Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Oxyhalide als
Lösungsmittel für den Elektrolyten und aktive
Kathodenmatenahen verwendende und Alkalimetalle als aktive
Anodenmatenahen verwendende, nicht-wässrige, anorganische
Elektrolytzelle. Im besonderen bezieht sich die Erfindung darauf, einen
nicht-wässrigen, anorganischen Elektrolyten vorzusehen, der
durch Laden bei einer Spannung von bis zu 5 V, die bei
Fehlbedienungen oder Unfällen verursacht wird, nicht beeinflußt
wird und eine gute Entladeleistung zeigt.
Beschreibung des Standes der Technik
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In jüngster Zeit haben Oxyhalide, wie etwa Thionylchlorid und
dergleichen als Lösungsmittel für Elektrolyte und aktive
Kathodenmaterialien verwendende und Alkalimetalle als aktive
Anodenmaterialien verwendende, nicht-wässrige, anorganische
Elektrolytzellen verstärkte Aufmerksamkeit erfahren, weil sie
eine Entladungsspannung von mindestens 3 V, eine höhere
Energiedichte und hervorragende Eigenschaften bei niedrigeren
Temperaturen im Vergleich zu anderen nicht-wässrigen
Elektrolytzellen aufweisen.
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer typischen
nichtwässrigen, anorganischen Elektrolytzelle, die ein Oxyhalid
als Lösungsmittel für den Elektrolyten und ein aktives
Kathodenmaterial verwendet. In der Figur ist die Bezugsziffer 1
eine Lithiumanode, 2 ein Scheider aus nicht-gewebtem
Glasfasertextil, und 3 ist eine poröse Kohlenstoffkathode, etwa aus
künstlichem Graphit oder Ruß. 4 ist ein Kathodenkollektor,
und 5 ist ein aus Edelstahl hergestellter Zellenbehälter, der
auch als Anodenkollektor wirkt. 6 ist eine aus Edelstahl
hergestellte Versiegelungsplatte, deren Rand auf die Öffnung des
Zellenbehälters 5 geschweißt ist. In dem Mittenloch der
Versiegelungsplatte 6 ist eine Glasversiegelung 7 gebildet,
durch die ein Metallrohr 9 geführt und damit verschweißt
worden ist. Nach Injektion eines Elektrolyts durch das
Metallrohr 9 wird durch das Rohr ein Kathodenkollektor 4 durch das
Rohr in die poröse Kathode 3 entlang seiner Mittenachse
eingeführt. Der Kathodenkollektor 4 und das Metallrohr 9 sind
miteinander verschweißt, um das Innere der Zelle zu
versiegeln. Ein Beispiel für in diesem Zellentyp zu verwendende
Elektrolyte ist z.B. eine Mischung aus Thionylchlorid mit 1,5
mol/l darin gelöstem LiAlCl&sub4;, wobei das Thionylchlorid
gleichzeitig als aktives Kathodenmaterial wirkt. 10 ist ein
aus den gleichen Materialien wie die des Scheiders
aufgebautes oberes Abstandselement, und 8 ist ein Zwischenraum in der
Zelle, in dem freies Thionylchlorid anwesend ist. 12 ist ein
Bodenabstandselement.
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In der obigen Struktur hätte der Scheider 2 eine
unzureichende mechanische Festigkeit, wenn er ausschließlich aus
Glasfasern hergestellt wäre. Daher sollte ein Binder, etwa
Polyvinylalkohole, Polyvinylacetate, Polyvinylchloride,
Acrylharze oder andere synthetische Harze, in Zusammenhang damit
verwendet werden, wie offenbart in der Japanischen Patent-
KOKAI (Offenlegungsschrift) Nrn. Sho 59-14260 und 61-21645.
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Der Gehalt des Binders sollte eine Minimalmenge sein, die
ausreicht, dem Scheider eine mechanische Festigkeit zu
verleihen. Wenn der Gehalt zu hoch ist, wird eine gleichmäßige
Verteilung des Elektrolyts verhindert, der elektrische
Widerstand des Scheiders erhöht, und eine Reaktion des Binders mit
Oxyhaliden während der Lagerung verursacht, so daß sich
Wasserstoffchlorid und dergleichen entwickeln, was zu einem
Anstieg des Druckes innerhalb der Zelle und einer
Verschlechterung ihrer Entladeleistung führt, wie im Stand der Technik
berichtet. In dieser Hinsicht beschreibt z.B. die japanische
Patent-KOKAI (Offenlegungsschrift) Nr. Sho 59-14260 die
Verwendung eines Scheiders mit einem Glasgehalt von 85 bis 95
Gew.-%, und die japanische Patent-KOKAI (Offenlegungsschrift)
Nr. Sho 62-254357 beschreibt die Verwendung eines Scheiders
ohne Binder.
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In der obigen Struktur ist das Thionylchlorid mit LiAlCl&sub4;
anwesend in der porösen Kathode 3, in dem Scheider 2 und dem
Abstandselement 10, die hiermit getränkt sind, und ferner auf
dem Abstandselement als freigesetztes Thionylchlorid 11. Das
Thionylchlorid, mit dem die poröse Kathode 3 getränkt ist,
wird bei der Entladung verbraucht, so daß das in anderen
Teilen anwesende Thionylchlorid zu der porösen Kathode 3
verbracht werden muß, um eine kontinuierliche Entladung zu
erlauben. Darüber hinaus wirkt das LiAlCl&sub4; enthaltende
Thionylchlorid als Elektrolyt. Daher hat die Geschwindigkeit der
Migration des LiAlCl&sub4; enthaltenden Thionylchlorids in dem
Scheider und dem Abstandselement einen großen Einfluß auf die
Entladekapazität und die Eigenschaften der Zelle unter hoher
Last.
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Es ist eine ausführliche Untersuchung der Beziehung zwischen
dem Scheider oder dem Abstandselement und den
Entladeeigenschaften und der Haltbarkeit durchgeführt worden, wie oben
beschrieben.
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Andererseits ist das in dem oben erwähnten Aufbau verwendete
flüssige Thionylchlorid stark flüchtig und korrosiv, und
ferner gesundheitsschädlich. Aus diesem Grund sind die Zellen
durch Schweißen mit einem Laserstrahl versiegelt worden.
Andererseits ist es jedoch diese vollständige Versiegelung, die
die Gefahr eines Zerplatzens oder einer Explosion der Zellen
während Fehlbedienungen, etwa beim Aufladen, und einem
Kurzschluß nach sich zieht. Dieser Zellentyp ist bei
Speichersicherungsschaltungen (memory backup circuits) weit verbreitet
verwendet worden, wobei er parallel zu einer 5
V-Leistungsversorgung mit einer dazwischen in Serie geschalteten Diode
zum Zwecke des Verhinderns der Aufladung verschaltet ist.
Dennoch bestand eine starke Explosionsgefahr, wenn die Diode
aus irgendeinem möglichen Grund ausgefallen ist.
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Als Maßnahme zur Absicherung gegen eine Aufladung bezüglich
des Scheiders oder des Abstandselements macht die oben
erwähnte japanische Patent-KOKAI (Offenlegungsschrift) Nr. Sho
59-14260 Glasfasern mit einem bestimmten Durchmesser und
einer bestimmten Länge und einem bestimmten Glasgehalt
notwendig. Bezüglich des Scheiders mit einem Glasgehalt in einem
niedrigeren Bereich ist jedoch bisher von den Fachleuten,
einschließlich den Erfindern der vorliegenden Erfindung,
keine Untersuchung bezüglich der Sicherheit gegen Aufladung im
einzelnen durchgeführt worden.
Bezüglich der Migrationsgeschwindigkeit des Thionylchlorids
in dem Scheider und dem Abstandselement haben wir bereits als
Verbesserung der Entladeeigenschaften der aufrecht stehenden
Zellen vorgeschlagen, daß der Scheider teilweise in den
Zwischenraum hineinstehen sollte, um den Elektrolyten darin zu
berühren und daß ein Scheider mit einer
Wasseraufnahmefähigkeit (water absorbance) von 20 mm/10 min, gemessen
entsprechend dem JIS-Standard 2111, verwendet werden sollte. Als
Resultat der später durchgeführten Untersuchungen ist
herausgefunden worden, daß nicht notwendigerweise eine Beziehung
zwischen der Wasseraufnahmefähigkeit und der
Thionylchloridaufnahmefähigkeit (absorbance) besteht und daß eine
unbeschränkt höhere Aufnahmefähigkeit solche Probleme wie oben
beschrieben verursacht.
Zusammenfassende Beschreibung der Erfindung
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Um die Sicherheit gegen Aufladung auf 5 V wegen
Fehlbedienungen und Unfällen sicherzustellen und um eine nicht-wässrige,
anorganische Elektrolytzelle mit einer höheren
Entladekapazität und einer besseren Haltbarkeit zur Verfügung zu stellen,
sind Untersuchungen sowohl bezüglich der
Materialeigenschaften als auch der physikalischen Eigenschaften des Scheiders
und des Abstandselementes durchgeführt worden. Im Ergebnis
betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines
Scheiders oder eines Abstandselements mit nicht weniger als
50 Gew.-%, jedoch weniger als 85 Gew.-%, Glas, wobei der Rest
ein synthetisches Harz ist, und zwar auf der Basis des
Gesamtgewichts des Scheiders oder des Abstandselements.
Bezüglich(der physikalischeneigenschaften ist zumindest der
Scheider oder das Abstandselement mit einem Material mit
einer Aufnahmefähigkeit (absorbance) von nicht weniger als 7,0
mm/10 min, jedoch nicht mehr als 20,0 mm/10 min, gemessen
entsprechend der in dem JIS-Standard C 2111 definierten
Aufnahmefähigkeitsbestimmungsprozedur, hergestellt, und zwar mit
der Ausnahme, daß Wasser durch ein Oxyhalid ersetzt worden
ist.
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Bezüglich der Bestimmungsprozedur stellt der JIS-Standard
C 2111 fest: "Drei Proben mit Abmessungen von ungefähr 15 x
200 mm werden von einem Blatt entlang seiner Längsrichtung
und einer Querrichtung abgeschnitten, sie werden getrennt
vertikal aufgehängt, wobei das untere Ende in destilliertes
Wasser oder Ionenaustauschwasser bei einer Temperatur von 20
± 5ºC in eine Tiefe von 3 mm eingetaucht wird. Nach 10 min
wird die Höhe des am meisten fortgeschrittenen Pegels des
absorbierten Wassers bei jeder der Proben von der Oberfläche
des Wassers aus bestimmt als Aufnahmefähigkeit (absorbance)
ausgedrückt in mm, um einen Mittelwert der drei zu erhalten".
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Die Gründe, warum die beiden mit der vorliegenden Erfindung
ergriffenen Maßnahmen wirkungsvoll sind, sind bisher nicht
vollständig bekannt. Man kann bezüglich des Materialaspekts
jedoch annehmen, daß, wenn der Scheider eine größere Menge
von synthetischem Harz enthält, das synthetische Harz oder
ein Reaktionsprodukt des synthetischen Harzes und des
Oxyhalids wegen der Temperaturerhöhung beim Aufladen schmelzen, so
daß die Flüssigkeitsdurchlässigkeit des Scheiders selbst
vermindert wird und die Strömung des durch die Anode und die
poröse Kathode passierenden Elektrolyts blockiert wird.
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Wenn die Temperatur den Schmelzpunkt des aktiven
Anodenmaterials bzw. der Alkalimetalle erreicht, treten die
geschmolzenen
Alkalimetalle durch den Scheider, um die poröse Kathode
zu erreichen, wo die aktiven Kathoden- und Anodenmaterialien
im hochreaktiven Flüssigzustand zur gegenseitigen Reaktion
gebracht werden, wodurch die Temperatur in schlimmster Weise
aus der Kontrolle gerät. Es ist daher erwünscht, daß in dem
Scheider ein solches synthetisches Harz enthalten ist, das
dazu in der Lage ist, sicher zu schmelzen, bevor die
Temperatur innerhalb der Zelle wegen eines Temperaturanstiegs beim
Aufladen einen solchen Pegel erreicht. Wenn jedoch der Gehalt
des synthetischen Harzes zu groß ist, kommt es zu einer
allmählichen Reaktion zwischen dem synthetischen Harz und einem
Oxyhalid während einer ausgedehnten Lagerungszeitspanne, was
eine Verminderung der Entladekapazität verursachen kann.
Daher ist es erforderlich, die obere und die untere Grenze des
Glasgehalts zu bestimmen.
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Bezüglich der physikalischen Eigenschaften kann die folgende
Betrachtung angestellt werden. Man glaubt beispielsweise, daß
die Thionylchlorid-/Lithiumzelle bezüglich der
Widerstandsfähigkeit gegen Aufladung sicher ist, weil die Aufladung
Chlorglas und SOCl&spplus; an der Kathode und Lithium an der Anode
erzeugt und dann das Chlorgas und das Lithium miteinander
unter Erzeugung von LiCl reagieren, das weiter mit SOCl&spplus;
reagiert, was zu Thionylchlorid und Lithiumionen zurückführt,
die ursprünglich vorlagen. Wenn der Scheider jedoch aus einem
Material mit einer Thionylchloridaufnahmefähigkeit über 20,0
mm/10 min hergestellt ist, kann die Zufuhrrate des
Thionylchlorids zu der porösen Kathode so groß sein, daß die
Chlorgaserzeugungsrate höher als die der oben erwähnten
Rückkehrreaktioh wird, wodurch ein Zerplatzen der Zelle verursacht
wird. Wenn umgekehrt der Scheider aus einem Material mit
einer Thionylchloridaufnahmefähigkeit von nicht mehr als 20,0
mm/10 min hergestellt ist, kann die Zufuhrrate des
Thionylchlorids zu der porösen Kathode niedriger als die der
Chlorgaserzeugung sein, was die Flüssigkeit in der porösen Kathode
verarmen kann, um den elektrischen Stromfluß zu blockieren,
während die oben erwähnte Rückkehrreaktion fortschreitet,
wodurch die Sicherheit der Zelle gewährleistet ist.
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Die obige Betrachtung bezüglich der Sicherheit gegenüber
Aufladen kann nicht nur auf den Scheider, sondern auch auf das
Abstandselement angewendet werden, das sich bezüglich des
Materialaspekts unterscheidet. Es ist natürlich bevorzugt, daß
sowohl der Scheider als auch das Abstandselement aus dem
Material hergestellt sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Struktur einer
typischen nicht-wässrigen Elektrolytzelle,
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Fig. 2 zeigt Kurven der Entladespannung unter einer 300 Ω
Last als Funktion der Entladeaufrechterhaltungszeit
für die Zellen der Beispiele A und B nach der
vorliegenden Erfindung und die der Vergleichsbeispiele a und
b, und zwar bei einer Anfangszeit und nach
Aufbewahrung bei 60ºC für 100 Tage, und
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Fig. 3 zeigt Kurven der Entladespannung unter einer 120 Ω
Last als Funktion der Entladeaufrechterhaltungszeit
für die Zellen der Beispiele C bis F nach der
vorliegenden Erfindung und die der Vergleichsbeispiele c und
d.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen
erklärt.
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Diese Zelle weist einen ähnlichen Grundaufbau wie der in Fig.
1 gezeigte auf. Die folgende Erklärung bezieht sich auf eine
tatsächliche Zelle mit einer Größe AA (50,0 mm Höhe, 14,5 mm
Durchmesser). Eine Anode 1 aus Lithium von 0,8 mm Dicke x 37
mm Höhe x 37 mm Breite ist unter Druck an der Innenwand eines
Zellenbehälters 5 befestigt. Eine poröse Kathode 3 ist aus
einer Mischung mit Acetylenruß mit Polytetrafluorethylen
(PTFE) als Binder in einer Menge von 10 Gew.-% auf der Basis
des Gesamtgewichtes des gebildeten Körpers gebildet und weist
eine Porosität von ungefähr 80% und Außenabmessungen von 30
mm Höhe und 10 mm Durchmesser auf. Die Öffnung des
Zellenbehälters 5 aus Edelstahl weist eine in Kontakt mit an seiner
Innenwand angeordnete Versiegelungsplatte 6 auf, wobei durch
ein Mittenloch dieser Platte hindurch ein Metallrohr 9 aus
Edelstahl befestigt ist, wobei in dem Zwischenraum zwischen
der Platte und dem Rohr eine Glasversiegelung 7 eingefüllt
ist. Die Ränder der Öffnung des Zellenbehälters 5 und der
Versiegelungsplatte 6 sind durch Bestrahlung mit einem
Laserstrahl miteinander verschweißt. 4 cm³ Thionylchlorid mit 1,5
mol/l LiAlCl&sub4;, das sowohl als Elektrolyt als auch als aktives
Kathodenmaterial wirkt, sind durch das Metallrohr 9 in das
Innere injiziert. Der Kathodenkollektor 4 wirkt sowohl als
Kathodenkollektor als auch als Stöpsel. Der obere Abschnitt
des Metallrohres 9 ist durch Bestrahlung mit einem
Laserstrahlmit dem des Kathodenkollektors 4 verschweißt. Der
zwischen
der Anode 1 und der porösen Kathode 3 angeordnete
Scheider 2, das auf der porösen Kathode angeordnete obere
Abstandselement 10 und das unter der porösen Kathode
angeordnete Bodenabstandselement 12 sind sämtlich aus nicht-gewebten
Textilien auf Glasfaserbasis aufgebaut.
Beispiel 1
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Der Scheider 2 hat einen Glasgehalt von 50 Gew.-% im Beispiel
A und 84 Gew.-% im Beispiel B.
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Zusätzlich wurden zur gleichen Zeit als Vergleichsbeispiele
identische Zellen hergestellt, außer daß der Scheider einen
Glasgehalt von 45 Gew.-% im Vergleichsbeispiel a und 90 Gew.-
% im Vergleichsbeispiel b aufwies.
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In den Beispielen A und B und den Vergleichsbeispielen a und
b waren die in den Scheidern enthaltenen Binder
zusammengesetzt aus einem Polyester und einem Acrylharz in einem
Zusammensetzungsverhältnis von Polyester/Acrylharz von 4:3. Das
meiste der Acrylharze schmolz bei einer Temperatur von 150
bis 160ºC oder niedriger, während Lithium einen Schmelzpunkt
von 186ºC hat. Es kann daher angenommen werden, daß die
Acrylharze schmelzen, bevor Lithium schmilzt, um ein
Verstopfen der flüssigkeitsdurchlässigen Poren des Scheiders zu
bewirken.
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Es wurden für jeden Fall 20 Zellen entsprechend den
Beispielen A und B und den Vergleichsbeispielen a und b hergestellt,
von denen 10 bezüglich der Sicherheit bei 5V- Aufladung
getestet wurden und 5 bezüglich der kontinuierlichen Entladung
bei einer konstanten 300 Ω-Last nach Aufbewahrung bei 60ºC
für 100 Tage getestet wurden.
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Der Test bezüglich der Sicherheit gegenüber der Aufladung bei
5V lieferte die folgenden Resultate:
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Anteil der geplatzten oder explodierten Zellen (%):
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Beispiel A 0 Vergleichsbeispiel 0
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Beispiel B 0 Vergleichsbeispiel 80
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In Fig. 2 sind repräsentative Resultate des Tests bezüglich
der kontinuierlichen Entladung unter einer konstanten 300 Ω-
Last nach Aufbewahrung bei einer Temperatur von 60ºC für 100
Tage zusammen mit unmittelbar vor der Aufbewahrung erhaltenen
Entladekurven gezeigt.
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Alle Zellen der Beispiele A und B nach dieser Erfindung und
die der Vergleichsbeispiele a und b zeigten vor ihrer
Aufbewahrung die gleichen Entladekurven bei einer
Entladeaufrechterhaltungszeit von ungefähr 160 Stunden bis zu einer
Schlußspannung von 2,9 V. Nach Aufbewahrung bei einer Temperatur
von 60ºC für 100 Tage waren jedoch die
Entladeaufrechterhaltungszeiten 142, 144 und 145 Stunden für die Beispiele A, B
bzw. das Vergleichsbeispiel b, hingegen 120 Stunden für das
Vergleichsbeispiel a bei einer auf ungefähr 75% reduzierten
Rate der verbleibenden Entladekapazität.
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Im Vergleich mit der Erfindung zeigten die Zellen mit einem
Scheider mit einer höheren Menge von Glas eine unzureichende
Sicherheit gegenüber der Aufladung und eine größere
Wahrscheinlichkeit
der Gefahr des Zerplatzens und der Explosion
(Vergleichsbeispiel b). Währenddessen zeigten die Zellen mit
einem Scheider mit einer verminderten Menge von Glas, und
zwar weniger als 85 Gew.-%, und einer dementsprechend
größeren Menge von Binder, wie in den Beispielen A und B und in
dem Vergleichsbeispiel a, eine höhere Sicherheit gegenüber
der Aufladung.
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Andererseits zeigten die Zellen mit einem Scheider mit einem
Glasgehalt von weniger als 50 Gew.-% eine schlechte
Haltbarkeit, wie im Vergleichsbeispiel a gezeigt.
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Wie aus dem Vorstehenden zu ersehen, konnten nicht-wässrige,
anorganische Elektrolytzellen mit einem Scheider aus
nichtgewebtem Textil auf Glasfaserbasis, die gegenüber der
Aufladung bei einer Spannung von 5V, verursacht durch
Fehlbedingungen oder Unfälle, sicher sind, unter Verwendung eines
Scheiders mit einem Glasgehalt von nicht weniger als 50 Gew.-
%, jedoch weniger als 85 Gew.-% erhalten werden.
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Obwohl in den Beispielen Thionylchlorid als Oxyhalid gezeigt
wurde, können stattdessen Phosphorylchlorid und
Sulfurylchlorid verwendet werden. Ferner war das verwendete Alkalimetall
Lithium, obwohl Natrium und Kalium auch verwendet werden
können. Die verwendete poröse Kathode hatte eine zylindrische
Gestalt, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, so können
auch andere Formen, etwa Spiral-Blätter, verwendet werden.
Beispiel 2
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Scheider und Abstandselemente wurden unter Verwendung von
fünf Sorten von nicht-gewebtem Glasfasertextilien mit einer
Aufnahmefähigkeit von 5,0, 7,0, 10,0, 20,0 und 23,0 mm/10
min, gemessen entsprechend der im JIS-Standard C 2111
definierten Aufnahmefähigkeitsbestimmungsprozedur, außer daß sie
durch Ersetzen des Wassers durch Thionylchlorid modifiziert
ist, hergestellt, und die Zellen für die Beispiele und
Vergleichsbeispiele wurden unter Verwendung von Kombinationen
der Scheider und der Abstandselemente hergestellt, wie in der
folgenden Tabelle angegeben.
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Kombinationen für die Beispiele und Vergleichsbeispiele
(mm/10 min)
Scheider Abstandselement
Beispiel
Vergleichsbeispiel
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Es wurden 30 Zellen für jeden Fall entsprechend den
Beispielen A, C bis F und den Vergleichsbeispielen c und d unter
Verwendung der in der obigen Tabelle gezeigten Kombinationen
hergestellt, von denen 10 bezüglich der Sicherheit gegenüber
der Aufladung bei 5V getestet wurden und 10 bezüglich der
kontinuierlichen Entladung unter einer 120Ω-Last nach Altern
bei Raumtemperatur für 20 Tage.
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Der Test bezüglich der Sicherheit gegenüber der 5V-Aufladung
lieferte die folgenden Resultate:
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Anteil der geplatzten oder explodierten Zellen (%)
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Beispiel A 0 Vergleichsbeispiel c 0
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Beispiel C 0 Vergleichsbeispiel d 80
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Beispiel D 0
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Beispiel F 0
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Repräsentative Resultate des Tests für die kontinuierliche
Entladung unter einer konstanten 120Ω-Last, die für die
Zellen der Beispiele und Vergleichsbeispiele durchgeführt
wurden, sind in Fig. 3 gezeigt.
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Die Zellen der Beispiele A, C bis F nach der Erfindung
behielten eine Spannung von ungefähr 3,4V über eine
Entladeaufrechterhaltungszeit von 55 bis 63 Stunden bis zu einer
Schlußspannung von 2,9V.
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Im Gegensatz dazu zeigte das Vergleichsbeispiel c eine
beibehaltene Spannung von nur 3,2V und eine
Entladeaufrechterhaltungszeit von 41 Stunden, d.h. nur ungefähr 75% der
Entladeaufrechterhaltungszeit des Beispiels F.
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Im Vergleich zu der Erfindung zeigten die Zellen mit einem
Scheider mit einer zu hohen Thionylchloridaufnahmefähigkeit
eine unzureichende Sicherheit gegenüber der Aufladung und
eine höhere Wahrscheinlichkeit der Gefahr des Zerplatzens und
der Explosion (Vergleichsbeispiel d). Währenddessen zeigten
die Zellen mit einem Scheider oder Abstandselement oder
beiden
mit einer Thionylchloridaufnahmefähigkeit von nicht mehr
als 20,0 mm/10 min eine höhere Sicherheit gegenüber der
Aufladung.
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Andererseits zeigten die Zellen mit einem Scheider und
Abstandselement mit einer Thionylchloridaufnahmefähigkeit von
nicht mehr als 7,0 mm/10 min schlechte Entladeeigenschaften
unter einer hohen Last, wie im Vergleichsbeispiel c gezeigt.
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Dies wird zurückgeführt auf die Verhinderung der Diffusion
von Thionylchlorid und LiAlCl&sub4; durch den Scheider und das
Abstandselement. Im Fall des Vergleichsbeispiels d zeigten die
Zellen eine hervorragende Leistung, eine
Entladeaufrechterhaltungszeit von 68 Stunden, sie zeigten jedoch ein Problem
bezüglich der Sicherheit gegenüber der Aufladung, wie oben
beschrieben.
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Wie aus dem Vorstehenden zu ersehen, konnten nicht-wässrige,
anorganische Elektrolytzellen erhalten werden, die gegenüber
der Aufladung bei einer Spannung von 5V, verursacht durch
Fehlbedienungen oder Unfälle, sicher sind und eine gute
Entladeleistung zeigen, indem Scheider und Abstandselemente mit
einer Aufnahmefähigkeit von nicht weniger als 7,0 mm/10 min,
jedoch nicht mehr als 20,0 mm/10 min, gemessen entsprechend
der im JIS-Standard C 2111 definierten
Aufnahmefähigkeitsbestimmungsprozedur, außer daß sie durch Ersatz des Wassers
durch Thionylchlorid modifiziert ist, verwendet wurden.
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Obwohl in den Beispielen Thionylchlorid als Oxyhalid gezeigt
wurde, können auch Phosphorylchlorid und Sulfurylchlorid
verwendet werden. Ferner war das verwendete Alkalimetall
Lithium, obwohl auch Natrium und Kalium verwendet werden
können.
Die verwendete poröse Kathode hatte eine zylindrische
Gestalt, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, so können
auch andere Formen, etwa Spiral-Blätter, verwendet werden.