NL8002080A - Watervrije cel. - Google Patents
Watervrije cel. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8002080A NL8002080A NL8002080A NL8002080A NL8002080A NL 8002080 A NL8002080 A NL 8002080A NL 8002080 A NL8002080 A NL 8002080A NL 8002080 A NL8002080 A NL 8002080A NL 8002080 A NL8002080 A NL 8002080A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- cathode
- chloride
- cell
- vinyl
- separator
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
.V
Έ. 0.28.914
Watervrije cel
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een watervrije cel onder toepassing van een actieve metaalanode, een kathode-collector, een separator opgesteld tussen de kathode-collector en de anode voor het scheiden ervan, een actief vloeibaar kathode-5 elektrolyt en waarin het oppervlak van de separator, dat naar de anode is gekeerd, bekleed is met een vinylpolymeer film.
De ontwikkeling van batterijsystemen met hoge energie vereist onder andere de verenigbaarheid van een elektrolyt, dat wenselijke elektrochemische eigenschappen bezit, met sterk reactieve anode-Ί0 materialen, zoals lithium of dergelijke. Het gebruik van water bevattende elektrolyten is bij deze systemen uitgesloten, aangezien de anodematerialen voldoende actief zijn om chemisch met water te reageren. Het is derhalve noodzakelijk om de hoge energiedichtheid verkrijgbaar door gebruik van deze sterk reactieve anoden, te rea-15 liseren, te komen tot het onderzoek van watervree elektrolyt-systernen.
De uitdrukking "watervrij elektrolyt", zoals hier gebruikt, heeft betrekking op een elektrolyt, dat is samengesteld uit een cjge- lo.ste stof, zoals bijvoorbeeld een metaalzout of een complex zout 20 van elementen van de groepen IA, IIA, UIA of YA van het periodieke systeem, opgelost in een geschikt watervrij oplosmiddel. De uitdrukking "periodiek systeem", zoals hier gebruikt verwijst naar het periodieke systeem van elementen zoals vermeld in Handbook of Chemistry and Physics, 48e druk, The Chemical Rubber Co., Cleveland, 25 Ohio, 1967-1968.
Een veelvoud opgeloste stoffen is bekend en vele zijn voorgesteld voor toepassing, maar de keuze van een geschikt oplosmiddel is bijzonder moeilijk. Het ideale batterij elektrolyt zou moeten bestaan uit een oplosmiddel-opgeloste stof paar, dat een lang 50 vloeistoftraject, een grote ionogene geleidbaarheid en stabiliteit heeft. Een lang vloeistoftraject, dat wil zeggen hoog kookpunt en laag vriespunt, is essentieel, wanneer de batterij moet werken bij andere dan normale omgevingstemperaturen. Een grote ionogene geleidbaarheid is noodzakelijk, wanneer de batterij een groot belastings-55 vermogen moet hebben. Stabiliteit is noodzakelijk met de elektrode-materialen, de materialen van de celconstructie en de produkten van de celreactie voor het verschaffen van een lange opslagduur indien toegepast in een primair of secundair batterijsysteem.
2
Onlangs is in de literatuur beschreven, dat bepaalde materialen in staat zijn zowel te fungeren als een elektrolytdrager, dat wil zeggen als oplosmiddel voor het elektrolytzout, en als actieve kathode voor een watervrije elektrochemische cel. De Ame-5 rikaanse octrooischriften 3»475.226, 3*567*515 en 3*578.500 beschrijven elk, dat vloeibaar zwaveldioxide of oplossingen van zwaveldioxide en een co-oplosmiddel deze tweevoudige functie in watervrije elektrochemische cellen vervullen. Terwijl deze oplossingen hun tweevoudige functie vervullen, zijn zij niet zonder 10 verschillende nadelen in het gebruik. Zwaveldioxide is altijd aanwezig en gasvormig bij gewone temperaturen dient het in de cel aanwezig te zijn als een vloeistof onder druk of opgelost in een vloeibaar oplosmiddel. Hanterings- en verpakkingsproblemen worden gecreëerd, wanneer het zwaveldioxide alleen wordt gebruikt en een 15 additionele component en montagetrap is noodzakelijk, wanneer zwaveldioxide moet worden opgelost in een vloeibaar oplosmiddel. Zoals hiervoor vermeld is een lang vloeistoftraject, dat normale omgevingstemperaturen omvat, een wenselijke eigenschap in een elektrolyt oplosmiddel. Zoals duidelijk is schiet zwaveldioxide 20 in dit opzicht bij atmosferische druk tekort.
In de Amerikaanse octrooiaanvrage 439*527 van 4 februari 1974 wordt een watervrije elektrochemische cel beschreven, die een anode, een kathode-collector en een kathode-elektrolyt bevat, welk kathode-elektrolyt een oplossing bevat van een ionogene geleidende opge-25 loste stof opgelost in een actieve kathode (depolarisator), waarin de actieve kathode (depolarisator) bestaat uit een vloeibaar oxy-halogenide van een element van groep Y of groep YI van het periodieke systeem. Hoewel oxyhalogeniden doelmatig gebruikt kunnen worden als een componentdeel van een kathode-elektrolyt in samen-30 hang met een actieve metaalanode, zoals een lithium-anode, voor het voortbrengen van een goede cel met grote energiedichtheid, is waargenomen, dat wanneer de cel wordt opgeslagen gedurende een voortgezette periode van ongeveer drie dagen of langer, passivering van de anode lijkt plaats te vinden, hetgeen resulteert in onge-35 wenste spanningsvertragingen bij het begin van ontlading tezamen met een grote cel-impedantie.
In het Amerikaanse octrooischrift 3.993*501 wordt een benadering beschreven voor het tot een minimum terugbrengen of voorkomen van ongewenste spanningsvertragingen bij het begin van ontlading 40 van watervrije cellen, waarbij een oxyhalogenide bevattend kathode- 800 2 0 80 { 1 3 elektrolyt wordt toegepast door het verschaffen van een vinyl-polymeer film bekleding op het oppervlak van de anode, dat met het kathode-elektrolyt in aanraking komt.
In de Amerikaanse octrooiaanvrage 015*938 wordt een water-5 vrije oei beschreven, die een actieve metaalanode, zoals lithium, een vloeibaar kathode-elektrolyt, dat een opgeloste stof bevat opgelost in een oplosmiddel, dat een oxyhalogenide is van een element van groep Y of groep YI van het periodieke systeem bevat en waarin elementair zwavel of een zwavelverbinding is opgenomen in 10 het kathode-elektrolyt, zodat de initiële spanningsvertraging van de cel tijdens de ontlading praktisch geëlimineerd wordt.
Een van de oogmerken van de onderhavige uitvinding is om de passivering van de actieve metaalanode in vloeibare kathode-elektrolytcellen praktisch te voorkomen.
15 Een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding is het ver schaffen van een vloeibare kathode-elektrolytcel, waarin het oppervlak van de separator gekeerd naar de anode bekleed is met een vinylpolymeerfilm, zodat de passivering van de actieve metaalanode tijdens de cel-opslag en het gebruik ervan nagenoeg voorkomen wordt.
20 Een ander oogmerk van de onderhavige uitvinding is het ver schaffen van een oxyhalogenide kathode-elektrolytcelsysteem, waarin het oppervlak van de separator gekeerd naar de actieve metaalanode bekleed is met een dunne hechtende vinylpolymeerfilm en waarin elementaire zwavel of een zwavelverbinding wordt toegepast in het 25 kathode-elektrolyt zoals beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage. 015·938) om doelmatig de passivering van de actieve metaalanode tijdens de cel-opslag en het gebruik daarvan te voorkomen.
De voorafgaande en volgende oogmerken zullen volledig blijken uit de volgende beschrijving.
50 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een watervrije cel met grote energiedichtheid, die een actieve metaalanode, een kathode-collector, een separator opgesteld tussen de anode en de kathode-collector, een ionen geleidende kathode-elektrolytoplossing, die een opgeloste stof bevat opgelost in een actieve vloeibare 55 kathode (depolarisator) met of zonder een reactief of niet-reactief eo-oplosmiddel bevat, en waarin ten minste een deel van het oppervlak van de separator, bij voorkeur het naar de anode gekeerde oppervlak, bekleed is met een vinylpolymeerfilm, zodat de duur van de beginspanningsvertraging van de cel tijdens ontlading verminderd 40 wordt. Bij voorkeur dient de vinylbekleding op de separator te zijn ann?nfin 4 aangebracht in het traject tussen ongeveer 0,7 en 3*5 8 per vierkante meter beraamd, eenzijdig oppervlak, meer bij voorkeur tussen ongeveer 1,5 en ongeveer 1,8 g per vierkante meter. Een hoeveelheid beneden ongeveer 0,7 8 per vierkante meter wordt veronder-5 steld ondoelmatig te zijn om op betekenisvolle wijze de duur van de spanningsvertraging na initiële ontlading te verminderen, terwijl een hoeveelheid groter dan ongeveer 3*5 8 per vierkante meter scheuring van de separator zou veroorzaken en elektrolytstroming verhinderen.
10 De uitdrukking "vinylpolymeer" zoals hier gebruikt omvat polymeren, waarin de monomeer-eenheden aan elkaar gelijk zijn (dat wil zeggen homopolymeren) of van elkaar verschillen (dat wil zeggen copolymeren).
Zoals hier gebruikt en zoals beschreven in een artikel getiteld 15 "Electrochemical Reactions In Batteries" door Akiya Eozawa en R. A. Powers in the Journal of Chemical Education, 42* September 1972, 587 - 591 , is een kathode-depolarisator het kathodereagens en daarom wordt het maeriaal elektrochemisch bij de kathode gereduceerd. De kathode-collector is niet een actief reduceerbaar produkt 20 en functioneert als een stroomcollector plus elektronische geleider naar de positieve (kathode) klem van een cel. Met andere woorden is de kathode-ccO.ec tor een plaats voor de elektrochemische reductie-reactie van het actieve kathodeprodukt en de elektronische geleider naar de kathode-klem van een cel.
25 Een actief vloeibaar reduceerbaar kathodeprodukt (depolarisa- tor) kan gemengd worden met een geleidende opgeloste stof, die een niet-reactief produkt is, maar wordt toegevoegd om de geleidbaarheid van de vloeibare actieve reduceerbare kathodeprodukten te verbeteren, of kan gemengd worden met zowel een geleidende opge-30 loste stof als een reactief of niet reactief co-oplosmiddelprodukt. Een reactief co-oplosmiddelprodukt is een produkt, dat elektrochemisch actief is en daarom functioneert als een actief kathodeprodukt, terwijl een niet reactief co-oplosmiddelprodukt een produkt is, dat elektrochemisch inactief is en daarom niet kan functioneren als een 35 actief kathodeprodukt.
De separator voor toepassing bij de onderhavige uitvinding dient chemisch inert- enonoplosbaar te zijn in het vloeibare kathode-elektrolyt en een zodanige poreusheid te bezitten, dat het vloeibare elektrolyt kan doordringen en met de anode van de cel in aan-40 raking komen, waardoor een ionen-overdrachtsweg tussen de anode en 800 2 0 80 5 f \ kathode tot stand wordt gebracht. Een geschikte separator voor toepassing bij de onderhavige uitvinding is niet geweven of geweven glasvezelmat.
Elke verenigbare vaste stof, die praktisch elektronisch ge-5 leidend is zal geschikt zijn als kathode-collector in de cellen van de onderhavige uitvinding. Het is gewenst zoveel mogelijk oppervlaktecontact te hebben tussen het kathode-elektrolyt en de collector. Het verdient derhalve de voorkeur een poreuze collector toe te passen, aangezien deze een grensvlak met groot specifiek 10 oppervlak zal verschaffen met het vloeibare kathode-elektrolyt.
De collector kan metalliek zijn en kan aanwezig zijn in elke fysische vorm, zoals een metallieke vorm, zeef of een geperst poeder.
Bij voorkeur dient een geperste poeder-collector ten minste ten dele van een koolstofhoudend produkt of een ander produkt met een 15 groot specifiek oppervlak te zijn vervaardigd.
De opgeloste stof kan een enkelvoudig of dubbel zout zijn, dat een ionen geleidende oplossing zal voortbrengen bij oplossing in het oplosmiddel. Opgeloste stoffen die de voorkeur verdienen zijn complexen van anorganische of organische Lewis zuren en anorganische 20 ioniseerbare zouten. De voornaamste eisen voor geschiktheid zijn dat het zout, hetzij enkelvoudig hetzij complex, verenigbaar is met het toe te passen oplosmiddel en dat het een oplossing geeft, die io-rcgaan geleidend is. Yolgens het Lewis of elektronische concept van zuren en basen, kunnen vele produkten, die geen actieve waterstof 25 bevatten, fungeren als zuren of acceptoren van elektronen doubletten.
Het basis concept is uiteengezet in de chemische literatuur (journal of the Franklin Institute, 226 - Juli/December, 1938» blz. 293-313 door G. H. Lewis).
Een gesuggereerd reactiemechanisme over de wijze, waarop deze 50 complexen functioneren in een oplosmiddel is gedetailleerd beschreven in het .Amerikaanse octrooischrift 3*542.602, waarin wordt gesuggereerd dat het complexe of dubbel zout gevormd tussen het Lewis zuur en het ioniseerbare zout een eenheid geeft, die stabieler is dan elk van de componenten alleen.
35 Tot gebruikelijke Lewis zuren, die geschikt zijn voor toepas sing bij de onderhavige uitvinding behoren aluminiumfluoride, aluminiumbromide, aluminiumchloride, antimoonpentachloride, zirkoon-tetrachloride, fosforpentachloride, boorfluoride, boorchloride en boorbromide.
40 Tot ioniseerbare zouten, die geschikt zijn in combinatie met 800 2 0 80 6 de Lewis zuren behoren lithiumfluoride, lithiumchloride, lithium-bromide, lithiumsulfide, natriumfZuoride, natriumchloride, natrium-bromide, kaliumfluoride, kaliumehloride en kaliumbromide.
Het ligt voor de deskundige voor de hand, dat de dubbelzouten 5 gevormd door een Lewis zuur en een anorganisch ioniseerbaar zout als zodanig toegekast kunnen worden of dat de afzonderlijke bestanddelen gescheiden aan het oplosmiddel kunnen worden toegevoegd voor het vormen van het zout en de verkregen ionen in situ. Ben dergelijk dubbelzout bijvoorbeeld is het dubbelzout gevormd door de combina-10 tie van aluminiumchloride en lithiumchloride tot lithiumaluminium-tetrachloride.
Tolgens de onderhavige uitvinding wordt een watervrij elektrochemisch systeem verschaft, dat een actieve metaalanode, een kathode-collector, een separator opgesteld tussen de anode en de 15 kathode-collector en op het oppervlak gekeerd naar de anode bekleed met een vinylpolymeerfilm en een kathode-elektrolyt bevat,welk kathode-elektrolyt een opgeloste stof bevat opgelost in een actief reduceerbaar elektrolyt oplosmiddel, zoals ten minste één oxyhaloge-nide van een element van groep 7 of groep 71 van het periodieke 20 systeem en/of een vloeibaar halogenide van een element van groep 17, 7 of 71 van het periodieke systeem, met of zonder een co-oplos-middel. Het actieve reduceerbare elektrolyt oplosmiddel voert de tweevoudige functie uit van werking als oplosmiddel voor het elek-trolytzout en als een actieve kathode (depolarisator) van de cel.
25 De uitdrukking "kathode-elektrolyt" wordt hier gebruikt om elektrolyten te beschrijven, die oplosmiddelen bevatten, die deze tweevoudige functie kunnen uitvoeren.
Het gebruik van een enkele component van de cel als zowel een elektrolyt oplosmiddel als een actieve kathode (depolarisator) is 50 een relatief recente ontwikkeling, daar vroeger de algemene opvatting was, dat de twee functies noodzakelijkerwijze onafhankelijk waren en. niet vervuld konden worden door hetzelfde produkt. Om een elektrolyt oplosmiddel te doen functioneren in een cel, is het noodzakelijk, dat het zowel met de anode als de kathode (depolari-55 sator) in contact is voor het vormen van een continue ionenweg ertussen. Derhalve wordt algemeen aangenomen, dat het actieve kathode-materiaal nooit direct in contact moet zij met de anode en daardoor leek het, dat de twee functies wederkerig exclusief waren. Onlangs werd echter gevonden, dat bepaalde actieve kathodematerialen 40 zoals de vloeibare oxyhalogeniden, niet merkbaar chemisch reageerden 8002080 • * 7 met een actief anodemetaal bij het grensvlak tussen het metaal en het kathodemateriaal, waardoor het directe contact van het kathode-materiaal met de anode en de werking als de elektrolytdrager mogal^k wordt. Terwijl de theorie achter de oorzaak van de remming van de 5 directe chemische reactie op dit moment niet volledig begrepen wordt en aanvraagster niet wenst beperkt te worden tot één of andere uitvindingstheorie, blijkt het, dat directe chemische reactie geremdn wordt door een inherent grote reactie-activerings-energie of de vorming van een dunne, beschermende film op het 10 anode-oppervlak. Eventuele beschermende film op het anode-oppervlak dient niet in een zodanige mate te worden gevormd, dat een grote toename in anodepolarisatie resulteert.
Hoewel de actieve reduceerbare vloeistofkathoden, zoals de oxyhalogeniden, de directe reactie van de actieve metaalanode-15 oppervlakken voldoende remmen om deze te doen kunnen functioneren als zowel het kathodemateriaal als de elektrolytdrager’ voor water-vrije cellen, veroorzaken zij wel de vorming van een oppervlakte-film op de actieve metaalanode tijdens cel-opslag, in het bijzonder bij verhoogde temperaturen, die bestaat uit een tamelijk dikke laag 20 kristallijn materiaal. Deze kristallijne laag lijkt passivering te veroorzaken van de anode, wat resulteert in spanningsvertraging bij initiële ontlading tezamen met hoge cel-impedantiewaarden in het traject van 11 tot 15 ohm voor een standaard cel van C-grootte.
De mate van anodepassivering kan gemeten worden door de tijd 25 waar te nemen, die vereist is voor de gesloten circuitspanning van de opgeslagen cel zijn beoogde spanningsniveau te bereiken nadat ontlading is begonnen. Wanneer deze vertraging groter is dan 20 seconden zal de anodepassivering voor de meeste toepassingen als overdadig opgevat worden. Wat bijvoorbeeld in lithium-oxyhalogenide 50 celsystemen is waargenomen, is dat nadat een belasting is aangebracht over de klemmen van de cel de celspanning onmiddellijk daalt beneden het beoogde ontladingsniveau, vervolgens toeneemt ia een mate die afhangt van de temperatuur, de dikte van de kristallijne laag en de elektrische belasting.
35 De juiste samenstelling van deze laag is niet bekend. De dikte en dichtheid van de krsitallijne laag alsmede de -grootte en de vorm van de kristallen werden waargenomen als variërend met de duur van de opslagperiode en ook met de temperatuur tijdens de opslag, bijvoorbeeld is er bij lage temperaturen relatief weinig groei van de 40 kristallijne laag in vergelijking met de grotere groei van de laag 8002080 8 bij hogere temperaturen van ongeveer 70°C. Eveneens is waargenomen, dat wanneer de oxyhalogeniden, zoals thionyl- of sulfurylchloride, verzadigd worden met SO^ en vervolgens geplaatst worden in een lithiumanode cel, een kristallijne laag snel gevormd wordt op het 5 lithium-oppervlak, waarbij het lithium gepassiveerd wordt.
Volgens de onderhavige uitvinding werd gevonden, dat anode-passivering praktisch voorkomen kan worden door een laag van een vinylpolymeerfilm gehecht op ten minste een gedeelte van het oppervlak van de separator van de cel, die bij voorkeur naar de 10 anode is gekeerd, aan te brengen. De vinylpolymeerfilm moet op de separator hechten, houdbaar blijven in het vloeibare kathode-elektrolyt en niet doelmatig de capaciteit van de cel tijdens de cel-opslag en ontlading verminderen. In de meeste gevallen kan de aanwezigheid van de polymeerfilm zelfs de capaciteit van de cel 15 bij sterke ontlading vergroten. Hoewel aanvraagster zich niet wenst te beperken tot een of andere uitvindingstheorie, lijkt het, dat één reden, waarom de vinylpolymeren, bijvoorbeeld vinylchloride polymeren, houdbaar zijn in het oxyhalogenide kathode-elektrolyt celsys-teem, bijvoorbeeld een lithium-oxyhalogenide celsysteem, als volgt 20 kan worden verklaard. Eén van de aanvaarde mechanismen van vinylchloride polymeer afbraak is dehydrochlorering, dat wil zeggen de afsplitsing van een chlooratoom en een waterstofatoom onder vorming van HOI. Dit proces schrijdt voort tot de elektronegativiteit van de achtergebleven chlooratomen op het polymeer gecompenseerd wordt 25 door de conjugatie-energie (dat wil zeggen dubbele binding vorming) in het polymeer. Een verdere afbraak wordt dan verondersteld plaats te hebben volgens een vrije radicalen mechanisme volgens de figuur van het formuleblad ( * geeft vrije radicaal aan ).
De meeste van de verbindingen, waarvan is waargenomen dat zij 50 in wisselwerking treden of de polymeer-afbraak belemmeren kunnen worden verklaard door de vorming van radicalen van de typen E* , EO*, E00* en atomair chloor. Van het reactiemechanisme, waarmee SOgClg ontleedt, wordt aangenomen, dat dit verloopt volgens vrije radicaal vorming, dat wil zeggen 01* en SOgCl’, zoals beschreven 55 in het artikel getiteld "The Mechanism of the Thermal Decomposition of Sulfuryl Chloride" door Z. G. Szabo en T. Bérces, Zeit. fttr Physikalische Chemie Heue Eolge 1_2 (1952) 168-195· Derhalve kan volgens het principe van LeChatelier (chemisch evenwicht) de stabiliteit van vinylchloride polymeren in een dergelijke omgeving 40 vergroot worden als heerst in oxyhalogenide systemen. Met andere 9002080 9 » ί woorden zal, wanneer de concentratie van één van de afbraakproduk-ten vergroot wordt, het reactie.evenwicht verschoven worden ten gunste van het oorspronkelijke, niet afgebroken polymeer.
Onverzadigde polymeerprodukten, die geschikt zijn om te worden 5 opgelost in de vloeibare kathode-elektrolyten volgens de onderhavige uitvinding, kunnen worden voorgesteld door de algemene formule 1 voor de monomeer-eenheid in het polymeer, waarin Εχ en R^. in één monomeer-eenheid dezelfde zijn als de andere monomeer-eenheden (homopolymeren) of waarin R of R in de monomeer-eenheid van één x y 10 polymeer verschilt van de monomeer-eenheid in het tweede polymeer (copolymeren) en waarin R gekozen is uit de groep bestaande uit waterstof, halogenen x en zoals chloor en broom'alkanoyknygroepen, die alkylgroepen met 1 tot 5 koolstofatomen bevatten (bijvoorbeeld acetoxy) 15 en R gekozen wordt uit de groep bestaande uit halogenen zoals 3Γ en chloor en broom va]kanqylo2y-groepen, die alkylgroepen-met 1 tot 5 koolstofatomen bevatten (bijvoorbeeld acetoxy).
Voorbeelden van geschikte polymeren zijn vinylacetaat, waarin 20 de monomeer-eenheid door formule 2 wordt voorgesteld, vinylchloride, waarin de monomeer-eenheid door formule 5 wordt voorgesteld en vinylideenchloride, waarin de monomeer-eenheid door formule 4 wordt voorgesteld.
Een voorbeeld van een copolymeer zou vinylchloride-vinylacetaat 25 zijn, waarin Ηχ waterstof in de monomeer-eenheid van beide polymeren en Ry in de monomeer-eenheid van één polymeer chloor en in de monomeer-eenheid van het tweede polymeer een acetoxygroep is.
Polymeren voor toepassing bij de onderhavige uitvinding dienen niet te worden afgebroken of te worden ontleed bij aanwezigheid van 30 het oplosmiddel, dat gebruikt wordt voor de bekledingsmethode of het vloeibare kathode-elektrolyt dat in de cel wordt gebruikt en dient in staat te zijn een dunne bekleding te vormen, die op de separator kan hechten.
Hoewel niet alle produkten van de hiervoor vermelde groep de 35 hiervoor geïdentificeerde eigenschappen zullen bezitten, kan een deskundige deze gemakkelijk selecteren, door eenvoudig het materiaal te beproeven als een bekleding op een separator-oppervlak, dat in een vloeibaar kathode-elektrolyt is ondergedompeld. Bijvoorbeeld zullen polyetheen en polypropeen niet geschikt zijn, omdat deze 40 in een vloeibaar oxyhalogenide zouden ontleden.
10
Geschikte vinylpolymeerprodukten voor toepassing bij de onderhavige uitvinding kunnen gekozen worden uit de groep bestaande uit vinylchloride-vinylacetaat copolymeren, bijvoorbeeld 86 % vinyl-chloride - 14 % vinylacetaat, 86 % vinylchloride - 13 % vinylace-5 taat - 1 % gecopolymeriseerd dibasisch zuur (0,7-0,8 carboxyl), vinylchloride homopolymeren en vinylacetaat homopolymeren.
De vinylpolymeerfilm kan op het oppervlak van de separator worden aangebracht volgens elke gebruikelijke techniek, zoals spuiten,streken of dergelijke met of zonder een geschikt vloeibaar 10 suspenderingsmilieu, zoals 3-pentanon, methylisobutylketon, diiso-butylketon en 2-pentanon. Een geschikt vloeibaar suspenderend milieu zouden de oxyhalogenide-oplosmiddelen kunnen zijn, die in de cel worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld thionylchloride en sulfury1-chloride. Zo kan een vinylpolymeer, zoals vinylchloride-vinylacetaat 15 (86 % vinylchloride en 14 % vinylacetaat met een molecuulgewicht van ongeveer 40.000) worden opgelost in thionylchloride en vervolgens worden aangebracht op het oppervlak van de separator door onderdompeling van de separator in de oplossing of door de oplossing op het oppervlak van de separator te stekken of te spuiten. Na ver-20 damping van het oxyhalogenide-oplosmiddel blijft een hechtende dunne film op het separator-oppervlak achter. Bijvoorbeeld kan de separator gemakkelijk worden bekleed door dompelen in een 1 procents vinyloplossing van vinylacetaat/vinylchloride copolymeer in 3-pen-tanon en vervolgens de separator 1 minuut bij ongeveer 200°C te 25 drogen. Dit zal niet alleen een gewenste laag van vinylpolymeer op het oppervlak van de separator doen afzetten, maar zal eveneens de mechanische hanteringseigenschappen van het separatormateriaal verbeteren. Desgewenst kan een dunne laag van een vinylpolymeerfilm gelamineerd worden op de separator, mits een innig contact en hech-50 ting op de separator kan worden verkregen.
Bij de technische vervaardiging van cellen is het veel gemakkelijker het oppervlak van de separator te bekleden dan de anode en bovendien worden de mechanische hanteringseigenschappen van de scheider verbeterd, waardoor de assemblage ervan in de cel verge-35 makkelijkt wordt.
De concentratie van het vinylpolymeer in het vloeibare milieu kan ruim variëren zolang de concentratie van het vinylpolymeer op de separator wordt afgezet , zoals Daarvoor gespecificeerd.
Bij toepassing van een separator met een poreusheid van ongeveer 40 50 % is een geschikte concentratie van het vinylpolymeer gebleken 900 2 0 80 11 te liggen tussen ongeveer 0,5 en 3>0 gev.% betrokken op bet gewicht van het vloeibare suspenderingsmilieu. Een concentratie beneden 0,5 gew.Jó zou waarschijnlijk onvoldoende zijn om een doelmatige film op de separator te verschaffen, terwijl een concentratie van 5 meer dan 3,0 gew.% geen betekenisvolle extra bescherming zou verschaffen tegen de metaalanode-passivering en kan mogelijk resulteren in beschadigingen aan de separator tijdens de hantering.
Het doelmatige concentratietraject van vinylpolymeer kan variëren tussen ongeveer 0,7 en ongeveer 3>5 S per vierkante meter 10 schijnbaar eenzijdig oppervlak en bij voorkeur tussen ongeveer 1,5 en ongeveer 1,8 g per vierkante meter. Een concentratie beneden ongeveer 0,7 g per vierkante meter zou ondoelmatig zijn bij het praktisch voorkomen van de passivering van de actieve metaalanode, zoals lithium, terwijl een concentratie groter dan ongeveer 3>5 S 15 per vierkante meter ongewenst de inwendige weerstand van de cel zou vergroten.
Tot geschikte oxyhalogeniden voor toepassing bij de onderhavige uitvinding behoren sulfurylchloride, thionylchloride, fosfor-oxychloride, thionylbromide, chromylchloride, vanadyltribromide en 20 seleenoxychloride.
Tot geschikte organische co-oplosmiddelen voor toepassing bij de uitvinding behoren de volgende groepen verbindingen : trialkylboraten : bijvoorbeeld trimethylboraat, (CH^O)^B (vloeistof-traject -29,3 tot 67°C) 25 tetraalkylsilieaten i bijvoorbeeld tetramethylsilicaat, (CÏÏ^))^Si (kookpunt 121°C) nitroalkanen ï bijvoorbeeld nitromethaan, GH^HOg (vloeistoftraject -17 tot 100,8°C) alkylnitrilen : bijvoorbeeld acetonitrile, CH^CÏT (vloeistoftraject 30 -45 tot 81,6°C) dialkylamiden : bijvoorbeeld dimethylformamide, HCOH^CH^g (vloei-stoftraject -60,48 tot 149°c) lactamen : bijvoorbeeld H-methylpyrrolidon, CHg-CHg-CH^-CO-H-CH^ (vloeistoftraject -16 tot 202°C) 35 tetraSlkylurea : bijvoorbeeld tetramethylureum, (CH^)^Η-ΟΟ-ΙΓ(CH^)g (vloeistoftraject -1,2 tot 166°0) 800 20 80 12 monocarbonzuuresters: bijvoorbeeld ethylacetaat (vloeistoftraject -83,6 tot 77,06°c) ortho-esters : bijvoorbeeld trimethylorthoformiaat, HC(OCH^)^ (kookpunt 103°C) _ 5 lactonen : bijvoorbeeld Jf-(gamma)butyrolacton, CHg-CHg-CHg-O-CQ (vloeistoftraject -42 tot 206°C) dialkylcarbonaten : bijvoorbeeld dimethylcarbonaat, OC^OCH^g (vloeistoftraject 2 tot 90°C) alkyleencarbonaten : bijvoorbeeld propyleencarbonaat, 1Ö 0h(CH^)CH2-0-C0-(1 (vloeistoftraject -48 tot 242°C) monoethers : bijvoorbeeld diethylether (vloeistoftraject -116 tot 34,5°C) polyethers : bijvoorbeeld 1.1- en 1. 2-dimethoxyethaan (vloeistof-trajecten -113,2 tot 64,5°C en -58 tot 83°C respectievelijk) 15 cyclische ethers s bijvoorbeeld tetrahydrofuran (vloeistoftraject -65 tot 67°C); 1 .3-dioxolan (vloeistoftraject -95 tot 78°C) nitroaromaten : bijvoorbeeld nitrobenzeen (vloeistoftraject 5,7 tot 210,8°C) aromatische carbonzuurhalogeniden : bijvoorbeeld benzoylchloride 20 (vloeistoftraject 0 tot 197°0) ; benzoylbromide (vloeistoftraject -24 tot 218°C) aromatische sulfonzuurhalogeniden : bijvoorbeeld benzeensulfonyl-chloride (vloeistoftraject 14,5 tot 251°C) aromatische fosfonzuurdihalogeniden : bijvoorbeeld benzeenfosfonyl-25 dichloride (kookpunt 258°C) aromatische thiofosfonzuurdihalogeniden : bijvoorbeeld benzeenthio-fosfonyldichloride (kookpunt 124°C bij 0,67 kPa) cyclische sulfonen : bijvoorbeeld sulfolan, ^H2“’<^2“^2“<^2“’°02 (smeltpunt 22°C) ; 3-niethylsulfolan (smeltpunt -1°C) 30 alkylsulfonzuurhalogeniden : bijvoorbeeld methaansulfonylchloride (kookpunt 161°C) alkylcarbonzuurhalogeniden : bijvoorbeeld acetylchloride (vloeistoftraject -112 tot 50,9°C) ; acetylbromide (vloeistoftraject -96 tot 76°C) ; propionylchloride (vloeistoftraject -94 tot 80°C) 35 verzadigde heterocyclische verbindingen s bijvoorbeeld tetrahydro-thiofeen (vloeistoftraject -96 tot 121°C) ; 3-niethyl-2-oxazolidon (smeltpunt 15,9°C) dialkylsulfaminezuurhalogeniden i bijvoorbeeld dimethylsulfamyl-chloride (kookpunt 80°C bij 2,1 kPa) 40 alkylhalogeensulfonaten : bijvoorbeeld ethylchloorsulfonaat (kook- 8 ao 2 0 80 15 punt 151°C) onverzadigde heterocyclische carhonzuurhalogeniden: bijvoorbeeld 2-furoylchloride (vloeistoftraject -2 tot 173°C) onverzadigde heterocyclische 5-ringen : bijvoorbeeld 3»5-dimethyl-5 isoxazool (kookpunt 140°C) ,· 1-methylpyrrool (kookpunt*114°C) ; 2.4-dimethylthiazool (kookpunt 144°C) ; furan (vloeistoftraject -85,65 tot 31,36°C) esters en/of halogeniden van dibasische carbonzuren i bijvoorbeeld ethyloxalylchloride (kookpunt 135°C) 10 gemengde alkylsulfonzuurhalogeniden en carbonzuurhalogeniden : bijvoorbeeld chloorsulfonylacetylchloride (kookpunt 98°C bij 1,3klh) dialkylsulfoxiden : bijvoorbeeld dimethylsulfoxide (vloeistof-traject 18,4 tot 189°G) dialkylsulfaten j bijvoorbeeld dimethylsulfaat (vloeistoftraject 15 “31,75 tot 188,5°c) dialkylsulfieten : bijvoorbeeld dimethylsulfiet (kookpunt 126°C) alkyleensulfieten : bijvoorbeeld ethyleenglycolsulfiet (vloeistof-traject -11 tot 173°C) gehalogeneerde alkanen : bijvoorbeeld dichloormethaan (vloeistof-20 traject -95 tot 40°C) ; 1.3-dichloorpropaan (vloeistoftraject -99,5 tot 120,4°C).
Hiervan zijn de co-oplosmiddelen die de voorkeur verdienen nitrobenzeen, tetrahydrofuran, 1.3-dioxolan, 3-niethyl-2-oxazolidon, propyleencarbonaat, /-butyrolacton, sulfolan, ethyleenglycolsulfiet, 25 dimethylsulfiet en benzoylchloride. Van de voorkeurs co-oplosmidde-len zijn de beste nitrobenzeen, 3-*methyl-2-oxazolidon, benzoyl-chloride, dimethylsulfiet en ethyleenglycolsulfiet, omdat zij chemisch meer inert zijn ten opzichte van de batterijcomponenten en lange vloeistoftrajecten hebben en in het bijzonder omdat zij 30 een zeer efficiënt nuttig gebruik van de kathodematerialen mogelijk maken.
Het valt eveneens binnen de onderhavige uitvinding anorganische oplosmiddelen toe te passen, zoals vloeibare anorganische halogeniden van elementen van de groepen IV, V en VI van het periodieke 35 systeem, bijvoorbeeld seleniumtetrafluoride (SeP^), selenium- monobromide (Se^Brg), thiofosforylchloride (PSCl^), thiofosforyl-bromide (PSBr^), vanadiumpentafluoride (VPp.), loodtetrachloride (PbCl^), titaniumtetrachloride (TiCl^), dizwaveldecafluoride (S^P1Q), tinbromidetrichloride (SnBrCl^), tindibromidedichloride (SnBr^Glg), 40 tintribromidechloride (SnBr^Cl), zwavelmonochloride (S^Clg) en
Oh Λ 0 ft fl 14 zwaveldichloride (SClg). Deze halogeniden kunnen naast hun functionering als elektrolyt oplosmiddel in watervrije cellen tevens functioneren als een actieve reduceerbare kathode, waardoor bijgedragen wordt aan het totale actieve reduceerbare materiaal in der-5 gelijke cellen.
Geschikte anodematerialen zijn in het algemeen verbruikbare metalen en omvatten aluminium, de alkalimetalen, de aardalkalimetalen en legeringen van alkalimetalen of aardalkalimetalen met elkaar en andere metalen. De uitdrukking "legering" zoals hier en 10 in de conclusies gebruikt beoogt mengsels, vaste oplossingen zoals lithium-magnesium en intermetaalverbindingen zoals lithiummono-aluminide te omvatten. De anodematerialen die de voorkeur verdienen zijn de alkalimetalen zoals lithium, natrium en kalium en de aardalkalimetalen zoals calcium.
15 Dij een voorkeursuitvoeringsvorm dient men bij het selecteren van het bijzondere oxyhalogenide voor een bijzondere cel volgens de onderhavige uitvinding eveneens de stabiliteit te overwegen van het bijzondere oxyhalogenide bij aanwezigheid van de andere cel-componenten en bedrijfstemperaturen, waarbij de cel zal worden ge-20 bruikt. Derhalve dient een oxyhalogenide gekozen te worden, dat stabiel zal zijn bij aanwezigheid van de andere celcomponenten.
Bovendien is het gewenst de elektrolytoplossing meer viskeus te maken of deze om te zetten tot een gel, waarbij een gelerings-middel, zoals colloidaal kiezelzuur kan worden toegevoegd.
25 Toorbeeld I
Drie stel cellen met een diameter van 12 mm werden vervaardigd onder toepassing van de volgende componenten : 0,45 S lithium, een kathode-collector vervaardigd uit 0,65 S van een mengsel 30 van 90 gew.% gasroet en 10 gew.% teflon (handelsnaam voor poly-tetrafluoretheen) bindmiddel, een vervilte niet geweven glasvezel separator (type 934S vervaardigd door Mead Co.) in contact met de kathode-collector en 2,4 cm van een vloeibare kathode-elektrolytoplossing van 35 1 molair LiAlCl^ in SOClg, die lithiumsulfide bevat toegevoegd tot het verzadigingspunt ervan in de oplossing.
De componenten werden samengesteld in roestvrij stalen houders, die met afsluitmiddelen op een gebruikelijke wijze worden afgedicht.
De hiervoor genoemde cellen werden opgeslagen onder variërende 40 omstandigheden, daarna ontladen bij een belasting van 75 ohm.
8002080 15
Be gemiddelde ontladingsspanning na 1 seconden voor drie cellen bij elk stel wordt in tabel A vermeld.
[ΡΑΒΕΙ A
Cel-stel Onslag-omstandigheden
5 _ vers 1 WK bil 17°G 1 MO bfl 20°G 5 MO bil 20°C
1 5,187 2,507 1,767 1,387 2 3,407 1,087 1,827 0,967 3 2,887 1,277 1,527 1,077 10 7 = volt WK = week MO = maand
Brie extra stel cellen werden vervaardigd zoals hiervoor beschreven, behalve dat de separatoren, voordat zij in de cel werden 15 geassembleerd, ondergedompeld werden in een 1 gew.% vinylacetaat/ vinylchloride copolymeer in 3-pentanon en vervolgens snel gedroogd door 1 minuut tot ongeveer 200°C te verhitten. Het vinylacetaat/vinylchloride werd verkregen van Union Carbide Corporation als 7ΥΗΞ, bestaande uit 86 gew.% vinylchloride en 14 gew.% vinylacetaat.
20 Be separatoren met de vinylpolymeerbekleding waren mechanisch gemakkelijker te hanteren en te assembleren in de cellen. Be drie stel cellen werden onder vacschiliende omstandigheden opgeslagen en vervolgens ontladen bij een belasting van 75 ohm. Be gemiddelde spanning waargenomen voor drie cellen bij elk stel na één seconde wordt 25 vermeld in tabel B.
[DABEI B
Cel-stel Ooslag-omstandigheden_
_ vers 1 WK bil 71 °C 1 MO bfi 20°C 3 MO bil 20°C
4 3,217 1,507 2,187 1,537 30 5 3,397- 1,507 2,007 1,877 6 3,017 1,257 1,967 1,727
Zoals uit de voorafgaande gegevens blijkt, vertoonden de cellen met de met vinylpolymeer beklede separatoren een grotere gemiddelde spanningsaflezing na opslag gedurende een maand en drie maanden 35 dan de cellen, waarin niet beklede separatoren worden toegepast.
Het stel van zes cellen werd vervolgens continu ontladen over een belasting van 75 ohm na opslag onder verschillende omstandigheden en de gemiddelde ampère-uren (AH) berekend voor drie cellen in elk stel zijn in tabel C opgenomen.
pnn 9 ft ftn 16
TABEL C
Cel-stel Opslag-omstandigheden
_ 1 W. bi.i 71 °C 1 MO bi.i 20°C 5 MO bi.i 20°C
1 0,48A1 0,57AH 0,51 AH
5 2 0,49AH 0,65AH 0,56AH
3 0,52AH 0,57AH O,59AH
4 0,62AH 0,63AE 0,63AH
5 0,55Aiï 0,57AH 0,63AH
6 0,72AH 0,59AH 0,61AH
10
7oorbeeld II
Een aantal extra cellen werd geconstrueerd zoals in voorbeeld I, behalve dat de oplossing gebruikt voor het bekleden van de separatoren varieerde van 0,5 tot 3 gew.% vinylacetaat/vinylchloride 15 copolymeer (7ΪΉΗ) in 3-pentanon zoals aangegeven in tabel D.
Brie cellen van elk type, met inbegrip van drie cellen, waarin de separator niet was bekleed, werden onder verschillende omstandigheden opgeslagen en vervolgens bij een belasting van 75 ohm ontladen. Be gemiddelde spanning na één seconde en de afgeleverde 20 gemiddelde ampère-uren zijn in tabel B opgenomen.
800 2 0 80 17 θ f>i>5ji=»5ji>5j Η 'Φ roo σ\<Μ ι-ίο F> ·ς(· co vo σ\νο c— νο r« r» «% f> ο Λ Λ ΙΟτ-Οτ-Οτ-Ο m ^ >»><!>» 5| i> |> io inr inro oni- •^t- vo vo cjwo onvo #k #s «V Λ Λ η Λ
ΙΟτ-O ν-Ο τ- Ο CM
Eh t> ί> S| |> <| t> ^
p> ON to CM CM "3" i— ON
1- ΙΛΜ- OlA 'vi-LCN
,^P r« «* V* ·* ·* ·* »»
[Λ (MO CM O r- O
T-ijO! t— S j> i> 5 i> Sj
H C~- C—i- inON CO CO
f> r rM- Oin ^ IO CM O CM Ο ν-Ο f=l I I „ >q „g >g <a| p> O GO CM M3 in CM t-
EH CM ON'Si· covo to LfN
^ r. r. η n ., «
OJ IO 1— O 1—0 τ-O
pH
0
O
1¾ ► i»g i»g j> ft CO OCOVOC—OOi- -p 1- in'vt- c—in to in g pj «v ft a tv tv Λ ^ 0 O IO CM O 1-0 1-0
0 O
S3 0 >0 0 1&
•H
'Ö S3 c3 Ο Ο Ο -ρ ο ο ο ra 1-0 0
s Ε- CM CM
ο 1 :s> :pp :s> &o ,0,0,0 cö
h ? Ö 9 S
ra S-i Ï3 S S
Pi 0
O ^i-1-IO
onn 9 n an 2 18
De hoeveelheid vinyl behouden op de separator na bekleding met de verschillende vinyloplossingen varieert van 0,7 tot 1,0 g/m separatormateriaal voor de 0,5 gew.%> vinyl/aplosmiddeloplossing tot ongeveer 3>5 g/m^ separatormateriaal voor de 3 gew.% vinyl/ 5 oplosmiddeloplossing. Betrokken op het separatorgewicht (ongeveer Λ 25 g/m ) zou dit ongeveer 2,8 gew.% tot ongeveer 14 gew.% vinyl voortbrengen uit het 0,5 % tot 3 % traject van gebruikte bekledings-oplossing.
Voorbeeld III
10 Ben aantal extra cellen werd geoonctrueerd zoals in voorbeeld I met sommige separatoren bekleed met een 1 gew.% vinylacetaat/vi-nylchloride copolymeer in 3-pentanon. Bovendien werden de lithium-elektroden in sommige cellen TErvangen door lithium-aluminium lege-ringselektroden, elk met een gewicht van 0,52 g en bestaande uit 15 85 gew.% lithium en 15 gew.% aluminium. Drie van elk type van de verschillende cellen werden onder verschillende omstandigheden opgeslagen en vervolgens ontladen bij een belasting van 75 ohm.
De gemiddelde spanningen na één seconde en de afgeleverde gemiddelde ampère-uren zijn in tabel E opgenomen.
800 2 0 80 19 Φ Η 'd !>! Ο fl φ ö Κ\ C0 ΙίΝ Ο CM ΝΛ C0 rf (D 1Λ σ\·=ί· CM VO VO -sf· (1)0 **·***·%·*·*·* i 1Λ ΟΟ τ-Ο ο ο δ£ Ö •Η f4 φ Ο.
φ ιΗ •Η fi •Η d •Η Ε> Ρ> ί> §! £> <j ί> ^ ij ΙΛ ΙΛ(Μ (Μ Ο Φ fCi -ρ fcv co'Φ νο νο σ\ lt\ (pj * Μ Λ Λ Ι> «% Λ i-3 r- Ν"Ν ν Ο τ-Ο Ο Ο Η & φ >[>j>5jj>!eji=»S|
rd Ο GO OV CM LTV VO VO
Ο ö 'Φ Ο ^ CO MD ON LTN
[x] p Φ Λ Λ Λ * * « ·> += φ ΚΛ ί— Ο τ-Ο Ο Ο „ Μ 6¾ f*q CD g Η pq ο **! ί-ί
Is "* ί> £» !> !=» 5j > <! f> ^
•rl ΙΑ ΟΛ i'f CO(D
H-1 "cR KN ITVVQ T-VO "Φ LCN
«V «% *t Λ f« K Λ T- fOi-r-O CM Ο τ-Ο
S
Φ >0 ,
m H
cj Φ
to O
•4 rd 8
Ö VD
CÖ Ο Ο Ο 'Φ
+= O O O
ra T- Ο O ®
S C— CM CM -P
Ο Λ I :p :?? :π» o 00,0,0,0 Φ cö 1-1 H m M S S ®
ra M ? S S
Pi φ O j> t— T- KN tti 800 2 0 80 zu
Voorbeeld 17
Additionele cellen werden geconstrueerd zoals in voorbeeld I, behalve dat in elke cel 0,479 S lithiumfoelie of 0,450 g geëxtru-deerd lithium als anode werd gebruikt; de kathode-collector bestond 5 uit 85 gew.% gasroet en 15 gew.% teflon; de kathode-elektrolyt-oplossing bestond uit 2,4 cm 1 molair LiAlCl^ in SOgClg en bevatte lithiumsulfide toegevoegd tot het verzadigingspunt van de oplossing en de separator werd bekleed uit een vinyloplossing zoals getoond in tabel F. De cellen werden onder verschillende omstandigheden op-10 geslagen en vervolgens ontladen bij een belasting van 75 ohm.
De gemiddelde spanningen van drie cellen waargenomen na 1 seconde en de afgeleverde gemiddelde ampère-uren zijn in tabel F opgenomen. In het stel cellen 8 werden de separatoren, na in de oplossing te zijn gedompeld, bij omgevingstemperatuur 2 uren gedroogd. Bij het 15 stel cellen 9 werden de separatoren 1 minuut bij 175°0 gedroogd, terwijl in het stel cellen 10 de separatoren 1 minuut bij 225°C werden gedroogd.
8002080 21 \ Cl I · ’ I «NI _
If ff* I/* I —* e — I *·» *% I ·· t r.
I nt /^N
pi «! I
0 · .H
!4 g; a) pi j fM fM *? — e O NÖ — V“l
*33 mm* mm mm mm mm C - ' <N
* *?v <4 * ^ 2. r^i «m C ·"··"*«* ** WW _ «* 1 I; fl
I J
! © I ^ 3 I r- f4
I <*, ·* e* \β «*( «J <*t u"i e: «« r·- J
1 .i-ji -* as e. e c — iMCN — cfsc J-! l^j— CC- — — — — — — — — Λ l éi o
: j I
’ « > c ^¾.
_ cm c e\ -1 .
^ s νβ «S’ »0 >— JJ '-*) n *> ·> ·? w* ·3 N N N (0 0 A Φ > Ci . ~ =
60 «"* ON
ft 40 •H · “j"? Ö e 3 « ^ ¢1
'Pl S Ο ιΛΙ^.β<Ν«3·<*Ι^. — OOC'O
m 4% H +\ ***** mu *t *% C
a<stMesnntNM{NOcntM<scj 0 0 s a
Ph >ö 0 0 0 ° 8 % ft 1-30^ . 0 a a -,, 0 ft a <j T- fi ,2 EH «üeeceff'i^ï^-^e^PN.csOin 'o
Ti •η Λ ^| , f-^esriC^.CSC^C4CSCV4«^CSCS<MiM q
iH
üi * Λ
cjfn^ver'ïeesrtrt^is^ri^ Ü-P
U 1, r~
i;mriiH«n<"itno<nn«n<,i<n«vt h P
fl 0 1> P
* \.-P
1 . * gj 2 * *c3 cö Ö
O Μ Η · Μ 3έ 3έ 3έ .Ü +» O
ö06Cuueea = oeess css c -P 0 -P
2Ü00ï5-c-t:S5 o — e~ ' 0 O 0
.j.ï««Sö = C= OOB Sa”Ï OcörM
'Ö 0 = 2 “ — ?* >· — — — :: J- — SSJ 0 H rt
«gpppp^S^gg? ?S??3 >iS-P
mS>>>>£'ZS**> >i-> =6, ft-π g φ μ t* Η H r* n. i*i y »4 Krtfi *H > *a
η3ΛίΝι^^#»<ι^Η·ρ»·4^«^Ρ<ι·Η p· O
• 0 'd'd'ö’ti'd'ti'ti'ti'd'd S3 · ·Η
i4f4(4!4M^WWHM ® £ -H
0000000000 0 0 t3 £3 0 0 0 0- 0 0000 0 00 0 60 φ ,,-) .r) <rj T£j iö <Ö >Ö *ti *Ö *Ö IJ Ti 'd M 0 ÖHrTHÖfSiipiPiÖiSpSfiCi *H NN τ|
O000HHHHi4HM^HH fj 0-0 O-P-P-P-P-P-P-P-P-P-P & M
<|ίΗ^Η£ΝΜ'ΜΗΜΗΗΜΜΜΗ p ft
»:(DMS)»ffl®»Jl) S0 Μ H
! 00 -00000000 f> (3 60006060¾)¾)¾)¾)¾)¾) ö · · * n CÖ Ö *
>> 0 T
ft r- cvi fa in 0 ^-'co σ\ O 1- N ιλ iH ‘ÏD r- t— v T“
0 O -P
0 l*N
o η Λ 0 Π fl rt
Claims (8)
1. Watervrije cel, die een ionogene geleidende kathode-elektro-lyt-oplossing, die een opgeloste stof bevat opgelost in een actieve vloeibare kathode, een actieve metaalanode, een kathode-collector 5 en een separator opgesteld tussen de anode en de kathode-collector, en waarbij ten minste een deel van het oppervlak van de separator bekleed is met een vinylpolymeerfilm, bevat.
2. Cel volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat de monomeer-eenheid van het vinylpolymeer de formule 1 bezit, 10 waarin R waterstof, halogeen en/of alkanoyloxygroepen met 1 tot 5 X koolstofatomen in de alkylgroep en R halogeen en/of alkanoylosy- y groepen met 1 tot 5 koolstofatomen in de alkylgroep voorstellen.
3. Cel volgens conclusie I of 2, met het kenmerk, dat de hoeveelheid vinylpolymeerfilm op de separator varieert van 15 ongeveer 0,7 tot ongeveer 3,5 g per vierkante meter beraamd eenzijdig oppervlak.
4. Cel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het vinylpolymeer bestaat uit vinylchloride-vinylacetaat copoly-meer, vinylchloride homopolymeren of vinylacetaat homopolymeren. 20
5· Cel volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat het kathode-elektrolyt lithiumsulfide, zwavelmonochloride of mengsels daarvan bevat.
6. Cel volgens conclusie 1,met het kenmerk, dat het kathode-elektrolyt ten minste een vloeibaar oxyhalogenide 25 bevat, zoals thionylchloride, sulfurylchloride, fosforoxychloride, thionylbromide, chromylchloride, vanadyltribromide en seleniumoxy-chloride.
7. Cel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het kathode-elektrolyt een anorganisch co-oplosmiddel bevat.
8. Cel volgens conclusie 6,met het kenmerk, dat het kathode-elektrolyt een organisch co-oplosmiddel bevat. 8002080
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5246379A | 1979-06-27 | 1979-06-27 | |
| US5246379 | 1979-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8002080A true NL8002080A (nl) | 1980-12-30 |
Family
ID=21977773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8002080A NL8002080A (nl) | 1979-06-27 | 1980-04-09 | Watervrije cel. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS567353A (nl) |
| BE (2) | BE882242A (nl) |
| BR (1) | BR8001512A (nl) |
| FR (1) | FR2460044A1 (nl) |
| IL (1) | IL59670A0 (nl) |
| IT (1) | IT1130576B (nl) |
| NL (1) | NL8002080A (nl) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK155559C (da) * | 1979-06-27 | 1989-10-16 | Eveready Battery Inc | Ikke-vandigt elektrokemisk element |
| EP0191569A3 (en) * | 1985-02-11 | 1987-01-14 | Saft America Inc. | Battery cell with woven glass fiber separator |
| JP3439002B2 (ja) * | 1995-10-25 | 2003-08-25 | 三洋電機株式会社 | 非水系電解液電池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3993501A (en) * | 1975-03-24 | 1976-11-23 | Union Carbide Corporation | Nonaqueous electrochemical cell |
-
1980
- 1980-03-14 BE BE0/199811A patent/BE882242A/fr unknown
- 1980-03-14 BR BR8001512A patent/BR8001512A/pt unknown
- 1980-03-14 FR FR8005715A patent/FR2460044A1/fr not_active Withdrawn
- 1980-03-19 IL IL59670A patent/IL59670A0/xx unknown
- 1980-03-27 IT IT20976/80A patent/IT1130576B/it active
- 1980-04-09 NL NL8002080A patent/NL8002080A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-06-26 BE BE0/201198A patent/BE884033A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-06-27 JP JP8768080A patent/JPS567353A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS567353A (en) | 1981-01-26 |
| BE882242A (fr) | 1980-09-15 |
| IT1130576B (it) | 1986-06-18 |
| JPS6318838B2 (nl) | 1988-04-20 |
| IT8020976A0 (it) | 1980-03-27 |
| IL59670A0 (en) | 1980-06-30 |
| BE884033A (fr) | 1980-12-29 |
| BR8001512A (pt) | 1980-12-30 |
| FR2460044A1 (fr) | 1981-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0111214B1 (en) | Nonaqueous cell and a method for treating an active metal anode of a nonaqueous cell | |
| US4218523A (en) | Nonaqueous electrochemical cell | |
| US3993501A (en) | Nonaqueous electrochemical cell | |
| US4278741A (en) | Nonaqueous cell | |
| GB2139409A (en) | Nonaqueous cell | |
| US4654280A (en) | Nonaqueous cell employing a cathode-electrolyte solution containing a boron-containing additive | |
| US4608322A (en) | Nonaqueous electrochemical cell | |
| US4277545A (en) | Nonaqueous cell | |
| US4367266A (en) | Cathode collectors for nonaqueous cell having a metal oxide catalyst | |
| US4560632A (en) | Polyvinyl-coated cathode collector for cells employing liquid cathodes | |
| NL8002080A (nl) | Watervrije cel. | |
| JPS5866264A (ja) | 三硫化アンチモン正極を有する非水性電池 | |
| EP0157878B1 (en) | Nonaqueous electrochemical cell | |
| EP0186200A2 (en) | Nonaqueous cell employing a cathode-electrolyte solution containing a boron-containing additive | |
| US4327160A (en) | Non-aqueous cell | |
| NL8002081A (nl) | Watervrije cel. | |
| KR800000157B1 (ko) | 비수성 전지 | |
| EP0105173A2 (en) | Porous cathode collector for cells employing liquid cathodes | |
| KR800000158B1 (ko) | 크로토니트라일(Crotonitrile)을 함유한 전해질의 비수성 전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |