DE2829245A1

DE2829245A1 - Lithium-jod-zelle

Info

Publication number: DE2829245A1
Application number: DE19782829245
Authority: DE
Inventors: Jun Norbert W Franz; Wilson Greatbatch; Ralph T Mead; Frank W Rudolph
Original assignee: Greatbatch Ltd
Current assignee: Greatbatch Ltd
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1979-01-25
Also published as: GB2000897A; GB2016799B; AU525654B2; NL7807239A; US4128703A; AU3770978A; JPS5434034A; CA1100181A; FR2397073B1; SE448586B; FR2397073A1; GB2016799A; SE7807423L; GB2000897B

Description

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Lithium-Jod-Zelle

Die Erfindung betrifft eine neue und verbesserte Konstruktion einer Li thi um- Jod-Zelle', die zur Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie dient.

„Erfindungsgemäße Zellen lassen sich vorteilhaft beispielsweise zur Stromversorgung von an unzugänglichen Stellen im menschlichen Körper vorhandenen Geräten, beispielsweise implantierter Herzschrittmacher, verwenden; sie lassen sich jedoch auch auf vielerlei sonstigen Anwendungsgebieten, für die Batterien benutzt werden, verwenden. Für solche Einsatzzwecke stehen Lithium-Jod-Batterien zur Verfügung, die, was vorteilhaft ist, eine etwa zweimal höhere Arbeitsspannung haben als Quecksilber-Zellen. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß bei der darin stattfindenden elektrolytischen Reaktion kein Gas frei wird und der Elektrolyt nicht korrodierend wirkt. Jedoch hat das Jod-enthaltende Material, beispielsweise ein Jodkomplex, von Natur aus die Tendenz, innerhalb der Zelle zu wandern/ und dies kann dazu führen, daß es zu einem direkten kurzen Stromfluß zwischen der Anoden-Abnahmeleitung und der Kathode kommt. Es ist sehr wichtig, einen derartigen Stromabfluß zu verhindern, nicht nur, damit die Zelle arbeitsfähig bleibt, sondern auch, um Beeinträchtigungen und Verletzungen des menschlichen Körpers, in den die Zelle implantiert ist, zu

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verhindern. Darüber hinaus besteht Bedarf an einer solchen Zelle, die eine möglichst hohe Energiedichte hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und verbesserte Konstruktion für eine Lithium-Jod-Zelle zu schaffen, relativ hohe Energiedichte in der Zelle zu gewährleisten und eine vollständige Abdichtung und Abschirmung des anodischen Stromabnehmers von dem jodhaltigen Kathodenmaterial und von dem äußeren Zellengehäuse gzu gewährleisten.

Weiterhin verfugen erfindungsgemäße Zellen über einen vergleichsweise großen Lithium-Bereich, obwohl die Zelle insgesamt vergleichsweise klein dimensioniert ist. Ein weiterer Vorteil erfindungsgemäßer Zellen besteht darin, daß sie aus nur wenigen Einzelteilen bestehen und in relativ kurzer Zeit zusammengebaut werden können.

Gegenstand der Erfindung ist eine Lithium-Jod-Zelle, die gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse aus elektrisch leitfähigem Material, eine in dem Gehäuse angeordnete Anode aus einem Lithium-Element, mit dem Lithium-Element leitend verbundenem elektrischem Leiter, der sich durch das Gehäuse nach außen erstreckt und eine aus jodenthaltendem Material bestehende Kathode, die in dem Gehäuse angeordnet ist und Kontakt mit dem Lithium-Element hat. Das Gehäuse dient als Kathodenstromsammler, und die Arbeitsfläche der Lithium-Anode weist einen überzug aus einem organischen elektronenabgebenden Material auf. Die Anodenleitung ist mittels einer Isolierung und eines Verschlußstückes vollständig von dem übrigen Teil der Zelle abgetrennt? die Isolierung, die aus einem mit Jod nicht reagierenden Material besteht, umschließt den Leiter innerhalb des Gehäuses, und das Verschlußstück umschließt den Leiter zum Teil innerhalb des Gehäuses und zum anderen Teil außerhalb des Gehäuses. Das Kathodenmaterial besteht aus einem

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Charge-Transfer-Komplex eines organischen Elektronendonormaterials und Jod. Das Material kann beim Zusammenbau in heißem Zustand in das Gehäuse eingefüllt oder in fester Form in das Gehäuse eingebracht und anschließend erhitzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine Lithium-Jod-Zelle, die gekennzeichnet ist durch:

a) ein aus elektrisch leitfähigem Material bestehendes Gehäuse,

b) eine in dem Gehäuse angeordnete Anode aus einem Lithium-Element mit einem ungeschützten Flächenbereich und einem weiteren Flächenberei ch,

c) eine mit dem weiteren Flächenbereich elektrisch leitend verbundenen Leiter, der sich durch das Gehäuse erstreckt,

d) eine den Leiter von der übrigen Zelle separierende Abtrennung, die innerhalb des Gehäuses als im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnete und aus einem in Berührung mit Jod nicht elektronenleitend^en Isolierstück sowie zum Teil noch innerhalb des Gehäuses und zum weiteren Teil aus dem Gehäuse herausragend im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnetes Verbindungsstück besteht,

e) eine Kathode aus jodenthaltender Masse, die In dem Gehäuse so angeordnet ist, daß sie mit einem Teil ihrer Fläche in Wirkkontakt mit dem ungeschützten Flächenbereich des Lithium-Elements liegt und mit dem Hauptteil ihrer Oberfläche so an dem Gehäuse anliegt, daß dieses als Kathodenstromsammler wirkt. Durch die Abtrennung wird der Leiter gegen die jodenthaltende Masse abgeschirmt und von dem Gehäuse elektrisch isoliert gehalten, so daß im Betriebszustand der Zelle zwischen dem Leiter und dem Gehäuse eine elektrische Potentialdifferenz besteht.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sind der folgenden Beschreibung vorteilhafter Ausführungsformen anhand der Zeichnung zu entnehmen.

I
- ί-

Fi g. 1 zeigt eine erfi ndungs gemäße Lithium-Jod-Zelle in der Perspektive,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 1 nach 2-2, Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt eines Teils der Zelle

der Fig. 1, und
Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach 4-4 der Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte erfi ndungs gemäße Lithium-Jod-Zelle hat ein metallisches Gehäuse 10, das beispielsweise aus Edelstahl bestehen kann. Das Gehäuse ist vorteilhaft einstückig hohl und im großen und ganzen in rechteckiger Form ausgebildet. Es weist einen abgerundeten Bodenteil 11 auf, an den sich zwei im Abstand voneinander gelegene ebene SeitenwandteiIe 12 und

13 und zwei im Abstand voneinander gelegene gewölbt ausgebildete Seitenendteile 14 und 15 anschließen. Die SeitenendteiIe

14 und 15 sind die Verbindung zwischen den beiden ebenen Seitenwandteilen 12 und 13. Der Bodetineil 11 ist nach beiden Seiten, sowohl in Richtung der beiden Sei tenwandtei Ie 12 und 13 als auch in Richtung der beiden Endwandteile 14 und 15 abgerundet. Die Rundung des Bodenteils 11 zwischen den Seitenwänden 12 und 13 ist die gleiche wie die Rundung der Wandendteile 14 und 15, so daß das Gehäuse eine durchgehend abgerundete Aussenflache aufweist. Die Seitenwände 12 und 13 liegen im wesentlichen parallel zueinander. An dem oberen, dem Bodenteil 11 gegenüber gelegenen Ende ist das Gehäuse 10 zunächst offen. Nachdem die Zelle, wie im einzelnen nachstehend beschrieben wird, zusammengebaut ist, wird dieses offene obere Ende mit einem Deckel 17, der auch aus Metall, beispielsweise Edelstahl, bestehen kann, fest abgedichtet verschlossen.

Wie aus den Fig. 2 bis 4 zu ersehen ist, enthält die erfindungsgemäße Zelle eine aus zwei paarweise angeordneten Lithium-Elementen oder -Platten 22 und 24 bestehende Anode. Zwischen den Elementen oder Platten 22 und 24 ist ein Anodenstromsammler 26 angeordnet. Aus Fig. 4 erkennt man, daß der Stromsammler 26

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relativ dünn ist, vorzugsweise aus einem Siebgewebe aus Zirkonmetall besteht, das zweckmäßig ein Sieb No. 12 Mesh ist. Längs einer Kante des Stromsammlers 26 ist ein aus Nickel oder einem sonstigen geeigneten Metall bestehendes Leiterblech 28 punktverschweißt. An einem Ende des Leiterblechs 28 ist ein Leiter 30 angeschweißt, der aus Nickel, Platin oder einem sonstigen geeigneten Metall bestehen kann, und der eine so ausreichende Länge hat, daß er aus dem Gehäuse 10 herausragt und als elektrisches Anschlußstück zu dienen vermag.

Der Leiter 30 ist mittels einer Abtrennung von der übrigen Zelle separiert. DLe Abtrennung besteht aus einer Isolierung 32, die den Leiter 30 umgibt. Die Isolierung 32 besteht aus einem ersten Teilstück 34, das in Sandwich-Form zwischen den Platten 22 und 24 angeordnet ist, und einem zweiten Hauptteil 36, der einen größeren, vorzugsweise zylinderförmigen Querschnitt hat und der im zusammengebauten geschlossenen Zustand der Zelle zwischen den Lithium-Platten und der Abdeckung 17 sitzt. Die Innenseite des Tei !stück s 36 hat ein Gewinde 38, dessen Zweck weiter unten noch erläutert wird. Die Isolierung 32 besteht aus einem Material, das ein Nichtleiter für Elektrizität ist und darüber hinaus mit Jod nicht reagiert, das heißt es tritt kein Elektronenfluß auf, wenn es mit Jod in Berührung kommt. Ein für diese Zwecke hervorragend geeignetes Material ist beispielsweise ein Fluorpolymer-Produkt, das unter der Handelsbezeichnung "Halar", einem Warenzeichen der Firma Allied Chemical Company, käuflich erworben werden kann. Es können beliebige andere Stoffe, die die angegebenen Eigenschaften aufweisen, als Isolierung 32 verwendet werden.

Die aus den Lithium-Elementen 22 und 24 und dem Anodenstromsamm ler 26 bestehende Anodeneinrichtung wird in einen Anodenrahmen oder eine Halterung eingesetzt, die aus einem Bandstrei-

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fen 40 geformt ist, der die Anodeneinrichtung so umfasst, daß wenigstens eine Lithiumfläche ungeschützt frei zugänglich bleibt. Der Badstreifen 40 besteht aus dem zuvor genannten Halar-Material oder einem ähnlichen Material, das gegenüber Jod inert ist, mit Jod nicht reagiert. In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform liegt der Bandstreifen 40 eng den äußeren Kanten der Lithium-Elemente oder Platten 22 und 24 an und ist damit fest verbunden. IUe gegenüber liegenden Enden des Bandstreifens 40 haben einen so ausreichend großen Durchlaß, daß sie das Teil 34 der Isolierung aufzunehmen vermögen, und die beiden Enden sind um die Teile 34 und 36 der Isolierung herum überlappend angeordnet, wie dies aus ELg. 4 zu ersehen ist. Es ist ein erstes inneres Verschlußstück 44 aus Metall, beispielsweise Edelstahl, vorhanden, in dem ein weiterer Teil des Leiters 30 eingeschlossen gehalten wird. Das Verschlußstück 44 hat an seinem einen Ende ein Außengewinde 46, das in das Innengewinde des Teils 36 der Isolierung paßt. Das Verschlußstück 44 ist als zylindrischer Hohlkörper mit im wesentlichem konstantem Durchmesser und Wandstärke, die an dem gewindeaufweisenden Teilstück etwas dicker ist, ausgebildet. Der Leiter 30 erstreckt sich in Richtung der Längsachse und in allseitig im wesentlichen gleichem Abstand von der inneren Oberfläche des Verschlußstückes 44 durch dieses hindurch.

Es ist ein zweites Verschlußstück 50 aus Metall, beispielsweise Edelstahl, vorhanden, das, wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, konzentrisix um den oberen, gewindefreien Teil des Verschlußstücks 44 herum angeordnet ist. Die innere zylindrische Fläche des Verschlußstücks 50 liegt an der äußeren . zylindrischen Fläche des Verschlußstücks 44 an, und das Verschlußstück 50 ist mit der Abdeckung 17 rings um eine darin dafür vorgesehene Öffnung fest verbunden, beispielsweise verschweißt. Die äußeren Kanten der Verschlußstücke 44 und 50 sind so abgeschrägt, daß sie sich an der Spitze mit einem

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Wirikel von etwa 45° treffen und eine scharfe ringförmige Kante 52 bilden. Diese Gehrungskante 52 ist lediglich zweckmäßig, aber kein notwendiger Teil einer erfindungsgemäßen Zelle. In dem Verschlußstück 50 ist an dessen mit der Isolierung 32 in Kontakt stehendem Ende ein zylindrisches Dichtungsstück 54 aus Glas eingepaßt, das eine axiale Bohrung zur Aufnahme des Leiters 30 besitzt. Die axiale Länge des Dichtungsstückes 54 ist etwa gleich der axialen Länge des mit dem Gewinde 46 versehenen Teils des Verschlußstücks 44.

Nachfolgend wird eine mögliche Methode zur Bildung der Anodeneinrichtung beschrieben. Zunächst wird der Leiter 30 mit der Kombination der Isolierung 32 und des Verschlußstücks zusammengebaut. Dann wird der Bandstreifen 40 so zugerichtet, daß die Enden mit den darin befindlichen öffnungen übereinanderliegend überlappen. Alsdann wird der Bandstreifen auf den Teil 34 der Isolierung aufgeapßt. Die überlappenden Enden können mit einem geeigneten Kitt bzw. einer Versiegelung, der bzw. die mit Jod nicht reagiert, wie beispielsweise ein unter der Handelsbezeichnung "Permabond 101" auf dem Markt erhältlicher Cyanoacrylat-Kitt, an den Berührungsstellen mit dem Teil 34 der Isolierung verklebt und fest verbunden werden. In ähnlicher Weise kann die Verbindung zwischen dem Teil 36 der Isolierung und dem Bodenteils des Verschlußstücks 44 verkittet bzw. mit Vergußmasse fest verbunden werden. Der Stromsammler 26, die Leitung 28 und das Ende des Leiters 30 werden miteinander punktverschweißt, und dann werden die Lithiumplatten 22 und 24 innerhalb des Bandstreifens 40 an den gegenüberliegenden Seiten des Stromsammlers 26 und das Teils 34 der Isolierung eingesetzt. Danach wird das so zusammengesetzte Gebilde in eine geeignete Festhalteeinrichtung oder einen Träger gestellt und mit einer geeigneten Kraft, beispielsweise etwa 1360 kg, zusammengepreßt. Der Stromsammler 26, der Leiter 28, der Teil 34 der Isolierung und der darin

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befindliche Teil des Leiters 30 sind in den Lithium-Elementen 22 und 24 versiegelt. Das Material des Bandstreifens ist mittels Druck mit Lithium verbindbar und demzufolge entstehteine periphere Verbindung an den Kanten der Lithium-Elemente 22 und 24, durch die diese von dem Bandstreifen 40 eingeschlossen bzw. versiegelt sind. Gewünschtenfalls kann die Verbindung zwischen der Innenfläche des Bandstreifens und der Peripherie der Lithium-Elemente 22 und 24 noch zusätzlich mittels der zuvor erwähnten Kittmasse verschlossen werden. Das so gefertigte Anodengebilde hat zwei ungeschützte, freie Flächen, die in entgegengesetzten Richtungen gelegen sind.

Nachdem das Anodengebilde fertig gestellt ist, erhalten die ungeschützten, freien Flächen der Lithium-Elemente 22 und 24 überzüge 60 bzw. 62 aus einem organischen eine Elektronendonor-Komponente enthaltenden Material. Die Natur dieser überzüge 60 und 62 und deren Wirkungsweise in der erfindungsgemäßen Zelle werden nachstehend noch im einzelnen beschrieben. Das fertige Anodengebilde wird, wie in den Fig. 2 und zu erkennen, so in das Gehäuse 10 eingesetzt, daß die WLrJtflachen der Anode einen Abstand von der inneren Fläche des Gehäuses 10 haben. Die jodenthaltende Kathode, die in der erfindungsgemäßen Zelle vorhanden ist, besitzt einen Bereich an Kathodenmasse 64 innerhalb des Gehäuses 10 in Wirkkontakt mit den freiliegenden Flächen der Lithiumelemente 22 und 24 und in WLrkkontekt mit der inneren Fläche des Gehäuses 10. Das Gehäuse 10, das aus elektrisch leitendem Material besteht, dient als Kathodenstromsammler. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Kathodenmaterial 64 aus einem Charge-Transfer-Komplex einer organischen Elektronendonor-Verbindung und Jod. Als Elektronendonor kann irgend eine beliebige organische Verbindung vorhanden sein, die eine Doppelbindung oder eine AmLngruppe hat. Der Elektronendonor steigert die Leitfähigkeit des Jods und garantiert die geeignete Zellenleistung. Bevorzugt wird als organische Elektronendonor-Verbindung Polyvinylpyrldinpolymer, und insbesondere 2-Vinylpyridinpolymer eingesetzt. 809884/0821

In der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zelle lsi: weiterhin ein Bauteil 66 aus wänneleitfähigem Material, wie Edelstahl oder einem sonstigen Metall, in dem Gehäuse IO oberhalb der Kathodenmasse vorhanden. Das Bauteil 66 ist eben und relativ dünn und 1st in Kontakt mit der Kathodenmasse 64 und im wesentlichen senkrecht zu den Gehäuseseitenwänden 12 und 13 angeordnet. Der Außenumfang und die Form sowie die Größe des Bauteils 66 sind so gehalten, daß es genau in das Gehäuse 10 paßt und gewünschtenfalls eingeschweißt werden kann. Das Bauteil 66 dient als Wännefalle und zum Schutz der übrigen Teile innerhalb des Gehäuses gegen während des Aufschweißens des Deckels 17 auftretende Hitzeeinwirkung. In der dargestellten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Zd.le sind auch noch zwei Teile 68 und 7O aus Glimmer oder dergleichen Schutzmaterial vorhanden, die in Form und Größe dem Bauteil 66 im wesentlichen gleich sind. Die Teile 68 und 70 dienen zur Abschirmung der übrigen Teile in dem Gehäuse gegen Einstrahlung während des Einschweißens der Abdeckung 17. Die Teile 68 und 70 sind im wesentlichen parallel zu dem Bauteil 66 und direkt neben dem Deckel 17 und in Kontakt damit angeordnet. Punkt verschweißt mit dem Deckel ist ein Endstück, das aus einem Basisteil 72 und einem Schaftteil 74 besteht. Das Endteil ist vorzugsweise aus Nickel gebildet und dient in Verbindung mit dem als Kathodenstromsammler wirkenden Gehäuse 10 als elektrische Anschlußklemme. Die Abdekcung 17 wird in das offene Ende des Gehäuses IO eingepaßt und längs seiner äußeren Kante mit der entsprechenden Kante des Gehäuses 10 bei 76 verschweißt.

Man kann die erfindungsgemäße Zelle wie folgt fertigen. KLe zuvor beschrieben wird eine Anoden-Einrichtung zusammengesetzt, und durch Ineinanderschrauben der Gewinde 38 und 46 wird das Verschlußstück 44 in den Teil 36 der Isolierung eingesetzt. Man kann die Teile mit Hilfe des zuvor erwähnten PermabondlOl

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Kittes miteinander versiegeln. Der Deckel 17 wird auf die Anoden-Einrichtung aufgelegt und dabei wird das Verschlußstück 44 durch die in dem Deckel dafür vorhandene öffnung hindurch geführt. Danach wird das Verschlußstück 5O über das Verschlußstück 44 eingesetzt und an dem einen Ende mit dem Deckel 17 verschweißt. Das Verschlußstück bzw. Dtchtungsstück 54 wird in einer früheren Stufe in die Einrichtung eingesetzt. Die Abschirmungen 68 und 70 werden auf den Teil 36 der Isolierung und direkt anschließend an die Unterseite des Deckels 17 eingepaßt. Danach wird das Bauteil 66 an den Teil 36 der Isolierung gesetzt und befestigt.

Man kann dann so weiter arbeiten, daß man die Kathodenmasse oder Depolarisator in heißem Zustand in das Gehäuse 10 eingießt, dann das Gebilde aus Anode und Deckel in das Gehäuse einsetzt und anschließend den Deckel 17 mit dem Gehäuse IO längs deren Peripherie verschweißt. Die Kathodenmasse oder Depolarisator wird durch Erhitzen des organischen Materials, z.B. 2-VLnylpyridinpolymer, vermischt mit Jod, auf eine oberhalb der Kristallisationstemperatur von Jod liegende Temperatur, z.B. etwa 150°C, zubereitet. Die Menge an Jod sollte gröflr als 50 Gew.-% des resultierenden Gemisches sein, so daß in der Kathodanmasse eine ausreichende Menge an Jod vorhanden ist, um die für einen guten Zellen-Wirkungsgrad ausreichende Leitfühigkeit zu sichern. Das resultierende Geraisch ist eine viskose fließfähige Masse, die in folgender Weise in das Zellengehäuse 10 eingebracht werden kann. Man hält das leere Gehäuse in aufrechter STellung, bi_kespi eisweise mittels einer geeigneten Halterung oder eines Ständers. Dann gießt man das heiße Kathodenmaterial oder Depolarisator von oben durch die offene Oberseite in das Gehäuse ein. Es sollte eine so ausreichende Menge an Masse 64 in das Gehäuse 10 eingefüllt werden, daß ein guter Kontakt mit den ungeschützten, freien Oberflächen der Lithium-Elemente 22 und 24 zustande kommt, und die

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Masse bis zur Höhe oder nahezu bis zur Höhe der inneren bzw. tieferen Fläche des Bauteils 66 reicht, wenn das Gebilde aus Anode und Deckel in das die Masse 64 enthaltende Gehäuse 10 eingesetzt ist. Nachdem man das Gebilde aus Anode und Deckel eingebracht und in die dafür vorgesehene Stellung eingepaßt hat, wird die Peripherie der Abdeckung 17 in der zuvor beschriebenen Weise mit dem Gehäuse 10 verschweißt.

Man kann gewünschtenfalls auch so arbeiten, daß man ein vorgeformtes festes Bauteil aus Kathodenmasse oder Depolarisator zusammen mit dem Gebilde aus Anode und Deckel in das Gehäuse 10 einsetzt und dann die Gesamt-Anordnung erhitzt. Dabei schmilzt das feste Gebilde aus Kathodenmasse, und es wird der gewünschte Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses und den Id.thium-Anoden hergestellt. Die Kathodenmasse bzw. Depolarisator wird durch Erhitzen des organischen Materials, z.B. 2-Vinylpyridinpolyraer, gemischt mit Jod, auf eine die KristalIisationstemperatur von Jod übersteigende Temperatur, beispielsweise etwa 150°C, zubereitet. Die Menge an Jod sollte mehr als 50 Gew.-% des resultierenden Gemisches ausmachen, so daß in der Kathodenmasse eine ausreichende Menge an Jod zur Verfügung steht, um die für einen guten Wirkungsgrad der Zelle erforderliche Leitfähigkeit zu gewährleisten. Das resultierende Gemisch, eine viskose fließfähige Substanz, wird in aus Teflon oder einem sonstigen geeigneten, mit Jod nicht reagierenden Material gebildete Formen gegossen. Jede Form ist so ausgeformt, daß ein fester Körper oder eine Puppe aus Kathodenmaterial sich bildet, die relativ dicht zwischen die äußere Fläche des Lithium-Anodenelements und die gegenüberliegende innere Fläche des Gehäuses 10 paßt. Jede Form sollte zweckmäßig möglichst so ausgeformt sein, daß eine Puppe mit ebenen und im wesentlichen parallelen Seitenflächen gebildet wird, die sich gut in Kontakt mit den Oberflächen des Lithium-Elements und des Gehäuses, bei denen es sich im generell ebene Oberflächen handelt, bringen lassen, und die Seiten-Kantenflächen

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sollten so gebogen ausgeformt sein, daß sie der inneren Oberfläche der Gehäuse-Endwandteile 14 und 15 entsprechen, und die Oberfläche der Bodenkante sollte entsprechend der inneren Oberfläche des Gehäusebodens 11 gerundet sein. Für jede Zelle werden zwei feste Körper oder Puppen aus Kathodenmaterial geformt. Man läßt das erhitzte Kathodenmaterial in der Form abkühlen, entfernt dann die resultierende Puppe aus der Form und bringt sie in eine eine Temperatur von etwa -18°C- 5,5° aufweisende Kühlkammer. DLe Puppen bleiben eine so ausreichende Zeit lang in der Kühlkammer, bis sie die Temperatur von etwa -18 C- 5,5° angenommen haben, beispielsweise eine Stunde lang. Man setzt dann zwei der tiefgekühlten Puppen zusammen mit dem Anoden-Deckel-Gebilde in das Gehäuse 10 ein. Die Puppen werden dabei zwischen den äußeren Oberflächen der Anoden-Lithiumelemente und der inneren Oberfläche des Gehäuses angeordnet. Das Gesamtgebilde wird dann einer so ausreichend hohen Temperatur unterworfen, daß die Puppen schmelzen, so daß die Kathodenmasse 64 in einen viskosen, fließfähigen Zustand übergeht. Dies kann man beispielsweise erreichen, wenn man eine Stunde lang eine Temperatur von etwa 90 bis 105⁰C einwirken läßt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Kathodenmasse 64 maximalen Kontakt mit den WLrkungsflächen der Anoden-Lithiumelemente und mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 10 bekeimt. Die zuvor beschriebene Methode vereinfacht den Einbau in relativ schmal dimensionierte Gehäuse, stellt sicher, daß die Oberkante der Oberfläche des Gehäuses 10 sauber bleibt, so daß das nachfolgende Einschweißen der Abdeckung 17 ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden kann, und läßt sich weiterhin sehr rasch durchführen.

Eine erfindungsgemäße Lithium-Jod-Zelle arbeitet in folgender Weise. Sobald die jodenthaltende Kathodenmasse, beispielsweise das Kathodenmaterial 64 in den Fig. 2 bis 4, mit einem Lithium-Element in Wirkungskontakt kommt, beginnt sich an der Zwischenschicht ein fester Lithium-Jod-Elektrolyt zu bilden.

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Bei der dargestellten Ausführungsform geschieht dies an den äußeren bzw. in entgegengesetzter Richtung gelegenen Oberflächen der beiden Lithium-Elemente 22 und 24. Es bildet sich eine elektrische Potentialdifferenz zwischen dem anodischen Leit4er 30 und der Kathoden-Abnahmeklemme 74 aus, weil das Gehäuse 10 aus elektrisch leitfähigem Material besteht und mit der jodenthaltenden Masse Wirkungskontakt hat, so daß es als Kathodenstromsammler dient. Obwohl der Mechanismus, der zu dieser technischen Wirkung führt, noch nicht vollständig theoretisch erkannt ist, nimmt die Anmelderin an, daß dabei das Wandern von Lithiuinionen durch den Elektrolyten eine Rolle spielt, wobei Lithium die in der Zelle vorhandene Ionenart ist. Die genauen Vorgänge, die stattfinden, damit die jodenthaltende Kathodenmasse 64 und die Lithium-Elemente 22 und durch die Überzüge 60 bzw. 62 in Wikrungskontakt kommen, ist noch nicht bekannt. Es mag sein, daß dabei die Migration von Jodatomen oder -ionen aus der Masse 64 durch die Überzüge 60 bzw. 62 zu den Elementen 22 bzw. 24 oder Migration von Lithiumionen aus den Elementen 22 bzw. 24 durch die überzüge 60 bzw. 62 zu der Masse 64 beteiligt sind.

Als Material für die überzüge 60 und 62 auf den Lithium-Elementen 22 und 24 wird ein organisches Elektronendonor-Material bekannter Art eingesetzt. Es handelt sich um organische Verbindungen, die bekanntermaßen als Charge-Transfer-Komplexe (Elektronendonor) bezeichnet werden. Als überzugsmasse kann man auch die organischen Elektronendonor-Substanzen verwenden, die man zur Herstellung des Charge-Transfer-Komplexes der Kathodenmasse 64 einsetzt; es können jedoch auch andere Stoffe benutzt werden. Ein bevorzugtes Material für die überzüge ist Polyvinylpyridin. Man bringt es auf die unschützten freien Oberflächen der Lithium-Elemente 22 und 24 in folgender Weise auf. Zunächst wird eine Lösung von Poly-2-vinylpyridinpolymer in wasserfreiem Benzol oder einem sonstigen geeigneten Lösungsmittel zubereitet. Das Poly-2-vinylpyridinpolymer ist ein im Handel leicht erhältliches Produkt. Die Lösung

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wird mit einem Gehalt an 2-Vinylpyridinpolymer von etwa 10 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in einer Stärke von etwa 14 Gew.-% an 2-Vinylpyridinpolymer, angesetzt. Man kann zwar auch 4-Vinylpyridinpolymer und/oder 3-Äthyl-2-vinylpyridinpolymer benutzen, aber bevorzugt wird 2-Vinylpyridinpolymer verwendet, weil es in Lösung besser fließfähig ist. Wenn man die Lösung mit einem Gehalt von weniger als 10% fertigt, wird der resultierende überzug zu dünn, was unerwünscht ist, und wenn man die Lösung in höherer Konzentration als etwa 20% anseztt, bekommt man Schwierigkeiten beim Aufbringen des Materials. Die Lösung wird auf die ungeschützte freie Oberfläche jeder Lithiumplatte in geeigneter Weise, z.B. durch Aufbürsten oder dergleichen, aufgebracht. Man verwendet wasserfreies Benzol als Lösungsmittel, um Feuchtigkeit auszuschließen und so einer unerwünschten Reaktion mit der Lithiumplatte vorzubeugen bzw. diese auszuschließen. Nachdem die Überzugsmasse aufgebracht worden ist, wird die Anode einem Trocken vor gang unterzogen und das Benzol aus der überzugsmasse entfernt. Dazu kann man vorteilhaft die überzogene Anode während einer für die Entfernung des Benzols ausreichenden Zeitspanne, die in der Größenordnung von 24 Stunden liegen kann, in eine Kammer mit Bariumoxid-Feststoff einsetzen. Die zuvor beschriebenen Verfahrensmaßnahmen kann man entsprechend oft wiederholen, wenn mehrschichtige überzüge, beispielsweise drei Schichten, auf jede Lithiumplatte aufgebracht werden sollen.

Die überzüge 60 bzw. 62 auf den Lithium-Elementen 22 bzw. 24 haben mehrere bedeutsame Funktionen. Zum ersten erreicht man eine gewünschte Reduktion der Zellen-Impedanz. Es wird angenommen, daß dies das Ergebnis einer besseren und verbessert elektrisch wirksamen Kontaktfläche zwischen der Kathodenmasse und jedem Lithium-Element ist. Wenn jedenthaltende Kathodenmasse bei erhöhter Temperatur in Kontakt mit nicht Überzogener Iiithi umober fläche kommt, kann eine gewisse plötzliche Re-

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kristallisation von Jod auf der Lithium-Oberfläche stattfinden, wodurch Wfckungskontakt zwisehen dem Lithium-Element und dem Komplex aus organischen Material und Jod an diesen Stellen blockiert zbw. verhindert wird. Die überzüge 60 bzw. 62 dienen als Schutzüberzüge und beugen diesem Problem vor. Sie stellen Puffer dar zwischen den aus reinem Lithium bestehenden Platten und dem relativ heißen Kathodenmaterial, wenn dieses in Kontakt mit den Platten kommt. Möglicherweise sind auch noch sonstige Vorgänge mit verantwortlich für die Leistungsverbesserung, die bei der Verwendung solcher überzüge erzielt werden konnte. InsgBamt erreicht man das Ergebnis, daß die Oberfläche jeden Anoden-Elements durch das Kathodenmaterial besser ausgenutzt wird. Darüber hinaus ermöglichen die Schutzüberzüge 60 und 62 eine längere Arbeitszeit beim Aufbau der Zelle, bevor das heiße Kathodenmaterial eingefüllt wird.

Es ist wesentlich, daß das jodenthaltende Material 64 nicht direkt in Kontakt kommt mit irgend einem Teil der an den Lithium-Bauteilen der Anode ansitzenden elektrischen Leitungen, insgesondere nicht mit dem Anodenstromsammler 26 und dem Leiter 30, andernfalls dadurch eine elektronische Leitung zwischen dem Kathodenmaterial 64 und dem Anodenstromsammler 26 oder Leiter 30 auftreten« würde, durch den ein elektrischer Kurzschluß in der Zelle geschaffen würde. Es ist wichtig, daß jegliche Migration des jedenthaltenden Komplexes aus der Masse 64 direkt zu dem Anodenstromsammler 26 oder direkt zu dem Anodenleiter 30 anstelle einer zuerst stattfindenden Reaktion mit dem Lithium der Anode ausgeschlossen wird, denn dadurch würde ebenfalls ein Elektronenfluß entstehen, der elektrischen Kurzschluß in der Zelle hervorrufen würde. Wenn dagegen das jodenthaltende Material 64 nur mit dem Lithium der Anode in Kontakt kommt, werden dadurch die Bedingungen für eine Ionenwanderung und damit für die gewünschte Arbeitsweise der Zelle geschaffen.

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Durch die erfindungsgemäße Zellenkonstruktion wird ein elektrischer Kurzschluß infolge Migration doer Fluß von jodenthaltendem Material 64 sicher verhindert, insbesondere ist dies dadurch gewährleistet, daß der Anodenstromsammler 26, die Leitung 28 und der Anschluß an den Leiter 30 dicht verschlossen und versiegelt innerhalb der sandwichartig angeordneten bzw. unter Druck miteinander verbundenen Lithium-Elementen 22 und 24 sich befinden. Die Abdichtung ist durch den Bandstreifen 40, der aus Halar oder ähnlichem mit Jod nicht reaktionsfähigem Material besteht, noch verstärkt.

Die zuvor beschriebene Anordnung bietet zusammen mit der Isolierung 32, den Verschlußstücken 44 und 50 sowie dem Dichtungsstück 54 zwischen dem Verschlußstück 44 und dem Leiter 30 eine Anodenstruktur, die vollständig abgedichtet und abgetrennt ist mit Ausnahme der aus der freien ungeschützten Lithium-Oberfläche bestehenden Teile der Anode, die für die Einwirkung der Kathodenmasse 64 zur Verfügung stehen. Alle übrigen Teile, der Anodenstromsammler 26, die Leitung 28 und der damit verbundene elektrische Leiter 30 sind von der Kathodenmasse und von dem Zellengehäuse vollständig abgeschirmt. Dieses versiegelte abgeschrlmte Gebilde kann darüber hinaus , was vorteilhaft ist, vollständig fertiggestellt werden, bevor die Zelle insgesamt zusammengebaut ist, speziell bevor die Kathodenmasse 64 zugegeben wird. Die Isolierung 32 aus Halar oder einem ähnlichen Material, das mit Jod nicht reagiert,umgibt die Leitung 30 zwischen dem Deckel 17 und dem Stromsammler 26 innerhalb der Lithium-Elemente 22 und 24, und schützt diese. Das VerschIuBstück 44 umgibt und schützt den Leiter 30 von einer Stelle innerhalb der Abdeckung 17 an und innerhalb des Teils 36 der Isolierung bis zu einem Punkt außerhalb des Gehäuses 10 und separiert ihn auf dieser Strecke.

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Verstärkt wird dieser Schutz durch das Dichtungsstück 54. Infolge der Gewinde 38 und 46 wird feste mechanische Verbindung zwischen der Isolierung 32 und dem Verschlußstück 44 erreicht, und es wird außerdem die Weglänge für irgend ein Auslaufen an Kathodenmasse 64, was vielleicht einmal zwischen der Isolierung 32 und dem Verschlußstück 44 passieren könnte, verlängert. Eine relativ lange Wegstrecke ergibt sich auch vom Ende des Verschlußstücks 44 anschließend an den Teil 36 der Isolierung an bis zu dem Ende des Verschlußstückes 44, das an dem Verschlußdichtungsstück 54 anliegt.

Dadurch, daß alle Teile des Anodenstromsammlers 26, der Leitung 28 und dem Leiter 30 van der Kathodenmasse 64 und dem metallischen Gehäuse 10 abgeschirmt und abgesiegelt sind, ist zwischen der Kathodenmasse und dem Metallgehäuse keine Isolierung erforderlich. Das Gehäuse kann vollständig mit Kathodenmaterial gefüllt werden, und dadurch verdoppelt sich der Jodgehalt der Zelle, verglichen mit bekannten Zellen, die Isolierungen erfordern. ELn weiterer Vorteil einer erfindungsgemäßen Zelle besteht darin, daß das Metallgehäuse einen sehr großen Kathodenstromsammler darstellt und dadurch, daß die relativ große Menge an Kathodenmasse Kontakt mit dem Stromsammler hat, die Zellenleistung verbessert wird. Erfindungsgemäße Zellen haben eine hohe Energiedichte und diese, erwünschte Eigenschaft wird noch verstärkt durch die überzüge 60 und 62 aus organischem Elektronendonormaterial. Da es bei erfindungsgemäßen Zellen nicht mehr notwendig ist, das Kathodenmaterial 64 von dem Metallgehäuse 10 zu isolieren, läßt sich eine er findungs gemäße Zelle relativ rasch und wirtschaftlich zusammenbauen und erfordert vergleichsweise weniger Einzelteile.

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Claims

Patentansprüche

1/ Lithium-Jod-Zelle, gekennzeichnet durch:

a) ein aus elektrisch leitfähigem Material bestehendes Gehäuse,

b) eine in dem Gehäuse angeordnete Anode aus einem Lithium-Element mit einem ungeschützten Flächenbereich und einem weiteren Flächenbereich,

c) einen mit dem weiteren Flächenbereich elektrisch leitend verbundenen Leiter, der sich durch das Gehäuse erstreckt und eine Längsachse hat,

d) eine den Leiter von der übrigen Zelle separierende Abtrennung, die aus einer Isolierung besteht, die innerhalb des Gehäuses im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnet ist, eine Längsachse hat und aus einem Material gebildet ist, das, wenn es mit Jod in Berührung kommt, keine Elektronenleitung gibt, wobei die Isolierung einen ersten den Leiter umgebenden AxLalteil und einen zweiten von dem Leiter radial nach außen angeordneten Axialteil hat und weiterhin gekennzeichnet durch ein im wesentlichen konzentrisch mit dem Leiter angeordnetes Verschlußstück, das einen Teil innerhalb des Gehäuses und in dem zweiten Teil der Isolierung gehalten und einen weiteren sich nach außen aus dem Gehäuse erstreckenden Teil aufweist,

e) eine in dem Gehäuse angeordnete Kathode aus jodhaltigem Material, die mit der freiliegenden Teilfläche des Lithium-Elements Wirkungskontakt hat und so mit dem Hauptteil der Oberfläche des Gehäuses Kontakt hat, daß das Gehäuse als Kathodenstromsammler dient, und

f) eine den Leiter von dem jodhaltigen Material abschirmende Versiegelung und eine den Leiter von dem Gehäuse elektrisch abtrennende Isolierung, und

g) eine dadurch zwischen dem Leiter und dem Gehäuse während des Betriebs der Zelle vorhandene elektrische Potentialdifferenz.

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ORIGINAL INSPECTED

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2.ZeIIe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des zweiten Teilstückes der Isolierung ein Gewinde aufweist, das in ein an der äußeren Oberfläche des Verschlußstücks vorhandenes Gewinde eingreift.
3. Zelle nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschluß s tu de in radialem Abstand nach außen von dem Leiter angeordnet ist und zwischen dem Verschlußstück und dem Leiter eine Versiegelung vorhanden ist.
4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versiegelung aus einem Dichtungsstück aus Glas besteht.
5. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse ein Deckel vorhanden ist, das Verschlußstück sich durch eine öffnung in dem Deckel hindurch erstreckt und ein zweites Verschlußstück vorhanden ist, das sich von dem Deckel erstreckt und das erste Verschlußstück konzentrisch umgibt.
6. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gehäuse eine Abdeckung aufgeschweißt ist, die Isolierung ein an dieser Abdeckung anliegendes Teilstück und ein von diesem Teilstück getragenes als Wärmefalle dienendes Bauteil in dem Gehäuse zwischen der Anode und der Abdeckung enthält.
7. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gehäuse eine Abdeckung aufgeschweißt ist, die Isolierung ein an dieser Abdeckung anliegendes Teilstück und ein von diesem Teilstück getragenes als Strahlenabschirmung dienendes Bauteil in dem Gehäuse zwischen der Anode und der Abdeckung enthält.

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8. lithium-Jod-Zelle, gekennzeichnet durch:

a) ein aus elektrisch leitfähigem Material bestehendes Gehäuse,

b) eine in dem Gehäuse angeordnete Anode aus einem lithium-Element mit einem ungeschützten Flächenbereich und einem weiteren Flächenbereich,

c) einen mit dem weiteren Flächenbereich des lithium-Elements elektrisch leitend verbundenen Leiter, der sich durch das Gehäuse erstreckt,

d) eine den Leiter von der übrigen Zelle separierende Abtrennung, die aus einem Isoliermaterial besteht, das in Berührung mit Jod keine Elektronenleitung gibt, und das eine Teillänge des Leiters umgibt, wobei diese Isolierung einen ersten den Leiter umgebenden Teil und einen zweiten im Abstand von dem Leiter angeordneten Teil hat und weiterhin gekennzeichneut durch ein Verschluß stück , das um einen anschließenden Teil der Länge des Leiters herum angeordnet ist und einen ersten sich von dem Gehäuse erstreckenden Teil sowie einen zeiten Teil ,das innerhalb des Gehäuses und in dem zweiten Teil der Isolierung gehalten angeordnet ist, aufweist,

e) eine Jod-Kathode, die so in dem Gehäuse und in Wirkungskontakt sowohl mit dem ungeschützten Flächenbereich des Lithium-Elements als auch mit dem Gehäuse steht, daß das Gehäuse als Kathodenstromsammler dient, und

f) einen überzug aus organischem Elektronendonormaterial auf dem ungeschützten Flächenbereich des Lithium-Elements,

g) eine durch den überzug und das als Kathodenstromsammler dienende Gehäuse gemeinsam verursachte hohe Energiedichte in der Zelle.
9. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus einem Charge-Transfer-Komplex eines organischen Elek tronendonormateri als und ,'Jod besteht.

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10. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß darin als organisches Elektronendonormaterial Polyvinylpyridinpolymer vorhanden ist.
11. Zelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß darin als organisches Elektronendonormaterial Polyvinylpyridinpolymer vorhanden ist.
12. Zelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet/ daß das organische Elektronendonormaterial der Kathode das gleiche ist wie das organische Elektronendonormaterial des Überzugs.
13. Zelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Elektronendonormaterial Polyvinylpyridinpolymer vorhanden sit.
14. Verfahren zur Herstellung einer Lithium-Jod-Zelle, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) es wird ein Gehäuse aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt,

b) es wird ein festes Element aus einem Charge-Transfer-Komplex eines organischen Elektronendonormaterials und Jod mit einer gewünschten Form gefertigt,

c) das feste Element wird einer Lithium-Anode in dem Gehäuse wi rk fähi g zugeordnet, und

d) das Element wird auf eine die Komplexverbindung fließfähig machende Temperatur erhitzt und in Wirkungskontakt mit der Anode und dem Gehäuse gebracht.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß . ein weiteres festes Element betriebsbereit mit der Lithium-Anode so zusammengebaut wird, daß sich die Elemente an gegenüberliegenden Oberflächen der Anode anliegend befinden.

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16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Element mittels folgender Arbeitsstufen gefertigt wird:

a) es werden Jod und ein organisches Elektronendonormaterial miteinander vermischt,

b) das Gemisch wird auf eine die Rekristallisationstemperatur von Jod übersteigende Temperatur erhitzt, und

c) das erhitzte Gemisch wird in eine entsprechend der gewünschten Gestalt ausgebildete Form eingefüllt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch die folgenden zusätzlichen Verfahrensmaßnahmen:

a) man läßt das Gemisch in der Form abkühlen und nimmt dann das resultierende feste Element aus der Form heraus, und

b) man setzt das feste Element in einen Bereich, der eine Temperatur von etwa - 18°c hat.
18. Lithium-Jod-Zelle, gekennzeichnet durch:

a) ein aus elektrisch leitfähigem Material bestehendes Gehäuse mit einem Deckel,

b) eine in dem Gehäuse angeordnete Anode aus einem Lithium-Element mit einem ungeschützten Flächenbereich und einem weiteren Flächenbereich,

c)- einen mit dem weiteren Flächenbereich elektrisch leitend verbundenen Leiter, der sich durch das Gehäuse erstreckt,

d) eine den Leiter von der übrigen Zelle separierende Abtrennung, die aus einer Isolierung besteht, die innerhalb des Gehäuses im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnet ist und die aus einem Material gebildet ist, das, wenn es mit Jod in Berührung kommt, keine Elektronenleitung gibt, und weiterhin gekennzeichnet durch ein im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnetes Verschlußstück, das einen Teil innerhalb des Gehäuses und einen anderen Teil, der sich durch eine Öffnung in dem Deckel und aus dem Gehäuse heraus erstreckt, aufweist,

e) eine in dem Gehäuse angeordnete Kathode aus jodhaltigem Material, die mit dem freiliegenden Flächenbereich des IA thi umelements WL rk ungsk ont akt hat und so mit dem Hauptteil der Oberfläche des Gehäuses Kontakt hat, daß das Gehäuse als Kathodenstromsammler dient,

f) eine solchermaßen gebildete, den Leiter von dem jodhaltigen Material abschirmende Versiegelung und eine den Leiter von dem Gehäuse elektrisch abtrennende Isolierung, und

g) ein zweites Verschlußstück, das sich von dem Deckel erstreckt und das erste Verschluß stück konzentrisch umgibt,

h) eine dadurch zwischen dem Leiter und dem Gehäuse während des Betriebs der Zelle vorhandene elektrische Potentialdi fferenz.
19. Lithium-Jod-Zelle, gekennzeichnet durch:

a) ein aus elektrisch leitfähigem Material bestehendes Gehäuse, an dem eine Abdeckung angeschweißt ist,

b) eine in dem Gehäuse angeordnete Anode aus einem Lithium-Element mit einem ungeschützten Flächenbereich und einem wei teren Flächenberei ch,

c) einen mit dem weiteren Flächenbereich elektrisch leitend verbundenen Leiter, der sich durch das Gehäuse erstreckt,

d) eine den Leiter gegenüber der übrigen Zelle separierende Versiegelung, die aus einer Isolierung besteht, die innerhalb des Gehäuses im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnet ist und die aus einem Material gebildet ist, das, wenn es mit Jod in Berührung kommt, keine Elektronenleitung gibt, wobei die Isolierung einen an der Abdeckung ansitzenden Teil hat, und weiterhin gekennzeichnet durch ein im wesentlichen konzentrisch mit dem Leiter angeordnetes Verschlußstück, das einen Teil innerhalb des Gehäuses und einen Teil außerhalb des Gehäuses aufweist,

e) eine in dem Gehäuse angeordnete Kathode aus jodhaltigem Material, die mit dem freiliegenden Flächenbereich des Lithium-Elements Wirk ungsk ont akt hat und so mit einem Haupt-

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teil der Oberfläche des Gehäuses Kontakt hat, daß das Gehäuse als Kathodenstroms animier dient,

f) eine durch die Isolierung bewirkte Abschirmung des Leiters von dem jodhaltigen Material und eine den Leiter von dem Gehäuse elektrisch abtrennende Isolierung, und

g) eine von der Isolierung getragene Wärmefalle innerhalb des Gehäuses zwischen der Anode und der Abdeckung,

h) eine zwischen dem Leiter und dem Gehäuse während des Betriebs der Zelle vorhandene elektrische Potentialdifferenz .
20. Lithium-Jod-Zelle, gekennzeichnet durch:

a) ein aus elektrisch leitfähigem Material bestehndes Gehäuse, an dem ein Deckel angeschweißt ist,

b) eine in dem Gehäuse angeordnete Anode aus einem Lithium-Element mit einem ungeschützten Flächenbereich und einem weiteren Flächenbereich,

c) einen mit dem weiteren Flächenbereich elektrisch leitend verbundenen Leiter, der sich durch das Gehäuse erstreckt,

d) eine den Leiter von der übrigen Zelle separierende Abdeckung, die aus einer Isolierung besteht, die innerhalb des Gehäuses im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnet ist, die aus einem Material besteht, das, wenn es mit Jod in Berührung kommt, keine Elektronenleitung gibt, und die zu einem Teil an dem Deckel anliegt,sowie weiterhin gekennzeichnet durch ein im wesentlichen konzentrisch um den Leiter angeordnetes Verschlußstück, das einen Teil innerhalb des Gehäuses und einen Teil außerhalb des Gehäuses aufweist,

e) eine in dem Gehäuse angeordnete Kathode aus jodhaltigem Material, die mit dem ungeschützten Flächenbereich des Lithium-Elements und mit einem Hauptteil der Fläche des Gehäuses so in Wirkungskontakt steht, daß das Gehäuse als Kathodenstromsammler dient,

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f) die Abtrennung als AbscHrmung des Leiters von dem jodhaltigen Material dient und eine den Leiter von dem Gehäuse elektrisch abtrennende Isolierung ist, und

g) eine Strahlenabschirmung, die von dem in dem Gehäuse neben dem Deckel vorhandenen Teil der Isolierung getragen wird,

h) eine zwischen dem Leiter und dem Gehäuse während des Betriebs der Zelle vorhandene elektrische Potentialdi f f erenz.

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