NL7908652A - Lithium-halogeencel met monomeer ladingsoverdrachts- complex. - Google Patents

Description

• ^ S ?799-29 ...

P & C v.

V

Lithium-halogeencel met monomeer ladingsoverdrachtscomplex.

De uitvinding heeft betrekking op de omzetting van chemische elektrische energie en meer in het bijzonder op een verbeterde primaire cel met vast electrolyt, die een lithiumanode, een halogeen houdende kathode en een electrolyt van lithiumhalogenide bevat.

, 5 In de laatste tijd is een primaire cel met vast electrolyt ontwikkeld, die een betrekkelijk hoge spanning en hoge spanning en hoge energiedichtheid geeft in een batterij, die in het bijzonder geschikt is voor toepassingen, waarbij gedurende een lange levensduur weinig stroom wordt afgenomen. Onder de alkalimetalen is lithium algemeen erkend als het meest bevredigende ma-10 teriaal voor de negatieve elektrode, d.w.z. bij ontlading de anode, in een niet-waterige cel. Bij de keuze van het materiaal voor de positieve elektrode, d.w.z. de kathode bij ontlading, dient men o.a. rekening te houden met de relatieve chemische aktiviteit, de energiedichtheid en de ontladingskarak-teristiek tijdens de levensduur van de cel.

15 De uitvinding verschaft nu een nieuwe verbeterde lithium-halogeencel.

Voorts verschaft de uitvinding een dergelijke cel, die een lithiumanode, een lithiumhalogenide bevattend, vast electrolyt en een verbeterde halogeenkathode bezit.

Verder verschaft de uitvinding een dergelijke cel met een betrekke-20 lijk hoge spanning, die geschikt is voor toepassingen, waarbij tijdens een lange levensduur geringe stroomafname plaatsvindt.

Ook verschaft de uitvinding een dergelijke cel, waarin de kathode een ladingsoverdrachtscomplex van een monomeer en halogeen is.

Daarnaast verschaft de uitvinding een dergelijke cel, die iedere 25 migratie van halogeen houdend kathodemateriaal, wat anders een elektrische kortsluiting in de cel zou kunnen veroorzaken, voorkomt.

Tevens verschaft de uitvinding een dergelijke cel, die betrekkelijk gëmakkelijk en economisch te vervaardigen is.

De uitvinding verschaft een alkali-halogeencel, waarin een halogeen 30 tot een complex wordt omgezet met een monomeer. In het bijzonder verschaft de uitvinding een lithium-halogeencel, die een anode van lithium, een vast, lithiumhalogenide bevattend electrolyt en een kathode, die een ladingsoverdrachtscomplex van halogeen en een monomeer bevat, bezit. Het monomeer is een aromatisch tertiair amine, dat een complex vormt met het halogeen en 35 een monomeer, dat zich bevredigend bleek te gedragen, is pyrrool, ‘ De uitvinding wordt hieronder nader toegelicht, mede aan de hand van de bijgevoegde tekening.

7908652 ¥· % ' - · .

-2.-- ·

Figuur 1 is een perspectivisch; aanzicht van een lithium-halogeencel volgens de uitvinding.

Figuur 2 is een doorsnede langs de lijn 2-2 van figuur 1.

Figuur 3 is een vergrote gedeeltelijke verticale doorsnede van de 5 cel van figuur 1.

Figuur 4 is een grafiek van de impedantie tegen de jodiumconcentra-tie in een jodium-pyrroolcomplex.

Er zijn primaire cellen met vast electrolyt ontwikkeld, die een lithiumanode, een kathode, die een ladingsoverdrachtscomplex van een orga-10 nische donorcomponent en halogeen bevat, en een electrolyt van lithium-ha-logeen bezitten. Een bijzonder gewenst gebleken, als organische donorcompo— ent fungerend materiaal is een polymeer van vinylpyridine. Dergelijke cellen verschaffen een betrekkelijke hoge spanning en hoge energiediehtheid in een batterij, die in het bijzonder geschikt is voor toepassingen, waar-15 bij tijdens een lange levensduur een geringe stroomafname plaatsheeft. Bij de verdere ontwikkeling van deze cellen is een gebied van onderzoek nieuwe samenstellingen van de kathode.

De cel van de uitvinding is een alkali-halogeencel, waarin een halogeen een ladingsoverdrachtscomplex vormt met een monomeer. Het monomeer 20 is een aromatisch tertiair amine, dat een complex vormt met het halogeen en een geschikt gebleken monomeer is pyrrool. Er wordt een waardevolle cel verkregen zonder dat men de tot dusver lithium-halogeencellen gebruikte polymere materialen, die als ladingsoverdrachtcomplex dienden, behoeft toe te passen.

25 Zoals weergegeven in figuur 1, bevat een alkalimetaal-halogeencel volgens de uitvinding een huis 10 van metaal, bijv. roestvrij staal, dat bij voorkeur aan een zodanige voorbewerking onderworpen is, dat het hol en algemeen rechthoekig Van vorm is en als één geheel geconstrueerd is; het huis bevat een gebogen bodemgedeelte 11,. zich op een afstand van elkaar be-30 vindende vlakke zijwandgedeelte 12 en 13, die uit het bodemgedeelte uitsteken en op een afstand van elkaar gelegen gebogen eindwandgedeelten 14 en 15, die eveneens uit het bodemgedeelte 11 uitsteken en overeenkomstige delen van de zijwanden 12 en 13 met elkaar verbinden. Het bodemgedeelte 11 bezit een samengestelde buiging, d.w.z. dat het zowel in een richting tussen de 35 zijwandgedee1ten 12 en 13 als in een richting tussen de eindwandgedeelten 14 en 15 gebogen is. t>eze laatste buiging van het bodemgedeelte 11 is van dezelfde mate als de buiging van de eindwandgedeelten 14 en 15, waardoor rondom het huis een continu gebogen oppervlak begrensd wordt. De zijwand-gedeelten 12 en 13 zijn in het algemeen evenwijdig.

79 0 8 5 5 2 . . . o - 3 - /

Het huis bezit een geopend boveneinde tegenover het bodemgedeelte 11, dat afgesloten kan worden met behulp van een deksel 17, dat eveneens vervaardigd is uit metaal, bijv. roestvrij staal.

Zoals te zien is in figuur 2 en 3, bevat de cel van de uitvinding 5 verder een anode, bevattende een stel alkalimetaalelementen of platen 22 en 24, met daar tussen in aangebracht een stroomcollectorelement 26 voor de anode. Zoals nader weergegeven in 3, is de stroomcollector 26 betrekkelijk dun, bij voorkeur een plaat van zircoongaas met een maaswijdte van circa 1,7 mm. Een geleidende strook 28 van nikkel of een ander geschikt metaal 10 is aan het ene einde van collectorelement 26 gepuntlast en een elektrische geleider 30, die van nikkel of een ander geschikt metaal kan zijn, is aan het ene einde van de strook 28 gelast en is voldoende lang om uit het huis te steken, teneinde een uitwendige elektrische aansluiting daaraan tot stand te brengen. De geleide 30 is van de rest van de cel afgedicht door het op-15 nemen van een isolatorelement, dat algemeen is weergegeven met 32, dat de geleiding 30 omgeeft en een eerste deel 34 bezit, dat is aangebracht tussen de lithiumplaten 22 en 24 en een tweede gedeelte of lichaam 36, dat cylindrisch is en zich tussen de lithiumplaten en het deksel 17 bevindt, wanneer-de cel voltooid is. De isolator 32 is vervaardigd van een materiaal, dat niet 20 alleen een niet-geleider voor elektriciteit is, maar tevens niet-reaktief t.o.v. halogenen is. Een soort materiaal,, dat zich bevredigend bleek te gedragen, is een fluorpolymeermateriaal, dat onder de naam Halar verkrijgbaar is bij Allied Chemical Company. Uiteraard kan men voor de isolator echter ook andere materialen met deze eigenschappen gebruiken.

25 Het anodesamenstel, dat de alkalimetaalelementen 22 en 24 en de stroomcollector 26 bevat, wordt aangebracht in een anodehouder of frame in de vorm van een band 40, die het anodesamenstel op zodanige wijze omgeeft, dat ten minste één metaaloppervlak vrij ligt. De band 40 is van het bovenge-noemdeHalar-materiaal of een overeenkomstig materiaal, dat niet reaktief is 30 t.o.v. halogenen. In de weergegeven uitvoeringsvorm omringt de band 40 de omtreksranden van de anode-elementen of platen 22 en 24 op goed passende en af dichtende wijze. De tegenover elkaar liggende einden van de band 40 zijn voorzien van openingen met een voldoende grootte om het isolatordeel 34 te ontvangen en deze einden overlappen elkaar aangrenzend aan het iso-35 latordeel 34, zoals weergegeven in figuur 3. Een bus 44 van metaal, bijv. roestvrij staal, omsluit een verder deel van geleider 30.. De bus 44 is aan het ene einde van schroefdraad voorzien (niet weergegeven) en in het iso-latordeel 36 bevestigd, waarvan het binnenoppervlak eveneens van schroefdraad voorzien is.

7908652 ' ’ .

. ν , * .

- 4 - , .

De bus 44 is van een algemeen holle cylindrische vorm en het gedeelte tussen bus 44 en geleider 30 is gevuld met een glazen afdichting 46, die daarin zodanig gevormd is dat een hermetische metaal-glasafdichting verkregen wordt.

5 Een voorbeeld van een werkwijze voor het vormen van het artodesamen- stel is als volgt. Eerst vervaardigt men een gedeeltelijk samenstel, bevattende geleiding 30 in de kombinatie van isolator 32 en bus 44. Daarna brengt men de band 40 op zijn plaats aan met de einden daarvan zodanig overlappend, dat de openingen daarin op één lijn komen te liggen, die- daarna passend 10 worden aangebracht op het isolatordeel 34. De overlappende einden, die nu aangesloten zijn op het isolatordeel 34, kunnen op hun plaats worden afgedicht met een geschikte kit, die niet-reaktief is t.o.v. halogenen, bijv. een cyanoacrylaatkit, die in de handel verkrijgbaar is onder de naam Permabond 101. Evenzo kan de verbinding tussen het isolatordeel 36 en het 15 onderste deel van bus 44 worden vastgekit. De stroomcollector 26, de gelei-dingsstrook 28 en het einde van de geleider 30 worden door puntlassen aan elkaar gehecht, waarna de alkalimetaalplaten (bijv. lithiumplaten) 22 en 24 in de band 40 aan weerszijden van het collectorelement 26 en het isolator-deel 34 05 hun plaats worden aangebracht. Het gedeeltelijke samenstel wordt 20 daarna in een geschikte houder of drager geplaatst en samengeperst met een geschikte kracht, bijv. circa 13.345N. De stroomcollector 26, de strook 28, het isolatordeel 34 en het zich daarin bevindende gedeelte van geleider 30 worden binnen de me taalelementen 22 en 24 afgedicht. Het materiaal van de . band 40 kan onder druk aan lithium gehecht worden met als gevolg, dat de 25 omtreksverbinding aan de randen van de lithiumelementen 22 en 24 omsloten of afgedicht wordt door de band 40. Desgewenst kan de verbinding tussen het binnenoppervlak van de band 40 .en de omtrek van de lithiumelementen 22 en 24 verder worden afgedicht met behulp van de bovengenoemde kit. Het voltooide anodesamenstel bezit zodoende 2 vrijliggende oppervlakken, die zich aan 30 tegenover elkaar liggende zijden bevinden.

Wanneer het anodesamenstel voltooid is, kunnen de vrijliggende oppervlakken van de alkalimetaaielementen 22 en 24 voorzien worden van deklagen 48, respectievelijk 50. Deze deklagen zijn lagen van een organisch materiaal, dat als elektronendonor component fungeert en de aard van de dek-35 laag 48 en 50 en hun rol in de cel van de uitvinding worden hieronder nader beschreven. Het voltooide anodesamenstel wordt op zijn plaats aangebracht in het huis 10, zoals weergegeven in figuur 2 en 3, waarbij de werkzame oppervlakken van de anode zich op een afstand van het binnenoppervlak van het huis 10 bevinden. — 7908652 . f - 5 -

De cel van de uitvinding bevat verder een kathode, die een gebied van kathodemateriaal 54 in het huis 10 omvat en, dat in werkzaam kantakt . is met het vrijliggende oppervlak van de alkalimetaalelementen 22 en 24 en in werkzaam kontakt is met het binnenoppervlak van het huis 10. Aange-5 zien het huis 10 van elektrisch geleidend materiaal vervaardigd is, dient het als stroomcollector voor de kathode. Volgens de uitvinding bevat het kathodemateriaal 54 een ladingsoverdrachtscomplex van een monomeer en halogeen. Het monomeer is een aromatisch tertiair amine, dat een stabiel complex met het halogeen vormt. Voorbeelden van dergelijke monomeren zijn picoline, 10 pyridine, indool, pyrrool en chuinoline. Zo kan men bijv. een hoeveelheid pyrrool, dat een vloeistof is, in het huis 10 aanbrengen en daarna het halogeen toevoegen om in het huis 10 het complex te vormen, in plaats daarvan kan men het halogeen in een afzonderlijke houder aan het pyrrool toevoegen om het complex te vormen en daarna dit complex in het inwendige van huis 10 15 brengen. De aard van het kathodemateriaal 54 en de bereidingswijze daarvan worden hieronder nader beschreven.

De cel van de uitvinding bevat verder een element 58 op het huis, waardoor een opening 60 loopt, die aan hét ène einde in verbinding staat met het inwendige van het huis-10- en- aan het andere einde met de omgeving.

20 In het bijzonder heeft het element 58 de vorm van een metalen buis, die aan het deksel 17 bevestigd is. De buis 58 is bij voorkeur een afzonderlijk element, dat aan het ene einde in een door het deksel- 17 aangebrachte-opening gestoken is en daaraan vastgelast is. In plaats daarvan kan men het deksel 17 en de buis 58 ook als één geheel uit één enkel stuk metaal vormen. Het 25 deksel 17 wordt op zijn plaats gebracht in het open einde van het huis en bij 64 rond de omtreksrand daarvan aan de overeenkomstige rand van het huis gelast. Het vulelement 58 verschaft een gemakkelijke manier om vloeistof in het inwendige van het huis te voeren en in werkzame relatie te brengen met de lithiumanode, teneinde het kathodemateriaal in het huis 10 te vormen 30 nadat het deksel 17 op zijn plaats is gelast. Daarna wordt de doorgang 60 met geschikte middelen gesloten, bijv. met een element 66, dat een stop kan zijn van een materiaal dat niet-reaktief is t.o.v. halogenen en dat op zijn plaats wordt af gedicht met een geschikte, niet-reaktieve kit. Ook kan het afdichten van de doorgang 60 natuurlijk worden uitgevoerd door het buiten-35 einde van de buis 58 samen te knijpen of te klemmen en het verder door las- * sen af te dichten. De metalen buis 58, die bij voorkeur van roestvrij staal is, dient tevens als elektrische aansluiting, aangezien het huis 10 als stroomcollector voor de kathode dient.

7908652 Ü, S' - 6 -·

De alkalimetaal-halogeencel van de uitvinding werkt op de volgende wijze. Zodra het halogeen houdende kathodemateriaal 54 in werkzaam kontakt komt met een anode-element van alkalimetaal begint zich een vast electrolyt van alkalimetaal-halogeenverbinding bij liet grensvlak te vormen. In de in 5 figuur 1-3 weergegeven cel geschiedt dit bij de tegenover elkaar gelegen buitenoppervlakken van de beide anode-elementen 22 en 24. Er treedt een elektrisch potentiaal verschil op tussen de anodegeleider 30 en de kathode-aansluiting 58, doordat het huis 10 van elektrisch geleidend materiaal is en in werkzaam kontakt is met het halogeen houdende kathodemateriaal, zodat 10 het als stroomcollector voor de kathode dient. Als de anode-elementen 22 en 24 van lithium zijn, wordt aangenomen, dat het mechanisme,volgens welke het bovengenoemde verschijnsel optreedt, migratie van lithiumionen met zich meebrengt door het electrolyt, waardoor lithium de. ionensoort in de cel is.

In de cel van de uitvinding is het van. belang, dat men het halogeen-15 houdende kathodemateriaal niet direkt in kontakt laat komen met enig deel van de elektrische geleiders, die aan de elementen van de anode zijn aangesloten, in het bijzonder de stroomcollector 26 van de anode en de geleidingen 28 en 30, die in figuur 1-3 zijn weergegeven. Anders veroorzaakt dit een elektronengeleiding tussen het kathodemateriaal en de stroomcollector 26 20 of de geleidingen 28 en 30 van de anode, waardoor een toestand van elektrische kortsluiting in de cel ontstaat. In het bijzonder leidt enige direkte migratie van het halogeen houdende kathodemateriaal naar de stroomcollector 26 van de anode of naar de geleidingen 28 en 30 i.p.v. een eerst optredende reaktie met een element van de anode, d.w.z. een van de lithiumelemtenten, 25 tot een toestand van elektronengeleiding, waardoor kortsluiting in de cel ontstaat. Wanneer anderzijds het halogeen houdende kathodemateriaal uitsluitend in kontakt komt met het lithium of ander alkalimetaal deel van de anode, geeft dit eerst aanleiding tot een toestand van ionengeleiding, wat weer leidt tot een juiste werking van de cel.

30 In de cel van de uitvinding zijn alle delen van de stroomcollector 26 en van de geleidingen 28 en 30 afgedicht van het kathodemateriaal en van het metalen huis. De stroomcollector 26 van de anode en zijn aansluiting via strook 28 aan geleider 30 zijn afgedicht in het gesandwichte of door druk aaneengehechte samenstel van de lithiumplaten 22 en 24. Deze afdichting wordt 35 versterkt door de strook of beugel 40, die van het handelsmateriaal Halar of dergelijk materiaal· is, dat niet-reaktief is t.o.v. halogenen.

De bovengenoemde rangschikking in kombinatie met het feit, dat de isolator 32 en de bus 44 voorzien zijn van een glasafdichting 46, geeft een anodestruktuur, die volledig is afgedicht, mët uitzondering van de tegen- 7808852 - V* - 7 - ί gesteld gerichte, werkzame delen van het lithiumoppervlak van de anode, die beschikbaar zijn. voor het kathodeaateriaal. Alle delen van de stroomcollec-tor 26 van de anode en van de geleidingen 28 en 30 zijn beschermd tegen het kathodemateriaal en tegen het huis van de cel. Voorts kan het afgedichte 5 anodesamenstel voltooid worden .alvorens de gehele cel geassembleerd wordt, wat een efficiënte vervaardiging mogelijk maakt. De bovengenoemde voordelen worden verschaft in een cel, die betrekkelijk eenvoudig van constructie is.

Het materiaal van de deklagen 48 en 50 op de lithiumelementen 22, respectievelijk 24 kan verscheidene belangrijke funkties vervullen, waarvan 10 er een is een gewenste vermindering van de ceiimpedantie;. aangenomen wordt, dat deze een gevolg is van een verbeterd, elektrisch werkzame kontaktopper-vlakte tussen het kathodemateriaal 54 en ieder lithiumelement. De deklagen 48 en 50 dienen als beschermende bekledingen en maken tijdens de konstruktie van de cel een relatief langere hanteert!jd mógelijk alvorens het kathode-15 materiaal wordt ingevoerd. Het materiaal van de deklagen 48 en 50 op de lithiumelementen 22, respectievelijk 24 is een organisch elektronendonor-materiaal behorende tot de groep van organische verbindingen, die bekend zijn als donors voor een ladingsoverdrachtscomplex. Een de voorkeur verdie-. .nend materiaal voor deze bekledingen is polyvinylpyridine en dit wordt op 20 de volgende wijze op het vrijliggende oppervlak van de lithiumelementen 22 en 24 aangebracht. Men bereidt een oplossing van poly-(2-vinylpyridine) in watervrij benzeen of een ander geschikt oplosmiddel. Het poly-(2-vinylpyridine). is gemakkelijk in de handel verkrijgbaar. De oplossing wordt bereid met een concentratie van 2-vinylpyridinepolymeer van circa 10-20 gew.%, 25 waarbij een sterkte van circa 14 gew.% 2-vinylperydinepolymeer de voorkeur verdient. Hoewel men polymeren van 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine en 3-ethyl 2-vinylpyridine kan gebruiken, verdient 2-vinylpyridine de voorkeur wegens zijn betere vloeieigenschappen in oplossing. Wanneer men de oplossing met een sterkte beneden circa 10 % bereid, kan de verkregen deklaag onge-30 wenst dun zijn en wanneer men de oplossing met een sterkte van meer dan circa 20 % bereid wordt het materiaal moeilijk aan te brengen. Men brengt de oplossing op geschikte wijze aan op het vrij liggende oppervlak van iedere ' lithiumplaat, bijv. door eenvoudig aanbrengen met een borstel. De aanwezig heid van het watervrije benzeen dient om vocht uit te sluiten, waardoor enige 35 ongunstige reaktie met de lithiumplaat voorkomen wordt. De beklede anode wordt daarna op voldoende wijze met een droogmiddel behandeld om de benzeen uit de deklaag te verwijderen. In het bijzonder plaatst men de beklede anode gedurende voldoende tijd in'een ruimte met vast bariumoxidemateriaal om de benzeen te verwijderen; de daartoe benodigde tijd kan in de orde van 7908652 . - 8 - 24 uren liggen. De bovenstaande werkwijze kan. herhaald worden om meer dan één bekleding o£ deklaag/ bijv. 3 lagen/ op iedere lithiumplaat aan te brengen.

De onderstaande voorbeelden lichten de cel van de uitvinding verder 5 toe.

VOORBEELD I

Bij 35,9 gram jodium in een bekerglas voegde men een hoeveelheid van 20 ml (18,70 gram) pyrrool (C^H^N). De molverhouding tussen I^ en pyrrool bedroeg 0,5:1,0. Er werd waargenomen, dat direkt een snelle exother-10 Jne reaktie optrad, waarbij zich een vuile bruine rook ontwikkelde. De impedantie werd gemeten door een aan een impedantiemeter aangesloten molybdestfc-elektrode in het bekerglas te brengen. Het bleek, dat de impedantie van het reaktieprodukt daalde van oneindig tot circa 5100 Si-, Het grootste deel . van het jodium loste niet op en na verscheidene uren werden twee fasen 15 waargenomen; een daarvan was een kleverige, jodiumrijke fase, terwijl de andere een oplossing van jodium en pyrrool was. Wegens deze waargenomen geringe of langzame oplosbaarheid werd besloten de volgorde van toevoeging van de reaktiecomponenten om te keren.

VOORBEELD II

20 In een van een roerder van polytetrafluoretheen voorzien bekerglas bracht men 20 ml pyrrool. De molybdeenelektrode van een impedantiemeter werd aan het bekerglas aangesloten. Daarna voegde men vast jodium in kleine, afgemeten porties aan de oplossing toe. De geleidendheid werd bepaald als funktie van de jodiumconcentratie en de resultaten zijn samengevat in de 25 onderstaande tabel;

TABEL A

Afhankelijkheid van jodiumgehalte van jodium-pyrrooloplossing.

Gram jodium Impedantie, _fL

0,2633 11946 30 1,3028 9740 2,7045 5500 4,8045 1860 7,6213 1180 10,0248 965 35 Bij meting van de impedantie bij de jodiumconcentratie van 2,7045 gram steeg de impedantie eerst en bereikte daarna een evenwichtswaarde. Bij de jodiumconcentratie van 10,0248 gram werd waargenomen, dat niet alle jodium in oplossing ging.

7908652 ' . s - • * * - 9 - .

Het bovenstaande is weergegeven in figuur 4, die* een grafiek is van de impedantie als funktie van de j odiumconcentratie. De monotone toename van de geleidendheid met de jodiumconcentratie wijst op de aard van geleiding, die vertoond wordt door ladingsoverdrachtscomplexen en wijst zodoende 5 op de vorming van een ladingsoverdrachtscomplex van pyrrool en jodium.

VOORBEELD III

Men bracht een stuk onbekleed lithium met een gewicht van circa 1 gram in het bekerglas, dat het volgens Voorbeeld II bereide ladingsoverdrachtscomplex van jodium en pyrrool bevatte. Het lithiumelement diende 10 als anode en een strook molybdeen werd eveneens in het bekerglas aangebracht op een afstand van het lithiumelement, waarbij dit molybdeenelement als stroomcollector voor de kathode diende. De onbelaste spanning~werd__ direkt gemeten, en deze bleek 2,891 V te bedragen. De impedantie werd eveneens gemeten en bleek 1071 «iX te bedragen. Vervolgens bracht men een be-15 lasting van 100k jTL op de elektroden aan en bepaalde de spanning na verschillende tijdsverlopen, zoals weergegeven in de onderstaande tabel:

TABEL B

Verlopen tijd., minuten Celspanning, V

4 2,810 20 15 2,700 30 2,643 45 2,655 .Bij de meting na 45 minuten werd waargenomen, dat de spanning stabiel was.

25 VOORBEELD IV

In een bekerglas bracht men 20ml broom. Door titreren uit een buret voegde men pyrrool aan het bekerglas toe en men bepaalde de impedantie als funktie van de pyrroolconcentratie. De resultaten zijn samengevat in de onderstaande tabel

30 TABEL C

ml pyrrool Impedantie, n 0 -- oneindig - 1 12.000 2,5 11.000 35 3,5 6.600 • ~ 6 5.400 * De waargenomen reaktie was heftig en exotherm; er stroomde een groene damp uit het bekerglas en er vormde zich een kleverige, vies uitziende verbinding, die zwart van-kleur en visceus was.

7908652 -5-- * - ίο -

De reaktie bleef heftig, zelfs na deze aanvankelijke reaktie. Iedere verdere toegevoegde hoeveelheid pyrrool veroorzaskte direkt de vorming van rook en warmte en van meer kleverige stof. Vervolgens plaatste men een anode-element van lithium en een stroomcollector voor de kathode van molybdeen in het bekerglas en voerde metingen uit volgens de in de bovenstaande voorbeelden gevolgde werkwijzen. De onbelaste spanning bedroeg 3,45 V en de impedantie 1800 SI. Met een weerstand van 100k Sl~ aangesloten over de elektroden bedroeg de celspanning 3,18 v. Na een uur was de onbelaste spanning gestabiliseerd op 3,07 V en de impedantie op 1300 SI.

VOORBEELD V

In een bekerglas bracht men 20 ml pyrrool en uit een reservoir van chloor en gas leidde men via een ballastfles chloorgas in de vloeistof. De waargenomen reaktie was onmiddellijk en heftig en uiterst exotherm, waarbij damp ontwikkeld werd. De ingevoerde hoeveelheid chloor was niet bekend. Er werden impedantiemetingen uitgevoerd en deze zijn weergegeven in de onderstaande tabel: TABEL D - .

Verlopen tijd impedantie, Si 5 sekonden 117 1 minuut 1800 ~ 2 minuten 1350

Als men een anode-element van lithium en een kathode-elektrode van molybdeen in de kleverige stof in het bekerglas stak en deze aansloot op een meter volgens de werkwijze van de bovenstaande voorbeelden werd een onbelaste spanning van 2,6 V af gelezen. Als men een belasting van 100k SS over de elektroden aansloot, bedroeg de afgelezen spanning 2,57 V. De onbelaste spanning stabiliseerde zich na 1 uur op 2,781 V.

Uiteraard zijn binnen het raam van de uitvinding talrijke wijzigingen mogelijk.

7008652

Claims (7)

1. Lithium-halogeencel, bevattende vast lithium, een lithiumhalogenide bevattend, vast electrolyt en een kathode, met het kenmerk, dat de kathode een ladingsoverdrachtscomplex bevat van een halogeen en een monomeer aromatisch tertiair amine, dat een complex met een halogeen vormt,

2. Cel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het halogeen jodium is.

3. Cel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het halogeen broom is,

4. Cel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het halogeen chloor is.

5. Cel volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat monomeer pyrrool is.

6. Cel volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de lithiumanode een oppervlak bezit, dat in werkzaam kontakt is met de kathode en voorts een deklaag op dit oppervlak bevat van een organisch elektronendonormateriaal.

7. Cel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het organisch elektronendonormateriaal een vinylpyridinepolymeer is. t 7908652