NO783493L - Dobbeltkromat. - Google Patents
Dobbeltkromat.Info
- Publication number
- NO783493L NO783493L NO783493A NO783493A NO783493L NO 783493 L NO783493 L NO 783493L NO 783493 A NO783493 A NO 783493A NO 783493 A NO783493 A NO 783493A NO 783493 L NO783493 L NO 783493L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- bismuth
- stated
- solv
- dichromate
- chromate
- Prior art date
Links
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 36
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 43
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 20
- SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N dichromate(2-) Chemical compound [O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N hydron;methyl 4-methoxypyridine-2-carboxylate;chloride Chemical compound Cl.COC(=O)C1=CC(OC)=CC=N1 RXPAJWPEYBDXOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 150000001621 bismuth Chemical class 0.000 claims description 10
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- YAWCMOTYOSPSEY-UHFFFAOYSA-N [Cr](=O)(=O)([O-])O[Cr](=O)(=O)[O-].[Cr](=O)(=O)([O-])[O-].[Bi+4] Chemical compound [Cr](=O)(=O)([O-])O[Cr](=O)(=O)[O-].[Cr](=O)(=O)([O-])[O-].[Bi+4] YAWCMOTYOSPSEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 7
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- UKRHKPCWTGYGIN-UHFFFAOYSA-K bis[(4,7,7-trimethyl-3-oxobicyclo[2.2.1]heptane-2-carbonyl)oxy]bismuthanyl 4,7,7-trimethyl-3-oxobicyclo[2.2.1]heptane-2-carboxylate Chemical compound [Bi+3].C1CC2(C)C(=O)C(C([O-])=O)C1C2(C)C.C1CC2(C)C(=O)C(C([O-])=O)C1C2(C)C.C1CC2(C)C(=O)C(C([O-])=O)C1C2(C)C UKRHKPCWTGYGIN-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 4
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims 2
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 21
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- DHMGMTYGCBZFST-UHFFFAOYSA-N dibismuth;dioxido(dioxo)chromium Chemical compound [Bi+3].[Bi+3].[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O.[O-][Cr]([O-])(=O)=O DHMGMTYGCBZFST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- VDQDGCAHVVNVDM-UHFFFAOYSA-K bismuth;triperchlorate Chemical compound [Bi+3].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O VDQDGCAHVVNVDM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrorer en ny kjemisk forbindelse
i form av et dobbeltkromat med formel MM<1>(CrO^^ hvori M og M* står for metaller/og vedrorer også fremstilling av dette dobbeltkromat og dets anvendelse som et positivt aktivt material i elektriske batterier.
Det er fra fransk patentskrift nr. 2.110.765 kjent et litium-, batteri med positivt aktivt material i form av solvkromat med formel Ag2Cr04»En av grunnene til den store interesse for denne type batterier er at reduksjonen til metallisk sblv foregår med tilstrekkelig små stromstyrker, med en spenning på omtrent 3 volt, med godt utbytte og stabilitet, slik at et slikt batteri kan anvendes for f.eks. forskjellige typer av ur- og kardiostimulatorer. Dette aktive material har gitt fullt tilfredsstillende resultater, men er forholdsvis dyrt.
Andre kromater er blitt foreslått som det aktive positive material for batterier, f.eks. kromater av kobber, jern, kobolt, nikkel, kvikksolv, talium og vismut, men bortsett fra det forhold at eksistensen av enkelte av disse kromater er tvilsom, vil deres stabilitet og utladninsspenning være lavere enn for det ovennevnte solvkromat.
Den forbindelse som er formålet for den foreliggende oppfinnelse er et dobbeltkromat av solv og vismut med formel AgBi(Cr04)2.
Det nevnte dobbeltkromat av solv og vismut fremstilles fordelaktig ved utnyttelse av reaksjonen mellom et solv—dikromat og et salt av vismut, i et molforhold som tilveiebringer et atom
vismut pr. atom solv.
Ved en spesiell fremgangsmåte er det anvendte vismutsalt kromat-dikromatet, Bi2 (GrO^ )^ 2r2Pj og reaksjonen foregår som folger:
Ved denne spesielle utforelsesform kan reaksjonskomponentene være faste, fuktet med en liten mengde losningsmiddel, og omrort i det minste leilighetsvis. Reaksjonsblandingen oppvarmes foretrukket. Som et eksempel kan vann anvendes som losningsmiddel, idet det anvendes omtrent 1 vektdel vann til 2 vektdeler av kromat-dikromatet av vismut.
Vismut-kromat-dikromatet i seg selv kan oppnås ved å tilsette et vismutsalt, foretrukket i fast tilstand, til en vandig mettet losning av kromsyreanhydrid, CrO^. Et vismutsalt som kan anvendes er vismutnitrat.
Ved en annen fremgangsmåte kan det salt av vismut som reagerer med solv-dikromatet være et salt like loselig i vann som vismutnitrat, og reaksjonen foregår i eh mettet losning av
kromsyreanhydrid CrO-j. Det oppnådde bunnfall, bestående hovedsakelig av dobbelt-dikromatet av solv og vismut, omdannes til dobbeltkromatet av solv og vismut ved behandling med vann.
Det nye dobbeltkromat av solv og vismut anvendes fordelaktig som et aktivt material i elektriske batterier. Dobbeltkromatet av solv og vismut kan anvendes som det positive aktive material i batterier med hoy spesifikk energi, mer spesielt i litium-batterier med en elektrolytt som er flytende ved vanlige temperaturer.
I illustrerende hensikt folger to eksempler på fremstillingsmåter for et dobbeltkromat av solv og vismut, idet den forste metode går ut fra vismutkromatisert dikromat idet kromat-dikromatet oppnås ved reaksjon mellom vismutnitrat og CrO-j/°9^et annet eksempel går direkte ut fra vismutnitrat og CrO^.
EKSEMPEL I
1.Fremsti11ing av vismutkromat- dikrornat
En mettet vandig losning av kromsyreanhydrid, Cr03/fremstilles ved omgivelsenes temperatur på omtrent 20°C. Til en liter av denne losning tilsettes .800 g vismutnitrat i fast form, med formel Bidro^J^. 5 1^0, under kontinuerlig omrbring. Vismutnitratet begynner å opplbse seg i losningen av CrO^, og etter omtrent 1 time begynner et orangefarvet faststoff å falle ut. Utfellingen får fortsette i omtrent 24 timer. Det orangefarvede bunnfall er vismutkromat-dikromat/Bi2 (CrC^^C^O^.
Opplosningen må være mettet med CrO-j/ idet det ellers vil dannes et basisk kromat, BiOHCrO^. De angitte mengdeforhold (en liter losning for 800 g vismutnitrat) er blitt bestemt for å tilveiebringe effektiv omrbring av suspensjonén. Ved å ta i betraktning konsentrasjonen av CrO^ til metning (omtrent 6 mol pr. liter) medfbrer disse mengdeforhold et stort overskudd av Cr03, som forblir i losning og ikke deltar i reaksjonen. Dette overskudd ville ellers ikke være nbdvendig hvis vismutnitratet ble tilsatt i opplost form, men det ville da være nbdvendig å surgjbre opplosningen for å unngå utfelling av BiOHCrO^.
Vismutnitrat er blitt valgt blant de lett tilgjengelige salter av vismut på grunn av dets hbye lbselighet i vann, men det kan erstattes av et annet opplbselig salt, f.eks. vismutperklorat.
Bunnfallet av Bi2(CrO^)^ Cr^ O^ separeres ved filtrering og vaskes på filteret, under anvendelse av 0,1M losning av CrO-j i N/10 salpetersyre. Vaskingen avsluttes ved å anbringe bunnfallet i suspensjon i aceton og filtrere bunnfallet på nytt og deretter fjernes aceton ved torking.
Sammensetningen av opplosningen anvendt for vasking av bunnfallet ble valgt for å sikre god fjernelse av ioner i opplosning mens samtidig opplosning av og hydrolyse av kromat-dikcomatet ble unngått. Sammensetningen av denne yaskelosning kan modifiseres men det er nodvendig å holde den sur for å
unngå hydrolyse.
Analyse viser at mengdene av vismut og krom i produktet er meget nær de teoretiske verdier tilsvarende formelen Bi2 (CrO^^C^C^.
2. Fremstilling av dobbeltkromat
Fremgangsmåten består i omsette vismutkromat-dikromat med solv-dikromat.
Det skal bemerkes at fremstillingen av Bi2(Cr04)2Cr207 er beskrevet detaljert ovenfor for å lette reproduksjon av oppfinnelsen idet det oppnådde produkt ikke er vanlig handelsvare. Kromat-dikromatet av vismut kan imidlertid anvendes ved den ovennevnte fremgangsmåte uavhengig av dets fremstillingsmetode.
Med hensyn til solv-dikromat så kan dette fremstilles f.eks. på den måte som er beskrevet i US patentskrift nr. 4.032.624.
Den reaksjon som foregår er folgende:
Fremgangsmåten, er de ekvimolare mengder å blande solvdikromat og vismutkromat-dikromat, under tilsetning av en vektdel vann pr. 2 vektdeler av vismutkromat-dikromatet. Den resulterende pasta oppvarmes til en temperatur på mellom 100°C og 200°C i 24 til
48 timer avhengig av effektiviteten av omroringen.
For å fremstille en liten mengde av produktet (10 til 100 g) er den enkleste metode å anbringe reaksjonsblandingen i et pyrexror og til dette tilsettes et antall pyrex-kuler eller lignende og roret forsegles og holdes ved 200°C i 48 timer idet det omrores to eller tre ganger.
For å fremstille en storre mengde er den enkleste metode å anvende en uforseglet reaktor ved en temperatur som ikke overstiger 100°C. 24 timers reaksjonstid ved denne temperatur er tilstrekkelig hvis det opprettholdes en effektiv og konstant omrbring.
Reaksjonstemperaturen kan velges hvor som helst mellom 100°C og 200°C. Ved hoyere temperaturer forekommer parasittiske fenomener med oksydasjon-reduksjon. Det er også mulig å arbeide eller bevirke reaksjonen ved lavere temperaturer-, men reaksjonen vil da foregå mer sakte.
Reaksjonen vil ikke foregå i torr tilstand idet det er nbdvendig å fukte blandingen med e.t losningsmiddel, enklest vann. Den mengde vann som anvendes ved reaksjonen må være tilstrekkelig lav til å unngå hydrolyse men det kreves nok vann til en skikkelig fukting av reaksjonskomponentene. Den mengde som er angitt ovenfor utgjor et passende kompromiss. Alternativt kan vannet erstattes med et annet losningsmiddel for reaksjonskomponentene som er tilstrekkelig inert i forhold til dem og det resulterende dobbeltkromat av solv og vismut. Ved å ta i betraktning at det er tilstrekkelig å opplbse spor av reaksjonskomponentene kan et antall væsker anvendes og eddiksyre er f.eks. forsbkt med hell.
Når reaksjonen er avsluttet anbringes blandingen på et filter og den konsentrerte losning av CrO^fjernes ved hjelp av en hurtig vasking med en losning av N/10 salpetersyre. Produktet fjernes så fra filteret?, vaskes med en stor mengde koldt vann og filtreres på nytt. Denne vasking kan gjentas flere ganger, hvoretter dobbel tkroma tet av solv og vismut, AgBitCrO^^ tbrkes ved 150 C i omtrent 24 timer.
Den folgehde tabell sammenligner sammensetningen funnet i de to prover med teoretiske verdier tilsvarende formelen AgBi(Cr04)2.
Det kan sees at forsoksverdiene svarer fullstendig med de teoretiske Verdier.
Hvis reaksjonskomponentene under fremstillingen av dobbeltkromatet ikke foreligge i stokiometriske mengder blir produktet forurenset med' enten BiOHCrO^ eller hq^r2Ql'i avhengighet av om der er et overskudd av vismut eller et overskudd av solv. Disse forurensninger kan tåles eller ikke, alt i avhengighet av formålet eller den endelige bruk av produktet. Spesielt bor solvkromat unngås på grunn av dets opploselighet i organiske løsningsmidler, mens nærværet av BiOHCrO^ikke synes så skadelig ved bruk av produktet i en elektrokjemisk generator som skal beskrives senere.
EKSEMPEL II
Fast vismutnitrat, Bi(NO^)^• 5H2° tilsettes til en mettet vandig losning av CrO^ved 20°C. Vismutnitratet tilsettes i mengdeforhold på 800 g til en liter losning. Deretter tilsettes nok solvdikromat til opplosningen til å gjore molforholdet mellom solv og vismut lik 1:1, dvs. 356 g for hver 800 g vismutnitrat. Reaksjonsblåndingen omrores, foretrukket i 24 timer, for å oppnå det beste utbytte. Reaksjonsproduktet filtreres så fra for å gjenvinne den faste del som hovedsakelig består av et dikromat av solv og vismut.
Det isolerte faststoff vaskes på nytt med vann. Vaskingen omdanner faststoffet til AgBiCCrO^^ ved fjernelse av opplost CrOg. Med ytterst liten opplbselighet av AgBitCrO^^
indikeres slutten av vaskingen ved forsvinning av den orange farve som er karakteristisk for opplosninger av CrO^.
Alle de foregående operasjoner gjennomfores effektivt ved omgivelsenes temperatur. Det produkt som utvinnes vil bestå av spesielt fine korn. Utbyttet i forhold til utgangs-reaksjons-komponenter, vismutnitrat og sblv-dikromat er bedre enn 95%.
Ved denne variant av fremgangsmåten er tilsetningsrekkefolgen
for reaksjonskomponentene ikke kritisk. Sblv-dikromatet kan forst blandes med losningen av CrO^, deretter kan vismutnitratet tilsettes, eller de torre bestanddeler kan blandes.godt og deretter kan losningen av CrO-j tilsettes til blandingen. Det er som ved fremstillingen av vismutkromat-dikromatet bare nbdvendig å unngå at vismutnitratet anbringes i nærvær av vann, med mindre vannet er i form av et mettet losning av CrO^eller en annen tilstrekkelig sur losning til å unngå hydrolyse av vismutnitratet. Likeledes er det foretrukket ikke å oppvarme blandingen for utfellingen av dobbelt-dikromatet er oppnådd. Selvfølgelig kan også her vismutnitratet erstattes av et annet lbselig salt av vismut. Den nbdvendige nbyaktighet ved innstillingen av molforholdet mellom vismutsalt og sblv-dikromat avhenger av den grad av renhet som bnskes for sluttproduktet.
Ved utbvelse av fremgangsmåten er det nbdvendig å ta tendensen for vismutsaitene til å hydro.lysere . i betraktning. På den annen side er dobbeltsaltene av solv og vismut ikke hydrolyserbare, og dette er den spesielle grunnen til at behandlingen med vann av dikromat-dobbeltsaltet kan gjbres uten spesielle forsiktighets-regler.
Era et krystallografisk synspunkt er AgBi(Cr04)2en isomorf variant av scheelit, CaWQ4, som medfbrer at solv og vismut er tilfeldig fordelt i de punkter tilsvarende kalsiumpunktene i scheelit.
Et antall krystallografiske karakteristika er gitt i det folgende:
Bruken av dobbeltkromatet av solv og vismut i batterier unngår ulempene med den tidligere teknikkens stand med kromatmaterialer ved at det tilveiebringes et positivt akt material som er billigere enn solvkromatet, men som også utlades, ved samme spenning som dette i det minste under en del av utladningen. På den annen side er opploseligbeten av dobbeltkromatet av solv og vismut i organiske løsningsmidler mye mindre enn for solvkromatet»og denne lavere opploselighet er mer gunstig for lang batteri-levetid under betingelser med langvarig lagring eller utladning i sterk grad.
Fordelaktig er losningsmidlet for elektrolytten en aprotisk sammensetning, og det positive aktive material dannet fra dobbeltkromatet av solv og vismut inkluderer en tilfbyet elektrisk leder.
Dette positive aktive material utlades ved omdannelse av solv og vismut til metallisk tilstand. Utladningen vedrorer fire elektroner, et for det enverdige solv og tre for det treverdige vismut. Det kan iakttas at spenningen av et slik batteri forblir på et nivå tilsvarende utladningsspenningen for solv for den dobbelte tid som kreves for utladningen av sblvet,
dvs. i tiden for utnyttelse av to elektroner. En del av vismut
utlades derfor ved nivået for solv, selv om det teoretiske oksydasjons-reduksjonspotensial av vismut er lavere med omtrent 0,7 volt i forhold til potensialet for solv. Folgelig kan for en likeartet utladning et salt anvendes som inneholder bare den halve mengde solv, med resulterende lbnnsomhet. .. Utnyttelsen av dobbel tkroma tet av solv og vismut vil fremgå tydeligere fra de etterfolgende eksempler på foretrukne utforelsesformer, på bakgrunn av den vedfoyde tegning, som representerer utladningskurven for et batteri hvor den foreliggende oppfinnelse kommer til anvendelse.
Batterier av såkalt knappetype er blitt fremstilt med en katode fremstilt av en blanding av 97 vekt% dobbeltkromat av solv og vismut, 1 vekt% karbonsort, og 2 vekt% grafitt. I disse batterier har katoden en tykkelse på 0,2 cm og et tverrsnitt på 1,01 cm 2, som tilsvarer en teoretisk kapasitet (beregnet fra reduksjonen av solv og vismut til metallisk tilstand) for 116mAh. En separator, fremstilt av en cellulosefilt impregnert med en molar,losning av litiumperklorat i propylenkarbonat er anordnet på katoden. Den negative elektrode er en peilt av litium.
Disse batterier er blitt utladet over en motstand på 62.000 ohm ved en temperatur på 37°C.
I den vedfoyde figur vises en typisk utladningskurve med abscisse tiden for utladning J i dogn og ordinat spenningen V i volt for batteriet. Som det kan sees av tegningen når man tar 2,9 volt som slutt-utladningsspenning (som tilsvarer bruk i en kardi.osemultor, idet utladningstemperaturen velges tilsvarende for anvendelse) er den kapasitet som batteriet leverer 58 mAH, dvs. en halvdel av den teoretiske kapasitet. Ved å ta i betraktning at kapasiteten som skyldes reduksjonen av solv til metallisk solv er 1/4 av den teoretiske kapasitet, kan det sees at en del av denne kapasitet skyldes vismut, selv om utladningsspenningen forblir den samme som for solvkromat. De oppnådde resultater er derfor de samme som de resultater som ville blitt oppnådd med den dobbelte mengde solv.
For slike anvendelser som ikke krever en slik konstant spenning er det iakttatt at ved å forutsette slutts^enningen til 2,5 volt blir utladningskapasiteten 85 mAh, for et utbytte på 73%. I dette tilfelle er de oppnådde resultater nær de resultater som ville bli.oppnådd med tre ganger så stor solvmengde.
Det kan således klart sees at det er lonnsomt å anvende dobbeltkromatet av solv og vismut.
Det bemerkes at dobbeltkromatet av solv og vismut ikke på noen måte er ekvivalent med en blanding av solvkromat og vismutkroma f. Med en slik blanding ville solvkromatet bli redusert ved 3 volt og vismutkromatet ved sitt eget spenningsnivå, som er klart lavere.
I det foregående eksempel er elektrolytten en molar losning av litiumperklorat i propylenkarbonat. Andre elektrolytter kan anvendes med sammenlignbare resultater, og spesielt de elektrolytter med losriingsmidler som nevnt i fransk patentskrift nr. 2.122.011 eller dioksolan. Konsentrasjonen av de opploste substanser kan likeledes varieres.
Det positive aktive material kan selvfølgelig anbringes i batterier av andre typer enn den som er beskrevet detaljert i det foregående.
Den elektriske leder som anvendes i det ovennevnte eksempel, en blanding av karbonsort og grafitt/kan erstattes av andre ledere og karbonsort kan likeledes anvendes alene eller med tilsetning av fluorert grafitt eller bare .grafitt alene, eller et hvilket som helst passende metall. Tilsetningen av grafitt eller fluorert grafitt til karbonsort er ment å lette komprimeringen av det aktive material, i forste rekke i batterier av knappe-typen, som har fordelen med at det pulveriserte eller pulveraktige positive, aktive material komprimeres i skålen, både for å forbedre kontakten mellom kornene og for å oke mengden av anvendte materialer, og folgelig kapasiteten av batteriet.
Claims (21)
1. Dobbeltkromat,
karakterisert vedat det har den generelle formel
hvori M og M' står for^henhv. solv og vismut.
2. Fremgangsmåte for fremstilling av det dobbeltkromat av solv og vismut som er angitt i krav 1,karakterisert vedå reagere solvdikromat, ^ 2^ 2^^/ med et vismutsalt i et molforhold som tilveiebringer at atomvismut pr. atom solv.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,karakterisert vedat det som vismutsalt anvendes . vismutkromat-dikromat, B±2^Cr04^2<Cr>2°7<*>
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3,karakterisert vedat bestanddelene fuktes med et losningsmiddel som er felles for både Ag2Cr2Q7og B±2 (CrO^)2^29.7 og at den fuktede blanding omrores i det minste leilighetsvis.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4,karakterisert vedat Ag2Cr207og Bi2 (Cr04 ^Cr^O^ blandes i omtrent ekvimolare mengdeforhold, hvorved ethvert overskudd av solv-dikromat, Ag2Cr207, unngås.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 4 eller 5,karakterisert vedat reaksjonsblandingen oppvarmes.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, 5 eller 6,karakterisert vedat det som losningsmiddel anvendes vann.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7,karakterisert vedat den fuktige blanding holdes ved omtrent 100°C.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 7,karakterisert vedat den fuktede blanding anbringes i en hermetisk lukket beholder og den fuktige blanding oppvarmes i beholderen til mellom 100°C og 200°C.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, 8 eller 9,karakterisert vedat det anvendes en mengde vann for å fukte bestanddelene ekvivalent med en vektdel vann til to vektdeler Bi2 (Cr04)2Cr207.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 til 10,karakterisert veddet foregående trinn med å tilsette et vismutsalt til en mettet vandig losning av kromsyreanhydrid, CrO-j, for å oppnå Bi2 (CrO^)2Cr2°7•
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakteris, ert ved at solvdikromatet og vismutsaltet reagerer i en mettet vandig losning av kromsyreanhydrid hvoretter -det derved oppnådde bunnfal vaskes.
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 11 eller 12,karakterisert vedat vismutsaltet innfores i den mettede vandige losning av kromsyreanhydrid i fast form.
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, 12 eller 13,karakterisert vedat det som vismutsalt anvendes vismutnitrat.
15. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, 12, 13 eller 14,karakterisert vedat kromsyreanhydridet anvendes i stort overskudd.
16. Elektrisk batteri,
karakterisert vedat det positive aktive material omfatter et dikromat av solv og vismut, AgBifCrO^^ som angitt i krav 1.
17,. Batteri som angitt i krav 16,karakterisert vedat det omfatter et alkalimetall som en negativ elektrode og en elektrolytt som er en flytende losning ved omgivelsenes temperatur på omtrent 20°C, idet losningsmidlet er en aprotisk substans, og det positive aktive material omfatter en tilfbyet elektrisk leder.
18. Batteri som angitt i krav 17,karakterisert vedat den negative alkalimetall-elektrode utgjores av litium.
19. Batteri som angitt i krav 17,karakterisert ved:at den tilsatte elektriske leder omfatter karbonsort.
20. Batteri som angitt i krav 17,
karakterisert vedat den tilsatte elektriske léder omfatter en blanding av karbonsort og grafitt.
21. Batteri som angitt i krav 17 - 20,karakterisert vedat elektrolytten er en molar losning av litiumperklorat i propylenkarbonat.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7731272A FR2406898A1 (fr) | 1977-10-18 | 1977-10-18 | Chromate double, procede pour sa preparation, et application dudit chromate comme matiere active dans les generateurs electrochimiques |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO783493L true NO783493L (no) | 1979-04-19 |
Family
ID=9196616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO783493A NO783493L (no) | 1977-10-18 | 1978-10-16 | Dobbeltkromat. |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4184016A (no) |
JP (1) | JPS5465199A (no) |
AU (1) | AU524144B2 (no) |
BE (1) | BE870616A (no) |
BR (1) | BR7806855A (no) |
CA (1) | CA1107937A (no) |
CH (1) | CH635558A5 (no) |
DE (1) | DE2844518C2 (no) |
DK (1) | DK150626C (no) |
ES (2) | ES474304A1 (no) |
FR (1) | FR2406898A1 (no) |
GB (1) | GB2012255B (no) |
IE (1) | IE47719B1 (no) |
IT (1) | IT1160861B (no) |
LU (1) | LU80383A1 (no) |
NL (1) | NL175163C (no) |
NO (1) | NO783493L (no) |
SE (1) | SE443777B (no) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2442515A1 (fr) * | 1978-11-22 | 1980-06-20 | Accumulateurs Fixes | Matiere active positive solide pour generateurs electrochimiques de grande energie specifique |
US4233374A (en) | 1979-02-14 | 1980-11-11 | Saft-Societe Des Accumulateurs Fixes Et De Traction | Double chromate compositions for use as positive active material in batteries |
JPS5798980A (en) * | 1980-12-11 | 1982-06-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Organic electrolytic battery |
US4444857A (en) * | 1981-06-17 | 1984-04-24 | Societe Anonyme Dite: Gipelec | Electrochemical cell including a solid electrolyte made from a cation conductive vitreous compound |
FR2508240A1 (fr) * | 1981-06-17 | 1982-12-24 | Gipelec | Generateurs electrochimiques comportant un electrolyte solide forme par une composition vitreuse conductrice de cations |
US7537863B2 (en) * | 2003-09-16 | 2009-05-26 | The Gillette Company | Primary alkaline battery containing bismuth metal oxide |
US7407726B2 (en) * | 2003-09-16 | 2008-08-05 | The Gillette Company | Primary alkaline battery containing bismuth metal oxide |
US7300722B2 (en) * | 2005-04-11 | 2007-11-27 | The Gillette Company | Lithium battery containing bismuth metal oxide |
US7972726B2 (en) * | 2006-07-10 | 2011-07-05 | The Gillette Company | Primary alkaline battery containing bismuth metal oxide |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3853627A (en) * | 1970-10-29 | 1974-12-10 | Accumulateurs Fixes | Lithium electric cells with novel positive active materials and non-aqueous electrolyte |
FR2260876B1 (no) * | 1974-02-08 | 1978-06-16 | Accumulateurs Fixes |
-
1977
- 1977-10-18 FR FR7731272A patent/FR2406898A1/fr active Granted
-
1978
- 1978-09-18 CH CH971478A patent/CH635558A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1978-09-20 BE BE1009067A patent/BE870616A/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-09-22 GB GB7837868A patent/GB2012255B/en not_active Expired
- 1978-10-05 NL NLAANVRAGE7810072,A patent/NL175163C/xx not_active IP Right Cessation
- 1978-10-11 SE SE7810626A patent/SE443777B/sv unknown
- 1978-10-12 DE DE2844518A patent/DE2844518C2/de not_active Expired
- 1978-10-16 CA CA313,541A patent/CA1107937A/fr not_active Expired
- 1978-10-16 NO NO783493A patent/NO783493L/no unknown
- 1978-10-16 IT IT69375/78A patent/IT1160861B/it active
- 1978-10-17 DK DK462278A patent/DK150626C/da not_active IP Right Cessation
- 1978-10-17 LU LU80383A patent/LU80383A1/xx unknown
- 1978-10-17 IE IE2060/78A patent/IE47719B1/en unknown
- 1978-10-17 AU AU40767/78A patent/AU524144B2/en not_active Expired
- 1978-10-17 US US05/952,089 patent/US4184016A/en not_active Expired - Lifetime
- 1978-10-17 BR BR7806855A patent/BR7806855A/pt unknown
- 1978-10-18 JP JP12745478A patent/JPS5465199A/ja active Granted
- 1978-10-18 ES ES474304A patent/ES474304A1/es not_active Expired
-
1979
- 1979-04-27 ES ES480035A patent/ES480035A1/es not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2844518C2 (de) | 1982-07-01 |
ES474304A1 (es) | 1979-10-16 |
IE782060L (en) | 1979-04-18 |
FR2406898B1 (no) | 1980-04-04 |
LU80383A1 (fr) | 1979-06-15 |
DE2844518A1 (de) | 1979-04-19 |
DK150626B (da) | 1987-04-27 |
SE7810626L (sv) | 1979-04-19 |
JPS5532650B2 (no) | 1980-08-26 |
NL175163B (nl) | 1984-05-01 |
IT7869375A0 (it) | 1978-10-16 |
AU524144B2 (en) | 1982-09-02 |
DK462278A (da) | 1979-04-19 |
SE443777B (sv) | 1986-03-10 |
US4184016A (en) | 1980-01-15 |
BE870616A (fr) | 1979-03-20 |
IT1160861B (it) | 1987-03-11 |
ES480035A1 (es) | 1979-11-16 |
GB2012255A (en) | 1979-07-25 |
DK150626C (da) | 1987-09-28 |
GB2012255B (en) | 1982-01-20 |
JPS5465199A (en) | 1979-05-25 |
CH635558A5 (fr) | 1983-04-15 |
IE47719B1 (en) | 1984-05-30 |
NL175163C (nl) | 1984-10-01 |
NL7810072A (nl) | 1979-04-20 |
CA1107937A (fr) | 1981-09-01 |
AU4076778A (en) | 1980-04-24 |
BR7806855A (pt) | 1979-06-26 |
FR2406898A1 (fr) | 1979-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4405699A (en) | Manganese dioxide electrode for lithium batteries | |
US4085259A (en) | Light metal galvanic element | |
US4835074A (en) | Modified carbons and electrochemical cells containing the same | |
JPH06342656A (ja) | 電気化学電池およびそのカソード | |
JPH0845510A (ja) | 電気化学電池、カソード物質およびその製造方法 | |
JPS6119064A (ja) | 金属酸化物の保護性表面層を有する金属正極集電体 | |
US3414440A (en) | Gamma manganese dioxide, method of preparing and dry cell type battery employing gamma type manganese dioxide | |
NO783493L (no) | Dobbeltkromat. | |
CN105226269A (zh) | 一种镍锰酸锂制造工艺 | |
EP0086555A1 (en) | Electrochemical cell | |
CN106848256B (zh) | 一种镍铁电池用核双壳结构负极纳米材料及其制备方法和应用 | |
CN114538521B (zh) | 一种钾掺杂氧空位二氧化锰正极材料及其制备方法与应用 | |
Genders et al. | Application of microelectrodes to the study of the Li, Li+ couple in ether solvents. Part 1 | |
BG62395B1 (bg) | Усъвършенстван метод за получаване на литииран шпинел наосновата на литиев и манганов оксид | |
US4243624A (en) | Method of making cathodes derived from ammonium-metal-chalcogen compounds | |
AU8087798A (en) | Mixed phase metal oxide and method of preparation | |
JPH05343066A (ja) | リチウム二次電池用正極活物質 | |
CN108767231A (zh) | 一种LiNixCoyMnl-x-yO2/Li2O·B2O3复合正极材料的制备方法 | |
CN111987316A (zh) | 富锂锰基复合正极材料及其制备方法和应用 | |
CN109534401A (zh) | 一种钒酸铜的制备方法,该方法制备得到的钒酸铜及其在锂离子电池中的应用 | |
US4233374A (en) | Double chromate compositions for use as positive active material in batteries | |
JPS6110869A (ja) | 多孔性リチウム電極と非水性電気化学セル中での使用 | |
RU2807678C1 (ru) | Способ получения катода литий-ионного аккумулятора на основе легированного триоксида вольфрама | |
JPH03503333A (ja) | 改良電解二酸化マンガンの製造方法 | |
CA2366191C (en) | Silver vanadium oxide having low internal resistance and method of manufacture |