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DE3343159A1 - Ionisch leitendes glas - Google Patents

Ionisch leitendes glas

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Publication number
DE3343159A1
DE3343159A1 DE19833343159 DE3343159A DE3343159A1 DE 3343159 A1 DE3343159 A1 DE 3343159A1 DE 19833343159 DE19833343159 DE 19833343159 DE 3343159 A DE3343159 A DE 3343159A DE 3343159 A1 DE3343159 A1 DE 3343159A1
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DE
Germany
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glass
alkali metal
cell
anode
class
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19833343159
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English (en)
Inventor
Sherman 60466 Park Forest Ill. Susman
Kenneth James 60515 Downers Grove Ill. Volin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
US Department of Energy
Original Assignee
US Department of Energy
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Filing date
Publication date
Application filed by US Department of Energy filed Critical US Department of Energy
Publication of DE3343159A1 publication Critical patent/DE3343159A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
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Description

ο ·
R-7065
Ionisch leitendes Glas
Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Glaszusammensetzung, die durch einen schnellen Ionentransport gekennzeichnet ist und als ein fester Elektrolyt bei verschiedenen Zellen in Frage kommt. Die Erfindung ist zweckmäßig zur Verwendung bei Leistungszellen, Sekundärzellen u.dgl.
Bislang wurden gute ionische Leiter nahezu ausschließlich aus kristallinen festen Elektrolyten ausgewählt. Beispielsweise verwendeten natrium/schwefel-elektrochemische Zellen häufig Beta-Aluminiumoxid als einen Elektrolyt für den Natriumionentransport. Im Jahre 1976 wurde eine Klasse von kristallinen Materialien entdeckt, die eine Natriumleitfähigkeit, vergleichbar der von Beta-Aluminiumoxiden, besitzt. Diese Materialien wurden NASICON bezeichnet, eine jeweils den ersten Buchstaben des folgenden Ausdrucks verwendende Abkürzung: Natriumsuperionische Konduktoren.. Die stöchiometrische Zusammensetzung dieser Materialien wurde wie folgt mitgeteilt: Na1 Zr0Si Po_v010 Dabei ist X wahrscheinlich 2, und das "ideale" NASICON-Material wäre Na^Zr^Si^PO.. ~ · Als die Erfinder versuchten, dieses "ideale" NASICON-Material unter Verwendung üblicher
BAO ORIGINAL
Verfahren zur Herstellung von kristallinen dreidimensionalen Verbindungen herzustellen, konnte das Material nicht erzeugt werden. Auch während des Jahres 1979 berichteten mehrere andere Gruppen nicht-erfolgreiche Versuche, das obenerwähnte NASICON-Material herzustellen, und zwar selbst bei Anwendung ungewöhnlicher Verfahrensweisen.
Fortgesetzte Arbeiten der Erfinder mit der "idealen" NASICON-Formel ergaben einen Überfluß an Zirkonoxid und unter Berücksichtigung dieser Tatsache wurde eine neue Formel entdeckt:
Na1+xZr2-x/3Sixp3-x°12-2x/3·
Nichtsdestoweniger wurde aber selbst zu diesem Zeitpunkt angenommen, daß die NASICON-Materialien dreidimensionale kristalline Verbindungen sind. Die Grundlage dieser Erfindung bildet die Entdeckung, daß die obenerwähnte Formel als eine traditionelle Glasformel umgeschrieben werden kann, und für X = 3 ergibt sich folgendes:
(Na0O)0(ZrO9)(SiO9),,
wobei das Natriumoxid als ein Netzwerk-Modifiziermittel wirkte, das Zirkonoxid wirkte als ein Zwischenmaterial und das Siliciumdioxid wirkte als ein Netzwerkformer. Selbst nach der Erkenntnis, daß die NASICON-Kristallformel als ein Glas umgeschrieben werden kann, war noch zu bestimmen, ob die Stöchiometrie in der Form eines Glases vorgesehen werden könnte, und ob das Glas, wenn es sich bildet, superionische Leitfähigkeitseigenschaften besitzen würde, und ob ferner die Glaszusammensetzung sich als beständig gegenüber den korridierenden Effekten von geschmolzenem Natrium, geschmolzenem Schwefel und anderen Materialien erweisen würde, die typischer Weise in Batterien bei deren Betriebstemperaturen auftreten.
BAD ORIGINAL
Zusammenfassung der Erfindung. Im Hinblick auf obige Ausführungen ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein
ionisch leitendes Glas vorzusehen. Ferner bezweckt die Erfindung, ein ionisch leitendes Glas vorzusehen, welches in einer Batterie verwendbar ist, und zwar mit einer ein Alkalimetall enthaltenden Anode. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Batterie unter Verwendung eines Glases der obengenannten Art vorzusehen.
Die Erfindung sieht insbesondere ein ionisch leitendes Glas mit der folgenden allgemeinen Formel vor:
A1+xD2-x/3SixP3-x°12-2x/3
wobei A ein Alkalimetall ist, und wobei D aus der Zr, Ti,
Al, Sb, Be, Zn und Ge enthaltenden Klasse ausgewählt ist,
und wobei schließlich X im Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt.
Andere Aspekte der Erfindung sehen vor, daß eine Zelle geschaffen wird, die eine Alkalimetall enthaltende Anode aufweist, und ferner eine Kathode, getrennt durch ein Alkalimetallionen leitendes Glas mit einer Ionentransferzahl von Eins und der allgemeinen Formel wie folgt:
A1+xD2-x/3SixP3-x°12-2x/3'
wobei A ein Alkalimetall der Anode ist, D aus der aus Zr,
Ti, Al, Sb, Be, Zn und Ge gebildeten Klasse ausgewählt ist und X im Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt.
Schließlich sieht die Erfindung einen festen Elektrolyt für eine Batterie vor, und zwar mit einer ein Alkalimetall enthaltenden Anode, wobei der feste Elektrolyt ein Glas mit der allgemeinen Formel wie folgt besitzt:
A1+xD2-x/3SixP3-x°12-2x/3'
fiAÖ
wobei A ein Alkalimetall ist, D aus der durch Zr, Ti, Al, Sb, Be, Zn und Ge und Mischungen daraus gebildeten Klasse ausgewählt ist, und wobei X im Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere auch aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer das erfindungsgemäße ionen-leitende Glas verwendende Zelle;
Fig. 2 eine Arrhenius-Darstellung für eine typische Zusammensetzung der Erfindung , verglichen mit einem borat-dotierten Glas.
Die neue Glaszusammensetzung der Erfindung ist eine amorphe feste Mischung mit der allgemeinen Formel:
A1+xD2-x/3SlxP3-x°l2-2X/3.
Falls nicht anders angegeben, bezeichnet der Ausdruck "Glas" hier eine armophe Mischung und schließt die kristalline Form speziell aus.
Hinsichtlich der obigen allgemeinen Formel ist A ein Alkalimetall und wirkt als ein Modifiziermittel für das Glas. Wenn das Glas in einer Batterie verwendet wird, so sollte das Modifiziermittel das gleiche sein, wie das in der Anode vorhandene Alkalimetall, so daß dann, wenn Natrium in der Anode der Batterie vorhanden ist, A ebenfalls Natrium ist, und daß dann, wenn die Anode der Batterie Lithium enthält, A ebenfalls Lithium ist. Ganz allgemein wurde fest-
-:- ·:" '- "-' 33A3159
gestellt, daß sekundäre Zellen und Leistungszellen in erster Linie entweder Natrium oder Lithium verwenden; es ist jedoch auch möglich, daß Kalium verwendet wird und dessen Vorhandensein wird als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen.
D in der allgemeinen Formel repräsentiert ein Zwischenglied für das Glas, wobei das bevorzugte Zwischenglied Zirkon ist. Andere verwendbare Zwischenglieder sind die vierwertigen Ionen der Gruppe IV des periodischen Systems, und zwar Titan und Germanium, und zudem können Aluminium, Antimon, Beryllium und Zink als Zwischenglieder Verwendung finden.
Das Silicium ist als ein Netzwerkformer vorhanden und Phosphor kann in der Formel vorhanden sein oder auch nicht, obwohl zu erwarten wäre, daß das Nichtvorhandensein von Phosphor eine wesentlich niedrigere ionische Leitfähigkeit zur Folge haben würde; eine signifikante Abnahme der Leitfähigkeit wurde jedoch bei Gläsern ohne Phosphor nicht festgestellt.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei Leistungszellen der Art, wie sie in US-PS 3 476 602 beschrieben wurde, wo die Anode aus irgendeinem Alkalimetall besteht, und zwar bevorzugterweise aus Natrium, und wobei ferner die Kathode aus unterschiedlichen Schwefelverbindungen besteht; die Erfindung ist ferner insbesondere anwendbar bei den Zellen gemäß US-PS 3 663 294, d.h. Zellen für eine Batterie unter Verwendung eines Alkalimetallpolysulfids mit einem niedrigen Alkalimetallhydroxid-Gehalt. Die Erfindung ist auch anwendbar bei Sekundär ze Ilen der Bauart gemäß US-PS 4 011 373, einer· Patentschrift, die eine nicht-geladene positive Elektroden-Zusammensetzung beschreibt, wo die Anode aus einer Lithium-Aluminiumlegierung "bestehen kann und die Kathode ein übergangsmetall Chalcogen, wie beispielsweise Eisensulfid ist. Die vorliegende Erfindung-ist immer dann zweckmäßig anwendbar, wenn«: ein ionischer Leiter erforderlich ist, wobei
33Λ31
die Ionentransferzahl im wesentlichen Eins ist und die anderen Vorteile eines Glases brauchbar sind, wie beispielsweise isotrope Eigenschaften (gleichförmige ionische Leitfähigkeit und thermische Ausdehnung); NichtVorhandensein von Korngrenzen (keine intergranulare Korrosion); Leichtigkeit der Herstellung ( hohe Volumenleitung bei niedrigen Kosten); ausgezeichnete mechanische Eigenschaften (gutes Festigkeitszu-Gewichtsverhältnis in einigen Abschnitten); Leichtigkeit der Herstellung (bipolare Anordnungen sind möglich); Zusammensetzungsanpaßbarke it (das Glas kann auf'den speziellen Anwendungsfall zugeschnitten werden); und das NichtVorhandensein von Phasenänderungen, und zwar abhängig davon, ob die Batterie als eine Leistungszelle für den Automobilgebrauch benutzt wird oder ob es sich um eine Sekundärzelle handelt mit einer niedrigen Stromkapazität zur Verwendung in einer entfernt gelegenen Signalstation oder einem Raumfahrzeug.
Das ionisch-leitende Glas der Erfindung kann in irgendeiner gewünschten Gestalt ausgebildet werden, beispielsweise für eine Automobilleistungszelle, wo die Batterie zur Lastnevellierbauart gehört, und das Glas kann in Form eines Rohrs ausgebildet sein, und zwar abgeschlossen an einem Ende mit einer Wanddicke im Bereich zwischen 1 und 2 mm und einem Durchmesser von ungefähr 1/2 Zoll. Die Länge des Rohrs kann in der Größenordnung von 12 Zoll liegen. Andererseits kann das erfindungsgemäße Glas in jeder Form von Hohlfasern ausgebildet werden, und zwar einer im bereits erwähnten US-Patent 3 476 602 beschriebenen Type zur Verwendung in einer Leistungszelle für ein Automobil. Bei einer solchen Konfiguration können die hohlen Fasern einen Durchmesser zwischen ungefähr 75 bis 100 Mikron aufweisen und die Wandstärken der hohlen Faser können in der Größenordnung von" 15 bis 20 Mikron liegen. Eine weitere ins Auge gefaßte Geometrie für einen Batterieelektrolyten sind Bipolar-Anordnungen, wo die Batterie wie ein Kartenstapel aufgebaut ist, wo dünne Flä-
GOPY . BAD ORIGINAL
■/Μ·
343159
chenelemente in der Größenordnung von 1 mm oder weniger in Dicke verwendet werden, um einen Stapel von in Serie geschalteten Zellen zu bilden. Es ist daher klar, daß das erfindungsgemäße Ionen leitende Glas für eine große Verschiedenheit von Batterietypen und Formen eingesetzt werden kann.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Batterie mit einer Anode 12 und einer Kathode 14, und zwar getrennt durch einen die erfindungsgemäße Glaszusammensetzung verkörpernden festen Elektrolyten 16. Die Anode 12 ist mit einem Anodenleiter 18 und die Kathode 14 ist mit einem Kathodenleiter 20 ausgestattet, wobei beide Leiter mit einer außerhalb gelegenen Last nach Wunsch verbindbar sind. Das ionisch-leitende Glas 16 gemäß der Erfindung dient sowohl als ein Separator oder eine Trennvorrichtung, und auch als ein fester Elektrolyt in der Batterie 10, die, wie zuvor erwähnt, entweder eine Leistungszelle oder eine Sekundärzelle sein kann. Weil das Glas 16 eine Ionentransferzähl von Eins besitzt, ist die Batterie 10 keiner internen Entladung unterworfen. Weil das Glas 16 der Erfindung in einer endlosen Verschiedenheit von Formen und Größen herstellbar ist, wird seine Verwendung nur durch die Phantasie des Konstrukteurs und die Korrosionsfähigkeit des anoden-aktiven Materials und des kathoden-aktiven Materials beschränkt.
Das erfindungsgemäße Glas wird in üblicher Weise durch Erhitzung einer Mischung aus teilchenförmigem Material hergestellt, um eine geschmolzene Masse bei einer Temperatur von ungefähr 16000C zu bilden, und sodann erfolgt ein schnelles Abkühlen mit annähernd 1000C pro Sekunde auf eine Temperatur von ungefähr 2000C in einer Form, um die unterschiedlichen auf dem Gebiet der Batterietechnik brauchbaren Konfigurationen zu schaffen. Beispielsweise wurden wafer- oder plättchenartige Scheiben von 1 bis 2 cm Durchmesser und zwischen 1 bis 2 m Dicke hergestellt, und zwar mit den unterschiedlichen Formel-
A ORlGJNA1-
1ZIl-
abwandlungen, wobei X = 2,25, 2,5, 2,75 und 3,0 war. Wenn der Wert für X kleiner als 2,25 ist, so ist das sich ergebende Material kristallin und es liegt nicht im Bereich der Erfindung. Wie zuvor erwähnt, ist Beta-Aluminiumoxid eine kristallographische Struktur, die sämtliche Nachteile des kristallinen Materials besitzt, d.h. dieses Material ist brüchig, spröde und hat teure Herstellungserfordernisse u.dgl. zur Folge. Der Wert von X kann 3,0 nicht übersteigen, weil sich eine bedeutungslose Zusammensetzung ergibt, insoferne als diese nicht im guarternären Phasendiagramm liegt. Es muß daran erinnert werden, daß das erfindungsgemäße Glas als ein fester Elektrolyt der beschriebenen Type arbeiten soll und amorphen Charakter haben muß und ferner eine ionische Transferzahl von Eins aufweisen muß.
Es sei nunmehr auf die Tabelle 1 Bezug genommen, wo die lonenleitfähigkeit und die Aktivationsenergie für verschiedene Werte von X in der allgemeinen Formel angegeben ist, und wobei A Natrium und D Zirkon ist. Die Ionenleitfähigkeiten werden durch das komplexe Admittance-Verfahren gemessen, welches die Admittance des festen Elektrolyten als eine Funktion der Frequenz eines Wechselstroms mißt. Die in Tabelle angegebenen Werte wurden bei 3000C erhalten und in allen Fällen was die Ionentransferzähl Eins.
Tabelle I. lonenleitfähigkeit und Aktivationsenergie
für verschiedene Zusammensetzungen der allgemeinen Formel:
Na1+xZr2-1/3xSixP3-x°12-2/3x
3on°c
1 -1
(Ohm cm
2,25 1,55 χ 10"3
2,50 4 1,08 χ 10~3
Eact •
(eV)
0, 60
o, 61
.":· --".BAD ORIGINAL
-Al·'
2,75 1,93 χ 10~3 0,55
3,00 1 ,23 χ 10"3 0,55
3,00 1,60 χ 10~3 0,55
Fig. 2 zeigt die Arrhenius-Darstellung für eine typische in Tabelle 1 angegebene Zusammensetzung, und zwar verglichen mit einem borat-dotierten Glas, brauchbar zur Verwendung bei Leistungsbatterien der beschriebenen Bauart. In sämtlichen Fällen hatte das Glas der Erfindung eine höhere Leitfähigkeit und die Leitfähigkeiten der Erfindung unterscheiden sich voneinander für sämtliche Zusammensetzungsbereiche um einen Faktor von weniger als 2. Die Aktivationsenergien für die unterschiedlichen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen unterscheiden sich um 10%. Wie zuvor beschrieben besteht ein typischer Aspekt der Verwendung des erfindungsgemäßen Glases für die verschiedenen Zellen in der Korrosionsfähigkeit der elektroden-aktiven Materialien bezüglich des festen Elektrolyten. Verschiedene Zusammensetzungen der allgemeinen Formel, wobei A natrium und D Zirkon ist, wurden bis zu 100 Stunden lang in geschmolzenem Natrium und geschmolzenem Schwefel bei einer Temperatur von 3000C ausgesetzt. Beobachtungen durch optische und Abtastelektronenmikrokospie ergaben offensichtlich, daß für X = 3 und X = 2,5 das erfindungsgemäße Glas gegenüber geschmolzenem Natrium beständig ist, aber Oberflächenrißbildung in reinem geschmolzenem Schwefel zeigte« In den Proben, welche dem Schwefel ausgesetzt wurden, wurden keine Reaktionsprodukte beobachtet oder identifiziert, was zu der Annahme führt, daß ernstzunehmende korrodierende chemische Reaktionen nicht vorhanden sind.
Zusammenfassend sieht die Erfindung eine neue Glaszusammensetzung vor, die als ein fester Elektrolyt brauchbar ist, und zwar bei verschiedenen Batteriearten, wie beispielsweise Leistungszellen und auch Sekundärzellen. Typischerweise waren die festen oder soliden Elektrolyte für Leistungszellen
BAD ORIGINAL Λ
COPY
"*10"
in der Vergangenheit Beta-Aluminiumoxid, die kristallographisches Gebilde aus Natrium, Lithium, Aluminium und Sauerstoff. Im Jahre 1976 wurden die NASICON-Materiälien eingeführt, und zwar mit einer postulierten Stöchiometrie von
Na1+xZr2SixP3-x°12'·
verschiedene Untersuchungen versuchten die Herstellung dieser Materialien mit einem X-Wert von 2, waren aber nicht in der Lage, dies zu erreichen. Die vorliegende Erfindung entdeckte eine revidierte Stöchiometrie, entsprechend der allgemeinen Formel
A1+xD2-x/3SixP3-x°12-2x/3'
wobei A ausgewählt ist aus der Klasse von Alkalimetallen oder Mischungen oder Legierungen daraus, und wobei D ausgewählt ist aus der aus Zr, Ti, Ge, Al, Sb, Be und Zn bestehenden Klasse. Es wurde festgestellt, daß diese Stöchiometrie derart umarrangiert werden kann, daß dann, wenn X im Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt, ein Glas gebildet wird, welches eine amorphe Substanz ist, und wobei dieses Glas ein alkalimetall-superionischer Leiter ist. Weil der feste Elektrolyt ein Glas und nicht ein kristallines Metall ist, ergeben sich bestimmte signifikante Vorteile wie beispielsweise isotrope Eigenschaften, das NichtVorhandensein von Korngrenzen, die Leichtigkeit der Herstellung, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, die Leichtigkeit der Produktion und eine Zusammensetzungsvielfalt bei einem NichtVorhandensein von Phasenänderungen. Demgemäß bedeutet dieser feste Elektrolyt einen beträchtlichen Fortschritt auf diesem Gebiet.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Ein Ionen leitendes Glas zur Verwendung in einem festen Elektrolyten in einer Leistungszelle oder Sekundärzelle
mit einer Alkalimetall enthaltenden Anode und einer Kathode, getrennt durch ein Alkalimetallionen leitendes Glas mit einer Ionentransferzahl von Eins und der allgemeinen Formel von:
A1+xD2-x/3SlxP3-x°12-2X/3'
wobei A ein Netzwerkmodifiziermittel für das Glas ist und ein Alkalimetall der Anode, und wobei D ein Zwischenglied für das Glas ist und ausgewählt ist aus der aus Zr, Ti, Ge, Al, Sb, Be und Zn bestehenden Klasse und wobei X für einen Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt. Von den Alkalimetallen sind Na und Li bevorzugt, und von den Zwischengliedern sind Zr, Ti und Ge bevorzugt.
Leerseite

Claims (20)

Patentansprüche
1. Ein ionisch leitendes Glas, gekennzeichnet durch die allgemeine Formel:
A1 +xD2-x/3SixP3-x°12-2X/3
wobei A ein Alkalimetall ist, wobei D eines der Elemente Zr, Ti, Ge, Al, Sb, Be oder Zn ist, und wobei X schließlich im Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt.
2. Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall Li, Na, K oder Mischungen daraus ist.
3. Glas nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß D aus der Zr, Ti, Ge oder Mischungen daraus enthaltenen Klasse ausgewählt ist.
4. Glas nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß D aus der aus Al, Sb, Be, Zn oder Mischungen daraus gebildeten Klasse ausgewählt ist.
5. Glas nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkalimetall Li oder Na ist, und daß D Zr ist.
6. Glas nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkalimetall Na ist und daß D Zr ist.
COPY DRiGINAL
7. Glas nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das Alkalimetall Li ist und daß D Zr ist.
8. Glas nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß x=3 ist, daß A Na ist und daß D Zr ist und daß die Formel wie folgt lautet:
(Na2O)2ZrO2(SiO2)
9. Glas nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Ionentransferzahl des Glases Eins ist.
10. Zelle mit einer Alkalimetall enthaltenden Anode
und einer Kathode, getrennt durch ein Alkalimetallionen leitendes Glas mit einer Ionentransferzahl von Eins und der folgenden allgemeinen Formel:
A1+xD2-x/3SixP3-x°12-2X/3'
wobei A ein Alkalimetall der Anode ist, D ausgewählt ist aus der Klasse bestehend aus Zr, Ti, Ge, Al, Sb, Be und Zn, und wobei X schließlich im Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt.
11. Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Zelle eine Leistungszelle ist und eine Li, Na oder Legierungen daraus enthaltende Anode aufweist.
12. Zelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß D aus der Klasse ausgewählt ist, die aus Zr, Ti, Ge besteht, und daß die Kathode Schwefel oder Verbindungen davon enthält.
13. Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Anode Na enthält, daß A Na ist, und daß D Zr ist.
14. Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle eine Sekundärzelle ist mit einer Li, Na oder Legierungen davon enthaltenden Anode.
15. Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß D ausgewählt ist aus der Zr, Ti und Ge enthaltenden Klasse, und daß die Kathode ein Ubergangsmetallchalcogen enthält.
16. Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Anode Li enthält, daß A Li ist und daß D Zr ist.
17. Ein solider Elektrolyt für eine Batterie mit einer ein Alkalimetall enthaltenden Anode, wobei der solide Elektrolyt ein Glas mit der folgenden allgemeinen Formel aufweist
VxD2-x/3SixP3-x°12-2x/3'
wobei A ein Alkalimetall ist, D ausgewählt ist aus der aus Zr, Ti, Al, Sb, Be, Zn, Ge und Mischungen daraus bestehenden Klasse, und daß X im Bereich von 2,25 bis 3,0 liegt.
18. Elektrolyt nach Anspruch 17, wobei A Li, Na, K oder Mischungen daraus ist, und wobei D aus der aus Zr, Ti und Ge bestehenden Klasse ausgewählt ist.
ΒΑΘ ORIGINAL
19. Elektrolyt nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η zeichnet, daß A Na ist und daß D Zr ist.
20. Elektrolyt nach Anspruch 17, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Ionentransferzahl des festen Elektrolyten 1 ist.
BAD ORIGINAL
DE19833343159 1982-11-30 1983-11-29 Ionisch leitendes glas Ceased DE3343159A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US06/445,597 US4465744A (en) 1982-11-30 1982-11-30 Super ionic conductive glass

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US (1) US4465744A (de)
JP (1) JPS59107942A (de)
CA (1) CA1193084A (de)
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