SE427705B - Elektrokemisk cell bestaende av en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt - Google Patents

Elektrokemisk cell bestaende av en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt

Info

Publication number
SE427705B
SE427705B SE7714778A SE7714778A SE427705B SE 427705 B SE427705 B SE 427705B SE 7714778 A SE7714778 A SE 7714778A SE 7714778 A SE7714778 A SE 7714778A SE 427705 B SE427705 B SE 427705B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
lead
cell
lead dioxide
dioxide
monoxide
Prior art date
Application number
SE7714778A
Other languages
English (en)
Other versions
SE7714778L (sv
Inventor
M L Kronenberg
Original Assignee
Union Carbide Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of SE7714778L publication Critical patent/SE7714778L/sv
Publication of SE427705B publication Critical patent/SE427705B/sv

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/56Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of lead
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • H01M6/162Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
    • H01M6/164Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solvent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

17714778-sim produkten, blymonoxid. I motsats till blydioxid kommer blymonoxid att urladdas i ett vattenfritt cellsystem vid en enda potentialnivå.
En fördel med att använda blydioxid som katodmaterial gentemot bly- monoxid är_att den har i det närmaste den dubbla kapaciteten hos blymonoxidL I ett vattenfritt elektrolytsystem kommer sålunda blymon- oxid att ha fördelen att urladda vid en enda potentialnivå, men den nackdelen att ha en relativt låg kapacitet, medan blydioxid kommer att ha fördelen av att ha en relativt hög kapacitet, men nackdelen av att urladda vid två distinkta spänningsnivåer.
Många cell- eller batteritillämpningar, i synnerhet i transistorise- rade anordningar.såsom hörapparater, klockor och liknande, erfordrar en urladdningskälla med i huvudsak en enda potential för riktigt ar- bete, och kan därför ej använda urladdningen med två spänningsnivåer som är karakteristisk för vattenfria blydioxidceller. Denna egenskap att urladda vid tvâ spänningsnivâer är lika den dubbla spänningsur- 'laddningen som är betecknande för vattenhaltiga alkaliska tvàvärda silveroxidceller. Även om många åtgärder har föreslagits för att er- hålla urladdning vid en enda potential från en vattenhaltig alkalisk tvâvärd silveroxidcell, erfordras dessa åtgärder ej när blydioxid användes i ett cellsystem med vattenhaltig elektrolyt. I ett cell- system med vattenhaltig elektrolyt kommer blydioxid att urladda i det närmaste helt vid sin högre spänningsnivå, så att resultatet blir att cellen kommer att alstra en urladdning vid i huvudsak en enda potential under cellens hela urladdningstid. I motsats till detta kommer cellen, när blydioxid användes som katodmaterialet i ett vat- tenfritt elektrolytsystem, att urladda vid en första potential för en avsevärd tidsperiod och sedan sjunka till en distinkt lägre po- tential för återstoden av urladdningen. Ett problem att vanligtvis räkna med iolika cellsystem är det att även om ett elektrodpar kan fungera i en vattenhaltig elektrolyt, är det praktiskt omöjligt att förutsäga hur väl, om överhuvudtaget, det kommer att fungera i en vattenfri elektrolyt. Sålunda måste en cell betraktas som en enhet som har tre delar.- en katod, en anod och en elektrolyt - och det måste förstås att delarna hos en cell ej kan förutsägas vara sins- emellan utbytbara med delar hos en annan cell för att åstadkomma en effektiv och arbetsbar cell.
I en fransk patentskrift 2 288 401, publicerad 18 juni 1976 (mot- svarighet till västtyska ansökan 2 545 498 publicerad 27 april 1976) beskrives en vattenfri cell_som använder en negativ elektrod, såsom ' 7714778-3 litium, en vattenfri-lösningsmedelselektrolyt och en positiv aktiv elektrod bestående av ett positivt aktivt material av oxiderna och de oxiderande salterna, vilkas urladdningsreduktion leder till me- taller av gruppen inbegripande bly, tenn, guld, vismut, zink, kadmi- um och deras legeringar och en elektronisk ledare bestående åtmins- tone på ytan av ett material valt från gruppen inbegripande bly, tenn, guld, vismut, zink, kadmium och deras legeringar. Flera exempel be- skrives i denna hänvisning, i vilka blymonoxid användes som det posi- tivt aktiva materialet och bly, tenn eller grafit användes som den elektroniska ledaren. Även om denna hänvisning utlär ett medel för att erhålla en urladdning vid en enda potential för vissa vattenfria cellsystem, som för exempelvis en cell användande blymonoxid som det positiva aktiva materialet, så är föreliggande uppfinning riktad på användandet av blydioxid blandad med blymonoxid och/eller blypartik- lar som det positiva aktiva materialet hos en vattenfri cell.
Föreliggande uppfinning hänför sig till en elektrokemisk cell bestå- ende av en negativ elektrod av högaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt, varvid urladdning av cellen sker vid i huvudsak en enda potential, vilken kännetecknas av att den positiva elektroden består av en i huvudsak likformig blandning av blydioxid och ca 5-60% blymonoxid baserat på vikten av blyoxiderna, och/eller ca 5-40 vikt-% bly, baserat på vikten av bly och blydioxid.
Urladdningen av cellen vid en enda potential skall ske vid en rela- tivt konstant spänningsnivå som sträcker sig över åtminstone 85% av cellens urladdningskapacitet, när den urladdas över en fixerad be- lastning, och där spänningen ej varierar mer än i 10% av genomsnitts- spänningen för nämnda spänningsnivå. Exempelvis kan urladdningen vid en enda potential representeras av en spänning-tidkurva i huvudsak fri från avvikelser eller -steg under åtminstone 85% av urladdnings- tiden över en konstant belastning, varvid sådana steg eller avvikel- ser definieras som spänningsavläsningar utanför i 10% av den genom- snittliga spänningen över nämnda 85%-andel av urladdningstiden. Så- som visas i fig. 1 är syftet med föreliggande uppfinning att effek- tivt eliminera eller effektivt undertrycka delen hos kurvan till vänster om en punkt A för att ge en urladdning med en enda potential som generellt visas av kurvan mellan punkterna A och B. 7714778-3 Blymonoxidpartiklarna som användes i föreliggande uppfinning kan be- stå av i huvudsak rena blymonoxidpartiklar eller blypartiklar som har ett ytterskikt av blymonoxid. Denna senare form av blymonoxidpar- tiklar med.en inre kärna av bly kan framställas genom oxidering av blypartiklar på något vanligt sätt.
Storleken hos blyoxidpartiklarna och, när tillämpligt, blypartiklar- na, utgörande katoden enligt föreliggande uppfinning, bör företrä- desvis vara mellan ca 0,04 mm och ca 0,47 mm och ännu hellre mellan ca 0,07 mm och ca 0,23 mm. Partiklar med mindre storlek än ca 0,04 mm kommer att åstadkomma en stor verklig ytarea men när de emeller- tid fabriceras till en katod, kommer den elektroniska ledningsförmå- gan hos katoden att generellt vara otillräcklig för kommersiell cell- tillämpning på grund av det stora antalet av partikel-till-partikel- kontakter bildande den ledande vägen genom katoden till katodens ström- avtagare.hmscellen. En katod fabricerad med blyoxidpartiklar och, när så är tillämpligt, blypartiklar i en storlek över ca 0,47 mm, kommer att ha en liten verklig ytarea, som generellt ej kommer att uppbära den strömtäthet som generellt fordras för kommersiell cell- tillämpning.
Viktprocenten av blymonoxiden i en blydioxidhaltig positiv elektrod enligt föreliggande uppfinning är mellan ca 5% och ca 60%, baserat på vikten av blyoxiderna, och företrädesvis mellan ca 10% och ca 40%, baserat pä vikten av blyoxiderna.
En blymonoxidmängd mindre än ca 5 vikt-% av blyoxiderna skulle vara otillräcklig för att med säkerhet eliminera blydioxidens egenskap att urladda vid två spänningsnivâer i ett cellsystem med vattenfri elektrolyt. En mängd av blymonoxid större än ca 60 vikt-% av blyoxi- derna skulle vara ineffektiv, eftersom alltför mycket av blydioxid- materialet med den höga kapaciteten skulle ersättas av blymonoxid- materialet med den lägre kapaciteten.
Viktprocenten för blypartiklarna i den blydioxidhaltiga positiva elektroden är mellan ca 5% och ca 40%, baserat på vikten av blyet och blydioxiden, och företrädesvis mellan ca 10% och ca 30%, baserat på vikten av b1yet.och blydioxiden. En blymängd mindre än ca 5 vikt-% av blyet och blydioxiden skulle vara otillräcklig för att med säker- het-eliminera blydioxidens egenskap att urladda vid två spännings- nivâer i ett_cellsystem med vattenfri elektrolyt. En mängd av bly större än ca 40 vikt-% av blyet och blydioxiden skulle vara ineffek- 7714778-3 tiv, eftersom alltför mycket av blydioxidmaterialet med den höga ka- paciteten kemiskt skulle reduceras och fysikaliskt ersättas av bly- materialet.
Det är även inom ramen för föreliggande uppfinning att tillsätta ett bindemedel, ett elektroniskt ledande material, ett elektrolytabsor- berande material eller blandningar därav till den positivafelektro- den enligt uppfinningen.
Användbara högaktiva negativa metallanodmaterial är i allmänhet för- brukbara metaller och inbegriper aluminium, alkalimetallerna, alka- liska jordartsmetallerna och legeringar av alkalimetaller eller alka- liska jordartsmetaller med varandra eller andra metaller. Uttrycket "legering" som avses här och i efterföljande:krav hüxgripalflandnhrfim, fasta lösningar såsom litium-magnesium, och intermetalliska förenin- gar,såsom litiummonoaluminid. De föredragna anodmaterialen är litium, natrium, kalium, kalcium och legeringar därav. Av de föredragna anod- materialen skulle litium vara det bästa, eftersom det förutom att va- ra en formbar, säker metall som kan med lätthet inbyggas i en cell, även äga det högsta energi-tillviktförhâllandet hos gruppen av lämp- liga anodmetaller.
Användbara organiska lösningsmedel använda enbart eller blandade med varandra eller flera andra lösningsmedel för användning i föreliggan- de uppfinning inbegriper följande klasser av föreningar: Alkylennitriler; t.ex. krotonitril (vätskeform-omrâde -51,1°C till 12o°c) Trialkylborater; t.ex. trimetylborat, (CH3O)3B (vätskeform-omrâde -29,3 till 67°c) Tetraalkylsilikater; t.ex. tetrametylsilikat, (CH3O)4Si (kokpunkt 1z1°c) Nitroalkaner; t.ex. nitrometan, CH3NO2 (vätskeform-område -17 till 1oo,ß°c) ' Alkylnitriler; t.ex. acetonitril, CH3CN (vätskeform-omrâde -45 till s1,s°c) Dialkylamider; t.ex. dimetylformamid, HCON(CH3)2 (vätskeform-område -60,48 till 149°c) _ Laktamer; t.ex. N-metylpyrrolidon, Eššçššgïšššïšöïfi-CÉ3 (vätske- form-område -16 till zo2°c) _, . n 7714778-z Tetraalkylkarbamider; t.ex. tetrametylkarbamid, (CH3)2N-CO-N(CH3)2 (vätskeform-område -1,2 till 166°c) Monokarbonsyraestrar; t.ex. etylacetat (vätskeform-område -83,6 till 77,o69c) Ortoestrar; t.ex. trimetylortofanmat, HC(OCH3)3 (kokpunkt 103°C) Laktoner; t.ex. Y-butyrolakton, Eš;:Eš;:Eš;:6:&O..(vätskeform-omrâ- de -42 till 2o6°c) Dialkylkarbonater; t.ex. dimetylkarbonat, OC(0CH3)2 (vätskeform-om- råde 2 till 9o°c) Alkylenkarbpnater; t.ex. propylenkarbonat, ÖH(CH3)CH2-O-CO-O (vätske- form-område -48 till 242°c) Monoetrar; tmex. dietyleter (vätskeform-omrâde -116 till_34,5°C) Polyetrar; t.ex. 1,1- och 1,2-dimetoxietan (vätskeform-områden -113,2 till 64,s°c resp. -ss till s3°c) Cykliska etrar; t.ex. tetrahydrofuran (vätskeform-omrâde -65 till 67°C), 1,3-dioxolan (vätskeform-område -95 till 78°C) Nitroaromater; t.ex. nitrobensen (vätskeform-område 5,7 till 210,8°C) Aromatiska karbonsyrahalogenider; t.ex. bensoyl-klorid (vätskeform- område 0 till 197°C),lbensoyl-bromid (vätskeform-område -24 till 21s°c) Aromatiska sulfonsyrahalogenider; t.ex. bensensulfonylklorid (väts- keform-område 14,5 till 251°c) Aromatiska fosfonsyradihalogenider; t.ex. bensenfosfonyldiklorid (kokpumkt 2ss°c) _ Arømatiska tiofosfonsyradihalogenider; t.ex. bensentiofosfonyldiklo- tia (kokpumkt 124°c vid 5 mm) Cykliska sulfoner; t.ex. sulfolan, CH2-CH2-CH2-CH2-S02 ísmältpunkt 2200), 3-metylsulfolan (smältpunkt -1°C) lAlkylsulfonsyrahalogenider; t.ex. metansulfonylklorid (kokpunkt 1e1°c) _ _ Alkylkarbonsyrahalogenider; t.ex. acetylklorid (vätskeform-område -112 till 50,9°C), acetylbromid (vätskeform-område -96 till 76°C), propionylklorid (vätskeform-område -94 till 80°C) Mättade heterocykler; t.ex. tetrahydrotiofen (vätskeform-område -96 till 121°C), 3-metyl-2-oxazolidon (smältpunkt 15,9°C) Dialkylsulfamínsyrahalogenider; t.ex. dimetylsulfamylklorid (kokpunkt eo°c vid 16 mm) Alkylhalogensulfonater; t.ex. etylklorsulfonat (kokpunkt 151°C) 7714778-3 Omättade heterocykliska karbonsyrahalogenider; t.ex. 2-furoylklo- rid (vätskeform-område -2 till 173oC) Fem-leds omättade heterocykler; t.ex. 3,5-dimetylisoxazol (kokpunkt 140°C), 1-metylpyrrol (kokpunkt 114°C), 2,4-dimetyltiazol (kokpunkt 144°c), furan (vätskeform-område -85,65 till 31,3s°c) Estrar och/eller halogenider av dibasiska karbonsyror; t.ex. etyl- Oxalylkloria (kokpunkt 13s°c) Blandade alkylsulfonsyrahalogenider och -karbonsyrahalogenider; t.ex. klorsulfonylacetylklorid (kokpunkt 98°C vid 10 mm) Dialkylsulfoxider; t.ex. dimetylsulfoxíd (vätskeform-område 18,4 till 1s9°c) Dialkylsulfater; t.ex. dimetylsulfat (vätskeform-område -31,75 till 1ss,s°c) Dialkylsulfiter; t.ex. dimetylsulfit (kokpunkt 126°C) Alkylensulfiter; t.ex. etylenglykolsulfit (vätskeform-område -11 till 173°cy Halogenerade alkaner; t.ex. metylenklorid (vätskeform-omrâde -95 till 4o°c), 1,3-aikiorpropan (vätskeform-ømräae -99,5 till 12o,4°c).
Av ovannämnda är de föredragna lösningsmedlen sulfolan, krotonitril, nitrobensen, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, 3-metyl-2-oxazolidon, propylenkarbonat, Y-butyrolakton, etylenglykolsulfit, dimetylsulfit, dimetylsulfoxid och 1,1- och 1,2-dimetoxietan. Av de föredragna lös- ningsmedlen är de bästa sulfolan, 3-metyl-2-oxazolidon, propylenkar- bonat och 1,3-dioxolan på grund av att de uppträder mer kemiskt in- erta mot batterikomponenterna och har breda vätskeform-områden och i synnerhet på grund av att de tillåter högeffektivt utnyttjande av katodmaterialen.
Det jxüserande lösta ämnet att användas i uppfinningen kan vara ett enkelt eller ett dubbelt salt, eller blandningar därav, som kommer att åstadkomma en joniskt ledande lösning när det upplöses i ett el- ler flera lösningsmedel. Föredragna lösta ämnen är komplex av oorga~ niska eller organiska Lewis-syror och oorganiska joniserbara salier.
De enda fordringarna för användbarhet är att salterna, vare sig enk- la eller komplexa, kan vara kombinerbara med lösningsmedlet eller lösningsmedlen som användes och att de ger en lösning som är tillräck- ligt joniskt ledande. Enligt Lewis' eller elektroniskt begrepp om sy- . ror och baser, kan många substanser som ej innehåller något aktivt - väte verka-mmxsyrorleller acceptorer för elektrondubbletter. Det grund- l771477s-3 läggande begreppet beskrives i den kemiska litteraturen (Journal of the Franklin Institute, vol. 226 - juli/december 1938, sid. 293-313 av Lewis)._ En föreslagen reaktionsmekanism för sättet pâ vilket dessa komplex fungerari.ett lösningsmedel beskrives i detalj i US-PS 2 542 602, där det föreslås att det komplexa eller dubbla saltet, bildat mel- lan Lewis-syran och det joniserbara salter ger en enhet eller ett väsen som är mer stabilt än någon av komponenterna var för sig.
Typiska Lewis-syror lämpliga att användas i föreliggande uppfinning inbegriper aluminiumfluorid, aluminiumbromid, aluminiumklorid, an- timonpentaklorid, zirkoniumtetraklorid, fosforpentaklorid, borfluorid, borklorid och borbromid.
Joniserbara salter användbara i kombination med Lewis-syrorna inbe- griper litiumfluorid, litiumklorid, litiumbromid, litiumsulfid, nat- riumfluorid, natriumklorid, natriumbromid, kaliumfluorid, kaliumklo- rid och kaliumbromid.
Det kommer att stå klart för fackmannen på omrâdet att dubbelsalter- na bildade medelst en Lewis-syra och ett oorganiskt joniserbart salt kan användas som sådana eller kan de enskilda komponenterna sättas .till lösningsmedlet separat för att bilda dubbelsalter eller de resul- terande jonerna in situ. Ett sådant dubbelsalt är exempelvis det bil- dat genom kombinationen av aluminiumklorid och litiumklorid för att ge litiumaluminiumtetraklorid.
Fig. 1 är en kurva som visar urladdningsegenskaperna hos en vatten- fri blyoxid-litiumcell användande en positiv elektrod (katod) av blydioxid. f Fig. 2 är en kurva visande urladdningsegenskaperna hos en vattenfri blyoxid-litiumcell som använder en positiv elektrod av blymonoxid.
Fig. 3 är en kurva visande urladdningsegenskaperna hos en vattenfri blyoxid-litiumcell som använder en katod sammansatt av en blandning av blydioxidpartiklar och blypartiklar i enlighet med föreliggande uppfinning., Fig. 4 är en kurva som visar urladdningsegenskaperna hos en vatten- fri blyoxid-litiumcell som använder en katod sammansatt av en bland- ning av blydioxidpartiklar och blymonoxidpartiklar i enlighet med 7714778-3 föreliggande uppfinning.
Exempel I En cell av plan typ iordning ställdes med användning av en nickel- metallbas som hade en grund nedpressning 25,4 mm i diameter i vilken cellinnehållet placerades och över vilken placerades ett lock av nickelmetall för att tillsluta cellen. Innehållet hos cellen bestod av fem ark av litiumfolie med en total tjocklek av 2,54 mm, ca 4 ml av en elektrolyt, två porösa icke-vävda polypropenseparatorer (0,127 mm tjocka vardera) som absorberade en del av elektrolyten, och en katodblandning av blydioxid.
Elektrolyten var 1M LiClO4 i 77 vol-% dioxolan, 23 vol-% dimetoxi- etan (DME) med ett spår av ca 0,1 vol-% dimetylisoxazol (DMI) som en polymerisationsinhibitor. Katoden var ett pressat skikt av 4,3 g av blydioxid.
Cellen urladdades över en konstant belastning på en 3 milliampëre urladdare och spänningen observerades som en funktion av tid och in- prickades som kurvan på diagrammet i fig. 1. Ävenså iakttogs och no- terades på fig. 1 emk ("OCW“ i figuren) hos cellen som var 3,5 volt.
Det framgår avkurvan i fig. 1 att det tog ca 4 dygn innan spänningen sjönk till en nivå med i huvudsak en enda potential av ca 1,2 volt.
Som ovan angivits kan för många cell- och batteridrivna anordningar som erfordrar en energikälla med i huvudsak en enda potential ej an- vändas denna typ av cellsystem på grund av dess betydande urladdnings- egenskap med dubbla spänningsnivåer.
Exempel II En cell av plan typ framställdes med användning av samma komponenter som beskrivits i exempel I med undantag för att katoden var ett sam- manpressat skikt av en blandning av 3 g blymonoxid och 0,5 g kol- svart tillsatt för ledningsförmåga. Som i exempel I placerades katod~ blandningen i den grunda nedpressningen i en bas av nickelmetall tillsammans med de andra cellkomponenterna.
Cellen urladdades på en 3 milliampëre urladdare och spänningen iakt- togs som en funktion av tiden och inprickades som kurvan i diagram- met hos fig. 2. Ävenså iakttogs och noterades i fig. 2 emk-spännirver hos cellen som var ca 3,2 volt. Denna höga emk för cellen tros'vara tillskriven närvaron av syre och/eller oxider på ytan hos kolsvartet 7714778-3 i katodblandningen.
Som framgår av kurvan i fig. 2 gör uteffekten hos denna cell med en spänningsnivå med i huvudsak en enda potential den lämplig som en energikälla för många anordningar drivna med cell eller batteri. Även om denna typ av cell har fördelen att urladda vid en nivå som har en i huvudsak enda potential har den emellertid nackdelen av att ha ganska låg kapacitet jämfört med en cell som använder blydioxid som katodmaterial.
'Exempel III En cell av plan typ iordningställdes med användning av samma kompo- nenter som beskrivna i exempel I med undantag för att katodblandnin- gen var ett pressat skikt av en blandning av 2 g blydioxid och 2 g blypulver med partikelstorlek 0,07 mm.
Cellen framställd i enlighet med föreliggande uppfinning urladdades över en 1K-ohm belastning (ca 1,2 milliampëre urladdning) och spän- ningen iakttogs som en funktion av tiden och inprickades som kurvan på diagrammet i fig. 3. Ävenså iakttogs och noterades på fig. 3 emk spänningen för cellen som var ca 3,1 volt.
Såsom framgår av kurvan i fig. 3 sjönk utspänningen hos denna cell, även vid denna lägre strömurladdning, till blymonoxid-litiumnivån inom ett dygn och fortsatte sedan vid denna nivå med i huvudsak en enda potential under mer än 20 dygn. Genom att sålunda tillämpa prin-- cipen enligt föreliggande uppfinning kan en vattenfri blydioxidcell framställas, som drar fördelen av blydioxidens egenskap att ha hög kapacitet, medan samtidigt väsentligen elimineras nackdelen med den dubbla spänningsnivåegenskapen hos blydioxid i ett vattenfritt cell- system.
Exempel IV En cell av plan typ framställdes med användning av samma komponen- ter som beskrivits i exempel I med undantag för att katoden var sam- mansatt av en_i huvudsak likformig blandning av blydioxid- och-bly- monoxidpartiklar. Katodmaterialet bereddes på följande sätt. '22,4 g blymonoxid och 20 ml myrsyra (88 vikt-% vattenlösning) brag- tes att reagera för att ge en blyformiatutfällning som sedan skölj- des med vatten, filtrerades och torkades över en natt vid 85°C. Ett '77111778-3 11 1:1-molarförhållande av blydioxid (10 g) och blyformiat (12 g) blan- dades i dioxolan varefter lösningsmedlet förångades. Den så bildade produkten värmdes över natt vid ca 190°C i en vakuumugn för att sön- derdela blyformiatet och därigenom åstadkomma blymonoxid fint disper- gerad genom blyoxiden. 2 g av det så bildade katodmaterialet place- rades sedan i den grunda nedpressningen i en nickelmetallbas som be- skrivits i exempel I.
Den så framställda cellen i enlighet med föreliggande uppfinning ur- laddades sedan över en 1K-ohm belastning (ca 1,5 milliampère urladd- ning) och spänningen iakttogs som en funktion av tiden och prickades in som kurva i diagrammet hos fig. 4. Ävenså iakttogs och noterades på fig. 4 emk hos cellen som var ca 2,2 volt.
Såsom framgår av kurvan i fig. 4 urladdade cellen vid en nivå som i huvudsak visade en enda potential i det närmaste omedelbart även vid denna lägre strömurladdning och fortsatte sedan att urladda vid bly- monoxid-litiumspänningsnivån under mer än 11 dygn. Genom att sålunda använda principen enligt föreliggande uppfinning kan en vattenfri blydioxidcell framställas som drar fördelen av blydioxidens egenskap med hög kapacitet, medan samtidigt effektivt elimineras nackdelen med den dubbla spänningsnivân som karakteriserar blydioxid i ett vattenfritt cellsystem.
Det är underförstått att andra modifikationer och ändringar hos de här visade föredragna utföringsformerna av uppfinningen kan göras utan att avvika från uppfinningens tanke och omfattning som den kom- mer till uttryck i efterföljande patentkrav.

Claims (6)

7714778-3 12 Patentkrav
1. Elektrokemisk cell bestående av en negativ elektrod av högak- tiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vatten- fri elektrolyt, varvid urladdning av cellen sker vid i huvudsak en enda potential, k ä n n e t e c k n a d av att den positiva elekt- roden består av en i huvudsak likformig blandning av blydioxid och ca 5-60% blymonoxid baserat på vikten av blyoxiderna, och/eller ca 5-40 vikt-% bly, baserat på vikten av bly och blydioxid.
2. Cell enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att blyoxiden och blymonoxiden är i form av partiklar i en storlek mellan ca 0,04 mm och ca 0,47 mm.
3. Cell enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att blymonoxid- partiklarna har en inre kärna av bly.
4. Cell enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att elektroly- ten består av en lösning av ett löst ämne i ett lösningsmedel, var- vid det lösta ämnet är ett komplext salt av en Lewis-syra och ett oorganiskt joniserbart salt.
5. Cell enligt krav 1, k ä n n e,t e c k n a d av att elektroly- ten består av en lösning av ett löst ämne i ett lösningsmedel, var- vid lösningsmedlet är åtminstone en av föreningarna sulfolan, kro- tonitril, nitrobensen, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, 3-metyl-2- -oxazolidon, propylenkarbonat, Y-butyrolakton, etylenglykolsulfit, dimetylsulfit, dimetylsulfoxid, 1,1- och 1,2-dimetoxietan och di- metylisoxazol.
6. - Cell enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att åtminsto- ne ett lösningsmedel_bestâr av sulfolan, 3-metyl-2-oxazolidon, propy- lenkarbonat, 1,3-dioxolan eller dimetoxietan.
SE7714778A 1976-12-27 1977-12-27 Elektrokemisk cell bestaende av en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt SE427705B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/754,362 US4049892A (en) 1976-12-27 1976-12-27 Non-aqueous cell having as cathode a mixture of lead dioxide and lead monoxide and/or lead particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7714778L SE7714778L (sv) 1978-06-28
SE427705B true SE427705B (sv) 1983-04-25

Family

ID=25034464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7714778A SE427705B (sv) 1976-12-27 1977-12-27 Elektrokemisk cell bestaende av en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4049892A (sv)
JP (1) JPS53115026A (sv)
AR (1) AR215282A1 (sv)
AT (1) AT361058B (sv)
AU (1) AU510117B2 (sv)
BE (1) BE862350A (sv)
BR (1) BR7708623A (sv)
CA (1) CA1089533A (sv)
CH (1) CH620051A5 (sv)
DE (1) DE2756926C3 (sv)
DK (1) DK579377A (sv)
ES (1) ES465435A1 (sv)
FR (1) FR2375726A1 (sv)
GB (1) GB1592269A (sv)
IE (1) IE46357B1 (sv)
IT (1) IT1089724B (sv)
NL (1) NL179857C (sv)
SE (1) SE427705B (sv)
SU (1) SU665827A3 (sv)
ZA (1) ZA777250B (sv)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2404313A1 (fr) * 1977-09-23 1979-04-20 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique de grande energie specifique comportant une matiere active positive amelioree
US4142028A (en) * 1977-12-23 1979-02-27 Union Carbide Corporation Nonaqueous cells utilizing aluminum, magnesium, and calcium anodes in amide-based electrolytes
FR2414253A1 (fr) * 1978-01-10 1979-08-03 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique a electrolyte non aqueux a conservation amelioree
US4221851A (en) * 1978-07-03 1980-09-09 Honeywell Inc. Stable electrolyte for lithium batteries
US4271244A (en) * 1978-09-14 1981-06-02 Saft-Societe Des Accumulateurs Fixes Et De Traction High specific energy battery having an improved positive active material
US4176214A (en) * 1978-12-26 1979-11-27 Gte Laboratories Incorporated Lithium-lead sulfate primary electrochemical cell
JPH07125783A (ja) * 1993-10-29 1995-05-16 Fujitsu P & S Kk 記憶媒体のパッケージケース及びパッケージ構造
DE19904496A1 (de) 1999-02-04 2000-08-10 Wacker Chemie Gmbh Wäßrige Cremes von Organosiliciumverbindungen
US6849360B2 (en) 2002-06-05 2005-02-01 Eveready Battery Company, Inc. Nonaqueous electrochemical cell with improved energy density

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1216394B (de) * 1958-02-03 1966-05-12 Yardney International Corp Galvanisches Element mit wasserfreiem Elektrolyten
DE1671745C3 (de) * 1967-01-13 1979-01-25 Esb Inc., Philadelphia, Pa. (V.St.A.) Galvanisches Element sowie Verfahren zu dessen Herstellung
JPS4912929A (sv) * 1972-05-18 1974-02-04
US3877983A (en) * 1973-05-14 1975-04-15 Du Pont Thin film polymer-bonded cathode
JPS50139940A (sv) * 1974-04-30 1975-11-10
US3907597A (en) * 1974-09-27 1975-09-23 Union Carbide Corp Nonaqueous cell having an electrolyte containing sulfolane or an alkyl-substituted derivative thereof
FR2288401A1 (fr) * 1974-10-17 1976-05-14 Accumulateurs Fixes Generateur electrochimique

Also Published As

Publication number Publication date
SU665827A3 (ru) 1979-05-30
AU510117B2 (en) 1980-06-05
DE2756926A1 (de) 1978-06-29
AU3195777A (en) 1979-06-28
BR7708623A (pt) 1979-07-24
CH620051A5 (sv) 1980-10-31
DE2756926C3 (de) 1981-08-13
NL179857B (nl) 1986-06-16
CA1089533A (en) 1980-11-11
SE7714778L (sv) 1978-06-28
IE46357B1 (en) 1983-05-18
AR215282A1 (es) 1979-09-28
ES465435A1 (es) 1979-01-01
AT361058B (de) 1981-02-25
BE862350A (fr) 1978-06-27
JPS6151382B2 (sv) 1986-11-08
ATA928477A (de) 1980-07-15
IT1089724B (it) 1985-06-18
DE2756926B2 (de) 1980-10-23
DK579377A (da) 1978-06-28
NL7714366A (nl) 1978-06-29
US4049892A (en) 1977-09-20
GB1592269A (en) 1981-07-01
FR2375726B1 (sv) 1982-04-16
FR2375726A1 (fr) 1978-07-21
JPS53115026A (en) 1978-10-07
ZA777250B (en) 1978-09-27
IE46357L (en) 1978-06-27
NL179857C (nl) 1986-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4163829A (en) Metallic reducing additives for solid cathodes for use in nonaqueous cells
US4489144A (en) Isoxazole derivative additive in organic electrolytes of nonaqueous cells employing solid cathodes
US4218523A (en) Nonaqueous electrochemical cell
US4142028A (en) Nonaqueous cells utilizing aluminum, magnesium, and calcium anodes in amide-based electrolytes
EP0042765B1 (en) Use of a solid cathode material in a non-aqueous cell and non-aqueous cell containing that cathode material
US4444855A (en) Non-aqueous electrochemical cell
SE445865B (sv) Icke vattenhaltig elektrokemisk cell
SE427705B (sv) Elektrokemisk cell bestaende av en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt
US4390604A (en) Complex metal sulfide cathodes for nonaqueous cells
US4399204A (en) Solid cathode comprising a lead fluoride/tin fluoride compound
US4301220A (en) Nonaqueous cell with cathode comprising the reaction product of bismuth trioxide and molybdenum trioxide
US4367266A (en) Cathode collectors for nonaqueous cell having a metal oxide catalyst
US4048402A (en) Non-aqueous cell having a cathode of lead monoxide-coated lead dioxide particles
US4048403A (en) Non-aqueous lead dioxide cell having a unipotential discharge voltage
US4536456A (en) Tellurium-containing cathodes for nonaqueous cells
GB2106704A (en) Nonaqueous cell
US4419422A (en) Sulfide-containing cathode for nonaqueous cells
US4298665A (en) Cathode comprising the reaction product of Bi2 O3 and WO3
US4327160A (en) Non-aqueous cell
GB1592289A (en) Lead oxide electric cell
JPH0424826B2 (sv)
Evans et al. Cathode comprising the reaction product of Bi 2 O 3 and WO 3
JPH0424827B2 (sv)