sein, welches in der Zelle sowohl als Lösungsmittel als auch als Depolarisator dient. In der Elektrolytlösung kann ein Metallsalz aufgelöst sein, um die ionische Leitung des Elektrolyten zu steigern.

^ vorstehenden und zusätzliche Vorteile und kennzeichnenden Merkmale der Erfindung werden klarer ersichtlich aus der nachfolgenden Beschreibung mit den anliegenden Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine graphische Darstellung mit der Auftragung der Entladungseigenschaften für eine Testzelle und eine Zelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung mit der Auftragung der Entladungseigenschaften für eine Testzelle und eine Zelle gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3ist eine graphische Darstellung mit einer Auftragung der Entladungseigenschaft einer Zelle

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gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung mit der Auftragung der Entladungseigenschaften für eine Testzelle und einen Prototyp gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung mit der Auftragung der Entladungseigenschaften für eine Prototypzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für verschiedene Belastungswiderstände;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung mit Auftragungen der Entladungseigenschaften bei niedriger Rate für eine Prototypzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für verschiedene Beiastungswiderstände ;

F.ig. 7 ist eine graphische Darstellung mit Auftragungen der Entladungseigenschaften bei hoher Temperatur für eine Prototypzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für verschiedene Belastungswiderständer

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung mit Auftragungen der Entladüngseigenschaften bei niedriger Temperatur für eine Prototypzelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung für verschiedene Belastungswiderstände; und

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung mit einer Auftragung der Entladungseigenschaften einer Zelle gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle besitzt eine Anode aus einem Metall oberhalb Wasserstoff in

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der elektrochemischen Spannungsreihe, welches in der Zelle beim Entladen unter Bildung von Metallionen elektrochemisch oxydierbar ist und einen Elfektronenstrom in einem äußeren elektrischen Stromkreis erzeugt, welcher mit der Zelle verbunden ist. Bevorzugte Metalle sind Alkalimetalle und Erdalkalimetalle. Beispielhafte Metalle sind Lithium, Natrium, Magnesium, Kalzium und /-> Strontium sowie Legierungen und intermetallische Verbindungen, welche Alkalimetalle und Erdalkalimetalle ■^ aufweisen wie Li-Al-Legierungen und intermetallische

-' Verbindungen, Li-B-Legierungen und intermetallische

Verbindungen, und Li-Si-B-Legierungen und intermetallische Verbindungen. Andere Metalle können verwendet werden, welche, wie Lithium, als Anodenmetall in der Zellumgebung arbeiten können. Die Form der Anode ist typischerweise ein dünnes Blech bzw. eine Folie aus Anodenmetall, und ein Stromsammler, welcher einen abstehenden Vorsprung bzw. eine Leitung aufweist, ist am Anodenblech bzw. an der Folie befestigt.

Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle weist ferner eine Kathode aus elektronisch leitfähigem "~Λ Material auf, welche als die andere Elektrode der

Zelle dient. Die elektrochemische Reaktion an der Kathode umfaßt die Umwandlung von Ionen, welche von der Anode zur Kathode wandern, in die Form von Atomen oder Molekülen. Abgesehen davon , daß das Kathodenj material elektronisch leitfähig ist, kann es auch

; elektroaktiv sein. Zu Beispielen von Kathodenmaterialien

j zählen Graphit, und Graphit bzw. Kohlenstoff, welcher

an Metallsiebe gebunden ist. Zu Beispielen von Kathodenmaterialien, welche elektronisch leitfähig und elektroaktiv sind, zählen Titandisulfid und Bleidioxyd. Die Form der Kathode ist typischerweise eine dünne Schicht von Kohlenstoff, welcher auf einen Stromkollektor aus einem Metallsieb aufgepresst, gesprüht, oder in

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anderer Weise aufgebracht ist.

Die erf indungs gemäße elektrochemische Zelle besitzt ferner eine nichtwässrige, ionisch leitfähige, elektrolyt is ehe Lösung, welche arbeitsmäßig mit der Anode und Kathode in Verbindung steht. Die elektrolytische Lösung dient als Medium für das Wandern von Ionen zwischen der Anode und Kathode während der elektrochemischen "Zellenreaktionen..; Erfindungsgemäß besitzt die Elektrolytlösung ein Halogen und/oder Interhalogen, welches in einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufgelöst ist, wobei das Halogen und/oder Interhalogen als löslicher Depolarisator in der Zelle mit hoher Energiedichte dient. Das Halogen und/oder Interhalogen kann auch als Co-Lösungsmittel in der elektrochemischen Zelle dienen. Das Halogen kann Jod, Brom, Chlor oder Fluor sein. Das Interhäl-ogeh" kann ClF, ClF₃, JCl, JCl₃, JBr, JF₃, JF₅, BrCl, BrF, BrF₃ oder BrF₅ sein. Das nichtwässrige Lösungsmittel kann ein organisches Lösungsmittel sein, welches gegenüber den Anoden— und Kathodenmäterialien im wesentlichen inert ist wie Tetrahydrofuran, Propylencarbonat, Acetonitril, Dimethylsulfoxyd, Dimethylformamid, Dimethylacetamid und andere. Das nichtwässrige Lösungsmittel kann auch ein anorganisches Lösungsmittel oder ein Gemisch mehrerer anorganischer Lösungsmittel sein, welche sowohl als Lösungsmittel _ais auch als Depolarisator dienen können, wie etwa Thionylchlorid, Sulfurylchlorid, Selenoxychlorid, ChromylChlorid, Phosphorylchlorid, Phosphorschwefeltrichlorid und andere. Die ionische Leitung der nichtwässrigen Elektrolytlösung kann erleichtert werden durch Auflösen eines Metall-S al ze; s in dem nichtwässrigen Halogenlösungsmittel. Beispiele von Metallsalzen sind Lithiumhalogenide wie LiCl und LiBr, und Lithiumsalze des Typs LiMX_n wie LiAlCl-ZLi₀Al₀Cl^O, LiClO., LiASF,, LiSbF,,, LiSbCl^,

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andere.

Li₂SeCl₆, Li₃B₁ ^I_1Q, Li₂B₁₂Cl₁₂ und

Die Lösung von Halogen und/oder Interhalogen, nichtwässrigem Lösungsmittel und ionischem Salz, falls dieses verwendet wird, dient somit als Depolarisator und Elektrolyt der Zelle.

Wenn es die mechanische Struktur bzw. Gestaltung der Zelle erfordert, kann ein separator verwendet werden, um eine physikalische Trennung zwischen dem Anodenstrom- und dem Kathodenstromsammler vorzusehen. Der Separator besteht aus elektrisch isolierendem Material, um einen inneren elektrischen Kurzschluß in der Zelle zwischen dem Anodenstrom- und dem Kathodenstromsammler zu verhindern. Das Separatormaterial muß auch so beschaffen sein, daß es mit den Materialien des Anodenstrom- und Kathodenstromsammlers nicht reagiert, und es muß gegen die Elektrolytlösung sowohl chemisch inert sein als auch in dieser Lösung unlöslich sein. Außerdem muß das Separatormaterial einen Porösitätsgrad besitzen, welcher ausreichend ist, um während der elektrochemischen Reaktion der Zelle eine Strömung der Elektrolytlösung durch den Separator hindurch zu gestatten. Zu veranschaulichenden Separatormaterialien zählen nicht gewobenes Glas, Teflon, Glasfasermaterial, Keramik und Materialien, welche im Handel erhältlich sind unter den Bezeichnungen Zitex, Celgard und Dexiglas.

Die Form des Separators ist typischerweise ein Blatt, welches zwischen die Anode und Kathode der Zelle in der Weise gebracht wird, daß ein physikalischer Kontakt zwischen Anode und Kathode verhindert wird, und ein solcher Kontakt wird auch verhindert, wenn die Kombination gerollt oder in anderer Weise zu einer zylindrischen Gestalt geformt ist.

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Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle arbeitet in folgender Weise. Wenn die ionisch leitfähige Elektrolytlösung in arbeitsmäßige Beziehung mit der Anode und Kathode der Zelle kommt, so entwickelt sich eine elektrische PotentialdifjFerenz zwischen den Anschlüssen, welche arbeitsmäßig mit Anode und Kathode verbunden sind. Zu der elektrochemischen Reaktion an der Anode zählt die Oxydation unter Bildung von Metallionen während des Entladens der Zelle. Zu der elektrochemischen Reaktion an der Kathode gehört die Umwandlung von Ionen, welche von der Anode zur Kathode wandern, in Atome öder Moleküle» Außerdem wird angenommen, daß das Halogen und/oder Interhalogen der Elektrolytlösung einer Reaktion bzw. Reaktionen mit dem nichtwässrigen Lösungsmittel unterliegt, was zur Bildung einer Verbindung bzw. eines Komplexes führt, der die beobachtete Zellenspannung bei offenem Stromkreis angibt.

Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle sei ferner durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

Beispiel 1

Es wird eine Testzelle gebaut mit einer Lithiumanode, einer Kohlenkathode und einem Elektrolyten, welcher Lithiumbromid in Selenoxychlorid aufgelöst aufweist. Insbesondere ist die Anode der Zelle eine Lithiumfolie mit einer Breite von etwa 1,4 cm, einer Länge von etwa 6,6 cm und einer Dicke von etwa o,o56 cm, welche einen Stromsammler aus Nickel besitzt, der ein an die Lithiumfolie kalt geschweißter, sich erstreckender Vorsprung bzw. Leiter ist. Die Kathode wird hergestellt durch Schaffung einer dünnen Kohleschicht mit einer Breite von etwa 1,5 cm, einer Länge von etwa 7,ο cm und einem Gewicht von etwa 173 Milligramm, und diese dünne Kohle-

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schicht wird auf ein dünnes, ausgedehntes Metallsieb aus rostfreiem Stahl aufgepresst, wobei das Metallsieb einen sich erstreckenden Leiter bzw. Vorsprung aufweist. Ein Separator in Form eines Blattes aus Celgardmaterial wird ebenfalls vorgesehen und zwischen die Anoden- und Kathodenschichten gebracht, wonach man die Anordnung bzw. Kombination aus Anode, Separator und Kathode zu einer zylindrischen Gestalt zusammenrollt und in eine Glasphiole mit einem Außendurchmesser von etwa 1,3 cm bringt, wobei die Leitungen des Anoden- und Kathodenstroms ammlers sich nach außen durch das offene Ende der Phiole hindurch erstrecken. Es wird eine Depolarisator-Elektrolyt-Lösung bereitet, welche Lithiumbromid in Selenoxychlorid aufgelöst aufweist, und zwar zur Schaffung einer o,1-m.Lösung eines Gesamtvolumens von 2,o ml. Die Lösung spritzt man in die Glasphiole ein und dann wird das offene Ende der Phiole mit einem mit Teflon bekleideten Stopfen in einer Weise abdichtend verschlossen, daß die abstehenden Anoden- und Kathodenleitungen zum elektrischen Anschluß von außen zugänglich verbleiben. Die Testzelle besitzt bei offenem Stromkreis eine Spannung von etwa 3,55 Volt und dann eine anfängliche Belastungsspannung von etwa 3,45 Volt, wenn man die Zelle bei Raumtemperatur unter einer konstanten Belastung von 3,3 Kiloohm entlädt.Nach einer Entlädungsdauer von 48 Stunden beträgt die Belastungsspannung etwa 3,4 Volt. Die Zelle verwirklicht eine Gesamtentladungskapazität von etwa 73 Milliamperestunden bis zu einer Grenzgpannung von 3,ο Volt.

Beispiel 2

Es wird eine Laboratoriumszelle gemäß der Erfindung gebaut mit einer Lithiumanode, einer Kohlekathode und

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einer ionisch leitfähigen Elektrolytlösung, welche ein Halogen in einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufgelöst aufweist. Insbesondere wird eine Li/LiBr, SeOGl₂ - Br₂/c Zelle konstruiert. Die Anode der Zelle ist eine Lithiumfolie mit einer Breite von etwa 1,4 cm, einer Länge von 6,6 cm und einer Dicke von etwa o, O.5-6 cm, wobei Stromsammler aus Nickel mit einem sich erstreckenden Leiter bzw. Vorsprung, an die Lithiumfolie kaltgeschweißt sind. Die Kathode wird hergestellt als dünne Kohlenstoffschicht mit einer Breite von etwa 1,5 cm, einer Länge von etwa 7,ο cm und einem ungefähren Gewicht von etwa 17ο bis etwa 19o Milligramm, wobei die Kohleschicht auf ein dünnes, ausgedehntes Metallsieb aus rostfreiem Stahl, welches einen sich erstreckenden Leiter bzw. Vorsprung besitzt, aufgepresst ist. Bin Separator in Form eines Blattes aus Celgard-Material, wird vorgesehen und zwischen die Ano'denschicht und Kathodenschicht gebracht, wonach man die Anordnung bzw. Kombination Anode/Separator/Kathode zu einer zylindrischen Gestalt mit einem Außendurchmesser von etwa 1,o cm und einer Höhe von etwa 2,ο cm zusammenrollt. Die sich ergebende Anordnung bringt man in eine Glasphiole oder einen anderen geeigneten Behälter angemessener Größe, wobei die Stromsammlerleitungön von Anode und Kathode sich durch das offene Ende des Behälters hindurch nach außen erstrecken. Die Depolarisator-ElektrolytlÖsung bereitet man in Form einer o,1-m Lösung von Lithiumbromid in einer Selenoxychlorid- und Bromlösuhg, wobei das Volumenverhältnis von Selenoxychlorid zu Brom 1:T beträgt und das Gesamtvolumen der Lösung 2,ο ml ist. Die Lösung .führt man in den Behälter ein durch Injizieren oder in anderer geeigneter Weise, und dann wird das offene Ende des Behälters abdichtend geschlossen durch einen mit Teflon umkleideten Stopfen oder durch einen anderen geeigneten

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Verschluß und zwar in einer Weise, daß die im Abstand voneinander befindlichen Anoden- und Kathodenleitungen für elektrischen Anschluß von außen zugänglich sind. Die Laboratoriumszelle besitzt bei offenem Stromkreis eine Spannung von etwa 3,8 Volt, und dann eine Anfangsbelastungsspannung von etwa 3,7 Volt, wenn die zelle bei Raumtemperatur unter einer konstanten Belastung von 3,3 Kiloohm entladen wird. Nach einer Entladungsdauer von 5ο Stunden be- ) trägt die Spannung bei Belastung etwa 3,6 Volt. Die

Zelle realisiert eine Gesamtentladungskapazität von etwa 94 Milliamperestunden bis zu einer Grenzspannung von 3,ο Volt.

Die Tabelle I zeigt Entladungstestdaten, welche von der gemäß Beispiel 1 gebauten Testzelle und von der erfindungsgemäßen in Beispiel 2 beschriebenen Laboratoriumszelle erhalten werden, wobei beide Zellen bei Raumtemperatur entladen werden unter einer konstanten Belastung von 3,3 Kiloohm, welche herbeigeführt wird durch einen Beiastungswiderstand dieser Größe, welcher mit den Anschlüssen der Zelle verbunden ist.

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Tabelle I

Ent ladungs daten für Zellen der Beispiele 1 und

Entlädedauer (Std.) Gemessene Spannung (Volt) unter

Belastung

Beispiel .1 Beispiel

4, ο 3,45

6,ο 3,42

ΐο,ο 3,4o

2o,o 3,65

24,o ■' . _: ■ 3,37

3o,ο 3,65

48,ο . 3,37

5o,o 3,62

55,ο 3,35

6o,o 3,55

64,o 3,25

/ 7o,o 3,5o

74,ο 2,6o

8o,p 1,80 3,38

9o,o 2,5o

95,o 2,15

1oo,o 2,o5

1o2,O 2,OO

Die Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Spannung unter Belastung als Funktion der Zeit und ferner veranschaulicht die Fig. 1 die Daten der Tabelle I_F wobei die Kurven 1 ο und 12 Auftragungen der Entladungsdaten für die Zellen der Beispiele 1 bzw. 2 sind. Es ist zu bemerken, daß über die gesamte Betriebslebensdauer hinweg, die Entladungsspannung der Zelle des Beispiels 2, höher ist als diejenige der Zelle des Beispiels 1.

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Beispiel 3

Es wird eine Testzelle aufgebaut mit einer Lithiumanode, einer Kohlenstoffkathode und einem Elektrolyten, welcher Lithiumaluminiumtetrachlorid in Thionylchlorid aufgelöst aufweist. Insbesondere ist die Anode der Zelle eine Lithiumfolie mit einer Breite von etwa 1,5 cm, einer Länge von etwa 7,ο cm und einer Dicke von etwa o,o56 cm, wobei ein Stromsammler aus Nickel an

/—\ die Lithiumfolie kaltgeschweißt ist und sich als Leitung bzw. Vorsprung von dieser erstreckt. Die Kathode wird hergestellt durch Bereitstellen einer Menge an Kohlenstoff eines Gewichtes von etwa o,25 Gramm, welcher Binder aus Teflonmaterial in einer Menge von etwa 5 Gew.%. enthält, und durch Ausbreiten des Kohlenstoffs auf ein ausgedehntes Gebilde aus Nickelmetall mit einer Breite von etwa 1,5 cm und einer Länge von etwa 7,0 cm, welches einen sich erstreckenden Leiter bzw. Vorsprung aufweist. Es wird ein Separator in Form eines Blattes aus nicht gewobenem Glasmaterial bereitgestellt und zwischen die Anodenschicht und Kathodenschicht gebracht. Die

* ' Anordnung bzw. Kombination aus Anode/Separator/Kathode windet man zu zylindrischer Gestalt auf und setzt sie in eine Glasphiole mit einem Außendurchmesser von 1,3 cm ein, wobei die Leitungen der Stromsammler von Anode und Kathode sich durch das offene Ende der Phiole hindurch nach außen erstrecken. Es wird eine Depolarisator-Elektrolytlösung bereitet, welche, Lithiumaluminiumtetrachlorid in Thionylchlorid aufgelöst aufweist, und zwar hat die Lösung eine Stärke von 1,0-m und ein Gesamtvolumen von 2,ο ml. Die Lösung spritzt man in die Glasphiole ein und dann wird das offene Ende der Phiole abdichtend geschlossen mit einem mit Teflon umkleideten Stopfen, und zwar

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in einer Weise, daß die im Abstand befindlichen Anodenünd Kathodenleitungen Für elektrischen Anschluß von außen zugänglich sind. Die Testzelle besitzt bei offenem Stromkreis eine Spannung -von 3,60 Volt und wird bei Raumtemperatur unter einer konstanten Belastungvon 182 Ohm entladen, wobei die mittlere Stromabzugsrate etwa 2o Milliampere beträgt. Während der Entladung besitzt die Zelle anfangs eine Spannung unter Belastung von etwa 3,4 Volt, und nach einer Entladungsdauer von 32 Stunden eine Spannung unter Belastung von etwa 3,3 Volt. Die Zelle realisiert eine gesamte Entladungskapazität von annähernd65o Milliamperestunden bis zu einer Grenzspannung von 3,ο Volt.

Beispiel 4

Es wird eine erfindungsgemäße Laboratoriumszelle gebaut mit einer Lithiumanode, einer Kohlenstoffkathode und einer ionisch leitfähigen Elektrolytlösung, welche Halogen in einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufgelöst aufweist. Insbesondere wird eine Li/LiAlCl-, SOCl_-Brp/C Zelle gebaut. Die Kombination aus Lithiumanode, Kohlenstoffkathode und Anode/Separator/Kathode wird in einer Weise gebaut, welche derjenigen von Beispiel 3 identisch ist. Die Depolarisator-Elektrolytlösung wird bereitet in Form einer 1,o-m Lösung von Lithiumaluminiumtetrachlorid in einer Lösung von Thionylchlorid und Brom, wobei 0,2 ml Brom und 1,8 Thionylchlorid vorliegen bei einem Gesamtvolumen von 2,ο ml der Lösung. Die Lösung wird in die Glasphiole eingespritzt, welche dann in einer Weise abgedichtet wird, welche derjenigen von Beispiel 3 ähnlich ist. Die Zelle besitzt bei offenem Stromkreis eine Spannung von 3,80 + 0,05 Volt und wird bei Raumtemperatur (25 + 3°C) unter einer konstanten Belastung von 182 Ohm entladen, wobei die mittlere Strom-

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abzugsrate etwa 2o Milliampere beträgt. Während der Entladung besitzt die Zelle eine anfängliche Spannung unter Belastung von etwa 3,8 Volt und nach einer Entladungsdauer von 32 Stunden eine Spannung unter Belastung von etwa 3,3 Volt. Die Zelle realisiert eine Gesamtentladungskapazität von annähernd 7oo Milliampere-Stunden bis zu einer Grenzspannung von 3,ο Volt.

Die Tabelle II zeigt Entladungstestdaten, welche von ^ der gemäß Beispiel 3 gebauten Testzelle und von der

s erfindungsgemäß gebauten Laboratoriumszelle des Beispiels 4 erhalten, werden, wobei beide Zellen bei Raumtemperatur unter einer konstanten Belastung von 182 Ohm entladen werden, wobei die Entladung über einen Belastungswxderstand dieser Größe erfolgt, welcher mit den Zellanschlüssen verbunden ist.

Tabelle II

Entladungsdaten für Zellen der Beispiele 3 und 4

Entladedauer (Std.) Gemessene Spannung (Volt) bei

Belastung

Beispiel 3 Beispiel 4

4,0

1O,O 14, o 18, ο 24, ο 32,ο 35,ο 36,ο 39,ο 4o,o

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3,37	3,75
3,35	3,7o
3,32	3,6o
3,3o	3,45
	3,42
3,3o	3,4o
3,25	3,32
3,12
	3,2o
1,85
1,25	2,oo

Die Fig, 2 ist eine graphische Darstellung der Belastungsspannung als Funktion der Zeit, und ferner veranschaulicht sie die Daten von Tabelle II, wobei die Kurven 14 und 16 Auftragungen der Entladungsdaten für die Zellen der Beispiele 3 bzw. 4 sind. Es sei bemerkt, daß während der gesamten Betriebslebensdauer die Entladungsspannung der Zelle des Beispiels 4 hoher ist als diejenige der Zelle des Beispiels 3. ·

; Beispiel 5

Es wird eine Laboratoriumszelle gemäß der Erfindung gebaut mit einer Lithiumanode, einer Kohlenstoffkathöde und einer ionisch leitfähigen elektrolytischen Lösung, welche ein Halogen in einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufgelöst aufweist. Insbesondere wird eine Li/LiAlCl^, SOGl₂,-Clg/C Zelle gebaut. Die Lithiumanode und Kohlekathode werden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 3 gebaut, wobei die Kathode dieses Beispiels ein Gewicht von etwa I80 bis etwa 2,00 Milligramm besitzt. Der Separator besteht aus Teflonmaterial, oder aber auch aus nicht gewobenem Glas, welches im Handel unter der Bezeichnung Dexiglas erhältlich ist. Die Kombination Anode/Separator/ Kathode wird zu zylindrischer Gestalt gerollt und in eine Glasphiole in einer Weise eingesetzt, welche der von Beispiel 3 identisch ist. Die Depolarisator-Elektrolyt-Lösung bereitet man in Form einer 1,o-m Lösung von Lithiumaluminiumtetrachlorid in Thionylchlorid, welches mit Chlor bei Raumtemperatur gesättigt ist, wobei das Gesamtvolumen der Lösung 2,o Milliliter beträgt. Die Lösung spritzt man in die Glasphiole ein, welche dann in der gleichen Weise abgedichtet wird wie in Beispiel 3. Die Zelle besitzt

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bei.offenem Stromkreis eine Spannung von etwa 4,0 Volt und wird bei Raumtemperatur unter einer konstanten Belastung von 182 Ohm entladen, wobei die Belastung geschaffen wird durch einen Belastungswiderstand dieser Größe, welcher mit den Zellenanschlüssen verbunden ist. Die aus der Zelle von Beispiel 5 erzielten Entladungstestdaten sind in Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III

Entladungsdaten für Zelle des Beispiels 5

Entladedauer (Std.) Gemessene Spannung (Volt)

bei Belastung

1,o 3,82

3,o * 3,77

4,o 3,25

17,o 3,o7

19,o 2,67

Die Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Belastungsspannung als Funktion der Zeit, wobei die Kurve 18 ferner die Entladungsdaten der Tabelle III veranschaulicht.

Beispiel 6

Es wird eine erfindungsgemäße Prototypzelle gebaut mit einer Lithiumanode, einer Kohlenstoffkathode und einer ionisch leitfähigen Elektrolytlösung, welche ein Halogen in einem nichtwässrigen Lösungsmittel aufgelöst aufweist. Insbesondere wird eine Li/LiAlCl., SOCl₂-Br₂/c Zelle etwa gemäß der Größenvorschrift ^MAA" gebaut. Insbesondere besitzt die 130009/0671

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Prototypzelle einen Außendurchmesser von 1,35 cm und eine Länge von 4,7o cm, wobei das Gehäuse aus rostfreiem Stahl 3o4 besteht, und die Zelle wird hermetisch abgedichtet unter Verwendung einer Glas-Metall-Dichtung, welche mit Laser auf das Gehäuse geschweißt wird. Die Anode ist ein Lithiumblech mit einer Breite von etwa 4,ο cm, einer Länge von etwa 5,6 cm und einem Gewicht von etwa 739 Milligramm, wobei ein Stromsammler aus Nickel an die Lithiumfolie kaltgeschweißt ist. Die Kathode ist ein Kohlenstoffblatt bzw. eine Kohlenstoff-.schicht" mit einer Breite von etwa 4,ο cm, einer Länge von etwa 6,ο cm und einem Gewicht von etwa 791 Milligramm, welche auf dünnes, ausgebreitetes Metallsieb aus rostfreiem Stahl aufgepresst ist. Die Kathode kann aber auch Kohlenstoff auf einem ausgebreiteten Nickelsieb sein. Es wird auch ein Separator in Form eines Blattes aus nicht gewobenem Glasmaterial vorgesehen und zwischen die Anodenschicht und Kathodenschicht gebracht, wonach man die Kombination Anode/Separator/Kathode zu einer zylindrischen Gestalt aufrollt in einer Weise, welche derjenigen der vorhergehenden Beispiele ähnlich ist, und dann bringt man sie in das Zellgehäuse der Größe ¹¹AA". Die Depolarisator-Elektrolyt-Lösung bereitet man in Form einer 1,o-m Lösung von Lithiumaluminiumtetrachlorid in einer Lösung von Thionylchlorid und Brom, wobei die Volumenmenge an Brom Io % beträgt und das Gesamtvolumen der Lösung etwa 4 ecm ist. Die Lösung wird in das Gehäuse eingeführt durch Einspritzen oder in anderer geeigneter Weise. Die Prototypzelle wird hermetisch abgedichtet durch Anschweißen der Glas-Metall-Abdichtung an das Zellgehäuse. Vor dem Abdichten werden in ge-

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eigneter Weise elektrische Verbindungen vom Zellengehäuse her hergestellt und die Enden zu den Zellenelektroden bzw. Stromsammlern innerhalb des Gehäuses isoliert. Die Prototypzelle besitzt eine Spannung bei offenem Stromkreis von etwa 3,8 Volt und eine Anfangsspannung bei Belastung von etwa 3,7 Volt, wenn sie bei Raumtemperatur unter einer konstanten Belastung von 68,1 Ohm mit einem mittleren Stromabzug von etwa 5o Milliampere entladen wird. Nach einer Entladungsdauer von 35 Stunden beträgt die Spannung bei Belastung etwa 3,3 Volt. Die Zelle realisiert eine gesamte Entladungskapazität von etwa 1,85 Amperestunden bis zu einer Grenzspannung von 3,ο Volt.

Beispiel 7

Es wird eine Testzelle aufgebaut mit einer Lithium- anode, einer Kohlenstoffkathode und einem Elektrolyten, welcher Lithiumaluminiumtetrachlorid in Thionylchlorid aufgelöst aufweist. Insbesondere sind Anode, Kathode und Separator ähnlich dem Beispiel 6, wobei die Anode eine Breite von etwa 4,ο cm, eine Länge von etwa 6,ο cm und ein Gewicht von etwa 728 Milligramm besitzt, und wobei die Kathode eine Breite von etwa 4,ο cm, eine Länge von etwa 6,ο cm und ein Gewicht von etwa 817 Milligramm aufweist. Die Kombination von Anode/ Separator/Kathode, wird aufgewickelt und in ein Gehäuse der Größe "AA" in ähnlicher Weise eingesetzt wie in Beispiel 6. Es wird eine Depolarisator-Elektrolyt-Lösung bereitet, welche Lithiumaluminiumtetrachlorid aufgelöst in Thionylchlorid aufweist zur Schaffung einer 1,o-m Lösung eines Volumens von etwa 4 ecm. Die Lösung wird in das Gehäuse eingespritzt oder in anderer Weise eingeführt, wonach das Gehäuse abdichtend verschlossen wird und zwar werden sämtliche Schritte in

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einer dem Beispiel 6 ähnlichen Weise durchgeführt. Die Testzelle besitzt eine Spannung bei offenem Stromkreis von etwa 3,6 Volt und eine anfängliche Spannung bei Belastung von etwa 3,4 Volt, wenn man sie bei Raumtemperatur unter einer konstanten Belastung von 75 Ohm mit einem mittleren Stromabzug von etwa 45 Milliampere entlädt. Nach einer Entladungsdauer von 35 Stunden beträgt die Spannung bei Belastung etwa 3,2 Volt. Die Zelle realisiert eine gesamte Entladungskapazität von etwa 1,69 Amperestunden bis zu einer Grenzspannung von 3,ο Volt.

Die Tabelle IV zeigt die Entladungstestdaten, welche von der nach Beispiel 6 gebauten Prototypzelle und von der nach Beispiel 7 "gebauten Testzelle erhalten werden. . . "

: Tabelle IV

Entladedaten für Zellen der Beispiele 6 und 7

Entladedauer (Std.) Gemessene Spannung bei Be-

.-.-;._.■'-■·, lastung (Volt)

Beispiel 6 Beispiel 7

3O,O 35,O 36,0

3,67	3,37
	3,35
3,5o
	3,3o
3,47	3,25
3,25
3.1.0	3,2o

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Die Fig. 4 ist eine graphische Darstellung der Spannung bei Belastung als Funktion der Zeit, und sie veranschaulicht Ferner die Daten der Tabelle IV, vo die Kurven 2o und 22 Auftragungen der Entladungsdaten Für die Zellen der Beispiele 6 bzw. 7 sind. Es sei bemerkt, daß während im wesentlichen der gesamten Betriebslebensdauer die Entladungsspannung der Prototypzelle von Beispiel 6 höher ist als diejenige der Testzelle von Beispiel 7.

Die Fig. 5 bis 8 veranschaulichen zusätzliche Tests, welche mit der Prototypzelle Li/Br₂+S0Cl₂ ^MAA^W des Beispiels 6 durchgeführt wurden. Insbesondere zeigt die Fig. 5 die Entladungseigenschaften der Prototypzelle Li/Br_+SOCl_ "AA" bei Raumtemperatur (25+3°C), wobei die Kurven 24, 26, 28 und 3o Auftragungen der Entladungsdaten bei konstanten Belastungen mit 332 Ohm, 182 Ohm, 75 Ohm bzw. 33 Ohm sind. Wie in allen vorhergehenden Beispielen werden die Belastungen hervorgerufen durch einen Belastungswiderstand des angegebenen Wertes, welcher mit den Anschlußpolen der Zelle verbunden ist. Wie erwartet, findet man, daß die realisierbare Kapazität der Zelle eine Funktion der Entladungsrate ist. Eine Kapazität von mehr als 2,1 Amperestunden wird realisiert bis zu einer Grenzspannung von 2,ο Volt bei einer durchschnittlichen Rate unterhalb 2o Milliampere bei einer Belastung von 182 Ohm. Man findet jedoch, daß die realisierte Kapazität viel geringer ist bei höheren Stromabzugsraten, d.h. 1,6 Amperestunden bei einer Belastung von 75 Ohm, und etwa 1,3 Amperestunden bei einer Belastung von 33 Ohm. Auf der Grundlage der mittleren Spannung bei Belastung und der realisierten Kapazität folgt, daß die Prototypzelle ¹¹AA" Li/Brp+SOClp eine praktische volumetrische

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Energiedichte besitzt, welche im Bereich zwischen ■o,7 und 1,1 Wattstunden je ecm in der Entladungsrate zwischen Io und 100 Milliampere liegt.

Die Energiedichte bei einer geringeren Entladungsrate würde viel höher sein, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Insbesondere veranschaulicht die Fig. 6 die zusätzliche Kapazität der Li/Br₂+S0Cl₂ "AA" Prototypzellen bei niedriger Entladungsrate, wenn die Zellen bis zu einer Grenzspannung von 2 Volt bei einer Entladungsrate zwischen 1o und 2ο Milliampere entladen worden sind. In Fig. 6 veranschaulicht die Kurve 32 die Entladungsdaten für eine Zelle unter einer Belastung von 182 Ohm bis zu einer Grenzspannung von 2,ο Volt bei einer Lieferung von 2,1 Amperestunden, und die Kurve 34 veranschaulicht die Entladungsdaten für eine Zelle unter einer Belastung von 332 Ohm bis zu einer Grenzspannung von 2,0 Volt, wobei 2,1 Amperestunden geliefert wurden. Nach Erreichung der Grenzspannung werden beide Zellen unter einer Belastung von 14ο Kiloohm entladen. Wie in Fig. 6 veranschaulicht, zeigen Test-"zellen, welche unter Belastungen von 182 Ohm bzw. 332 Ohm bis zur Grenzspannung von 2,ο Volt entladen wurden, fortgesetzt eine Zellenspannung von 3,4 Volt unter einer Belastung von I4o Kiloohm.

Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen Entladedaten von den Prototypzellen des gleichen Beispiels, welche bei hohen Temperaturen bzw. niedrigen Temperaturen entladen wurden. Insbesondere zeigt Fig.7 die Entladungseigenschaften der Li/Br₂+S0Clp ^MAAⁿ-Prototypzellen bei 6o+3°C. Die Kurven 36, 38, 4o, 42 und 44, sind Auftragungen der Entladungsdaten unter Beiastungswiderständen von 705 Ohm, 341 Ohm, 182 Ohm

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s υ -

75 Ohm bzw. 5o Ohm. Es wurde gefunden, daß bei 60⁰C die realisierte Kapazität etwas geringer ist als bei Raumtemperatur unter ähnlicher Belastung. Die Pig. 8 veranschaulicht Entladungseigenschaften der Li/Br_o+S0Cl_o "AA»-Prototypzellen bei -4o + 3°C. Insbesondere sind die Kurven 48, 5o, 52, 54 und 56 in Fig. 8 Auftragungen der Entladungsdaten unter Belastungswiderständen von 681 Ohm, 332 Ohm, 182 Ohm, 75 Ohm bzw. 33 Ohm. Es wurde gefunden, daß sowohl die niedrige Spannung als auch die realisierte Kapazität bei -4o°C beträchtlich geringer sind. Ferner wurde eine Spannungsverzögerung zu Beginn des Entladungstests bei -4o°C klar festgestellt, insbesondere bei hohen Strömen. Nichts desto weniger wird eine praktische volumetrische Energiedichte von 0,6 Wattstunden je ecm bei etwa 1o Milliampere bei -4o°C realisiert.

Beispiel 8

Es wird eine LiAiAlCl₄, SOCl₂, - Cl₂ Zelle des Typs gebaut, wie er in Beispiel 5 beschrieben ist, und zwar annähernd der Abmessungsvorschriften "AA? wie in Beispiel 6 dargelegt. Die Prototypzelle besitzt bei offenem Stromkreis eine Spannung von etwa 3,9 Volt und die Zelle realisiert eine Gesämtentladungskapazität von annähernd 2,ο Amperestunden bei einer Entladung bei 2o Ohm bei Raumtemperatur bis zu einer Grenzspannung von 2,ο Volt.

Beispiel 9

Es wird eine LiAiAlCl₄₁. SOCl₂ - BrCl Zelle konstruiert und zwar annähernd mit der Größenvorschrift ^ΜΑΑ^Μ, wie sie in Beispiel 6 beschrieben ist. Die Prototypzelle besitzt bei offenem Strom-

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1 A

kreis eine Spannung von etwa 3,9 Volt und die Zelle realisiert eine Gesamtentladungskapazität von an?- nähernd 2,1 Amperestunden bei einer Entladung unter Belastung von 182 Ohm bei Raumtemperatur und bis zu einer Grenzspannung von 2,ο Volt. In Fig. 9 ist die Kurve 58 eine Auftragung der Zellenspannung gegen die Kapazität und veranschaulicht die Entladungseigenschaften der Zelle unter einer Belastung von 182 Ohm.

Es ist somit ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung die beabsichtigten Ziele erreicht. Die Erfindung ist nicht, auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsformen speziell abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben.

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L e e r s e ι τ

Claims

Patentansprüche

1ί Elektrochemische Zelle, mit einer Anode eines
^w' Metalls oberhalb Wasserstoff in der elektrochemischen Spannungsreihe, wobei das Metall unter Bildung von Metallionen in dieser Zelle bei Entladung elektrochemisch oxydierbar ist zur Erzeugung eines Elektronenstromes in einem äußeren elektrischen
- Stromkreis, welcher an die Zelle angeschlossen ist; und mit einer Kathode aus elektronisch leitfähigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß eine ionisch leitfähige elektrolytische Lösung mit der Anode
und der Kathode in arbeitsmäßigem Zusammenhang ¹^

steht, wobei die Elektrolytlösung im wesentlichen aus einer ersten Komponenten besteht, welche unter φ

Halogenen, internalogenen und deren Gemischen ausgewählt ist, aufgelöst in einer
zweiten Komponenten in der Form eines nichtwässrigen Lösungsmittels oder eines Gemisches nichtwässriger Lösungsmittel, wobei die erste Komponente als löslicher Depolarisator und als Co-Lösungsmittel in
der Zelle dient.
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode ein Metall aufweist, welches unter den
Alkalimetallen und/oder Erdalkalimetallen ausgewählt

; ist.
3. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenmaterial elektroaktiv ist.
4. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das Kathodenmaterial Kohlenstoff enthält.
5. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das nichtwässrige Lösungsmittel als löslicher Depo- *$pj

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larisator und als Co-Lösungsmittel in der Zelle dient.
6. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtwässrige Lösungsmittel ein organisches Lösungsmittel ist, welches gegenüber dem Material der Anode und der Kathode im wesentlichen inert ist.
7. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtwässrige Lösungsmittel ein anorga-

■ nisches Lösungsmittel ist, welches sowohl als Lösungsmittel als auch als Depolarisator in der Zelle dient.
8. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelgemisch organische Lösungsmittel aufweist bzw. daraus besteht.
9. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelgemisch anorganische Lösungsmittel aufweist bzw. daraus besteht.
10. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelgemisch sowohl organische als auch anorganische Lösungsmittel aufweist.
11. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Metallsalz aufweist, welches in der Elektrolytlösung zur Steigerung von dessen ionischer Leitfähigkeit aufgelöst ist.
12. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht und die elektrolytische Lösung Brom aufweist, welches in Selenoxychlorid aufgelöst ist.

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13. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht und daß die Elektrolytlösung Chlor aufweist, welches in Selenoxychlorid aufgelöst ist.
14. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus be-

" steht, und die Elektrolytlösung Bromchlorid aufweist, welches in Selenoxychlorid aufgelöst ist.
15. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht und die Elektrolytlösung ein Gemisch aus Chlor und Brom aufweist, welches in Selenoxychlorid aufgelöst ist.
16. Zelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Lithiumbromid in der Lösung von Brom und Selenoxychlorid aufgelöst ist.
17. Zelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

; daß ferner Lithiumbromid in der Lösung von Chlor und Selenoxychlorid aufgelöst ist.
18. Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Lithiumbromid in der Lösung von Bromchlorid in Selenoxychlorid- aufgelöst ist.
19. Zelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß, ferner Lithiumbromid in der Lösung von Chlor und Brom in Selenoxychlorid aufgelöst ist.
20. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus Lithium besteht bzw. solches enthält

"" . . und die Elektrolytlösung Brom aufweist, welches in Thionylchlorid aufgelöst ist.

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21. Zelle nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß ferner -Lithiumaluminiumtetrachlorid in der Lösung von Brom und Thionylchlorid aufgelöst ist.
22. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht, und die Elektrolytlösung Chlor aufweist, welches in Thionylchlorid aufgelöst ist.
23. Zelle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Lithiumaluminiumtetrachlorid in der Lösung von Chlor und Thionylchlorid aufgelöst ist.
24. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus Lithium besteht bzw. solches enthält und die Elektrolytlösung Bromchlorid aufweist, welches in Thionylchlorid aufgelöst ist.
25. Zelle nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Lithiumaluminiumtetrachlorid in der Lösung von Bromchlorid und Thionylchlorid aufgelöst ist.
26. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht, und die Elektrolytlösung ein Gemisch von Chlor und Brom in Thionylchlorid aufgelöst aufweist.
27. Zelle nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ferner Lithiumaluminiumtetrachlorid in der Lösung von Chlor und Brom in Thionylchlorid aufgelöst ist.

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28. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht, und die Elektrolytlösung Chlor aufweist, welches in Sulfurylchlorid aufgelöst ist.
29. Zelle nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht, und die Elektrolytlösung Brom aufweist, welches in Sulfurylchlorid aufgelöst ist.
30. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht, und "die Elektrolytlösung Bromchlorid aufweist, welches in Sulfurylchlorid aufgelöst ist. ;
31.ZeIIe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode Lithium aufweist bzw. daraus besteht, und daß die Elektrolytlösung ein Gemisch von Brom und Chlor aufweist, welches in Sulfurylchlorid aufgelöst ist,
32. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Lithiumanode, eine Kohlekathode und eine Lösung von Lithiumaluminiumtetrachlorid in einem Gemisch von Thionylchlorid und Brom, welches als Depolarisator und Elektrolyt dieser Zelle dient.
33* Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Lithiumanode, eine Kohlekathode und eine Lösung von Lithiumaluminiumtetrachlorid in einem Gemisch von Thionylchlorid und Bromchlorid, welches als Depolarisator und Elektrolyt dieser Zelle dient.

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34· Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anode, ausgewählt unter Alkalimetallen, Erdalkalimetallen und intermetallischen Verbindungen mit Alkalimetallen und Erdalkalimetallen; eine Kathode aus elektronisch leitfähigem Material; und eine ionisch leitfähige elektrolytische Lösung, welche arbeitsmäßig mit der Anode und der Kathode in Verbindung steht; wobei die elektrolytische Lösung im wesentlichen besteht aus einer ersten Komponenten, welche unter Halogenen, Interhalogenen und deren Gemischen ausgewählt ist, aufgelöst in einer zweiten Komponenten in der Form eines nichtwässrigen Lösungsmittels, welches ausgewählt wurde unter organischen Lösungsmitteln, die gegen die Materialien der Anode und der Kathode im wesentlichen inert sind, anorganischen Lösungsmitteln, welche sowohl als Lösungsmittel als auch als Depolarisator in der Zelle dienen können, und deren Gemischen, wobei die erste Komponente als löslicher Depolarisator und als Co-Lösungsmittel in der Zelle dient.
35. Zelle nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Metallsalz in der Elektrolytlösung aufgelöst aufweist, um die ionische Leitfähigkeit der Elektrolytlösung zu steigern.
36. Zelle nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall dieses Salzes Lithium aufweist.

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