NL7908459A - Positief actief vast materiaal voor elektrochemische generatoren met een grote specifieke energie. - Google Patents

Description

V

79 3517/Arb/asm

Aanvraagster ; Société Anonyme dite: SAFT LECLANCHE, Poitiers,

Frankrijk.

Titel : Positief actief vast materiaal voor electroche- mische generatoren met een grote specifieke energie.

De uitvinding heeft betrekking op een positief actief vast materiaal voor electrochemische generatoren met een grote specifieke energie en een niet-waterig electrolyt, waarbij het negatieve materiaal een alkalimetaal zoals lithium is.

„ 5 In het Franse octrooischrift 77.30.946 zijn verbindingen beschreven die met de menie Pb^O^ de overeenkomst vertonen, dat ze verkregen worden door combinatie van een oxyde met een zuurkarakter en een oxyde met een basischkarakter zoals loodoxyde. De verbinding die tot nu toe de beste resultaten heeft gegeven is loodbismutaat, ^ dat ontstaat door verbinding van het basische oxyde PbO met het bismutoxyde met zuurkarakter.

Aanvraagster heeft nu een actief materiaal gevonden, dat met behoud van de grootte van de ontladingsspanningen van het bisrr.utaat, betere specifieke (massa en volume) capaciteiten bezit.

15 De uitvinding verschaft derhalve een positief actief materiaal voor electrochemische generator, dat bestaat uit een verbinding die wordt gevormd uit twee oxyden, één met eer, basisch karakter en de andere met een zuur karakter, welke laatste wordt gevormd door het bismutoxyde Bi^O^, Sekenrcerkt door het feit dat het basische 20 oxyde bestaat uit het cuprioxya'e CuO.

Meer in het bijzonder is de werkzame stof een verbinding met

Cv de formule Bi^O^.CuO, ofwel B^CuO^. Deze verbinding is voor het f eerst beschreven in een artikel van BOIVIN, THOMAS en TRIDOT in \ C.R. Acad. Sci. Paris deel 276 (26 maart 1973) serie C, blz 1105.

i \ 25 De uitvinding heeft eveneens betrekking op een electrochemische 790 3 4 39 ~AÏ - 2 - generator waarvan het negatieve actieve materiaal lithium en de electrolyt een niet-waterige oplossing is, gekenmerkt doordat het positieve actieve materiaal bestaat uit de bovengenoemde verbinding

BioCu0,.

2 4 5 Met voordeel is de electrolyt van deze generator een oplos sing van een lithiumzout in een ether of een mengsel van ethers.

De ethers die de voorkeur verdienen zijn tetrahydrofuran, dimethoxyethaan, dioxolan, en mengsels hiervan. Hieraan kan een 10 ester zoals propyleencarbonaat of ethyleencarbonaat worden toegevoegd.

Het lithiumzout dat de voorkeur verdient is het perchloraat.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een voorbeeld van een electrochemische generator, waarin het posi-15 tieve actieve materiaal volgens de uitvinding wordt toegepast, ' en met behulp van de tekening waarin: - fig. 1 een electrochemische generator volgens de uitvinding, en - fig, 2 een ontladingskromme Van de generator van fig. 1 weergeeft.

Fig. 1 toont een electrochemische generator van het knoptype.

20 De acfï-eve bestanddelen bevinden zich in een doos die enerzijds bestaat u.it een metalen kroes 1 die de positieve actieve massa 2 bevat, en anderzijds uit een metalen kroes 7 die het negatieve actieve materiaal 5 van lithium bevat, dat afgezet is op een nikkelrooster 6 dat aan de kroes 7 is gelast. De kroezen 1 en 7 worden in elkaar 25 geschoven en met behulp van een isolerend tussenstuk 9 ten opzichte van elkaar elektrisch geïsoleerd. Het negatieve actieve materiaal 5 en de positieve massa 2 zijn gescheiden door een afsluiting 3, die bestaat uit een microporeuze foelie van polypropeen, en een dikke laag glasvezels 4 die de electrolyt bevat.

30 De uitwendige afmetingen van de generator zijn een hoogte van 2,5 mm en een diameter van 25 mm. Het actieve oppervlak is ongeveer '\ , 2 3 cm .

\ De positieve actieve massa bezit de volgende samenstelling: 3 790 8 4 59

V

'É- - 3 - koperbismutaat (3x2CuO^) : 77% polytetrafluoretheen : A% loodpoeder (inerte electronengeleider) : 19%

De hoeveelheid actieve massa bedraagt 1,2 g, wat theoretisch ® overeenkomt met 363 mAh.

De hoeveelheid lithium wordt zodanig gekozen dat deze theoretisch overeenkomt met 400 mAh.

De electrolyt is een 2M lithiumperchloraet-oplossing in dioxolan.

Aldus gevormde generatoren werden ontladen met een weerstand ^ van 1000 ohm, wat een zware werkomstandigheid betekent.

In fig. 2 is een ontladingskromme van een dergelijke generator weergegeven, waarbij op de abscis de cntladingscapaciteit C (in mAh) en op de ordinaat de spanning V op de polen van de generator (in volt) is weergegeven.

15 Zoals uit fig. 2 blijkt, levert de ontlading bij een spanning van 1,2 volt 313 mAh.

De opbrengst van een dergelijke generator is derhalve 86%.

De uitvinding is echter niet beperkt tot de beschreven uitvoeringsvorm; in het bijzonder kan de electrochemische generator 20 met het actieve materiaal volgens de uitvinding iedere andere geschikte opstelling bezitten.

- conclusies - 790 3 4 59

Claims (6)

1. Positief actief materiaal voor een electrochemische generator, bestaande uit een verbinding, die is gevormd uit twee oxyden, waarvan één met een basisch karakter en de andere met een zuur karakter, welke laatste verbinding wordt gevormd door het bismut- 5 oxyde ^2^3' met het kenmerk, dat het basische oxyde bestaat uit cuprioxyde CüO.

2. Electrochemische generator waarvan het negatieve actieve materiaal lithium en de electrolyt een niet-waterige oplossing is, met het kenmerk, dat het positieve actieve materiaal het positieve actieve materiaal volgens conclusie 1 is. ]0

3. Electrochemische generator volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de electrolyt een oplossing is van een lithiumzout in een oplosmiddel dat ten minste een ether bevat.

4. Electrochemische generator volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de ether wordt gekozen uit dioxolan, 15 tetrahydrofuran, dimethoxyethaan, en hun mengsels.

5. Electrochemische generator volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat het oplosmiddel bovendien een ester, gekozen uit propyleencarbonaat of ethyleencarbonaat bevat.

6. Generator volgens conclusie 3-5, met het ken-20 m e r k, dat het lithiumzout het perchloraat is. O '\ % 790 8 4 59