SE426998B - Galvanisk cell innefattande en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt - Google Patents
Galvanisk cell innefattande en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolytInfo
- Publication number
- SE426998B SE426998B SE7714779A SE7714779A SE426998B SE 426998 B SE426998 B SE 426998B SE 7714779 A SE7714779 A SE 7714779A SE 7714779 A SE7714779 A SE 7714779A SE 426998 B SE426998 B SE 426998B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- lead
- cell
- lead dioxide
- electrolyte
- positive electrode
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/56—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of lead
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
avmfraszflvs-dfddd oxid att urladda i ett vattenfritt cellsystem vid en nivå med en en- da potential. En fördel med att använda blydioxid som katodmaterai- al gentemot blymonoxid är att den har i det närmaste dubbla kapaci- teten för blymonoxid. I ett vattenfritt elektrolytsystem kommer så- lunda blymonoxid att ha fördelen att urladda vid en nivå med endast en potential, men nackdelen att ha en relativt låg kapacitet, medan blydioxid kommer att ha fördelen av att ha en relativt hög kapaci- tet, men nackdelen av att urladda vid två distinkta spänningsnivåer.
För många cell- eller batteritillämpningar, i synnerhet i transistoriserade anordningar såsom hörapparater, klockor och lik- nande, erfordras en urladdningskälla med i huvudsak en enda potenti- alnivå för riktig drift och därför kan ej vattenfria blydioxidcel- ler med urladdning vid två spänningsnivåer användas. Denna urladd- ningsegenskap med två potentialnivåer är liknande den som känneteck- nar vattenhaltiga alkaliska tvåvärda silveroxidceller. Även om mån- ga åtgärder har föreslagits för att erhålla en urladdning med en en- da potential frân en vattenhaltig alkalisk tvåvärd silveroxidcell, är åtgärderna ej nödvändiga när blydioxid användes i ett cellsystem med vattenhaltig elektrolyt. Speciellt i ett cellsystem med vatten- haltig elektrolyt kommer blydioxid att urladda i det närmaste full- ständigt vid dess högre spänningsnivå så att till sin verkan cellen kommer att ge en urladdning huvudsakligen vid en enda potential un- der cellens hela urladdningstid. När blydioxid däremot användes som katodmaterialet i ett vattenfritt elektrolytsystem, kommer cellen att urladda vid en första potential under en betydande tidsperiod och sedan sjunka till en distinkt lägre potential för återstoden av urladdningen. Ett problem, som man vanligtvis har att räkna med vid olika cellsystem, är det, att även om ett elektrodpar kan fun- gera i en vattenhaltig elektrolyt, är det praktiskt omöjligt att för- utsäga hur väl, om överhuvudtaget, det kommer att fungera i en vat- tenfri elektrolyt. Sålunda måste en cell betraktas som en enhet med tre delar - en katod, en anod och en elektrolyt - och det bör förstås att delarna hos en cell ej kan förutsägas vara sinsemellan utbytbara med delar hos en annan cell för att ge en effektiv och arbetsbar cell.
I den franska patentskriften 2 288 401 (motsvarighet till den publicerade västtyska ansökningen 2 545 498) beskrives en vat- tenfri cell som använder en negativ elektrod, såsom litium, en vat- 7714779-1 tenfri-lösningsmedelselektrolyt och en positiv aktiv elektrod bestående av ett positivt aktivt material av oxider och oxideran- de salter, vilkas urladdningsreduktion leder till metaller ur grup- pen inbegripande bly, tenn, guld, vismut, zink, kadmium och deras legeringar, och en elektronisk ledare bestående åtminstone på ytan ' av ett material valt från en grupp inbegripande bly, tenn, guld, vismut, zink, kadmium och deras legeringar. Flera exempel beskrives i denna hänvisning i vilken blymonoxid användes som det positiva aktiva materialet och bly, tenn eller grafit användes som den elekt- roniska ledaren. Även om denna hänvisning utlär ett medel för att erhålla en urladdning med en enda potential för vissa vattenfria cellsystem, t.ex. för en cell som använder blymonoxid som det posi- tiva aktiva materialet, är föreliggande uppfinning riktad pâ använd- ning av blydioxidpartiklar med ett yttre skikt av blymonoxid som det positiva aktiva materialet för en vattenfri cell. Det positiva aktiva materialet enligt föreliggande uppfinning kunde även uttryc- kas som blymonoxidpartiklar som har en blydioxidkärna.
Följaktligen är det primära syftet med föreliggande uppfin- ning att åstadkomma en vattenfri blyoxidcell som använder en positiv elektrod bestående av blydioxidpartiklar vilka har ett yttre skikt av blymonoxid, och som har en urladdningsspänning vid i huvudsak en enda potential.
Ett annat-syfte enligt föreliggande uppfinning är att åstad- komma en vattenfri blyoxidcell som använder en litiumanod och en po- sitiv katod sammansatt av blydioxidpartiklar som alla har ett yttre skikt av blymonoxid, och som har en urladdningsspänning vid i huvud- sak en enda potential.
Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkom- ma en vattenfri blyoxidcell som använder en positiv elektrod samman- satt av blydioxidpartiklar, som var och en har ett ytterskikt av bly- monoxid och vari blymonoxiden varierar mellan 1 och 60 vikt-% av bly- oxiderna.
Föreliggande uppfinning hänför sig till en galvanisk cell innefatiande en negativ elektrod av högaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt, vilken cell urladdas vid i huvudsak en enda potential, vilken kännetecknas av att den positiva elektroden består av blydioxidpartiklar som 7714779-1 har ett i huvudsak fullständigt yttre skikt av blymonoxid.
En urladdningsspänning vid en enda potential skall avse en relativt konstant spänningsnivå sträckande sig över åtminstone 85% av cellens urladdningskapacitet när den urladdas över en fixerad belastning, och där spänningen ej varierar mer än i 10% av den ge- nomsnittliga spänningen vid nämnda spänningsnivå. En urladdningsni- vâ vid en enda potential kan exempelvis representeras av spännings- -tidkurva i huvudsak fri från spänningsavvikelser eller steg under åtminstone 85% av tiden för urladdning över en konstant belastning, varvid sådana steg eller avvikningar definieras som spänningsavläs- ningar utanför i 10% av den genomsnittliga spänningen över nämnda 85% del av urladdningstiden. Som visas i fig. 1 är syftet med före- liggande uppfinning att effektivt eliminera eller effektivt under- trycka kurvdelen till vänster av punkt A för att ge en urladdnings- nivå vid en enda potential som generellt visas av kurvan mellan punkterna A och B. ' Det är även inom ramen för föreliggande uppfinning att till- foga ett bindemedel, ett elektroniskt ledande material, ett elektro- lytabsorberande material eller blandningar därav till den positiva elektroden enligt uppfinningen.
Storleken hos de med blymonoxid belagda blydioxidpartiklarna, som bildar katoden enligt föreliggande uppfinning, bör företrädes- vis vara mellan ca 0,04 och ca 0,47 mm och ännu hellre mellan ca 0,07 och ca 0,23 mm. Partiklar mindre än ca 0,04 mm kommer att åstad- komma en stor verklig ytarea men vid fabricerering till en katod kom- mer den elektroniska ledningsförmågan hos katoden att i allmänhet' vara otillräcklig för kommersiell celltillämpning på grund av det stora antalet av partikel-till-partikelkontakter som bildar den le- dande vägen genom katoden till katodströmavtagaren hos cellen. En katod fabricerad av med blymonoxid belagda blydioxidpartiklar i stor- lek större än ca 0,47 mm, kommer att ha en liten verklig ytarea som i allmänhet ej kommer att uppbära en strömtäthet som allmänt erford- ras för kommersiell celltillämpning.
Viktprocenten av blymonoxid i den blydioxidhaltiga positiva' elektroden enligt föreliggande uppfinning bör vara mellan ca 1 och ca 60% baserat på vikten av blyoxiderna och företrädesvis mellan och ca 40%, baserad på vikten av blyoxiderna. En blymonoxidmängd mindre än ca 1 vikt-% av blydioxiderna skulle vara otillräcklig för att tillförlitligt och väsentligt eliminera urladdningsegenskapen 7714779'1 med två spänningsnivåer hos blydioxid i ett cellsystem med vattenfri elektrolyt. En mängd av blymonoxid större än ca 60 vikt-% av blyoxi- derna skulle vara ineffektiv eftersom alltför mycket av blydioxid- materialet med den höga kapaciteten skulle omsättas av blymonoxidma- terialet med den lägre kapaciteten.
Användbara högaktiva material för negativ elektrod är gene- rellt förbrukbara metaller och inbegriper aluminium, alkalimetaller, alkaliska jordartsmetaller och legeringar av alkaliska metaller el- ler alkaliska jordartsmetaller med varandra eller andra metaller.
Uttrycket "legering", som användes här och i efterföljande patentkrav, avser att inbegripa blandningar, fasta lösningar,såsom litium-magne- sium, och intermetalliska föreningar, såsom litiummonoaluminid. De föredragna anodmaterialen är litium, natrium, kalium; kalcium och legeringar därav.
Användbara organiska lösningsmedel används var för sig eller blandade med varandra eller flera andra lösningsmedel för att använ- das i föreliggande uppfinning inbegriper följande klasser av för- eningar: Alkylennitrilerz t.ex., krotonitril (vätskeform-omrâde - 51,1° c :in 12o° c) Trialkylborater: t.ex., trimetylborat, (CH5O)5B (vätskeform- områae - 29,5 till e7° G) Tetraalkylsilikater: t.ex., tetrametylsilíkat, (GH5O)4Si (kokpunkt 121° c) Nitroalkanerz t.ex., nitrometan, CH5NO2 (vätskeform-område - 17 till 1oo,s° c) Alkylnitriler: t.ex., acetonitril, CH5CN (vätskeform-omrâde _ 45 till a1,e° c) Dialkylamider: t.ex., dimetylformamid, HCON(CH5)2 (vätska- form-omràae - 60,48 till 149° c) Laktamer: t.ex., N-metylpyrrolidon, CH2-CH2-CH2-CO-N-CH (vätskeform-område - 16 till 202° C) Tetraalkylkarbamider: t.ex., tetrametylkarbamid, (CH5)2N-CO-N(CH5)2 (vätskeform-område - 1,2 till 1660 C) Monokarbonsyraestrar: t.ex., etylacetat (vätskeform-område _ 85,6 till 77,o6° C) ' Ortoestrar: t.ex., trimetylortoformat, HC(OCH5)5 (kokpunkt 1o5° c) 7714779-1l 6 Iæktonerz t.ex., X-butyrolakton, CH2-CH2-CH2-O-CO, (vätskeform-område - 42 till 2oe° c) Dialkylkarbonater: t.ex., äimetylkarbonat, 0G(OCH5)2 (vätskeform-område 2 till 9o° c) Alkylenkarbonater: t.ex., propylenkarbonat, CH(CH)5CH2-O-CO-0 (vätskeform-område - 48 till 242° C) Monoetrar: t.ex., dietyleter (vätskeform-område - 116 till 54,5° <1) “ Polyetrar: t.ex., 1,1- och 1,2-dimetóxietan (vätskeform- tmråaen - 115,2 till 64,5° c resp. - 58 till s5° c) Cykliska etrar: t.ex., tetrahydrofuran (vätskeform-område - 65 till e7° c), 1,5-aioxolan (vätskeftrm-tmråae - 95 till 7s° c) Nitroaromater: t.ex§ nitrobensen (vätskeform-område 5,? till 2lo,a° c) Aromatiska karbonsyrahalogenider: t.ex., bensoylklqrid (vätskeform-område O till 1970 C), bensoylbromid (vätskeform-område - 24 till 2le° c) ' Aromatiska sulfonsyrahalogenider: t.ex., bensensulfonylklo- tia (vätskeform-omiåae 14,5 till 25l° 0) Aromatiska fosfonsyradihalogenider: t.ex., bensenfosfonyldi- kltria (kokpunkt 25s° c) Aromatiska tiofosfonsyradihalogenider: t.ex., bensentiofos- fonylaikloria (ktkpunkt 124° c via 5 mm) Cykliska sulfoner: t.ex., sulfolan, CH2-CH2-CH2-CH2-S02 (smältpunkt 22° C), 5-metylsulfolan (smältpunkt - l° C) Alkylsulfonsyrahalogenider: t.ex., metansulfonylklorid (ktkpunkt le1° c) Alkylkarbonsyrahalogenider: t.ex., acetylkloriâ (vätskeform- område - 112 till 50,90 C), acetylbrømid (vätskeførm-ømråde - 96 till 76° C), prbpionylklorid (vätskeform-område - 94 till 800 C) Mättade heterocykler: t.ex., tetrahydrotiofen (vätskeform- tmräae - 96 till l2l° G), 5-metyl-2-oxaztliaon (smältpunkt l5,9° c) Dialkylsulfaminsyrahalogenider: t.ex., dimetylsulfamylklorid (ktkpunkt so° c via le mm) Alkylhalogensulfonater: t.ex., etylklorsulfonat (kokpunkt l5l° c) Omättade heterocykliska karbonsyrahalogenider: t.ex., 2-fu- roylkltria (vätskeform-område - 2 till 175° c) 7?1lr779~1 Fem-ledade omättade heterocykler: t.ex., 5,5-dimetylisoxazol (kokpunkt l40° C), l-metylpyrrol (kokpunkt ll4° C), 2,4-dimetyltia- zol (kokpunkt l44° C), furan (vätskeform-område - 85,65 till 5l,56° C) Estrar och/eller halogenider av dibasiska karbonsyror: t.ex., etyloxalylklorid (kokpunkt 1550 C) Blandade alkylsulfonsyrahalogenider och -karbonsyrahalogenider: t.ex., klorsulfonylacetylklorid (kokpunkt 98° C vid 10 mm) Dialkylsulfoxider: t.ex., dimetylsulfoxid (vätskeform-område 18,4 till 1e9° c) Dialkylsulfater: t.ex., dimetylsulfat (vätskeform-område - 51,75 till 1ss,5° c) Dialkylsulfiter: t.ex., dimetylsulfit (kokpunkt 1260 C) Alkylensulfiter: t.ex., etylenglykolsulfit (vätskeform-område - 11 till 175° c) Halogenerade alkaner: t.ex., metylenklorid (vätskeform-område - 95 till 40° C), l,5-diklorpropan (vätskeform-område - 99,5 till 12o,4° c) Av ovannämnda är de föredragna lösningsmedlen: nitrobensen, tetrahydrofuran, 1,5-dioxolan, 5-metyl-2-oxazolidon, propylenkarbonat, X-butyrolakton, etylenglykolsulfit, dimetylsulfit, dimétylsulfoxid och 1,1- och 1,2-dimetoxíetan. Av de föredragna lös- ningsmedlen är de bästa sulfolan, 5-metyl-2-oxazolidon, propylenkar- bonat, 1,5-dioxolan och dlmetoxietan eftersom de uppträder mera ke- miskt inerta mot batterikomponenterna och har breda vätskeform-områ- den, och speciellt enär de tillåter högeffektivt utnyttjande av ka- todmaterialen. krotonitril, Det joniserande lösta ämnet att användas i uppfinningen kan vara ett enkelt eller ett dubbelt salt, eller blandningar därav, som kommer att ge en joniskt ledande lösning när det upplöses i ett el- ler flera lösningsmedel. Föredragna lösta ämnen är komplexer av oorganiska eller organiska Lewis-syror och oorganiska joniserbara salter. De enda fordringarna för användbarhet är att salterna, va- re sig enkla eller komplexa, är kombinerbara med lösningsmedlet el- ler lösningsmedlen som användes och att de ger en lösning som är tillräckligt joniskt ledande. Enligt Lewis' eller elektroniskt be- grepp på syror och baser, kan många substanser som ej innehåller nå- got aktivt väte verka som syror eller acceptorer för elektrondublet- ter. Det grundläggande begreppet angives i den kemiska litteraturen _ ___..__,,._.,_.._.. ,._...._..._._..__._ _» _ _ ___..- .__..__,___l... .__ v714vv9+1'““ 8 (Journal of the Franklin Institute, vol. 226 - juli/december 1938, sid. 293-313 av Lewis).
En föreslagen reaktionsmekanism för sättet i vilket dessa komplex fungerar i ett lösningsmedel beskrives i detalj i US-PS 3.542.602, vari det föreslås att det komplexa eller dubbla saltet bildat mellan Lewis-syran och det joniserbara saltet ger en enhet som är mera stabil än vardera komponenten ensam.
Typiska Lewis-syror lämpliga att användas i föreliggande upp- finning inbegriper aluminiumfluorid, aluminiumbromid, aluminiumklo- rid, antimonpentaklorid, zirkoniumtetraklorid, fosforpentaklorid, borfluorid, borklorid och borbromid.
Joniserbara salter användbara i kombination med Lewis-syror- na inbegriper litiumfluorid, litiumklorid, litiumbromid, litium- sulfid, natriumfluorid, natriumklorid, natriumbromid, kaliumfluorid, kaliumklorid och kaliumbromid. K Det bör stå klart för fackmannen på omrâdet att dubbelsal- terna bildade medelst en Lewis-syra och ett oorganiskt jomßerbart salt kan användas som sådant eller kan de enskilda komponenterna sättas till lösningsmedlet separat för att bilda dubbelsaltet eller de resulterande jonerna in situ. Ett sådant dubbelsalt är exempel- vis det bildat genom kombinationen av aluminiumklorid och litium- klorid för att ge litiumaluminiumtetraklorid.
Fig. 1 är en kurva som visar urladdningsegenskaperna hos en vattenfri blyoxid-litiumcell, som använder en positiv katod av blydioxid.
Fig. 2 är en kurva som visar urladdningsegenskaperna hos en vattenfri blyoxid-litiumcell, som använder en positiv elektrod av blymonoxid.
Fig. 3 är en kurva som visar urladdningsegenskaperna hos en vattenfri blyoxid-litiumcell som använder en positiv elektrod sam- mansatt av med blymonoxid belagda blydioxidpartiklar i enlighet med föreliggande uppfinning.
Fig. 4 är en kurva som visar urladdningsegenskaperna hos en vattenfri blyoxid-litiumcell som använder en positiv elektrod sam- mansatt av blydioxidpartiklar och en elektrolyt innehållande hydra- zin för ytreduktion av blydiokidpartiklarna i enlighet med förelig- gande uppfinning. 771117794 Exempel I En cell av platt typ framställdes med användning av en nick- elmetallbas som hade en grund nedpressning 25,4 mm i diameter i vil- _ken cellinnehållet placerades och över vilken ett nickelmetallock placerades för att tillsluta cellen. Innehållet hos cellen bestod av fem ark litiumfolie med en total tjocklek av 2,54 mm, ca 4 ml av en elektrolyt, två porösa ickevävda polypropenseparatorer (vardera 0,12? mm tjock) som absorberade en del av elektrolyten, och en bly- dioxidkatodblandning.
Elektrolyten var en lM LiClO4 i 7? volym-% dioxolan, 25 vo- lym-% dimetoxietan (DME) med ett spår av ca 0,1 volym-% dimetylisox- azol (DMI) som en polymerisaticnsinhibitor. Katoden var ett pressat skikt av 4,5 g av blydioxid.
Cellen urladdades över en konstant belastning vid en 5 mil- liamperes urladdning och spänningen observerades som en funktion av tiden och inprickades som kurvan på diagrammet i fig. l. Ävenså iakttogs och inprickades i fig. l emk i fig. l betecknat som "OCW" spänningen hos cellen som var 5,5 volt. Såsom framgår av kurvan i fig. l tog det ca fyra dygn innan spänningen sjönk till en nivå med i huvudsak en enda potential av ca 1,2 volt. Som ovan angivits kan många cell- och batteridrivna anordningar som erfordrar en energi- källa med i huvudsak en enda potential ej använda denna typ av cell- system på grund av dess utpräglade egenskaper för urladdning med tvà spänningsnivåer.
Exempel II En cell av plan typ framställdes med användning av samma kom- ponenter som beskrivits i exempel I med undantag för att katodbland- ningen var ett pressat skikt av en blandning av 5 g av blymonoxid och 0,5 g av kolsvart tillsatt för ledningsförmåga. Som i exempel I placerades katodblandningen i den grunda nedpressningen i en nickel- metallbas tillsammans med andra cellkomponenter.
Cellen urladdades på en 5 milliampere urladdare och spänning- en iakttogs som en funktion av tiden och inritades som kurvan i dia- grammet hos fig. 2. Även iakttogs och inskrevs i fig. 2 emk hos cel- len som var ca 5,2 volt. Denna höga emk för cellen tros vara att tillskriva närvaron av syre och/eller oxider på ytan hos kolsvartet i katodblandningen. - ~~--,.__..._._.._._,..__......_._... _ ._.,__ 7714779-id' Som framgår av kurvan i fig. 2 gör den i huvudsak i den enda potential föreliggande uteffekten hos denna cell densamma till en lämplig kandidat som en strömkälla för många cell- och batteridriv- na anordningar. Som ovan angivits, även om denna typ av cell har fördelen av att urladda vid en i huvudsak enda potentialnivå, har den nackdelen av att ha en ganska låg kapacitet jämfört med en cell som använder blydioxid som katodmaterialet.
Exempel III En cell av plan typ framställdes med användning av samma kom- ponenter som beskrivits i exempel I med undantag för att katoden var sammansatt av med blymonoxid belagda blydioxidpartiklar som bereddes på följande sätt: 6 g av PbO2 av reagenskvalitet blandades med 900 ml av en vat- tenhaltig 0,00l5 M hydrazin (NEH4)-lösning och omrördes i l/2 timme.
Blandningen filtrerades sedan och den behandlade Pb02 torkades över en natt i en vakuumugn vid ca 82° C. Detta reducerade Pb02-kapaci- teten med ca 50 % under alstrande av med blymonoxid belagda blydi- oxidpartiklar. 2 g av de partiellt reducerade Pb02-partiklarna pla- cerades i den grunda nedpressningen i en nickelmetallbas tillsammans med de andra cellkomponenterna såsom beskrivits i exempel I. För att variera redaktionen av PbO2-kapaciteten är det endast nödvändigt att variera mängden och/eller koncentrationen hos hydrazinlösningen och eventuellt tiden och/eller temperaturen för reaktionen.
Cellen så framställd i enlighet med föreliggande uppfinning urladdades sedan över en lK-ohm belastning (ca l,2 milliampere ur- laddning) och spänningen iakttogs som en funktion av tiden och in- prickades som kurvan i diagrammet hos fig. 5. Även iakttogs och in- prickades i fig. 5 emk-spänningen hos cellen som var ca 2,95 volt.
Såsom framgår av kurvan i fig. 5, är utspänningen i det när- maste omedelbart vid en nivå som är i huvudsak en enda potential, även vid denna lägre strömurladdning, och fortsätter sedan vid bly- monoxid-litium-spänningsnivån under ytterligare ll dygn. vGenom att sålunda använda utlärandet enligt föreliggande uppfinning kan en vattenfri blydioxidcell framställas som tager fördel av blydioxidens egenskap med hög kapacitet under samtidigt effektivt eliminerande av nackdelen med en utspänning vid två potentialer som kännetecknar bly- aiøxia i ett vatfienfrifi; ceiisyseem. i 7714779-1 ll Exempel IV En cell av plan typ framställdes under användning av samma komponenter som beskrivits i exempel I med undantag för att katoden bestod av 1,5 g av blydioxidpartiklar i storlek mellan 0,07 och 0,15 mm och att elektrolyten var lM LiCF5SO5 och O,5M hydrazin i 40 vo- lym-% dioxolan, 50 volym-% dimetoxietan och 50 volym-% 5-metyl-2- oxazolidon. Som i exempel III kontaktades ytan hos blydioxidpartik- larna av hydrazinet och reducerades därvid under bildande av ett blymonoxidskikt på partiklarna.
Den så i enlighet med uppfinningen framställda cellen urlad- dades sedan över en 2,4K-ohm belastning (ca 0,6 milliampere urladd- ning) och spänningen iakttagen som en funktion av tid inprickades som kurvan i diagrammet hos fig. 4. Ävenså iakttogs och inskrevs i fig. 4 emk hos cellen som var ca 2,7 volt.
Kurvan.i fig. 4 visar att cellen urladdade vid en nivå med i huvudsak en enda potential efter ca 2 dygn vid denna låga urladd- ning och fortsatte sedan vid blymonoxid-litium-spänningsnivån till dess katoden var helt uttömd efter 7:e dygnet. Även om provnings- resultaten med cellen användande denna metod för att reducera PbO2 ej var så goda som provningsresultaten med cellen under användning av metoden beskriven i exempel III, visar den beskrivna metoden att den kan användas för att göra en vattenfri blydioxidcell som tager fördel av blydioxidens högkapacitetsegenskap under att samtidigt effektivt elimineras nackdelen med blydioxidens dubbla utspännings- nivåer i ett vattenfritt cellsystem.
Det bör förstås att andra modifikationer och ändringar av de här visade och beskrivna utföringsformerna enligt uppfinningen kan göras utan att avvika från uppfinningens tanke och ram som den kom- mer till uttryck i efterföljande patentkrav. ____.,_._.._.____,_..:._:.,_: ï.__._._.._.__ í.,__._.
Claims (6)
1. 1. Galvanisk cell innefattande en negativ elektrod av högaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vatten- fri elektrolyt, vilken cell urladdas vid i huvudsak en enda po- tential, k ä n n e t e c k n a d av att den positiva elektroden består av blydioxidpartiklar som har ett i huvudsak fullständigt yttre skikt av blymonoxid.
2. Cell enligt.krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att blymonoxid- skiktet på blydioxidpartiklarna varierar mellan 1 och 60%, base- rat på vikten av blyoxiderna.
3. Cell enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att blydioxidpartiklarna med ett i huvudsak fullständigt yttre skikt av blymonoxid har en storlek mellan 0,04 och 0,47 mm.
4. Cell enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att elektro- lyten består av ett löst ämne och ett lösningsmedel, varvid det lösta ämnet är ett komplext salt av en Lewis-syra och ett oorga- nisktjoniserbart salt.
5. Cell enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d_ av att lösnings- medlet hos elektrolyten är åtminstone ett lösningsmedel, som be- står av sulfolan, krotonitril, nitrobensen, tetrahydrofuran, 1,3- -dioxolan, 3-metyl-2-oxazolidon, propylenkarbonat, Yïbutyrolak- ton, etylenglykolsulfit, dimetylsulfit, dimetylsulfoxid, 1,1- och 1,2-dimetoxietan eller dimetylisoxazol.
6. Cell enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att åtmins- tone ett lösningsmedel består av sulfolan, 3-metyl-2-oxazolidon, propylenkarbonat, 1,3-dioxolan eller dimetoxietan.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/754,531 US4048402A (en) | 1976-12-27 | 1976-12-27 | Non-aqueous cell having a cathode of lead monoxide-coated lead dioxide particles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE7714779L SE7714779L (sv) | 1978-06-27 |
SE426998B true SE426998B (sv) | 1983-02-21 |
Family
ID=25035204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE7714779A SE426998B (sv) | 1976-12-27 | 1977-12-27 | Galvanisk cell innefattande en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt |
Country Status (18)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4048402A (sv) |
JP (2) | JPS5383026A (sv) |
AT (1) | AT361059B (sv) |
AU (1) | AU510791B2 (sv) |
BE (1) | BE862352A (sv) |
BR (1) | BR7708624A (sv) |
CA (1) | CA1089534A (sv) |
CH (1) | CH621436A5 (sv) |
DE (1) | DE2757028C3 (sv) |
DK (1) | DK579477A (sv) |
ES (1) | ES465437A1 (sv) |
FR (1) | FR2375727A1 (sv) |
IE (1) | IE46021B1 (sv) |
IT (1) | IT1089991B (sv) |
NL (1) | NL7714360A (sv) |
SE (1) | SE426998B (sv) |
SU (1) | SU698561A3 (sv) |
ZA (1) | ZA777387B (sv) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4187328A (en) * | 1976-12-30 | 1980-02-05 | Saft-Societe Des Accumulateurs Fixes Et De Traction | Method of preparing positive active material for electric primary cells |
FR2404313A1 (fr) * | 1977-09-23 | 1979-04-20 | Accumulateurs Fixes | Generateur electrochimique de grande energie specifique comportant une matiere active positive amelioree |
US4271244A (en) * | 1978-09-14 | 1981-06-02 | Saft-Societe Des Accumulateurs Fixes Et De Traction | High specific energy battery having an improved positive active material |
US4271243A (en) * | 1979-02-14 | 1981-06-02 | Saft Leclanche | Positive active material for an electrical cell |
US4298663A (en) * | 1979-10-01 | 1981-11-03 | Duracell International Inc. | Predischarged nonaqueous cell |
FR2493606B1 (fr) * | 1980-10-31 | 1985-11-22 | Duracell Int | Stabilisant cathodique et procede pour fabriquer des piles electrochimiques |
US6849360B2 (en) | 2002-06-05 | 2005-02-01 | Eveready Battery Company, Inc. | Nonaqueous electrochemical cell with improved energy density |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1216394B (de) * | 1958-02-03 | 1966-05-12 | Yardney International Corp | Galvanisches Element mit wasserfreiem Elektrolyten |
DE1671745C3 (de) * | 1967-01-13 | 1979-01-25 | Esb Inc., Philadelphia, Pa. (V.St.A.) | Galvanisches Element sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
JPS5549387B2 (sv) * | 1972-03-23 | 1980-12-11 | ||
US3877983A (en) * | 1973-05-14 | 1975-04-15 | Du Pont | Thin film polymer-bonded cathode |
US3907597A (en) * | 1974-09-27 | 1975-09-23 | Union Carbide Corp | Nonaqueous cell having an electrolyte containing sulfolane or an alkyl-substituted derivative thereof |
FR2288401A1 (fr) * | 1974-10-17 | 1976-05-14 | Accumulateurs Fixes | Generateur electrochimique |
-
1976
- 1976-12-27 US US05/754,531 patent/US4048402A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-12-12 ZA ZA00777387A patent/ZA777387B/xx unknown
- 1977-12-16 CA CA293,196A patent/CA1089534A/en not_active Expired
- 1977-12-21 DE DE2757028A patent/DE2757028C3/de not_active Expired
- 1977-12-22 IE IE2621/77A patent/IE46021B1/en unknown
- 1977-12-23 DK DK579477A patent/DK579477A/da unknown
- 1977-12-23 CH CH1600477A patent/CH621436A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1977-12-23 FR FR7738965A patent/FR2375727A1/fr active Granted
- 1977-12-23 NL NL7714360A patent/NL7714360A/xx active Search and Examination
- 1977-12-23 AT AT928577A patent/AT361059B/de not_active IP Right Cessation
- 1977-12-23 AU AU31959/77A patent/AU510791B2/en not_active Expired
- 1977-12-26 JP JP15717877A patent/JPS5383026A/ja active Pending
- 1977-12-26 ES ES465437A patent/ES465437A1/es not_active Expired
- 1977-12-26 SU SU772560055A patent/SU698561A3/ru active
- 1977-12-26 BR BR7708624A patent/BR7708624A/pt unknown
- 1977-12-27 IT IT31313/77A patent/IT1089991B/it active
- 1977-12-27 BE BE183871A patent/BE862352A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-12-27 SE SE7714779A patent/SE426998B/sv unknown
-
1983
- 1983-08-09 JP JP1983123727U patent/JPS59112471U/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2375727B1 (sv) | 1982-04-16 |
ZA777387B (en) | 1978-10-25 |
BE862352A (fr) | 1978-06-27 |
DE2757028C3 (de) | 1981-08-13 |
ATA928577A (de) | 1980-07-15 |
CH621436A5 (sv) | 1981-01-30 |
IE46021B1 (en) | 1983-01-26 |
ES465437A1 (es) | 1978-09-16 |
SE7714779L (sv) | 1978-06-27 |
AU510791B2 (en) | 1980-07-10 |
CA1089534A (en) | 1980-11-11 |
US4048402A (en) | 1977-09-13 |
JPS5383026A (en) | 1978-07-22 |
SU698561A3 (ru) | 1979-11-15 |
AU3195977A (en) | 1979-06-28 |
DE2757028A1 (de) | 1978-06-29 |
AT361059B (de) | 1981-02-25 |
IT1089991B (it) | 1985-06-18 |
BR7708624A (pt) | 1979-07-24 |
JPS59112471U (ja) | 1984-07-30 |
IE46021L (en) | 1978-06-27 |
NL7714360A (nl) | 1978-06-29 |
DE2757028B2 (de) | 1980-10-23 |
FR2375727A1 (fr) | 1978-07-21 |
DK579477A (da) | 1978-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4163829A (en) | Metallic reducing additives for solid cathodes for use in nonaqueous cells | |
US4489144A (en) | Isoxazole derivative additive in organic electrolytes of nonaqueous cells employing solid cathodes | |
US4142028A (en) | Nonaqueous cells utilizing aluminum, magnesium, and calcium anodes in amide-based electrolytes | |
EP0049082A1 (en) | Cathode for non-aqueous cell and non-aqueous cell including same | |
CA2459111A1 (en) | Direct addition of beta-aminoenones in organic electrolytes of nonaqueous cells employing solid cathodes | |
EP0042765B1 (en) | Use of a solid cathode material in a non-aqueous cell and non-aqueous cell containing that cathode material | |
US4444855A (en) | Non-aqueous electrochemical cell | |
US4049892A (en) | Non-aqueous cell having as cathode a mixture of lead dioxide and lead monoxide and/or lead particles | |
US4390604A (en) | Complex metal sulfide cathodes for nonaqueous cells | |
SE426998B (sv) | Galvanisk cell innefattande en negativ elektrod av hogaktiv metall, en positiv elektrod omfattande blydioxid och en vattenfri elektrolyt | |
US4399204A (en) | Solid cathode comprising a lead fluoride/tin fluoride compound | |
US4301220A (en) | Nonaqueous cell with cathode comprising the reaction product of bismuth trioxide and molybdenum trioxide | |
US4048403A (en) | Non-aqueous lead dioxide cell having a unipotential discharge voltage | |
US4385103A (en) | Nonaqueous cell having an antimony trisulfide cathode | |
JPS63236276A (ja) | リチウム−硫黄ジオキシド電気化学電池の為の電解液 | |
EP0021427A2 (en) | Nonaqueous electrochemical cell | |
US4419422A (en) | Sulfide-containing cathode for nonaqueous cells | |
US4298665A (en) | Cathode comprising the reaction product of Bi2 O3 and WO3 | |
GB1592289A (en) | Lead oxide electric cell | |
Evans et al. | Cathode comprising the reaction product of Bi 2 O 3 and WO 3 | |
JPH0461750A (ja) | 非水溶媒二次電池 |