DE1919394A1

DE1919394A1 - Batterie

Info

Publication number: DE1919394A1
Application number: DE19691919394
Authority: DE
Inventors: Masataro Fukuda; Nobuatsu Watanabe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-04-17
Filing date: 1969-04-16
Publication date: 1969-12-04
Also published as: BE731612A; JPS4825566B1; GB1264154A; SE379119B; US3700502A; FR2006364A1; CH537644A; NL6905853A; DE1919394B2; NL143078B

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. GONTHER KOCH DR. TINO HAIBACH

8 München 2, den 16.April 1969

UNSER ZEICHEN: 11955

Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Osaka, Japan

Batterie

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Batterien mit einer negativen Elektrode aus einem aktiven Material, das hauptsächlich aus einem leichtmetall mit einer hohen Elektronegativität, wie Lithium, Natrium oder Aluminium, besteht, und einem nichtwässrigen Elektrolyten, z.B_o einem organischen Elektrolyten, der die negative Elektrode nicht auflöst«

Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Batterie mit einer hohen, bisher noch nicht erzielbaren Energiedichte, wobei eine feste, fluorierte Kohlenstoffart als neues aktives Material für die positive Elektrode verwendet wird; dieser feste fluorierte Kohlenstoff läßt sich durch die Formel (CF_) darstellen, worin χ größer als 0, jedoch nicht größer als 1 ist; er ihst nur aus Kohlenstoff und Fluor zusammengesetzt und der Kohlenstoff besteht in der Hauptsache aus amorphem Kohlenstoff, wie Koks, Holzkohle oder Aktivkohle*.

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Die Erfindung bezieht sich speziell auf ein Batteriesystem mit einem fluorierten Kohlenstoff als positiver Elektrode, das, wie aus Tabelle I hervorgeht, den üblichen Batteriesystemen mit den Halogeniden von Nickel, Kupfer, usw_e, von denen man bisher annahm, daß sie aktive Substanzen mit der höchsten theoretischen und praktischen Energiedichte wären, weit überlegen ist; als negative Elektrode wird Lithium verwendete

	Tabelle	I	^Eo	Wh/kg
		, Ah/kg	(3,50)	(3000)
nLiP	+ nC	864	3,53	1640
2LiP	+ Cu	436	2,83	1365 "
2LiP	+ Ni	485	3,08	1111
2LiCl	+ Cu	362	2,57	960
2LiCl	+ Ni	374

2Li + CuP₂
2Li + NiP₂
2Li + CuCl₂
2Li + NiCl₂

Weiterhin hat eine Batterie mit dem festen fluorierten Kohlenstoff als dem aktiven Material für die positive Elektrode die Vorteile, daß der Ausnutzungsgrad des aktiven Materials hoch und angenähert 100% ist, daß die flache Kennlinie der Entladungsspannung ausgezeichnet ist, und daß die Lebensdauer lang ist, da der fluorierte Kohlenstoff im Elektrolyten chemisch stabil ist und selbst nicht hygroskopisch ist» Da weiterhin Kohlenstoff anstatt Nickel oder Kupfer als Ausgangsmaterial verwendet wird, kann eine Batterie mit hoher Energiedichte in wirtschaftlich vorteilhafter Weise hergestellt werden.

In einem Batteriesystem mit einem nichtwäßrigen Elektrolyten kann man Lithium oder Natrium verwenden, die mit wäßrigen Elektrolyten nicht verwendet werden können} deshalb ist ew möglich, eine kleine und leichte Batterie mit hoher Spannung und hoher Energiedichte zu erhalten. Eine derartig hohe Energiedichte ist das wichtig-= ste Merkmal der Batterie mit einem nichtwäßrigen Elektrolyten» Bei derartigen Batteriesystemen ist deshalb die Wahl des aktiven Materials für die positive Elektrode, das in Kombination mit der negativen Elektrode aus Lithium oder Natrium verwendet wlrd,^ *"*"

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von großer Bedeutung₀ Ein aktives Material für die positive Elektrode in einer Batterie mit hoher Energiedichte muß eine hohe Entladungskapazität sowie eine hohe elektromotorische Kraft haben, damit eine Batterie eine hohe Klemmenspannung hat; weiterhin muß das Material so aktiv sein, daß die Batterie mit einer nur geringen Polarisation entladen wird und die Kennlinie der Entladungsspannung während der Entladung der Batterie ausreichend flach istο Weiterhin darf sich das aktive Material im Elektrolyten nicht zersetzen oder lösen und nur eine minimale Selbstentladung verursachen, was vom Standpunkt der Lebensdauer der Batterie verständlich ist. Der erfindungagemäß verwendete fluorierte Kohlenstoff erfüllt diese Bedingungen fast vollständig» wie nachstehend noch erläutert ist.

Bisher wurden Batterien mit Alkalimetallen, wie Lithium und Natrium, als negative Elektroden,und nichtwässrigen Elektrolyten für Spezialzwecke, insbesondere für militärische Zwecke untersucht. Als aktives Material für die positiven Elektroden dieser Batterien wurden hauptsächlich die Fluoride und Chloride des Kupfers, Nickels, Silbers usw. untersucht; keine dieser Substanzen ist jedoch völlig befriSdigend, und es wurde bisher noch kein optimales Material gefunden;,

Kupferfluorid ist eine der aktiven Substanzen, die in größerem Umfang untersucht wurden, da seine theoretische Energiedichte 0,53 Ah/g beträgt und damit von allen vorstehend erwähnten aktiven Substanzen am höchsten ist, so daß eine Klemmenspannung von bis zu 3fO - 3,4 V erhalten werden kann, wenn es zusammen mit einer negativen Lithiumelektrode in einer Batterie verwendet wird. Es hat jedoch den Nachteil, daß es normalerweise nur in Form von CuF₂ ⁰²Hp⁰ mit Kristallwasser erhalten werden kann, da wasserfreies Kupferfluorid CuFp sehr instabil ist. Das reine CuFp kann nioht durch Entwässerung der Kristalle des wasserhaltigen Kupferfluorids erhalten werden, da die Entwässerung zur Bildung von CuF und/oder CuO bzw, zur Zersetzung des Kupferfluorids infolge seines Waeserabsorptionsvermögens führte Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich das Kupferfluorid

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im Elektrolyten einer Batterie löst, wodurch die Leistungsfähigkeit der Batterie abfällt und der Ausnutzungsgrad des aktiven Materials bis auf 50 - 60$ vermindert wird. Bas KupferfIuorid ist besonders deshalb unbefriedigend, weil die Entladungskapazität einer Batterie mit Kupferfluorid infolge starker Selbstentladung in wenigen Tagen auf weniger als etwa50$ des ursprünglichen Wertes fällt und weil das während der Entladungsreaktion gebildete Kupfer sich auf der negativen Lithiumelektrode ab- scheidet, wodurch ein Kurzschluß zwischen den Elektroden entsteht. Aus den vorstehend angegebenen Gründen kann also mit Kupferfluorid als dem aktiven Material für die positive Elektrode keine zuverlässige Batterie erhalten werden.»

Eine Batterie mit Kupferchlorid als dem aktiven Material für die positive Elektrode hat praktisch die gleichen Nachteile wie mit Kupferfluorid. Neben diesen Nachteilen treten bei Verwendung von Kupferchlorid weitere Schwierigkeiten hinsichtlich des Ausnutzungegrades des aktiven Materials und der Lebensdauer der Batterie auf, da infolge der Auflösung des Kupferchlorids Chloridionen vorhanden sind.

Nickelfluorid NiF₂ und Nickelchlorid. NiOl₂ gelten ebenfalls als ■ unbefriedigend, da sie zwar eine hohe Energiediohte (0,56 Ah/g für NiF₂ und 0,41 Ah/g für NiCl₂) haben, aber ihre Anhydride instabil sind und Wasser absorbieren können; weiterhin ist das Reaktionsvermögen dieser Verbindungen im Batteriesystem gering, verglichen mit den vorstehend angegebenen Kupferverbindungen, und sie neigen beim Einbau in eine Batterie zur Polarisation, weshalb die flache Kennlinie der Entladespannung der Batterie mit diesen Verbindungen schlecht ist und ein praktisch brauchbares Entladungsverhalten nicht erzielt werden kann· ·

Silberchlorid ist eine weitere Verbindung, die als stabiles aktives Material untersucht wurde. Diese Verbindung eignet sieh jedoch nicht in einer Batterie mit hoher Energiedichte, ausgenommen in Spezialfallen, da sie teuer ist und eine Energiediohte '

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von nur 0,19 Ah/g hat.

•Aufgrund der Tatsache, daß die bisher vorgeschlagenen aktiven Massen für die positive Elektrode hauptsächlich Chloride und. Fluoride sind, ist es verständlich, daß in neuerer Zeit auch die Pluoride des Graphits mit der Formel (CF_xJ_n, worin χ größer als 0, jedoch nicht größer als 0,2 5Ur*¹ vorgeschlagen wurden.Nähere Einzelheiten über diese Fluoride sind nicht bekannt geworden, doch nimmt man an, daß Fluoride mit der Formel (CF ), worin χ nicht größer als 0,25 ist, verwendet werden, da diese Verbindungen leicht hergestellt werden können, stabil sind und eine gute elektrische Leitfähigkeit haben·

Sie gegenwärtig verwendeten Graphitfluoride haben jedoch den ITachteil, daß ihre Energiediohte nur im Bereich von etwa 0,2 0,4 Ah/g liegt; auch das Fluorid mit der Formel (CF_{n O}c)«»

KJfC-Z) η

worin der Wert von χ in der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel am größten ist, zeigt- eine Energiedichte von nur 0,4 Ah/g, die geringer ist als die von anderen aktiven Massen, z.B_o 0,53iAh/g für OuF₂ und 0,56 Ah/g für NiF_£o

Es wurde gefunden, daß feste Kohlenstofffluoride in wirtschaftlicher Weise nach dem von einem der Erfinder vorgeschlagenen Verfahren erhalten werden können, wobei amorphe Kohlenstoffarten mit Ausnahme von Graphit, z.B_o Koks, Holzkohle, Ruß, wie Acetylenruß, und Aktivkohle, wie pflanzliche Aktivkohle verwendet werden; weiterhin wurde gefunden, daß die so erhaltenen Kohlenstoff fluoride den üblichen aktiven Substanzen hinsichtlich einer flachen Kennlinie der Entladungsspannung, einer starken Entla·- dekannlinle und eines hohen Ausnutzungsgrade« weit überlegen sind· ι

Weiterhin kann eine im wesentlichen amorphe Kohlenstoffart, z.B. Koka, leichter als Graphit fluoriert werden, und es können iogar noch Eohlenstofffluoride mit der Formel (CF_x)_n,

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wörin χ 0,5 - 1»0 betragen kann, bei der Fluorierung erhalten werden. Ein derartig großer Unterschied zu Graphit beruht wahrscheinlich darauf , daß die Oberfläche des Kohlenstoffteilchens bis zu etwa 300m /g beträgt und das Teilchen smorph ist« Weiterhin halten die Kohlenstofffluoride bei Verwendung als aktive Massen infolge ihrer großen Oberfläche und ihrer hohen Porosität eine große Menge Elektrolyt zurückj darauf beruhen wahrscheinlich ihre ausgezeichneten Eigenschaften (schnelle Entladekennlinie der Batterie und hoher Ausnutzungsgrad des aktiven Materials) im Vergleich zu Graphit. Weiterhin sei darauf hinge-

W wiesen, daß erfindungsgemäß Kohlenstofffluoride in einem weiten Bereich, d.h. mit einem niedrigen Fluorgehält entsprechend der Formel (CF_χ)_» worin χ nicht größer als 0,25 ist (wie sie bereits vorgeschlagen wurden), bis zu einem hohen Fluorgehalt, entsprechend der Formel (CF ) , worin sieh χ dem Wert 1 annähert, erhalten werden können, wobei alle diese Verbindungen als aktives Material verwendet werden können· Hinsichtlich der Energiedichte werden jedoch zweckmäßig Kohlenstofffluoride mit einem größeren Wert für χ verwendet, wobei aber solche, bei denen χ größer als 1 ist, nicht in fester Form gewinnbar sind bzw« für ein aktives Material zu instabil sind.Deshalb werden vorzugsweise Kohlenstofffluoride, bei denen χ den Wert 1 oder an-

. genähert den Wert 1 hat, verwendet. Eine positive Elektrode, bei deren Herstellung ein Kohlenstofffluorid mit der Formel (CF )_n, worin χ den Wert 1 oder annähernd den Wert 1 hat, verwendet wird, ist beim Einbau in eine Batterie sehr stabil, was ein wichtiges Merkmal dieser Verbindung darstellt. Weiterhin wurde gefunden, daß eine solche positive Elektrode während der Entladung der Batterie sehr aktiv mit einer minimalen Polarisation reagiert, weshalb ein ausgezeichnetes Entladungsvefhalten erzielt werden kann·

Ein weiterer Vorteil der Brfindungsgemäß verwendeten Kohlenstofffluoride ist folgender:

Während bei der Fluorierung von Graphit die optimale Temperatur bei der Reaktion zwischen dem Graphit und dem Fluor im Bereich

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o
von 350 - 450 C liegt und die Reaktionsdauer etwa '2 - 5 Stunden beträgt (sie variiert mit der Reaktionstemperatur) findet die Pluorierungsreaktion zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Kohlenstofffluoride bei tieferen Temperaturen statt und ist in einer kürzeren Zeit beendet (ein bevorzugtes Herstellungsverfahren ist in dem nachstehend angegebenen Beispiel beschrieben) <, Bei der Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Kohlenstofffluoride reagiert ein amorpher Ruß mit Fluor bereits im Bereich von Raumtemperatur bis 200⁰C, während die anderen amorphen Kohlenstoffarten, z.B« Koks, Acetylenruß, Holzkohle und pflanzliche Aktivkohle mit Pluor im Temperaturbereich von etwa 100 «„350 0 reagieren₀ Dies bedeutet, daß die Kohlenstofffluoride, die hauptsächlich aus amorphem Kohlenstoff bestehen, mit geringeren Material- und Produktionskosten als die Kohlenstofffluoride aus kristallinen Kohlenstoffarten, wie Graphit, erhalten werden können. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die vorstehend angegebene Reaktion zur Erzeugung von Kohlenstofffluoriden unter Verwendung von amorphen Kohlenstoffarten grundlegend von der üblicherweise durchgeführten Umsetzung zwischen Kohlenstoff und Pluor, die zur Bildung von niedrigmolekularen Kohlenstofffluoriden, wie gasförmigem OP. und OgPg führt, unterscheidetβ

Weiterhin sind die festen, erfindungsgemäß verwendeten Kohlenstoff fluoride, die unter Verwendung von im wesentlichen amorphen Kohlenstoffarten erhalten wurden, in einem Bereich für χ von etwa 0 bis 1 äußerst stabil und chemikalienbeständigo Es wurde auch gefunden, daß sich die Kohlenstofffluoride gemäß der Erfindung bei Verwendung als aktive Masse in einer Batterie mit einem nichtwässrigen Elektrolyten in der Zusammensetzung nicht ändern und im Elektrolyten nicht gelöst werden, auch wenn der Elektrolyt so stark erhitzt wird, um das für die negative Elektrode schädliche Wasser in ausreichendem Maße zu entfernen. Die Entladungsreaktion des Batteriesystems gemäß der Erfindung lägt sich durch die Reaktionsgleichung

(OP)_n + nLi —*■ (O)_n + nLiP

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ausdrücken, worin χ die Zahl 1 bedeutet. Das ausgezeichnete Ent·* ladeverhalten läßt sich wahrscheinlich durch die schnelle Übertragung des Fluors in der festen Phase und die Bildung von Kohlenstoff als Folge der Umsetzung erklären, wodurch eine verbesserte Leitfähigkeit der positiven Elektrode erzielt wird.

Die Erfindung ist anhand von Beispielen näher erläuterte

Koks als amorphes kohlenstoffhaltiges Material wurde in einen Reaktor aus Nickel eingefüllt, und der Reaktor wurde in einem

fc elektrischen Ofen von außen beheizt, bis er eine Temperatur von etwa 38O⁰C erreichte, wobei die Luft entfernt wurde. Dann wurde Fluor in den Reaktor eingeleitet, und die Umsetzung wurde etwa eine Stunde bei etwa 29O⁰C durchgeführt₀ Der Druck der Fluoratmosphäre im Reaktor wurde auf 0,4 at eingestellt. Uacti Beendigung der Reaktion wurde ein fluoriertes Kohlenstoffgemisch erhalten, wovon 80$ oder mehr als Kohlenstofffluorid mit der Formel (CF ) erhalten wurden,worin 3c etwa 1 beträgt; 15$ des Gemisches waren ein Kohlenstofffluorid mit der gleichen Formel, worin χ den Wert 1 - 0,8 hatte, während der Rest ein Kohlenstofffluorid mit der gleichen Formel darstellte, worin χ den Wert 0,8 - 0,5 hatte. Die Art des amorphen Kohlenstoffs, die Reaktionstemperatur und der Fluordruck können nach Belieben un-

) ter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit eingestellt werden.

Die Erfindung ist nachstehend noch anhand der Zeichnung besehriebenf es bedeuten:

Figur 1 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Temperatur und der Reaktionsfähigkeit verschiedener kohlenstoffhaltiger Substanzen zeigt;

Figur 2 ein Diagramm, das das Verhalten einer Batterie gemäß der Erfindung im Vergleich mit dem Verhalten von üblichen Batterien zeigt«.

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Figur 1 zeigt die Beziehung zwischen der Temperatur und der Reaktionsfähigkeit von verschiedenen kohlenstoffhaltigen Substanzen. Wird beispielsweise Ruß als Ausgangsmaterial verwendet, so wird ein Kohlenstofffluorid, das annähernd zu 100$ aus einer Verbindung mit der Formel (0F_) , worin χ = 1, besteht, bei einer Reaktionstemperatur von 190⁰C, einem Fluordruck von 0,3 at und einer Reaktionszeit von 1 Std. erhaltene Bei Holzkohle wird die Reaktion am besten bei etwa 320⁰O durchgeführt. Allgemein kann ein festes Kohlenstofffluorid mit einem höheren Fluorgehalt in einfacherer Weise bei einer niedrigeren Temperatur, in einer kürzeren Zeit und bei einem niedrigeren Fluordruck erhalten werden, wenn man statt Graphit amorphen Kohlenstoff verwendet.

Das nach der vorstehend angegebenen Arbeitsweise erhaltene fluorierte Kohlenstoffpulver wurde mit einem elektrisch leitenden Mittel, wie Acetylenruß und einem Bindemittel, wie Polyäthylenfluorid in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 0,2 j 0,2 vermischt und zu einem aktiven Material für eine positive Elektrode verformt. Da sich dieses vermischte Pulver gut verformen läßt, kann eine positive Elektrode einfach dadurch hergestellt werden, daß man das vermischte Pulver mit einem zentral angeordneten Nickelsieb formt· Die so geformte Elektrode hat die Abmessungen 4-0 · 40 ° 1 mm, und ihre theoretische Kapazität betrug etwa 2 Ah* Die negative Elektrode, die zusammen mit der vorstehend beschriebenen positiven Elektrode verwendet wurde, bestand aus einer Lithiumplatte mit den Abmessungen 4-0 · 40 · 0,8 mm, die mit Ableitungen versehen waren. Als Elektrolyt wurde eine Lösung von 1 Mol Lithiumperchlorat MClO. in 1 Liter Propylenoarbonat verwendet. Ein Wirrvlies aus Polypropylen mit einer Dicke von 0,2 mm wirde als Separator verwendet. Diese Elemente wurden in ein Polyäthylengehäuse eingeschweißt, wobei eine Batterie erhalten wurd·. Der Zusammenbau der Batterie erfolgte in einer Argonatmoephäre·

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Die so erhaltene Batterie wurde bei 150 mA entladen, wobei eine Entladekennlinie erhalten wurde, die durch die Kurve 1 γόη Figur 2 dargestellt ist. Die Kurven 2 und 3 von Figur 2 zeigen die Entladekennlinien von Batterien, bei denen als aktive Massen für die positive Elektrode AgOl, bzw. CuFp verwendet wurden. Die Spannung bei geöffnete* Stromkreis betrug 3»3 bis 3,6 V f^r die Batterie gemäß der Erfindung, 2,85 V für die Batterie von Kurve 2 und 3»53 V für die Batterie von Kurve 3. Aus Figur 2 ergibt sich, daß die Batterie gemäß der Erfindung eine ausgezeichnete Entladekennlinie hat· Es wurde festgestellt, daß bei der Batterie gemäß der Erfindung das aktive Material nahezu 100#-ig ausgenutzt wird, und die Entladespannung eine ausgezeichnete flache Kennlinie hat. Die Entladungsspannung der Batterie gemäß der Erfindung ist zu Beginn der Entladung etwasgeringer als die der Batterie mit CuF_{2 f} doch ist die Batterie gemäß der Erfindung hinsichtlich des Ausnutzungsgrades des aktiven Materials und der flachen Kennlinie besser_n Berücksichtigt man also die ganze Kennlinie der Batterie, so ergibt sich, daß das aktive Material gemäß der Erfindung den bekannten Massen überlegen ist· Hinsichtlich der Selbstentladung, die ein schwerwiegendes Problem bei einer Batterie mit einem organischen Elektrolyten darstellt, zeigte das Material gemäß der Erfindung praktisch keine Verschlechterung, auch, nachdem die Batterie etwa 6 Monate gelagert wurde„

In dem vorstehend angegebenen Beispiel ist ein in der Praxis angewendetes Herstellungsverfahren angegeben. Wird jedoch ein festes Kohlenstofffluorid gemäß der Erfindung mit der Formel (CF_) , worin χ einen anderen Wert als 1 hat, in einer Batterie mit einer niedrigen Entladegeschwindigkeit verwendet, so ist das Einmischen von Metallpulver oder Kohlepulver, die normalerweise als elektrisch leitende Zusätze verwendet werden, nicht besonders notwendig, da das feste Kohlenstofffluorid die Eigenschaften des Kohlenstoffe, d.h. eine elektrische Leitfähigkeit, in einem nennenswerten Ausmaß besitzt. Dies ist deshalb vor-

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teilhaft, weil dadurch, die theoretische Menge des in die Batterie eingefüllten Elektrolyten erhöht werden kann.

Wie schon gesagt, sind die festen Kohlenstofffluoride gemäß der Erfindung thermisch stabil. Deshalb kann man bei der Herstellung, einer positiven Elektrode das im Formgemisch verwendete Bindemittel, das normalerweise zur Erhöhung der Festigkeit der Elektrode verwendet wird und das aus einem Polyäthylen- oder Polyäthylentetrachlorid-Pulver besteht, sintern, indem man die Elektrode nach dem Formen des Formgemisches unter Druck erhitzt.

Die Fluoride des Nickels und Kupfers absorbieren normalerweise Wasser, und auch Anhydride dieser Verbindungen neigen dazu, mit Wasser unter Bildung von Kristallwaeser zu reagieren« Mit den aktiven Massen gemäß der Erfindung, die kein Wasser absorbieren, kann jedoch leicht eine pastenförmige Elektrode erhalten werden, indem man die Massen mit einem in einem organischen Lösungsmittel löslichen Bindemittel, oder auch mit einem in Wasser löslichen Bindemittel, wie Carboxymethylcellulose, vermischt. Die so gebildete pastenförmige Elektrode kann zur vollständigen Entfernung des organischen Lösungsmittels oder des Wassers erhitzt werden,, Deshalb kann unter Verwendung der aktiven Massen gemäß der Erfindung sehr leicht eine Batterie mit einer festen positiven Elektrode und ausgezeichnetem Entladeverhalten erhalten werden.

Brfindungsgemäß werden gewöhnlich vollständig amorphe Kohlenstoff arten verwendet; es können jedoch auch nur zum Teil amorphe Kohlenstoffarten verwendet werden, beispielsweise Holzkohle, die bei erhöhten Temperaturen teilweise graphitisiert wurde. Die erfindungsgemäß verwendeten Kohlenstoffarten brauchen nur physikalisch amorph bzw„ praktisch amorph zu sein. Die Herstellungsbedingungen hängen von der verwendeten Kohlenstoffart ab, doch wird, wie schon gesagt, die Fluorierung vorzugsweise bei Temperaturen von Raumtemperatur bis zu etwa 4-5O⁰C und einem Fluordruck von etwa 1 at, vorzugsweise von etwa 0,2 bis 0,7 at durchgeführt.

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Aus der Beschreibung ergibt sich, daß die Batterie gemäß der Erfindung ein ausgezeichnetes Entladeverhalten zeigt, das mit den bisher verwendeten aktiven Massen für die positive Elektrode von Batterien mit negativen Elektroden aus Leichtmetall, z.B. einem Alkalimetall, , nicht erzielbar war„ Die Batterie gemäß der Erfindung ist billig herzustellen und ist deshalb von großer gewerblicher Brauchbarkeit,

Patentansprüche

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Claims

Patentan.sprüche

Batterie mit einer negativen Elektrode aus einem Leichtmetall oder einer Legierung, die hauptsächlich aus dem Leichtmetall als aktivem Material besteht, einem nichtwäßrigen Elektrolyten und einer positiven Elektrode mit einem festen Kohlenstofffluorid als dem hauptsächlichen aktiven Material, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Kohlenstofffluorid durch Fluorieren einer amorphen oder praktisch amorphen Kohlenstoffart erhalten worden ist₀ ,

2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Material der positiven Elektrode durch Fluorieren mindestens einer amorphen Kohlenstoffart aus der Gruppe Koks, Acetylenruß, Ruß, Aktivkohle, Holakohle und/oder pflanzlicher Aktivkohle erhalten worden ist.

3ο Batterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Material der positiven Elektrode durch Erhitzen einer amorphen oder praktisch amorphen Kohlenetoffart in einer fluorhaltigen Atmosphäre bei einer optimalen Temperatur im Be-* reich von ο bis 45O⁰C erhalten worden ist_o

4· Batterie nach einem der Ansprüche 1 —3t dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode durch Formen eines festen Kohlenstoff fluoride unter Druck erhalten worden ist«,

Batterie nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die positive -Elektrode durch Formen eines Gemisches aus einem festen Kohlenstofffluorid und einem Bindemittel unter Druck erhalten worden ist*.

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-H-

Batterie nach einem der Ansprüche 1 - 3» dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode durch Formen eines Gemisches aus einem festen Kohlenstofffluorid, einem elektrisch leitenden Mittel und einem Bindemittel unter Druck erhalten worden ist_o

7ο Batterie nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode auf folgende Weise hergestellt worden ists

a) Herstellung einer Paste durch Vermischen eines festen Kohlenstofffluoride mit einem in einem Lösungsmittel gelösten Bindemittel;

b) Aufbringen der Paste auf einen elektrisch leitenden Träger bestehend aus einem Metallsieb, einer Stabplatte oder einer Lochplatte; -

c) Erhitzen des überzogenen Trägers..

8. Batterie nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, daß die positive -Elektrode auf folgende Weise hergestellt worden ist:

a) Herstellung einer Paste durch Vermischen eines festen Kohlenstofffluoride, eines elektrisch leitenden Mittels und eines in einem Lösungsmittel gelösten Bindemittels;

b) Aufbringen der Paste auf einen porösen, elektrisch leitenden Träger, bestehend aus einem Metallsieb oder derglf

c) Erhitzen des überzogenen Trägers. :

Batterie nach einem der Ansprüche T - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Material der positiven Elektrode ein festes Kohlenstofffluorid mit der Formel(CF ) darstellt, worin χ nicht kleiner als .0,51 aber auch nicht größer als isto

lOeBatterie nach einem der Ansprüche 1 - 3, 5 und 9₂ dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode durch Erhitzen der. unter Druck geformten Elektrode nach Anspruch 5 erhalten worden ist«. ..

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11„ Batterie nach einem der Ansprüche 1 -3»6 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode durch Erhitzen der unter Druck geformten -Elektrode nach Anspruch 6 erhalten worden ist.

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