DE2629028C3 - Elektrochemische Zelle - Google Patents

Elektrochemische Zelle

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DE2629028C3
DE2629028C3 DE2629028A DE2629028A DE2629028C3 DE 2629028 C3 DE2629028 C3 DE 2629028C3 DE 2629028 A DE2629028 A DE 2629028A DE 2629028 A DE2629028 A DE 2629028A DE 2629028 C3 DE2629028 C3 DE 2629028C3
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cell
current collector
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Daniel Hiram Parma Heights Johnson
David Michael Cleveland Kubala
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Description

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle mit einem becherförmigen Zellbehälter, einer negativen Elektrode aus einem sich verbrauchenden Metall, die an der Innenwand des Zellbehäiters anliegt, einem Scheider anschließend an die negative Elektrode, einer positiven Elektrode ans flüssigem aktivem Materia! und mit einem positiven Stromsammler aus im wesentlichen porösem Kohlenstoff.
Es sind bereits Zellen bekannt, die in einem becherförmigen Zellbehälter eingebaut sind.
Die CH-PS 2 34 860 offenbart eine rohrförmige, elastische Elektrode aus Kohle mit einem sich in Achsrichtung erstreckenden Schlitz, in dem der Stromableitungskörper eingeschoben ist und durch die Federkraft des rohrförmigen Kohlekörpers gehalten wird. Durch die Federkraft der Kunstkohle wird der Stromableitungskörper in den Schlitz eingepreßt.
Die DE-OS 22 62 256 offenbart eine elektrochemische Zelle mit einem becherförmigen Zellbehälter, einer negativen Elektrode aus einem sich verbrauchenden Metall, die an der Innenwand des Zellbehälters anliegt, einem Scheider anschließend an die negative Elektrode aus flüssigem aktivem Material und mit einem positiven Stromsammler aus im wesentlichen porösem Kohlenstoff.
Nach den Entgegenhaltungen ist nach dem Zusammenbau der'Zellen eine gute Berührung der Bestandteile vorhanden. Durch das Aufliegen der Anode (negative Elektrode) während des Entladevorgangs nimmt jedoch die Stärke der Berührung ab, der Abstand zwischen der Anode einerseits und dem Scheider und dem positiven Stromsammler andererseits wird vergrößert und dadurch die Berührungsfläche zwischen den Bestandteilen verringert, wodurch der innere Widerstand der Zeüe
zunimmt
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Kombination von elastischem Stromsammler und flüssigem aktivem Material zu schaffen, die eine dauerhafte, elastische, positive Elektrodenstruktur darstellt, durch deren Elastizität der innere Widerstand der Zelle nicht wächst und wobei die Elastizität kein zusätzliches, getrenntes Federelement erforderlich macht
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der positive Stromsammler aus einem elastischen, rohrförmigen Körper mit durchgehendem Längsschlitz besteht und als Träger für das flüssige aktive Material dient; wobei dieser rohrförmige Körper unter Verformung in die Zelle eingesetzt ist und dank seiner Elastizität auf den umgebenden Scheider einen dauerhaften, nach außen gerichteten Druck ausübt Durch den dauerhaften Druck auf den Scheider bleibt der innere Widerstand der Zeüe gering, es treten keine Stromverluste ein.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der positive Stromsammler neben Kohlenstoff 10 bis 30 Gewichtsprozent Bindemittel enthält, nämlich Vinylpolymere, Polyäthylen, Polypropylen, Acrylpolymere, Polystyrol, Polytetrafluorethylen und/oder elastomeren Kautschuk.
Der Bindemittel enthaltende Stromsammler hat besonders günstige Eigenschaften, da er elastisch verformbar ist, nach Aufhören des Druckes seine ursprüngliche Form wiedergewinnt und dadurch in der
jo Zelle nur minimaler innerer Widerstand entsteht.
Eine besonders günstige Zusammensetzung liegt vor, wenn der positive Stromsammler aus 75 bis 90 Gewichtsprozent Acetylenruß und 10 bis 25 Gewichtsprozent Polytetrafluorethylen besteht. Dadurch werden Zellen mit besonders wenig innerem Widerstand erhalten.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Beispielen und Figuren.
Die e> findungsgemäßen Zellen mit einem vorgeformten, elastisch verformbaren, im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden positiven Stromsammler haben die nachstehenden Vorteile:
1. Die radiale Kompressionsfähigkeit und Ausdehnungsfähigkeit des positiven Stromsammlers erlauben den Durchmesser des Stromsammlers so zu verringern, daß er leicht in den Becher der Zelle eingesetzt werden kann, worauf der Stromsammler sich radial ausdehnt und einen guten Kontakt mit dem Scheider ermöglicht, welcher seinerseits in Berührung mit der Anode steht, so daß minimale Verluste durch inneren Widerstand in der Zelle auftreten.
2. Die axiale Öffnung innerhalb des positiven ν-, Stromsammlers bildet ein Reservoir für den flüssigen Depolarisator und ermöglicht eine schnelle Diffusion der reagierenden Stoffe zu der Berührungsfläche zwischen de." Anode und der Kathode (positive Elektrode).
w) 3. Der positive Stromsammler erlaubt eine elektrochemische Reduktion des flüssigen Depolarisators innerhalb und in der Tiefe des porösen Stromsammlers.
Das erfindungsgemäße flüssige, aktive, reduzierbare
b5 Material kann als solches verwendet werden oder im Gemisch mit einem leitfähigen gelösten Stoff und einem elektrochemisch aktiven oder nichtreaktiven Mitlösuncsmittel In der zusammengehauten Zolle kann die
flüssige Kathode mit oder ohne einen gelösten Stoff in die axiale öffnung des positiven Stromsammlers eingebracht werden. Von dort dringt es durch den positiven Stromsammler und durch der Scheider zur Berührung mit der Anode hindurch. Zusätzlich kann der Scheider getränkt werden mit der flüssigen Kathode, bevor oder nachdem die Zelle zusammengebaut ist. Die axiale öffnung in dem positiven Stromsammler dient also als Reservoir für das flüssige kathodische Material.
Geeignete nichtwäßrige kathodische Stoffe gemäß der Erfindung können sein ein oder mehrere der Oxihalogenide eines Elementes der Gruppen V oder VI des Periodischen Systems und/oder eines oder mehrere der Halogenide eines Elementes der Gruppen IV, V oder VI des Periodischen Systems. Zu solchen nichtwäßrigen kathodischen Stoffen gehören beispielsweise Sulfurylchlorid, Thionylchlorid, Phosphoroxichlorid, Thionylbromid, Chromylchlorid, Vanadyltribromid, Selenoxichlorid, flüssiges Schwefeldioxid, Schwefelmonochlorid, Schwefelmonobromid, Selentetrafluorid, Selenmonobromid, Thiophosphorylchlorid, Thiophosphorylbromid, Vanadiumpentafluorid, Bleitetrachlorid, Titantetrachlorid, Disrhwefeldecafluorid, Zinnbromidtrichlorid, Zinndibromiddichlorid, Zinntribromidchiorid. Zusätzlich zu diesen können auch flüssige Halogene oder ihre Lösungen verwendet werden, wie Brom, flüssiges Chlor oder Iod (in Lösung). Beispiele von geeigneten Anoden zur Verwendung in nichtwäßrigen Zellen sind Lithium, Natrium, Kalzium, Magnesium, Lithiummonoaluminid, Lithiummagnesium. je
Geeignete wäßrige Kathoden gemäß der Erfindung sind beispielsweise Lösungen von Persuifatert, Peroxiden, Permanganaten und Chromsäure. Geeignete Anoden für wäßrige Zellen sind beispielsweise Aluminium, Magnesium, Zink und Cadmium. r>
Nachstehend sind einige bevorzugte Kombinationen für Kathoden und Anoden in nichtwäßrigen Zellen genannt:
1) Sulfurylchlorid/Li oder Na
2) Thionylchlorid/Li oder Na
3) Phosphoroxichlorid/Li oder Na
4) Schwefelmonochlorid/Lioder Na
5) Schwefelmonobromid/Li oder Na
6) Selentetrafluorid/Li oder Na
Λ S
Bevorzugte Kombinationen in wäßrigen Zellen sind Anoden aus Zink, Magnesium oder Aluminium in wäßrigen Lösungen von Persulfaten oder Chromsäure.
Die erfindungsgemäßen gelösten Stoffe können einfache oder Doppelsalze sein, welche ionisch leitende >n Lösungen erzeugen, wenn sie in Lösungsmitteln, wie in einem Oxihalogenid eines Elementes der Gruppe V oder Vl des Periodischen Systems, gelöst sind. Bevorzugte gelöste Stoffe sind Komplexe von anorganischen oder organischen Lewis-Säuren mit anorganisehen ionisierbaren Salzen. Erforderlich ist lediglich, daß das einfache oder komplexe Salz verträglich ist mit dem verwendeten Lösungsmittel und daß es eine Lösung mit Ionenleitung ergibt.
Zu den typischen, erfindungsgemäß zu verwendenden bo Lewis-Säuren gehören Aluminiumfluorid, Aluminiumbromid, Alurr.iniumchlorid, Antimonpentachlorid, Zirkontetrachlorid, Phosphorpentachlorid, Borfluorid, Borchlorid, Borbromid.
Zu den ionisierbaren, erfindungsgemäß zusammen br< mit den Lewis-Säuren verwendbaren Salzen gehören Lithiumfluorid, Lithiumchlorid, Lithiumbromid, Lithiumsulfid. Natriumfluorid. Natriumchlorid, Natriumbromid, Kaliumfluord, Kaliumchlorid, Kaliumbromid.
Gewünschtenfalls kann ein beständiges Mitlösungsmittel dem flüssigen, aktiven, reduzierbaren kathodischen Material und dem Lösungsmittel in Lösung gesetzt werden, um die dielektrische Konstante, die Viskosität oder die Eigenschaften des Lösungsmittels zur Erzielung einer besseren Leitfähigkeit zu ändern. Beispiele solcher geeigneter Mitlöcungsmittel sind Nitrobenzol, Tetrahydrofuran, 1,3-Dioxolan, 3-Methyl-2-oxazolidon, Propylencarbonat, y-Butyrolacton, Sulfolan, Äthylenglycolsulfit, Dimethylsulfit, Dimethylsulfoxid, Benzoylchlorid, Dimethoxyäthan, Diäthylcarbonai und dergleichen.
Der erfindungsgemäße Scheider soll chemisch inert sein, unlöslich in dem flüssigen kathodischen Material und eine Porosität von etwa 25% oder mehr, vorzugsweise etwa 50%, haben, um dem flüssigen kathodischen Material einen Durchgang und einen Kontakt mit der schichtförmigen Anode zu ermöglichen. Geeignete erfindungsgemäße Scheider sind beständig in Gegenwart des flüssigen kathodischen Materials, z. B. flüssige Oxihalogenide, und bestehen aus nichtverwebten Glasfasern, vorzugsweise aus solchen mit langen Glasfasern zusammen mit kurzen Glasfasern, durch welche Kombination die Reißfestigkeit der Scheider und ihre Handhabungsfähigkeit verbessert werden.
Der erfindungsgemäße Becher und der Deckel gemäß der Erfindung können aus rostfreiem Stahl, aus mit Nickel plattiertem Stahl oder einem anderen leitfähigen Material bestehen, das nicht korrodiert oder geschädigt wird in Berührung mit dem flüssigen kathodischen Material. Vorzugsweise bestehen der Becher und der Deckel aus rostfreiem Stahl 304, der in der Wärme behandelt ist, um die beim üblichen Ziehen entstandenen Spannungen zu mildern. Bei größeren Zellen hat der kathodische Stromanschluß oder Deckel in der Regel die Form einer Metallscheibe mit einem etwas geringeren Durchmesser als der Becher. Ein isolierender Dichtungsring bildet dann die Dichtung zwischen dem Deckel und dem Becher. Bei kleineren Zellen kann der kathodische Stromanschluß oder Deckel die Form eines mittigen Metallteiles haben, der in einer isolierenden Scheibe eingebettet ist und durch sie hindurchführt. Die Scheibe bildet hierbei eine Abdichtung zwischen dem mittigen Metallteil wie ein Niet und dem Becher.
Die Isolierung zwischen dem Deckel und dem Becher soll beständig sein in Gegenwart der Bestandteile der Zelle. Sie kann beispielsweise bestehen aus Polytetrafluoräthylen, als Copolymer von Äthylen mit fluoriertem polymeren Äthylen-Propylen, aus polymeren! Chlortrifluoräthylen, aus polymeren Perfli'or-Alkoxylverbindungen, aus polymerem Tetrafluoräthylen und dergleichen.
Die Zeichnungen und die Beispiele erläutern einige Ausführungsformen der Erfindung, ohne sie hierauf zu beschränken.
Es zeigt
F i g. 1 perspektivisch eine Anode und einen Scheider, die teilweise in einem Becher zusammengebaut sind,
Fig. 2 perspektivisch einen mit einem Schlitz versehenen, spulenförniigen positivr-n Stromsammler,
ι· i g. 3 perspektivisch eine Anode einen Scheider und einen spulenförmigen positiven Stromsammler nach Zusammenbau in einer Bcdierzelle,
F i g. 4 perspektivisch einen leitenden Streifen, der mit einem Ende an einem leitenden Gitter befestigt ist.
Fig. 5 in teilweise auseinandergezogenem Zustand eine Zelle mi; einem erfindungsgemäßen geschlitzten positiven Stromsammler,
Fig. 6 perspektivisch eine vollständig zusammengebaute Zelle,
F · g. 7 perspektivisch eine andere Ausführungsform eines snuler.lonnigpn. geschlitzten positiven Stromsammlers mit einer in Längsrichtung in ihm eingebetteten Feder.
Die F i g. 1 zeigi einen zylindrischen Becher 2. Teilweise in ihn hineingeschoben befindet sich eine anodische Auskleidung 4 in Berührung mit der inneren Wandung des Bechers 2. Am Boden befindet sich, durch eine gebrochene Linie dargestellt, eine Anodenscheibe 6 in Berührung mit dem Boden des Bechers 2, wodurch dieser der anodische Stromanschluß der Zelle wird. Teilweise hineingeschoben und in Berührung mit dtr inneren Oberfläche der anodischen Auskleidung 4 befindet sich als Auskleidung ein Scheider 8. Eine Scheibe 10 des Scheiders am Boden, ebenfalls durch unterbrochene Linien dargestellt, steht in Berührung mit der anodischen Bodenscheibe 6.
Die F i g. 2 zeigt einen spulenförmigen positiven Stromsammler 12 mit einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 14 mit einander entgegenstehenden Flächen 16 und 18 und einer axialen öffnung 20. Die Breite X des Schlitzes 14 kann innerhalb gewisser Grenzen schwanken, wobei es erforderlich ist, daß die Spule zur Verringerung ihres Durchmessers genügend zusammengepreßt werden kann, um sie in den Becher mit der Anode und dem Scheider einzuführen, worauf dann die Spule radial sich ausdehnt und unter Druck an den Scheider 8 anlegt, der seinerseits mit der Anode in Berührung steht, so daß ein guter physikalischer Kontakt dieser Bestandteile während des Entladens der Zelle aufrechterhalten wird. In Zellen der üblichen Größen kann die Weite des Schlitzes 14 der Spule zwischen etwa 0,13 cm und etwa 1,02 cm liegen, vorzugsweise zwischen 0,19 und 0,51 cm.
Die F i g. 3 zeigt die Bestandteile der F i g. 1 und 2 in zusammengebauter Form.
Die F i g. 4 zeigt einen elektrisch leitenden Streifen 22, der mit einem Ende an einem leitenden Gitter 24 befestigt ist, z. B. an einem expandierten Nickelgitter. Das leitende Gitter 24 wird zusammengebogen und dann in die axiale Öffnung 20 des spulenförmigen positiven Stromsammlers eingeschoben.
Die F i g. 5 zeigt ein zusammengebogenes Gitter 24 innerhalb der axialen öffnung der Spule 1?-, so daß ein guter elektrischer Kontakt zwischen den beiden besteht. Das entgegengesetzte Ende des Streifens 22 ragt über die Oberfläche der Spule 12 hinaus. Eine isolierende Scheibe 26 hat eine mittige öffnung 28, durch welche das hervorragende Teil des Streifens 22 hindurchgeht Darauf wird der Streifen angeschweißt oder anderweitig befestigt an dem Deckel 30, der damit der zweite oder kathodische Stromanschluß der Zelle wird. Ein isolierender Ring 32 ist zusammengebaut mit dem Deckel 30. Wenn nach dem Einfüllen der flüssigen Kathode in den Behälter 2 der Deckel mit dem Ring oben aufgebracht wird, befindet sich der isolierende Ring 32 zwischen dem Deckel 30 und dem Behälter 2.
Die Fig.6 zeigt eine vollständig zusammengebaute Zelle 34.
Eine andere Ausführungsform des spulenförmigen positiven Stromsammlers ist in F i g. 7 gezeigt Eine Spule 36 hat einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 38 mit einander gegenüberliegenden Flächen 40 und 42 und eine ax'ale Öffnung 44. Anders als die Spule nach r· i g. 2 enthält die Spule 36 ein Gitter oder ein expediertes Blech 46 ?us beispielsweise Nickel, dio in Längsrichtung innerhalb der Spule eingebettet sind,
j etwa in der Mitte des Halbdurchmessers. Wie schon gesagt, erhöht das Gitter 46 die Festigkeit und Biegsamkeit der Spule, so daß deren Handhabung während des Zusammenbaus der Zelle erleichtert wird und die Spule rtärker gegen den Scheider der Zelle
κι gedrückt wird, urr einen guten Kontakt aufrechtzuerhalten. Ein Streifen 48 ist an einem Ende an dem Gitter 46 befestigt, das entgegengesetzte Ende kann an dem Deckel der Zelle so befestigt sein, wie es der Streifen 22 nach F i g. 5 zeigt.
B ε i s ρ i e! 1
Verschiedene elastisch deformierbare, kohlenstoffhaltige Kathodenkollektorspulen, wie sie in Fig.2 gezeigt sind, werden aus Acetylen und Polytetrafluor-Jd äthylen hergestellt nach den in Tabelle I angegebenen Werten.
Tabelle I
Bestandteile des
Gemisches
Menge Gewichtsprozent in
dem trockenen
Gemisch
10,0 g 75%
5,55g 25% (PTFE)
100 ml
420 ml -
10,0 g 90%
1.85 g 10% (PTFE)
0,45 g -
Gemisch A
Acetylen-Ruß
PTFE-Emulsion*)
Äthylalkohol
j- Wasser
Gemisch B
Acetylen-Ruß
PTFE-Emulsion*)
-tu Nichtionischer
Polyglykolether
Wasser 700 ml
*) Im Handel erhältlich von der Firma DuPont, enthält irr . wesentlichen mit einem Gehalt von 60% Feststoffen Polytetrafluorethylen.
Der Acetylen-Ruß des Gemisches A wurde angefeuchtet mit der Lösung von Wasser und Alkohol und so lange gemischt, bis der Acetylenruß vollständig benetzt und dispergiert war. Dann gab man die Polytetrafluoräthylen-Emulsion zu und mischte gründlich mit der Lösung, worauf der Wassergehalt der Aufschlämmung auf weniger als 5% herabgesetzt wurde. Der so gebildete Kuchen wurde zu einem Pulver zerkleinert und dann zu einer Spule mit einem ringförmigen Querschnitt und einem Schlitz geformt Die Spule in der Form wurde 30 Minuten lang auf 370° C erhitzt Durch dieses Sintern erhielt die Spule eine Elastizität oder die
w) Eigenschaft einer Feder, wodurch sie radial so zusammengedrückt werden konnte, daß die einander gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes sich berühren worauf nach Aufhören des Druckes die ursprüngliche Form ohne Brechen oder Absplittern wieder hergestellt wurde. Das zeigte die elastische Verformbarkeit einer erfindungsgemäßen Spule.
Für das Gemisch B wurde der Acetylenruß langsam zugegeben einer gut gerührten Lösung von Wasser
Polyglykolaihylen und der Polytetrafluorethylen Emulsion, bis der Ruß vollständig benetzt und dispergiert war. Dann wurde das \Y.issc: in der Aufschlämmung praktisch vollständig entfernt. Der so erhaltene Kuchen wurde in einer inerten Atmosphäre 3ü Minuten iang auf 3700C erhitzt. Der gesinterte Kuchen wurde dann gt-niilvert und zu einer Spule mit ringförmigem Querschnitt und einem Schlitz geformt. Die so erhaltene Spule war gut elastisch, so daß sie radial bis zum Schließen des Schlitzes zusammengepreßt werden konnte, unter Berührung der einander gegenüberliegenden Oberflächen, und wobei nach Aufhören des Druckes die Spule ohne Brechen oder Absplittern ihre ursprüngliche Form wieder erhielt. Auch dieser Versuch zeigte die elastische Verformbarkeit einer erfindungs· gemäßen Spule.
Beispiel 2
Unter Verwendung des Verfahrens und der Zusammensetzung des Gemisches A nach Beispiel 1 wurden verschiedene geschlitzte Spulen geformt, wobei jede von ihnen eingebettet in Längsrichtung nach F i g. 7 ein expandiertes Nickelgitter enthielt. Die Spule mit dem eingebetteten Nickelgitter war gut elastisch, konnte zusammengedrückt werden bis zur Berührung der einander gegenüberliegenden Oberflächen des Schlitzes und nach Aufhören des Druckes ohne Brechen oder Splittern die ursprüngliche Form wieder erhalten. Dieser Versuch zeigte ebenfalls die elastische Verformbarkeit einer Spule mit dem eingebetteten Nickelgitter gemäß der Erfindung.
Beispie! 3
Verschiedene Zellen wurden nach den Fig. 1 bis 6 hergestellt. Der positive Stromsammler jeder Zelle war nach dem Verfahren des Beispiels 1 aus dem Gemisch A hergestellt. In trockenem Zustand enthielt die Spule also 75 Gewichtsprozent Acetylenruß und 25 Gewichtsprozent Polytetrafluorethylen. Die Spule hatte eine Höhe von 3,9 cm, eine Wanddicke von 0,6 cm, einen äußeren Durchmesser von 2,0 cm und einen Schlitz mit einer Weite von 0,25 cm.
)ede Zelle wurde zusammengebaut durch Einsetzen eines aufgewundenen Lithiumbleches mit einer Dicke von 0,2 cm und einer Höhe von 3,8 cm an der inneren Wandung eines Bechers aus rostfreiem Stahl 304. Eine
·' Lithiunischeibe von etwa dem Durchmesser des Bechers wurde auf den inneren Boden des Bechers gebracht. Darauf wurde auf den Boden eine Scheibe aus Glasfasern gebracht, auf diese ein röhrenförmiger Scheider aus Glasfasern gemäß Tabelle 11 mit einer
i'1 Höhe von 5,08 cm. Die isolierende Scheibe und der rohrförmige Scheider berührten die anodische Auskleidung in der Zelle. Dann wurde die geschlitzte Spule in die Zelle eingesetzt, wobei sie zunächst radial zusammengepreßt war zur Verringerung des äußeren
: - Durchmessers und dann in den rohrförmigen Scheider eingeschoben wurde. Nach Nachlassen des radialen Druckes dehnte sich die Spule radial nach außen aus, drückte auf den Scheider und erzeugte damit einen guten Kontakt zwischen der geschlitzten Spule, dem Scheider und der Anode. Ein zylindrischer Abschnitt eines expandierten Nickelgitters mit einer angeschweißten Nase aus expandiertem Nickel wurde in die axiale Öffnung der Spule so eingeschoben, daß sie mit dieser in gutem physikalischem und elektrischem Kontakt stand.
2Ί Das äußere Ende der Nickelnase wurde durch eine öffnung in einer isolierenden Scheibe und einem Dichtungsring aus Polytetrafluoräthylen geführt und dann an einem Deckel aus rostfreiem Stahl so angeschweißt, wie die F i g. 5 es zeigt. Vor dem
«ι Aufdichten des Deckels auf den Becher wurde die flüssige kathodische Lösung nach Tabelle II in die Zelle eingeführt. Dann wurde die Zelle in üblicher Weise verschlossen und abgedichtet.
Die Zellen wurden dann gegen einen Widerstand
J5 entladen. Die hierbei erhaltenen Werte sind in Tabellen II und III wiedergegeben.
Wie diese Ergebnisse zeigen, kann ein elastisch deformierbarer, im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehender Stromsammler in Form einer Spule mit einem ringförmigen Querschnitt und einem Schlitz wirksam als Bestandteil einer Zelle mit einer flüssigen Kathode verwendet werden.
Tabelle II Verwendeter Kathodische Menge der Offene Anfängliche Impedanz nach
Muster der Scheider Lösung kathodischen Stromspannung Impedanz dem Entladen
Zelle Lösung
(cm3) (Volt) (Ohm) (Ohm)
nichtgewebte 12,29 4,03 4,70 11,31
1 Glasmatte 2molares
desgl. Eutektikum
LiAlCl4/SO2Cl2 		12 67 4,02 4,27 5,07
2 desgl. 11,16 4,02 5,32 7,40
3 desgl. 13,32 3,80 2,32 2,06
4 desgl.
desgl. 		2molares
■ Eutektikum
LiAICVSOCl2 		13,24
11,8		 3,82
3,83		 2,53
2,72 		2,26
1,45
5
6		 desgl. 12,89 3,84 2,29 1,05
7 nichtgewebte 13,37 4,00 3,02 2,89
8 Glasmatte 2molares
desgl. Eutektikum 12,91 4,03 4,6 4,38
9 desgl. LiAlCVSO2Cl2 11,99 4,04 4,06 8,75
10 desgl. 13,42 4,03 4,43 7,06
11
ίο
■ rortset/.ung Verwendeter
Scheider		 Kathodischc
Lösung		 Menge der
kathodischen
Lösung		 Offene Anfängliche
Stromspannung Impedanz		 • 100 (Ohm) Impedanz nach
dem Entladen
:·■
;■		 Muster der
Zelle		 (cm1) (Volt) 2,91
3,34
3,10
3,30		 (Ohm)
nichtgewebte
Glasmatte
desgl.
desgl.
desgl.		 11,91
11,24
10,97
10,47		 3,84
3,85
3,85
3,85		 3,53
3,50
4,65		 1,50
1,38
1,22
1,01
-.
.';		 12
13
14
15		 verwebte
Glasrasern
desgl.
desgl.		 11,9
12,16
12,68		 4.03
4,03
4,04		 2,49
2,65		 19,13
5,96
48,4
- 16
17
18		 desgl.
desgl.		 2molares
Eutektikum
LiAICVSOCl3 		11,0
9,72		 3,86
3,84		 3,08
1,22
■;, 19
20		 2molarc5
Eutektikum
LiAICVSO2CI2 		Volumelii- he
L-neigL ' .ntc
., Tabelle III Entladungs-
Widcrstand		 1 2molares
\ Eutektikum
J SOCl2 		Untladungs-
kapa/ität		 (V... : :>td./cm') Wirksamkeit
des Lithiums*)
;' Muster
der Zelle		 (Ohm) (Ampere-Std.) 0,858 (%)
42,7 Mittlere
Spannung		 6,34 0,881 93,59
I 1 42,5 (Volt) 6,47 0,492 **)
2 20,! 3,30 4,06 0,619 90,48
3 43.0 3,32 4,71 0,586 95,27
4 43.7 2,95 4,47 0,376 **)
5 20,7 3,21 3.01 0,359 82,11
f 6 20,2 3,20 2,85 0,866 **)
7 42,7 3,05 6,49 0,880 **)
8 43,0 3,06 6,53 0,760 88,05
9 20,7 3,25 5,88 0,744 93,88
10 20,5 3,28 6,12 0,298 **)
11 44,3 3,14 2,30 0,508 **)
12 44,5 2,96 3,795 0,513 91,50
13 20,3 3,16 3,811 0,330 **)
14 20,3 3,26 2,629 0,888 **)
15 44,0 3,28 6,404 0,797 89,97
16 20,0 3,06 6,067 0,924 91,98
17 44,0 3,37 6,775 0,497 **)
18 44,4 3,20 3,77 0,309 98,31
19 20,3 3,31 2,42 89,62
I 20 *) Prozent Wirksamkeit 3,22 des Lithiums = gelieferte Amperestunden
I
sy		 3,11
vorgesehene verbleibende
Amperestunden - Amperestunden
für das Lithium für das Lithium
Das nach dem Entladen zurückgebliebene Lithium wurde nicht analysiert, daher konnte seine Wirksamkeit nicht berechnet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Elektrochemische Zelle mit einem becherförmigen Zellbehälter, einer negativen Elektrode aus einem sich verbrauchenden Metall, die an der Innenwand des Zellbehälters anliegt, einem Scheider anschließend an die negative Elektrode, einer positiven Elektrode aus flüssigem aktivem Material und mit einem positiven Stromsammler aus im wesentlichen porösem Kohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Stromsammler aus einem elastischen rohrförmigen Körper (12, 36) mit durchgehendem Längsschlitz (14, 38) besteht und als Träger für das flüssige aktive Material dient; wobei dieser rohrförmige Körper unter Verformung in die Zelle eingesetzt ist und dank seiner Elastizität auf den umgebenden Scheider einen dauerhaften, nach außen gerichteten Druck ausübt
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Stromsammler neben Kohlenstoff 10 bis 30 Gewichtsprozent Bindemittel enthält, nämlich Vinylpolymere, Polyäthylen, Polypropylen, Acrylpolymere, Polystyrol, Polytetrafluorethylen und/oder elastomeren Kautschuk.
3. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der positive Stromsammler aus 75 bis 90 Gewichtsprozent Acetylenruß und 10 bis 25 Gewichtsprozent Polytetrafluorethylen besteht.
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