FR2460044A1 - Non aqueous battery resistant to anode passivation - by treating separator with vinyl! polymer, esp. PVC or vinyl! chloride-vinyl! acetate copolymer - Google Patents

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Abstract

A non-aq. battery comprises an ionically conductive electrolyte-cathode soln. comprising a solute dissolved in an active liquid cathode; an active metal anode; a cathodic collector; a separator between the anode and the cathodic collector and a coating of a vinyl polymer on at least part of the separator surfaces. Passivation of the anode during storage and operation of the battery is prevented.

Description

La présente invention concerne une pile non aqueuse comprenant une anode en métal actif, un collecteur cathodique, un séparateur disposé entre le collecteur cathodique et l'anode et les séparant l'un de l'autre} et un électrolyte-cathode liquide actif, la surface du séparateur tournée vers l'anode étant revetue d'une pellicule de polymère vinylique. The present invention relates to a non-aqueous cell comprising an active metal anode, a cathode collector, a separator disposed between the cathode collector and the anode and separating them from each other} and an active liquid electrolyte-cathode, the surface of the separator facing the anode being coated with a film of vinyl polymer.

La réalisation de batteries de grande énergie nécessite, entre autres choses, la compatibilité d'un électrolyte doué de propriétés électrochimiques avantageuses avec des matières anodiques très réactives telles que le lithium ou une matière similaire. L'utilisation d'électrolytes aqueux est exclue de ces systèmes, parce que les matières anodiques sont suffisamment actives pour réagir chimiquement avec l'eau. Il a donc été nécessaire, pour réaliser la grande densité d'énergie pouvant résulter de l'utilisation de ces anodes très réactives, d'orienter les recherches vers des systèmes électrolytiques non aqueux. The production of high energy batteries requires, among other things, the compatibility of an electrolyte endowed with advantageous electrochemical properties with very reactive anodic materials such as lithium or a similar material. The use of aqueous electrolytes is excluded from these systems because the anode materials are sufficiently active to react chemically with water. It has therefore been necessary, in order to achieve the high energy density that can result from the use of these highly reactive anodes, to direct research towards non-aqueous electrolytic systems.

L'expression "électrolyte non aqueux" utilisée dans le présent mémoire désigne un électrolyte qui est composé d'un soluté tel que, par exemple, un sel métallique ou un sel complexe d'éléments du Groupe IA, IIA, IIIA ou IVA du
Tableau Périodique, en solution dans un solvant non aqueux convenable. L'expression "Tableau Périodique" utilisée dans le présent mémoire désigne le Tableau Périodique des Eléments reproduit sur la troisième page de couverture de l'ouvrage intitulé "Handbook of Chemistry and Physics", 48ème édition,
The Chemical Rubber Co., Cleveland, Ohio, 1967-1968.
The term "non-aqueous electrolyte" as used herein means an electrolyte which is composed of a solute such as, for example, a metal salt or a complex salt of elements of Group IA, IIA, IIIA or IVA of
Periodic table, in solution in a suitable nonaqueous solvent. The term "Periodic Table" as used herein means the Periodic Table of the Elements reproduced on the third cover of the book "Handbook of Chemistry and Physics", 48th Edition,
The Chemical Rubber Co., Cleveland, Ohio, 1967-1968.

On connait une multitude de solutés et l'utilisation de beaucoup d'entre eux a été suggérée, mais le choix d'un solvant convenable a été particulièrement problématique. L'électrolyte idéal pour une batterie devrait être formé d'une paire solvant-soluté ayant une large plage d'existence à l'état liquide, une grande conductibilité ionique et une grande stabilité. Une large plage d'existence à l'état liquide, c'est-à-dire un haut point d'ébullition et un bas point de congélation, est essentielle si la batterie doit fonctionner à des températures autres que les températures ambiantes normales. Une grande conductibilité ionique est nécessaire si la batterie doit etre capable d'un grand débit. A multitude of solutes are known and the use of many of them has been suggested, but the choice of a suitable solvent has been particularly problematic. The ideal electrolyte for a battery should be a solvent-solute pair with a wide range of existence in the liquid state, high ionic conductivity, and high stability. A wide range of existence in the liquid state, ie, high boiling point and low freezing point, is essential if the battery is to operate at temperatures other than normal ambient temperatures. High ionic conductivity is required if the battery is to be capable of high flow.

La stabilité s'impose pour les matières constituant les électrodes, les matériaux de fabrication de la pile et les produits de réaction de la pile pour que la durée de conservation soit longue lorsque la pile est utilisée dans une batterie primaire ou secondaire.Stability is required for the materials constituting the electrodes, the battery materials and the reaction products of the battery so that the shelf life is long when the battery is used in a primary or secondary battery.

La littérature a récemment fait connaître que certaines matières sont capables de se comporter à la fois comme un support d'électrolyte, c'est-à-dire comme un solvant pour le sel utilisé comme électrolyte, et comme cathode active pour une pile électrochimique non aqueuse. Les brevets des
Etats-Unis d'Amérique NO 3 475 226, NO 3 567 515 et NO 3 578 500 révèlent chacun que l'anhydride sulfureux liquide ou des solutions d'anhydride sulfureux et d'un cosolvant assument cette double fonction dans des piles électrochimiques non aqueuses. Bien que ces solutions assument leur double fonction, elles ne sont pas sans présenter plusieurs inconvénients en service.De l'anhydride sulfureux est toujours présent et) attendu qu'il s'agit d'un gaz aux températures ordinaires, cette substance doit être renfermée dans la pile sous la forme d'un liquide sous pression ou en solution dans un solvant liquide. Des problèmes de manipulation et d'emballage sont engendrés si l'anhydride sulfureux est utilisé seul, et un composant additionnel et une étape supplémentaire de montage s'imposent si l'anhydride sulfureux doit être dissous dans un solvant liquide. Comme indiqué ci-dessus, une large plage d'existence à l'état liquide englobant les températures ambiantes normales constitue une caractéristique souhaitable pour un solvant d'électrolyte. Manifestement, l'anhydride sulfureux ne donne pas satisfaction à ce point de vue, à la pression atmosphérique.
The literature has recently made known that certain materials are capable of behaving both as an electrolyte carrier, i.e. as a solvent for the salt used as an electrolyte, and as an active cathode for a non-electrochemical cell. aqueous. Patents
No. 3,475,226, US Pat. No. 3,567,515 and US Pat. No. 3,578,500 each disclose that liquid sulfur dioxide or solutions of sulfur dioxide and a cosolvent assume this dual function in non-aqueous electrochemical cells. . Although these solutions assume their dual function, they are not without several disadvantages in service. Sulfur dioxide is always present and) expected that it is a gas at ordinary temperatures, this substance must be contained in the stack in the form of a liquid under pressure or in solution in a liquid solvent. Handling and packaging problems are caused if sulfur dioxide is used alone, and an additional component and an additional mounting step are required if the sulfur dioxide is to be dissolved in a liquid solvent. As noted above, a broad range of existence in the liquid state encompassing normal ambient temperatures is a desirable feature for an electrolyte solvent. Obviously, sulfur dioxide is not satisfactory from this point of view at atmospheric pressure.

La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 439 521 déposée le 4 février 1974 au nom de G. E. Blomgren et collaborateurs décrit une pile électrochimique non aqueuse comprenant une anode, un collecteur cathodique et un électrolyte-cathode, ce dernier étant formé d'une solution d'un soluté doué de conductibilité ionique dans une cathode active (dépolarisant), cette dernière consistant en un oxyhalogénure liquide d'un élément du Groupe V ou du Groupe VI du
Tableau Périodique.Bien que des oxyhalogénures puissent être utilisés efficacement comme composant d'un électrolytecathode conjointement avec une anode métallique active, par exemple une anode en lithium, pour réaliser une pile ayant avantageusement une grande densité d'énergie, on a observé que si la pile est conservée pendant une période prolongée d'environ trois jours ou plus, il s'ensuit une passivation de l'anode qui a pour conséquence des délais indésirables de réponse de tension au début de la décharge en même temps qu'une grande résistance interne des piles.
U.S. Patent Application No. 439,521, filed February 4, 1974 to GE Blomgren et al., Discloses a non-aqueous electrochemical cell comprising an anode, a cathode collector and an electrolyte-cathode, the latter consisting of a solution of a solute endowed with ionic conductivity in an active cathode (depolarizer), the latter consisting of a liquid oxyhalide of a Group V or Group VI element
Periodic Table. Although oxyhalides can be used effectively as a component of an electrolytecathode together with an active metal anode, for example a lithium anode, to make a battery advantageously having a high energy density, it has been observed that if the battery is maintained for a prolonged period of about three days or more, anode passivation occurs which results in undesirable voltage response delays at the beginning of the discharge along with high internal resistance batteries.

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 993 501 fait connaitre un moyen de minimiser ou d'empêcher des délais indésirables de réponse de tension au début de la décharge de piles non aqueuses, utilisant un électrolyte-cathode renfermant un oxyhalogénure, par l'application d'une-pellicule d'un polymère vinylique à la surface de l'anode qui entre en contact avec l'électrolyte-cathode. U.S. Patent No. 3,993,501 discloses a means for minimizing or preventing undesirable voltage response delays at the start of discharging non-aqueous cells, using an oxyhalide-containing electrolyte-cathode, by applying a film of a vinyl polymer to the surface of the anode which contacts the electrolyte cathode.

La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 015 938 fait connaître une pile non aqueuse comprenant une anode en métal actif, par exemple en lithium, un électrolytecathode liquide comprenant un soluté dissous dans un solvant qui est un oxyhalogénure d'un élément du Groupe V ou du
Groupe VI du Tableau Périodique des Eléments, du soufre élémentaire ou un composé du soufre étant incorporé àl'électro- lyte-cathode de manière à éliminer sensiblement le délai initial de réponse de tension de la cellule pendant la décharge.
U.S. Patent Application No. 015,938 discloses a non-aqueous cell comprising an anode of active metal, for example lithium, a liquid electrolytecathode comprising a solute dissolved in a solvent which is an oxyhalide of an element. Group V or
Group VI of the Periodic Table of the Elements, elemental sulfur or a sulfur compound being incorporated in the electrolyte-cathode so as to substantially eliminate the initial voltage response time of the cell during the discharge.

L'un des buts de la présente invention est d'empêcher sensiblement la passivation de l'anode en métal actif dans les piles à électrolyte-cathode liquide. It is an object of the present invention to substantially prevent passivation of the active metal anode into the electrolyte-liquid cathode cells.

Un autre but de la présente invention est de trouver une pile à électrolyte-cathode liquide dans laquelle la surface du séparateur tournée vers l'anode est revêtue d'un film de polymère vinylique de manière à éviter sensiblement la passivation de l'anode en métal actif pendant l'entreposage et l'utilisation de la pile.  Another object of the present invention is to find a liquid electrolyte-cathode battery in which the surface of the anode-facing separator is coated with a vinyl polymer film so as to substantially avoid the passivation of the metal anode. active during storage and use of the battery.

Un autre but de l'invention est de trouver une pile à électrolyte-cathode formée d'un oxyhalogénure dans laquelle la surface du séparateur tourné vers l'anode en métal actif porte une mince pellicule adhérente d'un polymère vinylique et du soufre élémentaire ou un composé du soufre est utilisé dans l'électrolyte-cathode de la manière enseignée dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 015 938 précitée, afin d'empêcher efficacement la passivation de l'anode en métal actif pendant l'entreposage et l'utilisation de la pile. Another object of the invention is to find an electrolyte-cathode cell formed of an oxyhalide in which the surface of the separator facing the active metal anode carries a thin adhering film of a vinyl polymer and elemental sulfur or a sulfur compound is used in the cathode electrolyte in the manner taught in the aforementioned US patent application 015938, in order to effectively prevent passivation of the active metal anode during storage and use of the battery.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description which follows.

L'invention concerne une pile non aqueuse à grande densité d'énergie comprenant une anode en métal actif ; un collecteur cathodique ; un séparateur disposé entre l'anode et le collecteur cathodique ; une solution d'un électrolyte-cathode doué de conductibilité ionique comprenant un soluté dissous dans une cathode liquide active (dépolarisant) avec ou sans co-solvant réactif ou non réactif ; au moins une portion de la surface du séparateur, de préférence celle qui est tournée vers l'anode, étant revêtue d'une pellicule de polymère vinylique de manière à réduire la durée du délai initial de réponse de tension de la pile pendant la décharge. De préférence, le revêtement vinylique porté par le séparateur doit être utilisé en quantité comprise dans la plage d'environ 0,7 à environ 3,5 g/m de l'air projetée, notamment dans la plage d'environ 1,5 à environ 1,8 g/m. On considère qu'une quantité inférieure à environ 0,7 g/m2 est inapte à réduire notablement la durée du délai de réponse de tension lors de la décharge initiale tandis qu'une quantité supérieure à environ 3,5 g/m entraînerait une fissuration du séparateur et gênerait l'écoulement de l'électrolyte. The invention relates to a non-aqueous high energy density cell comprising an active metal anode; a cathodic collector; a separator disposed between the anode and the cathode collector; a solution of an electrolyte-cathode endowed with ionic conductivity comprising a solute dissolved in an active liquid cathode (depolarizing) with or without a reactive or non-reactive co-solvent; at least a portion of the surface of the separator, preferably that facing the anode, being coated with a vinyl polymer film so as to reduce the duration of the initial voltage response time of the battery during discharge. Preferably, the vinyl coating carried by the separator should be used in an amount within the range of about 0.7 to about 3.5 g / m of the projected air, particularly in the range of about 1.5 to about 1.8 g / m. It is considered that less than about 0.7 g / m 2 is unable to significantly reduce the duration of the voltage response time at the initial discharge while an amount greater than about 3.5 g / m would result in cracking. separator and interfere with the flow of the electrolyte.

L'expression "polymère vinylique" utilisée dans le présent mémoire couvre des polymères dans lesquels les motifs monomériques sont semblables entre eux (c'est-à-dire des homopolymères) ou diffèrent les uns des autres (c'est-àdire des copolymères).  The term "vinyl polymer" as used herein includes polymers in which the monomeric units are similar to each other (i.e., homopolymers) or differ from each other (i.e., copolymers). .

Au sens du présent mémoire et comme décrit dans un article de Akiya Rozawa et R. A. Powers intitulé "Electrochemical Reactions In Batteries" publié dans le "Journal of
Chemical Education", volume 49, pages 287 à 291, édition de septembre 1972, un dépolarisant cathodique est le corps réactionnel de la cathode et, en conséquence, il s'agit de la matière qui est électrochimiquement réduite à la cathode. Le collecteur cathodique n'est pas une matière réductible active et se comporte à la fois comme un collecteur de courant et comme un conducteur électronique vers la borne positive (cathode) d'une pile. En d'autres termes, le collecteur cathodique est un site pour la réaction de réduction électrochimique de la matière cathodique active et du conducteur électronique vers la borne cathodique d'une pile.
As used herein and as described in an article by Akiya Rozawa and RA Powers titled "Electrochemical Reactions In Batteries" published in the "Journal of
Chemical Education, Vol 49, pp 287-291, September 1972 issue, a cathodic depolarizer is the reaction body of the cathode and, therefore, it is the material that is electrochemically reduced at the cathode. is not an active reducible material and behaves both as a current collector and as an electronic conductor towards the positive (cathode) terminal of a cell.In other words, the cathodic collector is a site for the Electrochemical reduction reaction of the active cathode material and the electronic conductor towards the cathode terminal of a battery.

Une matière cathodique-réductible liquide active (dépolarisant) peut ou bien être mélangée avec un soluté conducteur qui est une matière non réactive mais que l'on ajoute pour améliorer la conductibilité des matières cathodiques réductibles actives liquides, ou bien peut être mélangée avec un soluté conducteur et un co-solvant réactif ou non réactif. An active liquid-reducible cathodic material (depolarizer) may be mixed with a conductive solute which is a non-reactive material but is added to improve the conductivity of liquid active reducible cathodic materials, or may be mixed with a solute conductor and a reactive or non-reactive co-solvent.

Un co-solvant réactif est un co-solvant qui est doué d'activité électrochimique et qui se comporte par conséquent comme une matière cathodique active tandis qu'un co-solvant non réactif est un solvant qui est dépourvu d'activité électrochimique et qui, en conséquence, ne peut pas se comporter comme une matière cathodique active.A reactive co-solvent is a co-solvent which is endowed with electrochemical activity and which therefore behaves as an active cathodic material while a non-reactive co-solvent is a solvent which is devoid of electrochemical activity and which, therefore, can not behave as an active cathodic material.

Le séparateur destiné à être utilisé conformément à l'invention doit etre chimiquement inerte et insoluble dans l'électrolyte-cathode liquide et il doit être doué de porosité de manière à permettre à l'électrolyte liquide de s'infiltrer et d'entrer en contact avec l'anode de la pile, afin d'établir ainsi une voie de transfert des ions entre l'anode et la cathode. Un séparateur avantageux à utiliser conformément à l'invention est un mat de fibres de verre non tissées ou tissées. The separator for use in accordance with the invention must be chemically inert and insoluble in the electrolyte-liquid cathode and must be porous so as to allow the liquid electrolyte to infiltrate and come into contact with the liquid electrolyte. with the anode of the cell, so as to establish a way of ion transfer between the anode and the cathode. An advantageous separator to be used in accordance with the invention is a mat of non-woven or woven glass fibers.

Toute matière solide compatible qui est sensiblement douée de conductibilité électronique peut être utilisée comme collecteur cathodique dans les piles de la présente invention.  Any compatible solid material that is substantially electrically conductive may be used as a cathode collector in the cells of the present invention.

Il est souhaitable qu'il existe un contact surfacique aussi grand que possible entre l'électrolyte-cathodique et le collecteur. On préfère donc utiliser un collecteur poreux, attendu qu'il présente une interface à grande surface spécifique avec l'électrolyte-cathode liquide. Le collecteur peut être métallique et il peut être présent sous toute forme physique, par exemple sous la forme d'une pellicule, d'une toile ou d'une poudre métallique comprimée. It is desirable that there is as much surface contact as possible between the catholyte electrolyte and the collector. It is therefore preferred to use a porous collector, since it has a high surface area interface with the electrolyte-liquid cathode. The collector may be metallic and may be present in any physical form, for example in the form of a film, canvas or compressed metal powder.

Toutefois, de préférence, un collecteur en poudre comprimée doit être au moins partiellement formé d'une matière carbonée ou d'une autre matière à grande surface spécifique.However, preferably, a compressed powder manifold must be at least partially formed of a carbonaceous material or other material with a large specific surface area.

Le soluté peut être un sel simple ou un sel double qui donne une solution douée de conductibilité ionique lorsqu'il est dissous dans le solvant. Des solutés appréciés sont des complexes d'acide de Lewis inorganiques ou organiques et de sels ionisables inorganiques. Les principales conditions à satisfaire impliquent que le sel, qu'il soit simple ou complexe, soit compatible avec le solvant que l'on utilise et qu'il donne une solution qui soit douée de conductibilité ionique. Conformément au concept de Lewis ou au concept électronique des -acides et des bases, de nombreuses substances qui ne portent pas d'hydrogène actif peuvent se comporter comme des acides ou comme des accepteurs de doublets d'électrons. Le concept fondamental est exposé dans la littérature chimique (Journal of the Franklin Institute, Volume 226 juillet/décembre 1938, pages 293-313, G. N.Lewis). The solute can be a single salt or a double salt which gives a solution endowed with ionic conductivity when it is dissolved in the solvent. Preferred solutes are inorganic or organic Lewis acid complexes and inorganic ionizable salts. The main conditions to be satisfied involve that the salt, whether simple or complex, is compatible with the solvent that is used and that it gives a solution that is endowed with ionic conductivity. In accordance with the Lewis concept or the electronic concept of-acids and bases, many substances that do not carry active hydrogen can behave as acids or as electron-doublet acceptors. The basic concept is stated in the chemical literature (Journal of the Franklin Institute, Volume 226 July / December 1938, pp. 293-313, G. N. Lewis).

Un mécanisme réactionnel suggéré à propos du mode de fonctionnement de ces complexes dans un solvant est décrit en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 542 602 dans lequel l'hypothèse émise est que le sel complexe ou sel double formé entre l'acide de Lewis et le sel ionisable constitue une entité qui est plus stable que l'un ou l'autre des composants considérés seuls. A suggested reaction mechanism concerning the mode of operation of these complexes in a solvent is described in detail in US Pat. No. 3,542,602 in which the hypothesis is that the complex salt or double salt formed between the Lewis acid and the ionizable salt constitutes an entity that is more stable than any of the components considered alone.

Des exemples d'acides de Lewis avantageux à utiliser dans la présente invention comprennent le fluorure d'aluminium, le bromure d'aluminium, le chlorure d'aluminium, le pentachlorure d'antimoine, le tétrachlorure de zirconium, le pentafluorure de phosphore, le fluorure de bore, le chlorure de bore et le bromure de bore.  Examples of advantageous Lewis acids for use in the present invention include aluminum fluoride, aluminum bromide, aluminum chloride, antimony pentachloride, zirconium tetrachloride, phosphorus pentafluoride, boron fluoride, boron chloride and boron bromide.

Des sels ionisables avantageux à utiliser conjointement avec les acides de Lewis comprennent le fluorure de lithium, le chlorure de lithium, le bromure de lithium, le sulfure de lithium, le fluorure de sodium, le chlorure de sodium, le bromure de sodium, le fluorure de potassium, le chlorure de potassium et le bromure de potassium. Preferred ionizable salts for use in conjunction with Lewis acids include lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium sulfide, sodium fluoride, sodium chloride, sodium bromide, fluoride of potassium, potassium chloride and potassium bromide.

Il est évident pour l'homme de l'art que les sels doubles formés par un acide de Lewis et un sel inorganique ionisable peuvent être utilisés tels quels ou que les composants individuels peuvent être ajoutés au solvant séparément pour former in situ le sel ou les ions résultants. Un sel double de ce genre, par exemple, est celui qui est formé par la combinaison du chlorure d'aluminium et du chlorure de lithium qui donne le tétrachlorure de lithium et d'aluminium. It will be apparent to those skilled in the art that the Lewis acid double salts and an ionizable inorganic salt may be used as is or that the individual components may be added to the solvent separately to form the salt or salts in situ. resulting ions. A double salt of this kind, for example, is one that is formed by the combination of aluminum chloride and lithium chloride which gives lithium aluminum tetrachloride.

La présente invention -propose un système électrochimique non aqueux comprenant une anode en métal actif, un collecteur cathodique, un séparateur disposé entre l'anode et le collecteur cathodique et portant à sa surface tournée vers l'anode une pellicule de polymère vinylique, et un électrolyte-cathode, ce dernier comprenant un soluté dissous dans un solvant électrolytique réductible actif formé d'au moins un oxyhalogénure d'un élément du Groupe V ou du Groupe VI du
Tableau Périodique et/ou d'un halogénure d'un élément du
Groupe IV, V ou VI du Tableau Périodique, en présence ou en l'absence d'un co-solvant. Le solvant de l'électrolyte réductible actif assume la double fonction de se comporter comme un solvant pour le sel électrolytique et comme cathode active pour la pile. L'expression "électrolyte-cathode" est utilisée dans le présent mémoire pour désigner des électrolytes comprenant des solvants qui peuvent assumer cette double fonction.
The present invention provides a non-aqueous electrochemical system comprising an active metal anode, a cathode collector, a separator disposed between the anode and the cathode collector and carrying on its anode-facing surface a vinyl polymer film, and a electrolyte-cathode, the latter comprising a solute dissolved in an active reducible electrolytic solvent formed of at least one oxyhalide of a Group V element or of Group VI of the
Periodic table and / or a halide of an element of the
Group IV, V or VI of the Periodic Table, in the presence or absence of a co-solvent. The solvent of the active reducible electrolyte assumes the dual function of behaving as a solvent for the electrolytic salt and as an active cathode for the cell. The term "electrolyte-cathode" is used herein to refer to electrolytes comprising solvents that can assume this dual function.

L'utilisation d'un unique composant de la pile à la fois comme solvant électrolytique et comme cathode active est un progrès relativement récent attendu que, antérieurement, on considérait généralement que les deux fonctions étaient nécessairement indépendantes et ne pouvaient pas être assumées par la même matière. Pour qu'un solvant électrolytique fonctionne dans une pile, il est nécessaire qu'il soit au contact à la fois de l'anode et de la cathode de manière à former entre elles un trajet ionique continu. Par conséquent, on a généralement admis que la matière cathodique active ne devait jamais être en contact direct avec l'anode et il est donc apparu que les deux fonctions s'excluaient mutuellement. The use of a single cell component as both an electrolytic solvent and as an active cathode is a relatively recent advance since, previously, it was generally considered that the two functions were necessarily independent and could not be assumed by the same. material. For an electrolytic solvent to operate in a cell, it is necessary that it be in contact with both the anode and the cathode so as to form a continuous ion path between them. Therefore, it has been generally accepted that the active cathode material should never be in direct contact with the anode and thus it has become apparent that the two functions are mutually exclusive.

Toutefois, il a été récemment découvert que certaines matières cathodiques actives telles que les oxyhalogénures liquides ne réagissent pas chimiquement dans une mesure appréciable avec le métal anodique actif à l'interface entre le métal et la matière cathodique, en permettant ainsi à cette dernière d'entrer en contact direct avec l'anode et de se comporter comme le support de l'électrolyte. Bien que la théorie sur laquelle repose la cause de l'inhibition de la réaction chimique directe ne soit pas entièrement élucidée à l'heure actuelle et que l'on ne désire en fait s'attacher à aucune théorie en ce qui concerne la présente invention, il semble qu'une réaction chimique directe soit inhibée ou bien par une énergie d'activation naturellement élevée de la réaction, ou bien par la formation d'une mince pellicule protectrice à la surface de l'anode.Toute pellicule protectrice à la surface de l'anode ne doit pas être formée dans une mesure suffisamment excessive pour qu il en résulte une grande élévation de la polarisation anodique.However, it has recently been discovered that certain active cathode materials such as liquid oxyhalides do not chemically react appreciably with the active anode metal at the interface between the metal and the cathode material, thereby allowing the latter to come into direct contact with the anode and behave as the support for the electrolyte. Although the theory on which the cause of the inhibition of the direct chemical reaction is based is not fully understood at this point in time and there is no desire in fact to be attached to any theory with regard to the present invention. it appears that a direct chemical reaction is inhibited either by a naturally high activation energy of the reaction, or by the formation of a thin protective film on the surface of the anode. Any protective film on the surface the anode should not be formed to an extent excessive enough to result in a large increase in anodic polarization.

Bien-que les cathodes liquides réductibles actives telles que les oxyhalogénures inhibent la réaction directe des surfaces anodiques en métal actif dans. une mesure suffisante pour qu'elles puissent se comporter à la fois comme matière cathodique et comme support d'électrolyte pour des piles non aqueuses, elles provoquent en fait la formation d'une pellicule superficielle sur l'anode en métal actif pendant l'entreposage de la pile, notamment à des pressions élevées, cette pellicule étant formée d'une couche plutôt dense de matière cristalline. Cette couche cristalline provoque manifestement la passivation de l'anode et il en résulte un délai de réponse de tension lors de la décharge initiale en même temps que des valeurs élevées de résistance interne des piles dans la plage de 11 à 15 ohms pour une pile normale de type C.  Although active reducible liquid cathodes such as oxyhalides inhibit the direct reaction of the active metal anode surfaces in. sufficient for them to behave both as a cathode material and as an electrolyte carrier for non-aqueous cells, they actually cause the formation of a surface film on the active metal anode during storage of the cell, in particular at high pressures, this film being formed of a rather dense layer of crystalline material. This crystalline layer obviously causes passivation of the anode and results in a voltage response delay during the initial discharge together with high values of internal battery resistance in the range of 11 to 15 ohms for a normal battery. type C.

On peut mesurer le degré de la passivation anodique en observant le temps nécessaire pour que la tension en circuit fermé de la pile emmagasinée atteigne son niveau désiré de tension lorsque la décharge a commencé. Si ce délai de réponse dépasse 20 secondes, la passivation anodique doit être considérée comme étant excessive pour la plupart des applications. On a observé par exemple dans des piles à base d'un oxyhalogénure de lithium qu'après qu'une tension a été appliquée aux bornes de la pile, la tension de la pile décroit immédiatement au-dessous du niveau désiré de décharge puis croit à une vitesse qui dépend de la température, de l'épaisseur de la couche cristalline et de la tension électrique. The degree of anodic passivation can be measured by observing the time required for the closed circuit voltage of the stored battery to reach its desired voltage level when the discharge has begun. If this response time exceeds 20 seconds, anodic passivation should be considered excessive for most applications. It has been observed for example in lithium oxyhalide batteries that after a voltage has been applied across the battery, the battery voltage decreases immediately below the desired level of discharge and then a speed which depends on the temperature, the thickness of the crystalline layer and the electrical voltage.

La composition exacte de cette couche n'est pas connue L'épaisseur et la densité de la couche cristalline de même que les dimensions et la forme des cristaux varient, comme on a pu l'observer, avec la longueur de la période d'entreposage ainsi qu'avec la température pendant l'entreposage ; par exemple, aux basses températures, on observe une croissance relativement faible de la couche cristalline comparativement à la plus forte croissance de la couche aux températures élevées d'environ 700C. On a également observé que lorsque les oxyhalogénures tels que le chlorure de thionyle ou le chlorure de sulfuryle sont saturés d'anhydride sulfureux puis placés dans une pile à anode de lithium, une couche cristalline se forme rapidement à la surface du lithium en passivant ainsi ce métal. The exact composition of this layer is not known The thickness and density of the crystalline layer as well as the size and shape of the crystals vary, as we have seen, with the length of the storage period as well as with temperature during storage; for example, at low temperatures, relatively little growth of the crystalline layer is observed compared to the higher growth of the layer at high temperatures of about 700C. It has also been observed that when the oxyhalides such as thionyl chloride or sulphuryl chloride are saturated with sulfur dioxide and then placed in a lithium anode cell, a crystalline layer is rapidly formed on the surface of the lithium while passivating. metal.

Conformément à la présente invention, on a découvert que la passivation anodique pouvait etre sensiblement empêchée par la présence d'une couche formée d'une pellicule de polymère vinylique adhérant à au moins une portion de la surface du séparateur de la pile qui est de préférence tournée vers l'anode. La pellicule de polymère vinylique doit adhérer au séparateur, rester stable dans l'électrolytecathode liquide et ne pas réduire notablement la capacité de la pile au cours de son entreposage et de sa décharge. Dans la plupart des cas, la présence de la pellicule de polymère peut même accroître la capacité de la pile lors d'une dé charge à grand débit.Bien qu'on ne désire limiter l'invention à aucune théorie, il apparait que l'un des raisons pour lesquelles les polymères vinyliques tels que les polymères de chlorure de vinyle sont stables dans la pile à électrolytecathode formé d'un oxyhalogénure, par exemple une pile à base d'un oxyhalogénure de lithium, peut s'expliquer comme suit l'un des mécanismes admis de dégradation d'un polymère de chlorure de vinyle est la déshydrochloration, c'est-à-dire -la scission d'un atome de chlore et d'un atome d'hydrogène pour former une molécule d'HCl. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que l'électronégativité des atomes de chlore restants du polymère soit compensée par l'énergie de conjugaison (c'està-dire la formation de doubles liaisons) du polymère.On admet qu'une dégradation subséquente a lieu selon un mécanisme de production de radicaux libres, comme indiqué ciaprès :

Figure img00100001

( désigne un radical libre).In accordance with the present invention, it has been found that anodic passivation can be substantially prevented by the presence of a layer of vinyl polymer film adhered to at least a portion of the surface of the battery separator which is preferably turned towards the anode. The vinyl polymer film should adhere to the separator, remain stable in the liquid electrolytic liquid, and not significantly reduce the battery capacity during storage and discharge. In most cases, the presence of the polymer film can even increase the capacity of the battery during a high flow charge. Although it is not desired to limit the invention to any theory, it appears that the one of the reasons why vinyl polymers such as vinyl chloride polymers are stable in the oxyhalide electrolytecathode cell, for example a lithium oxyhalide battery, can be explained as follows: one of the accepted mechanisms of degradation of a vinyl chloride polymer is dehydrochlorination, i.e. the cleavage of a chlorine atom and a hydrogen atom to form a molecule of HCl. This process continues until the electronegativity of the remaining chlorine atoms of the polymer is compensated for by the conjugation energy (i.e., the formation of double bonds) of the polymer. It is assumed that subsequent degradation has occurred. place according to a mechanism of free radical production, as indicated below:
Figure img00100001

(denotes a free radical).

La plupart des composés qui se sont montrés capables d'une interaction ou d'un interférence avec la dégradation d'un polymère peuvent être illustrés par la formation de radicaux des types R-, RO-, ROO et du chlore atomique. Le mécanisme réactionnel par lequel SO2Cl2 se décompose procède vraisemblablement par formation de radicaux libres, c'est-àdire de radicaux Cl et sO2Cl comme décrit dans un article de Z. G. Szabo et T. Bérces, intitulé The Mechanism of the
Thermal Decomposition of Sulfuryl Chloride", Zeit. für
Physikalische Chemie, nouvelle série 12:168-195 (1952).
Most of the compounds that have shown themselves capable of interaction or interference with polymer degradation can be exemplified by the formation of radicals of the R-, RO-, ROO- and atomic-chlorine types. The reaction mechanism by which SO2Cl2 is decomposed presumably proceeds by formation of free radicals, ie Cl and sO 2 Cl radicals as described in an article by ZG Szabo and T. Bérces, entitled The Mechanism of the
Thermal Decomposition of Sulfuryl Chloride ", Zeit.
Physikalische Chemie, new series 12: 168-195 (1952).

Ainsi, d'après le principe de LeChatelier (équilibre chimique), la stabilité des polymères de chlorure de vinyle peut être favorisée dans un milieu tel que celui qui règne dans des systèmes à base d'un oxyhalogénure. En d'autres termes, si la concentration de l'un quelconque des produits de dégradation est élevé, l'équilibre de réaction se déplace en faveur du polymère initial non dégradé.Thus, according to the LeChatelier principle (chemical equilibrium), the stability of vinyl chloride polymers can be promoted in a medium such as that which prevails in systems based on an oxyhalide. In other words, if the concentration of any of the degradation products is high, the reaction equilibrium shifts in favor of the undegraded initial polymer.

Les matières polymériques insaturées qui conviennent au revêtement de séparateurs conformément à l'invention peuvent être représentées par la formule générale suivante représentant le motif monomérique du polymère :
tCH2 = CRxRy) dans cette formule, Rx et Ry d'un motif monomérique ont les mêmes valeurs que dans les autres motifs monomériques (homopolymères) ou bien Rx ou Ry du motif monomérique d'un polymère n'a pas la même valeur que dans le motif monomérique du second polymère (copolymères) et
Rx est choisi entre l'hydrogène, des halogènes tels
que le chlore et le brome, et des groupes alkoxy
dont les radicaux alkyle ont 1 à 5 atomes de car
bone (par exemple acétoxy) ; et
R est choisi entre des halogènes tels que le chlore y
et le brome et des groupes alkoxy renfermant des
radicaux alkyle ayant 1 à 5 atomes de carbone
(par exemple acétoxy).
The unsaturated polymeric materials which are suitable for the coating of separators according to the invention can be represented by the following general formula representing the monomeric unit of the polymer:
tCH2 = CRxRy) in this formula, Rx and Ry of a monomeric unit have the same values as in the other monomeric units (homopolymers) or else Rx or Ry of the monomeric unit of a polymer does not have the same value as in the monomeric unit of the second polymer (copolymers) and
Rx is chosen from hydrogen, halogens such
as chlorine and bromine, and alkoxy groups
whose alkyl radicals have 1 to 5 carbon atoms
bone (eg acetoxy); and
R is selected from halogens such as chlorine
and bromine and alkoxy groups containing
alkyl radicals having 1 to 5 carbon atoms
(for example acetoxy).

Des exemples de polymères convenables comprennent des polymères d'acétate de vinyle dans lesquels le motif monomérique répond à la formule

Figure img00110001

de chlorure de vinyle, dont le motif monomérique est
tCH2 = CH-Cl) et de chlorure de vinylidène dont le motif monomérique est
Figure img00120001
Examples of suitable polymers include vinyl acetate polymers in which the monomeric unit has the formula
Figure img00110001

of vinyl chloride, the monomeric unit of which is
tCH2 = CH-Cl) and vinylidene chloride whose monomeric unit is
Figure img00120001

On mentionne à titre d'exemple un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle dans lequel Rx est un atome d'hydrogène dans le motif monomérique des deux polymères et R dans le motif monomérique d'un polymère est un atome de chlore et, dans le motif monomérique du second polymère, représente un groupe acétoxy. By way of example, mention is made of a copolymer of vinyl chloride and of vinyl acetate in which Rx is a hydrogen atom in the monomeric unit of the two polymers and R in the monomeric unit of a polymer is a chlorine atom. and, in the monomeric unit of the second polymer, represents an acetoxy group.

Des polymères destinés à être utilisés dans la présente invention ne doivent pas être dégradés ni décomposés en présence du solvant utilisé pour le procédé de revêtement ou de l'électrolyte-cathode liquide utilisé dans la pile ils doivent aussi être capables de former un mince revêtement qui peut adhérer au séparateur. Polymers for use in the present invention must not be degraded or decomposed in the presence of the solvent used for the coating process or the liquid electrolyte-cathode used in the cell, they must also be capable of forming a thin coating which can adhere to the separator.

Bien que toutes les matières du groupe défini cidessus n'aient-pas les caractéristiques indiquées dans ce qui précède, tout homme de l'art peut aisément choisir celles qui conviennent, par simple expérimentation de la matière sous la forme d'un revêtement appliqué à la surface d'un séparateur, que l'on immerge dans un électrolyte-cathode liquide. Par exemple, le polyéthylène et le polypropylène ne seraient pas convenables parce qu'ils se décomposeraient dans un oxyhalogénure liquide. Although not all the materials of the above-defined group have the characteristics set forth above, any person skilled in the art can readily choose the appropriate ones by simply experimenting the material in the form of a coating applied to the material. the surface of a separator, which is immersed in a liquid electrolyte-cathode. For example, polyethylene and polypropylene would not be suitable because they would decompose in a liquid oxyhalide.

- Des polymères vinyliques que l'on peut utiliser avantageusement dans la présente invention peuvent être choisis entre des copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle contenant par exemple 86 % de chlorure de vinyle et 14 % d'acétate de vinyle, des copolymères contenant 86 % de chlorure de vinyle, 13 % d'acétate de vinyle et 1 % d'un acide dibasique interpolymérisé (0,7-0,8 groupe carboxyle), des homopolymères de chlorure de vinyle et des homopolymères d'acétate de vinyle.  Vinyl polymers that can be advantageously used in the present invention can be selected from copolymers of vinyl chloride and vinyl acetate containing, for example, 86% vinyl chloride and 14% vinyl acetate. copolymers containing 86% vinyl chloride, 13% vinyl acetate and 1% of an interpolymerized dibasic acid (0.7-0.8 carboxyl group), homopolymers of vinyl chloride and homopolymers of vinyl.

On peut appliquer la pellicule de polymère vinylique à la surface du séparateur par toute technique classique, par exemple par pulvérisation, application au pinceau ou d'une façon similaire, en présence ou en l'absence d'un milieu liquide convenable de mise en suspension, par exemple la 3-pentanone, la méthylisobutylcétone (MIBK), la diisobutylcétone (DIBK) et la 2-pentanone. Un milieu liquide convenable de mise en suspension pourrait être formé par les oxyhalogénures utilisés comme solvants dans la pile, par exemple le chlorure de thionyle (SOCl2) ou le chlorure de sulfuryle (SO2Cl2).Ainsi, un polymère vinylique tel qu'un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle (86 % de chlorure de vinyle et 14 % d'acétate de vinyle de poids moléculaire égal à 40 000 environ) peut être dissous dans du chlorure de thionyle et la solution peut ensuite être appliquée à la surface du séparateur soit par immersion de ce dernier dans la solution, soit par application de la solution au pinceau ou par pulvérisation sur la surface du séparateur. The vinyl polymer film can be applied to the surface of the separator by any conventional technique, for example by spraying, brushing or the like in the presence or absence of a suitable liquid suspending medium. for example 3-pentanone, methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK) and 2-pentanone. A suitable liquid suspending medium could be formed by the oxyhalides used as solvents in the cell, for example thionyl chloride (SOCl 2) or sulphuryl chloride (SO 2 Cl 2). Thus, a vinyl polymer such as a copolymer of Vinyl chloride and vinyl acetate (86% vinyl chloride and 14% vinyl acetate with a molecular weight of approximately 40,000) can be dissolved in thionyl chloride and the solution can then be applied to the surface of the separator either by immersion of the latter in the solution, or by application of the solution with a brush or by spraying on the surface of the separator.

Lors de l'évaporation de l'oxyhalogénure utilisé comme solvant, une mince pellicule adhérente reste à la surface du séparateur. Par exemple, le séparateur pourrait être aisément revêtu par immersion dans une solution vinylique à 1 % de copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle dans la 3-pentanone puis séchage du séparateur pendant une minute à environ 2000C. Cela aurait non seulement pour effet de déposer une couche avantageuse de polymère vinylique à la surface du séparateur, mais améliorerait également les caractéristiques mécaniques de manipulation de la matière constituant le séparateur. Le cas échéant, une mince couche d'une pellicule de polymère vinylique pourrait être appliquée au séparateur pourvu qu'un contact intime et une bonne adhérence au séparateur puissent être obtenus.Upon evaporation of the oxyhalide solvent, a thin adhering film remains on the surface of the separator. For example, the separator could be easily dip coated in a 1% vinyl solution of vinyl acetate-vinyl chloride copolymer in 3-pentanone and then drying the separator for one minute at about 2000C. This would not only have the effect of depositing an advantageous layer of vinyl polymer on the surface of the separator, but would also improve the mechanical handling characteristics of the material constituting the separator. If desired, a thin layer of a vinyl polymer film could be applied to the separator provided that intimate contact and good adhesion to the separator can be achieved.

Dans la production industrielle de piles, il est beaucoup plus facile de revêtir la surface du séparateur que de revêtir l'anode et, en conséquence, les caractéristiques mécaniques de manipulation du séparateur sont améliorées en facilitant ainsi son incorporation à la pile.  In the industrial production of batteries, it is much easier to coat the surface of the separator than to coat the anode and, therefore, the mechanical handling characteristics of the separator are improved thereby facilitating its incorporation into the cell.

La concentration du polymère vinylique dans le milieu liquide peut varier entre de larges limites du moment que la quantité de polymère vinylique est déposée sur le séparateur comme spécifié ci-dessus. Lorsqu'on utilise un séparateur dont la porosité est d'environ 50 %, on a observé qu'une concentration convenable en polymère de vinyle se situe entre environ 0,5 et 3,0 % en poids sur la base du poids du milieu liquide de mise en suspension. Une concentration inférieure à 0,5 % en poids serait probablement insuffisante pour obtenir une pellicule efficace sur le séparateur, tandis qutune concentration supérieure à 3,0 % en poids n'offrirait pas de protection supplémentaire appréciable contre la passivation de l'anode métallique et pourrait même entrainer une détérioration du séparateur pendant les manipulations. The concentration of the vinyl polymer in the liquid medium can vary within wide limits as long as the amount of vinyl polymer is deposited on the separator as specified above. When using a separator having a porosity of about 50%, it has been observed that a suitable vinyl polymer concentration is between about 0.5 and 3.0% by weight based on the weight of the liquid medium. suspending. A concentration of less than 0.5% by weight would probably be insufficient to obtain an effective film on the separator, whereas a concentration greater than 3.0% by weight would not offer any appreciable additional protection against the passivation of the metal anode and could even lead to deterioration of the separator during handling.

La plage efficace de concentration de polymère vinylique peut varier d'environ 0,7 à environ 3,5 g/m2 de surface apparente et de préférence entre environ 1,5 et environ 1,8 g/m2. Une concentration inférieure à environ 0,7 g/m2 serait incapable d'empêcher notablement la passivation de l'anode métallique active, par exemple en lithium, tandis qu'une concentration supérieure à environ 3,5 g/m2 entraine- rait une élévation indésirable de la résistance interne de la pile. The effective range of vinyl polymer concentration may range from about 0.7 to about 3.5 g / m 2 of apparent surface area and preferably from about 1.5 to about 1.8 g / m 2. A concentration of less than about 0.7 g / m 2 would not be able to significantly prevent the passivation of the active metal anode, for example lithium, while a concentration greater than about 3.5 g / m 2 would result in elevation undesirable of the internal resistance of the battery.

Des oxyhalogénures avantageux à utiliser conformément à l'invention comprennent le chlorure de sulfuryle, le chlorure de thionyle, l'oxychlorure de phosphore, le bromure de thionyle, le chlorure de chromyle, le tribromure de vanadyle et l'oxychlorure de sélénium. Preferred oxyhalides for use according to the invention include sulfuryl chloride, thionyl chloride, phosphorus oxychloride, thionyl bromide, chromyl chloride, vanadyl tribromide and selenium oxychloride.

Des co-solvants organiques avantageux à utiliser dans la présente invention comprennent les classes suivantes de composés - borates trialkyliques : par exemple borate de triméthyle
(CH30)3B (plage liquide -29,3 à 670C) - silicates tétralkyliques : par exemple silicate de tétra
méthyle (CH30)4Si (point d'ébullition 1210C) - nitro-alcanes : par exemple nitrométhane CH3 NO2 (plage
liquide -17 à 100,80C) - alkylnitriles : par exemple acétonitrile CH3CN (plage
liquide -45 à 81,60C) - dialkylamides : par exemple diméthylformamide, HCON(CH3)2
(plage liquide -60,48 à 1490C) - lactames : par exemple N-méthvlpvrrolidone,

Figure img00150001
Advantageous organic co-solvents for use in the present invention include the following classes of trialkyl borate compounds: for example trimethyl borate
(CH30) 3B (liquid range -29.3 to 670C) - tetralkyl silicates: for example tetra silicate
methyl (CH 3 O) 4 Si (boiling point 1210 C) - nitroalkanes: for example nitromethane CH 3 NO 2 (range
liquid -17 to 100.80C) - alkylnitriles: for example acetonitrile CH3CN (range
liquid -45 to 81.60C) - dialkylamides: for example dimethylformamide, HCON (CH3) 2
(liquid range -60.48 to 1490C) - lactams: for example N-methylpyrrolidone,
Figure img00150001

<tb> CH2-CH2-CE2CO <SEP> * <SEP> CS3 <SEP>
<tb> (plage liquide -16 à 2020C) - tétra-alkylurées : par exemple tétraméthylurée,
(CH3)2N-CO-N(CH3)2 (plage liquide -1,2 à 1660C) - esters d'acides monocarboxyliques : par exemple acétate
d'éthyle (plage liquide -83,6 à 77,060C) - ortho-esters : par exemple orthoformiate triméthylique
HC(OCH3)3 (point d'ébullition 1030C) - lactones : par exemple gamma-butyrolactone
(plage liquide -42 à 2060C)

Figure img00150002
<tb> CH2-CH2-CE2CO <SEP> * <SEP> CS3 <SEP>
<tb> (liquid range -16 to 2020C) - tetraalkylureas: for example tetramethylurea,
(CH3) 2N-CO-N (CH3) 2 (liquid range -1.2 to 1660C) - esters of monocarboxylic acids: for example acetate
ethyl (liquid range -83.6 to 77.060C) - ortho esters: eg trimethyl orthoformate
HC (OCH3) 3 (boiling point 1030C) - lactones: for example gamma-butyrolactone
(liquid range -42 to 2060C)
Figure img00150002

<tb> CH2-CH2-CH2-o-CO <SEP>
<tb> - mono-éthers : par par exemple éther de diéthyle (plage liquide
-116 à 34,50C) - polyéthers : par exemple 1,1- et 1,2-diméthoxy-éthane
(plages liquides respectives -113,2 à 64,50C et -58 à
830C) - éthers cycliques : par exemple tétrahydrofuranne (plage
liquide -65 à 670C) ; 1,3-dioxolane (plage liquide -95 à
780C) - composés nitro-aromatiques : par exemple nitrobenzène
(plage liquide 5,7 à 210,80C) - halogénures d'acides carboxyliques aromatiques : par
exemple chlorure de benzoyle (plage liquide 0 à 1970C) ;
bromure de benzoyle (plage liquide -24 à 2180C) - halogénures d'acides sulfoniques aromatiques : par exem
ple chlorure de benzènesulfonyle (plage liquide 14,5 à 25 10C) - dihalogénures d'acides phosphoniques aromatiques : par
exemple dichlorure de benzènephosphonyle (point d'ébulli
tion 258 C) - carbonates dialkyliques : par exemple carbonate de dimé
thyle OC(OCH3)2 (plage liquide 2 à 900C) - carbonates d'alkylène : par exemple carbonate de propy le ne

Figure img00150003
<tb> CH2-CH2-CH2-o-CO <SEP>
<tb> - monoethers: for example diethyl ether (liquid range
-116 to 34.50C) - polyethers: for example 1,1- and 1,2-dimethoxyethane
(respective liquid ranges -113.2 to 64.50C and -58 to
830C) - cyclic ethers: for example tetrahydrofuran (range
liquid -65 to 670C); 1,3-dioxolane (liquid range -95 to
780C) - nitroaromatic compounds: for example nitrobenzene
(liquid range 5.7 at 210.80 ° C) - aromatic carboxylic acid halides: by
benzoyl chloride example (liquid range 0 to 1970C);
benzoyl bromide (liquid range -24 to 2180C) - aromatic sulfonic acid halides: for example
benzenesulfonyl chloride (liquid range 14.5 to 10C) - aromatic phosphonic acid dihalides: by
benzenephosphonyl dichloride (boiling point
258 C) - dialkyl carbonates: for example dimethyl carbonate
thyle OC (OCH3) 2 (liquid range 2 to 900 ° C) - alkylene carbonates: for example propylene carbonate
Figure img00150003

<tb> CH(CH3)CH2-O-CO-O
<tb> (plage liquide -48 à 2420C) - dihalogénures d'acides thiophosphoniques aromatiques
par exemple dichlorure de benzènethiophosphonyle (point
d'ébullition 1240C sous un vide de 5 mm) - sulfones cYcliques : par exemple sulfolane

Figure img00160001
<tb> CH (CH3) CH2-O-CO-O
<tb> (liquid range -48 to 2420C) - aromatic thiophosphonic acid halides
for example benzenethiophosphonyl dichloride
boiling point 1240 ° C. under a vacuum of 5 mm) - cyclic sulphones: for example sulpholane
Figure img00160001

<tb> CH2-CH2-CH2-CH2 <SEP> 2 <SEP>
<tb> (point de fusion 220C) ; 3-méthyl
sulfolane (point de fusion -10C) halogénures d'acides alkylsulfoniques : par exemple chlo
rure de méthanesulfonyle (point d'ébullition 1610C) halogénures d'acides alkylcarboxyliques : par exemple
chlorure d'acétyle (plage liquide -112 à 50,90C) ; bromure
d'acétyle (plage liquide -96 à 760C) ; chlorure de propio
nyle (plage liquide -94 à 800C) composés hétérocycliques saturés : par exemple tétra
hydrothiophène (plage liquide -96 à 1210C) ; 3-méthyl-2
oxazolidone (point de fusion 15,-90C) - halogénures d'acides dialkylsulfamiques : par exemple
chlorure de diméthylsulfamyle (point d'ébullition 800C,
16 mm) - halogénosulfonates d'alkyle : par exemple chlorosulfonate
d'éthyle (point d'ébullition 7510C) halogénures d'acides carboxyliques hétérocycliques insa
turés : par exemple chlorure de 2-furoyle (plage liquide
à à 1730C) composés hétérocycliques insaturés pentagonaux : par
exemple 3,5-diméthylisoxazole (point d'ébullition
1400C) ; 1-méthylpyrrole (point d'ébullition 1140C)
2,4-diméthylthiazole (point d'ébullition 1440C) ; furane
(plage liquide -85,65 à 31,360C) esters et/ou halogénures de diacides carboxyliques : par
exemple chlorure d'éthyle et d'oxalyle (point d'ébulli
tion 1350C) halogénures d'acides alkylsulfoniques et halogénures
d'acides carboxyliques mixtes : par exemple chlorure de
chlorosulfonyle et d'acétyle (point d'ébullition 980C
sous un vide de 10 mm) - dialkylsulfoxydes : par exemple diméthylsulfoxyde (plage
liquide 18,4 à 1890C) sulfates dialkyliques : par exemple sulfate diméthylique
(plage liquide -31,75 à 188,50C) - sulfites dialkyliques : par exemple sulfite diméthylique
(point d'ébullition 126 C) - sulfites d'alkylène : par exemple sulfite d'éthylène
glycol (plage liquide -11 à 1730C) - alcanes halogénés : par exemple chlorure de méthylène (plage liquide -95 à 4O0C) 1,3 d ic ; 1,3-dichloropropane (plage
liquide -99,5 à 120,4 C).
<tb> CH2-CH2-CH2-CH2 <SEP> 2 <SEP>
<tb> (melting point 220C); 3-methyl
sulfolane (melting point -10C) alkylsulfonic acid halides: for example chlo
methanesulfonyl chloride (boiling point 1610C) alkylcarboxylic acid halides: for example
acetyl chloride (liquid range -112 at 50.90C); bromide
acetyl (liquid range -96 to 760C); propio chloride
nyle (liquid range -94 to 800C) saturated heterocyclic compounds: for example tetra
hydrothiophene (liquid range -96 to 1210C); 3-methyl-2
oxazolidone (melting point 15 ° -90 ° C.) - dialkylsulfamic acid halides: for example
dimethylsulfamyl chloride (boiling point 800C,
16 mm) - alkyl halogenosulphonates: for example chlorosulphonate
ethyl (boiling point 7510C) halogenated heterocyclic carboxylic acid halides
for example 2-furoyl chloride (liquid range
to 1730C) pentagonal unsaturated heterocyclic compounds: by
example 3,5-dimethylisoxazole (boiling point
1400C); 1-methylpyrrole (boiling point 1140C)
2,4-dimethylthiazole (boiling point 1440C); furan
(liquid range -85.65 to 31.360C) esters and / or halides of dicarboxylic acids: by
example ethyl chloride and oxalyl (boiling point
1350C) halides of alkylsulfonic acids and halides
mixed carboxylic acids: for example
chlorosulfonyl and acetyl (boiling point 980C
under a vacuum of 10 mm) - dialkylsulfoxides: for example dimethylsulfoxide (range
liquid 18.4 to 1890C) dialkyl sulphates: for example dimethyl sulphate
(liquid range -31.75 to 188.50C) - dialkyl sulfites: eg dimethyl sulfite
(boiling point 126 C) - alkylene sulfites: eg ethylene sulfite
glycol (liquid range -11 to 1730C) - halogenated alkanes: for example methylene chloride (liquid range -95 to 40 ° C) 1.3 d ic; 1,3-dichloropropane (range
liquid -99.5 to 120.4 C).

Parmi les co-solvants indiqués ci-dessus, ceux que l'on apprécie sont le nitrobenzène ; le tétrahydrofuranne ; le 1,3-dioxolane ; la 3-méthyl-2-oxazolidone ; le carbonate de propylène ; la gamma-butyrolactone ; le sulfolane ; le sulfite d'ethylèneglycol ; le sulfite de diméthyle et le chlorure de benzoyle Parmi les co-solvants appréciés, les meilleurs sont le nitrobenzène, la 3-méthyl-2-oxazolidone, le chlorure de benzoyle, le sulfite de diméthyle et le sulfite d'éthylèneglycol, parce qu ils ont une plus grande inertie chimique vis-à-vis des composants de la pile et parce qu'ils ont de larges plages liquides et, en particulier, parce qu'ils permettent une utilisation très efficace de matières cathodiques. Among the co-solvents indicated above, those which are preferred are nitrobenzene; tetrahydrofuran; 1,3-dioxolane; 3-methyl-2-oxazolidone; propylene carbonate; gamma-butyrolactone; sulfolane; ethylene glycol sulfite; Dimethyl sulphite and benzoyl chloride Among the preferred co-solvents, the best are nitrobenzene, 3-methyl-2-oxazolidone, benzoyl chloride, dimethyl sulphite and ethylene glycol sulphite, because they have a greater chemical inertness with respect to the components of the cell and because they have wide liquid ranges and, in particular, because they allow a very efficient use of cathode materials.

Conformément a l'invention, on peut également utiliser des solvants inorganiques tels que des halogénures inorganiques liquides d'éléments des Groupes IV, V et VI du
Tableau Périodique, par exemple le tétrafluorure de sélénium (SeF4), le monobromure de sélénium (Se2Br2), le chlorure de thiophosphoryle < PSCl3), le bromure de thiophosphoryle (PSBr3), le pentafluorure de vanadium (VF5), le tétrachlorure de plomb (PbCl4), le tétrachiorure de titane (TiCl4), le décafluorure de soufre (S2F10), le bromure-trichlorure d'étain (SnBrCl3), le dibromure-dichlorure d'étain (SnBr2Cl2), le tribromure-chlorure d'étain < SnBr3Cl), le monochlorure de soufre (82Cl2) et le dichlorure de soufre (SCl2).Ces halogénures, outre le fait qu'ils se comportent comme un solvant de l'électrolyte dans des piles non aqueuses, peuvent aussi jouer le role d'une cathode réductible active en apportant ainsi leur contribution à la matière réductible active totale dans ces piles.
In accordance with the invention, it is also possible to use inorganic solvents such as liquid inorganic halides of Group IV, V and VI elements of
Periodic table, for example selenium tetrafluoride (SeF4), selenium monobromide (Se2Br2), thiophosphoryl chloride (PSC13), thiophosphoryl bromide (PSBr3), vanadium pentafluoride (VF5), lead tetrachloride ( PbCl4), titanium tetrachloride (TiCl4), sulfur decafluoride (S2F10), tin bromide-trichloride (SnBrCl3), dibromide-tin dichloride (SnBr2Cl2), tribromide-tin chloride (SnBr3Cl) ), the sulfur monochloride (82Cl2) and the sulfur dichloride (SCl2). These halides, in addition to behaving as a solvent for the electrolyte in non-aqueous cells, can also play the role of a active reducible cathode thus contributing to the total active reducible material in these cells.

Les matières anodiques utiles sont en général des métaux consommables et comprennent l'aluminium, les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux et des alliages de métaux alcalins ou de métaux alcalino-terreux entre eux et avec d'autres métaux. Le terme "alliage" utilisé dans le présent mémoire comprend des mélanges, des solutions solides telles que lithium-magnésium, et des composés intermétalliques tels que le mono-aluminiure de lithium. Les matières anodiques que l'on préfère sont les métaux alcalins tels que le lithium, le sodium et le potassium, et les métaux alcalino-terreux tels que le calcium. Useful anode materials are generally consumable metals and include aluminum, alkali metals, alkaline earth metals and alloys of alkali metals or alkaline earth metals with each other and with other metals. The term "alloy" as used herein includes mixtures, solid solutions such as lithium-magnesium, and intermetallic compounds such as lithium mono-aluminide. Preferred anode materials are alkali metals such as lithium, sodium and potassium, and alkaline earth metals such as calcium.

Dans la forme de réalisation préférée, on doit aussi considérer, dans le choix de l'oxy-halogénure particulier pour une pile particulière conformément à l'invention, la stabilité de l'oxy-halogénure en question en présence des autres composants de la pile et des températures auxquelles la pile doit fonctionner. Par conséquent, on doit choisir un oxyhalogénure qui soit stable en présence des autres composants de la pile. In the preferred embodiment, the choice of the particular oxy-halide for a particular cell according to the invention should also be considered in relation to the stability of the oxy-halide in question in the presence of the other components of the cell. and the temperatures at which the battery must operate. Therefore, one must choose an oxyhalide that is stable in the presence of the other components of the stack.

En outre, si l'on désire rendre plus visqueuse la solution d'électrolyte ou la transformer en un gel, on peut ajouter un agent gélifiant tel que de la silice colloldale.  In addition, if it is desired to make the electrolyte solution more viscous or to transform it into a gel, a gelling agent such as colloidal silica may be added.

La présente invention est illustrée par les exemples suivants, donnés à titre non limitatif. The present invention is illustrated by the following examples, given without limitation.

EXEMPLE 1
On prépare trois lots de piles de 12,o6mm de diamètre en utilisant les composants ci-après :
0,45 g de lithium ;
un collecteur cathodique réalisé à partir de 0,65 g d'un mélange de 90 % en poids de noir de carbone et de 10 % en poids de liant "Teflon" (marque déposée désignant un polytétrafluoréthylène)
un séparateur en fibres de verre intissées feutrées (type 9348", de la firme Mead Co) au contact du collecteur cathodique ; et
2,4 cm3 d'une solution d'électrolyte-cathode liquide de LiAlC14 1M dans SOCl2, contenant du sulfure de lithium ajouté jusqu'à son point de saturation dans la solution.
EXAMPLE 1
Three batches of 12mm diameter stacks are prepared using the following components:
0.45 g of lithium;
a cathode collector made from 0.65 g of a mixture of 90% by weight of carbon black and 10% by weight of "Teflon" binder (trade mark designating a polytetrafluoroethylene)
a felted nonwoven fiberglass separator (type 9348 ", from Mead Co.) in contact with the cathode collector, and
2.4 cc of a 1M LiAlC14 electrolyte-liquid cathode solution in SOCl2, containing added lithium sulfide to its saturation point in the solution.

Les composants sont réunis dans des récipients en acier inoxydable qui sont fermés à l'aide de couvercles d'une manière classique. The components are assembled in stainless steel containers which are closed with lids in a conventional manner.

Les piles ci-dessus sont conservées dans diverses conditions puis déchargées aux bornes d'une résistance de 75 ohms. La tension moyenne de décharge au bout d'une seconde pour trois piles de chaque lot est indiquée sur le tableau I suivant. The above batteries are kept in various conditions and then discharged across a 75 ohm resistor. The average discharge voltage after one second for three cells of each batch is shown in the following Table I.

TABLEAU I
Conditions d'emmagasinage
Lot de au 1 semaine 1 mois à 3 mois à piles frais à 710 200C 200C
1 3,18V 2,50V 1,76V 1,38V
2 3,40V 1,08V 1,82V 0,96V 2,88V 1,27V 1,52V 1,07V
Trois autres lots de piles ont été préparés de la manière indiquée ci-dessus à la différence que les séparateurs, avant d'être mis en place dans les piles, ont été plongés dans une solution à 1 % en poids de copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle dans la 3-pentanone puis séchés rapidement par chauffage à environ 2000C pendant une minute. Le copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle est le produit du commerce "VYHH" de la firme Union
Carbide Corporation, contenant 86 % en poids de chlorure de vinyle et 14 % en poids d'acétate de vinyle.Les séparateurs portant le revêtement de polymère vinylique sont plus faciles à manipuler mécaniquement et à incorporer aux piles. Les trois lots de piles ont été conservés dans diverses conditions puis les piles ont été déchargées aux bornes d'une résistance de 75 ohms. La tension moyenne observée pour trois piles de chaque lot après une seconde est indiquée sur le tableau Il.
TABLE I
Storage conditions
Batch of 1 week 1 month to 3 months with fresh batteries at 710 200C 200C
1 3,18V 2,50V 1,76V 1,38V
2 3,40V 1,08V 1,82V 0,96V 2,88V 1,27V 1,52V 1,07V
Three other batches of batteries were prepared in the manner indicated above except that the separators, before being put into place in the cells, were immersed in a 1% by weight solution of acetate copolymer. vinyl and vinyl chloride in 3-pentanone and then dried quickly by heating at about 2000C for one minute. The copolymer of vinyl acetate and vinyl chloride is the commercial product "VYHH" of the firm Union
Carbide Corporation, containing 86% by weight of vinyl chloride and 14% by weight of vinyl acetate. The separators bearing the vinyl polymer coating are easier to handle mechanically and incorporate into the piles. The three batches of batteries were kept under various conditions and the batteries were discharged across a 75 ohm resistor. The average voltage observed for three cells of each batch after one second is shown in Table II.

TABLEAU Il
Conditions d'emmagasinage
Lot de au 1 semaine 1 mois à 3 mois à piles frais à 710C 200C 200C
4 3,21V 1,50V 2,18V 1,53V
5 3,39V 1,50V 2,00V 1,87V
6 3,01V 1,25V 1,96V 1,72V
Comme le font ressortir ces résultats, les piles dont les séparateurs sont revêtus de polymère vinylique ont une plus grande valeur de tension moyenne mesurée après entreposage pendant 1 mois et pendant 3 mois que les piles comportant des séparateurs sans revêtement.
TABLE II
Storage conditions
Batch of 1 week 1 month to 3 months fresh batteries at 710C 200C 200C
4 3,21V 1,50V 2,18V 1,53V
5 3.39V 1.50V 2.00V 1.87V
6 3.01V 1.25V 1.96V 1.72V
As these results indicate, batteries with vinyl polymer-coated separators have a higher average voltage value measured after storage for 1 month and for 3 months than cells with uncoated separators.

Les piles des six lots ont ensuite été déchargées en continu aux bornes d'une résistance de 75 ohms après entreposage dans des conditions variables et les nombres moyens d'ampères-heures (Ah) calculés pour trois piles dans chaque lot sont indiqués sur le tableau III.  The batteries of the six batches were then continuously discharged across a 75-ohm resistor after storage under varying conditions and the average amp-hour (Ah) numbers calculated for three cells in each batch are shown in the table. III.

TABLEAU III
Conditions d'emmagasinage
Lot de 1 semaine 1 mois à 3 mois à piles à 710C 200C 200C
1 0,48Ah 0,57Ah 0,51Ah
2 0,49Ah 0,65Ah 0,56Ah
3 0,52Ah 0,57Ah 0,59Ah
4 0,62Ah 0,63Ah 0,63Ah
5 0,55Ah 0,57Ah 0,63Ah
6 0,72Ah 0,59Ah 0,61Ah
EXEMPLE 2
Plusieurs autres piles ont été réalisées de la même manière que dans l'exemple 1 à la différence que la solution utilisée pour revetir les séparateurs était une solution variant de 0,5 à 3 % en poids de copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle ("VYHH") dans la 3-pentanone comme indiqué sur le tableau IV. Trois piles de chaque type, y compris trois piles dont le séparateur n'avait pas été revetu, ont été conservées dans diverses conditions puis déchargées aux bornes d'une résistance de 75 ohms.La tension moyenne après une seconde et le nombre moyen délivré d'ampères-heures sont indiqués sur le tableau IV suivant.
TABLE III
Storage conditions
1 week 1 month to 3 months battery pack at 710C 200C 200C
1 0.48Ah 0.57Ah 0.51Ah
2 0.49Ah 0.65Ah 0.56Ah
3 0.52Ah 0.57Ah 0.59Ah
4 0.62Ah 0.63Ah 0.63Ah
0.55Ah 0.57Ah 0.63Ah
6 0.72Ah 0.59Ah 0.61Ah
EXAMPLE 2
Several other cells were made in the same manner as in Example 1 except that the solution used to coat the separators was a solution ranging from 0.5 to 3% by weight of vinyl acetate copolymer and chloride vinyl ("VYHH") in 3-pentanone as shown in Table IV. Three batteries of each type, including three batteries whose separator had not been coated, were stored under various conditions and then discharged across a 75 ohm resistor. The average voltage after one second and the average number delivered Ampere-hours are shown in the following Table IV.

TABLEAU IV Conditions Pas de "VYHH" 0,5% de 1 % de 1,5% de 2 % de 3 % de d'emmagasinage (pile témoin) "VYHH" "VYHH" "VYHH" "VYHH" "VYHH" au frais 3,18V 3,20V 3,17V 3,19V 3,43V 3,44V 1 semaine à 71 C 2,50V 1,98V 2,17V 2,33V 1,65V 1,83V
0,48Ah 0,42Ah 0,41Ah 0,42Ah 0,61Ah 0,60Ah 1 mois à 20 C 1,76V 1,86B 2,05V 2,02V 1,95V 1,99V
0,57Ah 0,65Ah 0,59Ah 0,54Ah 0,63Ah 0,62Ah 3 mois à 20 C 1,38V 1,32V 1,48V 1,41V 1,99V 1,71V
0,51Ah 0,57Ah 0,48Ah 0,59Ah 0,61Ah 0,63Ah
La quantité de vinyle retenue sur le séparateur après revêtement avec les diverses solutions vinyliques va d'environ 0,7 à 1,0 g/m2 de matière constituant le séparateur pour la solution à 0,5 % en poids de vinyle dans un solvant jusqu'à environ 3,5 g/m2 de matière constituant le séparateur pour la solution à 3 % en poids de vinyle dans le solvant.
TABLE IV Conditions No "VYHH" 0.5% of 1% of 1.5% of 2% of 3% of storage (control stack) "VYHH""VYHH""VYHH""VYHH""VYHH" at charge 3,18V 3,20V 3,17V 3,19V 3,43V 3,44V 1 week at 71 C 2,50V 1,98V 2,17V 2,33V 1,65V 1,83V
0.48Ah 0.42Ah 0.41Ah 0.42Ah 0.61Ah 0.60Ah 1 month at 20 C 1.76V 1.86B 2.05V 2.02V 1.95V 1.99V
0.57Ah 0.65Ah 0.59Ah 0.54Ah 0.63Ah 0.62Ah 3 months at 20 C 1.38V 1.32V 1.48V 1.41V 1.99V 1.71V
0.51Ah 0.57Ah 0.48Ah 0.59Ah 0.61Ah 0.63Ah
The amount of vinyl retained on the separator after coating with the various vinyl solutions ranges from about 0.7 to 1.0 g / m 2 of separator material for the 0.5 wt% solution of vinyl in a solvent to to about 3.5 g / m 2 of material constituting the separator for the 3 wt.% solution of vinyl in the solvent.

Sur la base du poids du séparateur (environ 25 g/m2), cela représenterait environ 2,8 à environ 14 % en poids de vinyle en partant respectivement de la plage de 0,5 à 3 % de solution utilisée pour le revêtement.Based on the weight of the separator (about 25 g / m 2), this would represent about 2.8 to about 14% by weight of vinyl starting from the range of 0.5 to 3% of solution used for the coating, respectively.

EXEMPLE 3
Plusieurs autres piles ont été réalisées de la manière indiquée dans l'exemple 1 avec certains des séparateurs portant un revêtement de 1 % en poids de copolymère d'acétate de vinyle et de chlorure de vinyle dans la 3-pentanone. En outre, les électrodes de lithium dans certaines piles ont été remplacées par des électrodes en alliage de lithium-aluminium pesant chacune 0,52 g et comprenant 85 % en poids de lithium et 15 % en poids d'aluminium. Trois piles de chacun des divers types ont été conservées dans différentes conditions puis déchargées aux bornes d'une résistance de 75 ohms. Les tensions moyennes après une seconde et les nombres moyens d'ampère-heures délivrés sont indiqués sur le tableau V suivant.
EXAMPLE 3
Several other cells were made as in Example 1 with some of the separators having a coating of 1% by weight of vinyl acetate copolymer and vinyl chloride in 3-pentanone. In addition, the lithium electrodes in some cells have been replaced by lithium aluminum alloy electrodes each weighing 0.52 g and comprising 85% by weight of lithium and 15% by weight of aluminum. Three batteries of each of the various types were stored under different conditions and then discharged across a 75 ohm resistor. The average voltages after one second and the average ampere hour numbers delivered are shown in the following Table V.

TABLEAU V
Electrode en Alliage
Conditions de Blectrode de lithium Lithium-Aluminium conservation 1% de "VYHH" Pas de Vinyla 1 % "VYHH" Pas de Vinyle au frais 3,33V 3,40V 3,33V 3,33V 1 semaine à 71 C 1,50V 1,08V 1,83V 0,98V
0,63Ah* 0,49Ah 0,42Ah 0,45Ah 1 mois à 20 C 2,14V 1,82V 1,62V 1,20V
0,64Ah 0,65Ah 0,60Ah 0,62Ah 3 mois à 20 C 1,48V 0,96V 0,98V 0,63V
0,58Ah 0,56Ah 0,53Ah 0,48Ah
* Une seule pile.
TABLE V
Alloy Electrode
Lithium Aluminum Aluminum Lithium Storage Conditions 1% "VYHH" Storage No Vinyla 1% "VYHH" No Vinyl Cooled 3,33V 3,40V 3,33V 3,33V 1 Week at 71C 1,50V 1, 08V 1.83V 0.98V
0.63Ah * 0.49Ah 0.42Ah 0.45Ah 1 month at 20 C 2.14V 1.82V 1.62V 1.20V
0,64Ah 0.65Ah 0.60Ah 0.62Ah 3 months at 20 C 1.48V 0.96V 0.98V 0.63V
0.58Ah 0.56Ah 0.53Ah 0.48Ah
* One battery.

EXEMPLE 4
D'autres piles ont été réalisées comme dans l'exemple 1 à la différence que dans chacune d'elles, on a utilisé comme anode 0,479 g d'une feuille de lithium ou 0,450 g de lithium extrudé t le collecteur cathodique était formé de 85 % en poids de noir de carbone et de 15 % en poids de "Teflon" ; la solution électrolyte-cathode consistait en 2,4 cm3 de LiAlC14 1M dans s02Cl2 et contenait du sulfure de lithium ajouté jusqu'au point de saturation de la solution et le séparateur était revêtu d'une solution vinylique comme indiqué sur le tableau VI. Les piles ont été conservées dans diverses conditions puis déchargées aux bornes d'une résistance de 75 ohms. Les tensions moyennes des trois piles, observées après une seconde et les nombres moyens d'ampèresheures délivrés sont indiqués sur le tableau VI. Dans le lot de piles nb 8, les séparateurs, après avoir été plongés dans la solution, ont été séchés à la température ambiante pendant 2 heures. Dans le lot de piles NO 9, les séparateurs ont été séchés pendant une minute à 1750C tandis que dans le lot de piles n0 10, les séparateurs ont été séchés à 2250C pendant une minute.
EXAMPLE 4
Other cells were made as in Example 1 except that in each of them 0.479 g of a lithium sheet or 0.450 g of extruded lithium were used as the anode and the cathode collector was formed of 85 % by weight of carbon black and 15% by weight of "Teflon"; the electrolyte-cathode solution consisted of 2.4 cm 3 of 1M LiAlCl 4 in SO 2 Cl 2 and contained added lithium sulfide to the saturation point of the solution and the separator was coated with a vinyl solution as shown in Table VI. The batteries were stored under various conditions and then discharged across a 75 ohm resistor. The average voltages of the three cells, observed after one second and the average numbers of amperes delivered are shown in Table VI. In batch No. 8, the separators, after being immersed in the solution, were dried at room temperature for 2 hours. In the batch of NO 9 cells, the separators were dried for one minute at 1750C while in the batch of batteries No. 10, the separators were dried at 2250C for one minute.

TABLEAU VI
Lots de Tension en volts après une seconde Ampères-heures piles Solution de 1 semaine 1 mois 3 mois 1 semaine 1 mois 3 mois (3 piles) Anodes revêtement au frais à 71 C à 20 C à 20 C à 71 C à 20 C à 20 C
1 En feuille 1% de VYHH#SOCl2 3,23 2,38 2,86 1,13 1,12
2 En feuille 1% de VYNW.#SOCl2 3,26 3,00 2,58 0,81 0,92
3 En feuille 1% de VYHH.DIBK** 3,16 2,80 2,76 0,99 1,14
4 Extrudée 1% de VYHH.DIBK 3,03 2,99 3,05 1,06 1,13
5 Extrudée 0,5% de VYHH.DIBK 3,38 2,87 3,23 1,05 1,10
6 Extrudée 1,5% de VYHH.DIBK 3,29 2,17 2,42 1,13 1,10
7 Extrudée 0,25% de VYHH.DIBK 3,03 2,51 2,49
8 Extrudée 1% de VYHH.DIBK 3,23 2,30 2,77 2,60 1,21 1,02 1,12
(2 piles)
9 Extrudée 1% de VYHH.DIBK 3,31 2,67 3,16 2,49 1,22 1,31 1,09
10 Extrudée 1% de VYHH.DIBK 3,32 2,67 3,09 2,61 1,15 1,25 1,15
11 Extrudée 1% de VYHH. 3,41 2,59 2,68 1,08
3-Pentanone
12 Extrudée 1% de VYHH.DIBK 3,43 2,10 2,92 1,21
13 Extrudée 1% de VYHH.dans la 2,91 2,75 2,63 1,07
2-Pentanone
* "VYHW est un copolymère acétate de vinyle/chlorure de vinyle contenant 97 % en poids de
chlorute de vinyle et 3 % en poids d'acétate de vinyle.
TABLE VI
Batches of Voltage in volts after a second Amperes-hours batteries Solution of 1 week 1 month 3 months 1 week 1 month 3 months (3 batteries) Fresh coating anodes at 71 C at 20 C at 20 C at 71 C at 20 C at 20 C
1 Sheet 1% VYHH # SOCl2 3.23 2.38 2.86 1.13 1.12
2 In sheet 1% of VYNW. # SOCl2 3.26 3.00 2.58 0.81 0.92
3 In sheet 1% of VYHH.DIBK ** 3.16 2.80 2.76 0.99 1.14
4 Extruded 1% of VYHH.DIBK 3.03 2.99 3.05 1.06 1.13
5 Extruded 0.5% VYHH.DIBK 3.38 2.87 3.23 1.05 1.10
6 Extruded 1.5% VYHH.DIBK 3.29 2.17 2.42 1.13 1.10
7 Extruded 0.25% of VYHH.DIBK 3.03 2.51 2.49
8 Extruded 1% VYHH.DIBK 3.23 2.30 2.77 2.60 1.21 1.02 1.12
(2 batteries)
9 Extruded 1% VYHH.DIBK 3.31 2.67 3.16 2.49 1.22 1.31 1.09
10 Extruded 1% VYHH.DIBK 3.32 2.67 3.09 2.61 1.15 1.25 1.15
11 Extruded 1% of VYHH. 3.41 2.59 2.68 1.08
3-Pentanone
12 Extruded 1% of VYHH.DIBK 3.43 2.10 2.92 1.21
13 Extruded 1% of VYHH in the 2.91 2.75 2.63 1.07
2-Pentanone
* "VYHW is a vinyl acetate / vinyl chloride copolymer containing 97% by weight of
vinyl chlorite and 3% by weight of vinyl acetate.

** DIBK désigne la diisobutylcétone ** DIBK refers to diisobutyl ketone

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Pile non aqueuse, caractérisée en ce qu'elle comprend une solution d'électrolyte-cathode doué de conductibilité ionique, consistant en un soluté dissous dans une cathode liquide active t une anode en métal actif ; un collecteur cathodique ; un séparateur disposé entre l1 anode et le collecteur cathodique ; au moins une portion de la surface du séparateur étant revêtue d'une pellicule de polymère vinylique. A non-aqueous battery, characterized in that it comprises an electrolyte-cathode solution endowed with ionic conductivity, consisting of a solute dissolved in an active liquid cathode and an anode of active metal; a cathodic collector; a separator disposed between the anode and the cathode collector; at least a portion of the surface of the separator being coated with a vinyl polymer film. 2. Pile non aqueuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le motif monomérique du polymère vinylique répond à la formule 2. Non-aqueous battery according to claim 1, characterized in that the monomeric unit of the vinyl polymer corresponds to the formula tCH2 = CR R ) dans laquelle tCH2 = CR R) in which Rx est choisi entre l'hydrogène, des halogènes et desRx is chosen from hydrogen, halogens and groupes alkoxy comprenant des radicaux alkyle en C1 à alkoxy groups having C1 to C4 alkyl radicals C5 ; et C5; and RY est un halogène ou un groupe alkoxy renfermant desRY is a halogen or an alkoxy group containing radicaux alkyle en C1 à C5. C1 to C5 alkyl radicals. 3. Pile non aqueuse suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la quantité de pellicule -de polymère vinylique portée par le séparateur va d'environ 0,7 à environ 3,5 g/m2 de surface en projection. 3. Non-aqueous battery according to one of claims 1 and 2, characterized in that the amount of vinyl polymer film carried by the separator is from about 0.7 to about 3.5 g / m 2 of projected area. . 4. Pile non aqueuse suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le polymère vinylique est choisi entre un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, des homopolymères de chlorure de vinyle et des homopolymères d'acétate de vinyle. Non-aqueous battery according to one of claims 1 and 2, characterized in that the vinyl polymer is chosen between a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate, homopolymers of vinyl chloride and homopolymers of acetate of vinyl. 5. Pile non aqueuse suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'électrolyte-cathode renferme une matière choisie entre le sulfure de lithium et le monochlorure de soufre et leurs mélanges. 5. A non-aqueous battery according to one of claims 1 and 2, characterized in that the electrolyte-cathode contains a material selected from lithium sulphide and sulfur monochloride and mixtures thereof. 6. Pile non aqueuse suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'électrolyte-cathode contient au moins un oxyhalogénure liquide choisi entre le chlorure de thionyle, le chlorure de sulfuryle, l'oxychlorure de phosphore, le bromure de thionyle, le chlorure de chromyle, le tribromure de vanadyle et l'oxychlorure de sélénium. 6. A non-aqueous battery according to claim 1, characterized in that the electrolyte-cathode contains at least one liquid oxyhalide selected from thionyl chloride, sulfuryl chloride, phosphorus oxychloride, thionyl bromide, chloride chromium, vanadyl tribromide and selenium oxychloride. 7. Pile non. aqueuse suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'électrolyte-cathode contient un cosolvant inorganique. 7. Battery no. aqueous composition according to claim 6, characterized in that the electrolyte-cathode contains an inorganic cosolvent. 8. Pile non aqueuse suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'électrolyte-cathode contient un cosolvant inorganique.  8. A non-aqueous battery according to claim 6, characterized in that the electrolyte-cathode contains an inorganic cosolvent.
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