DD152660A5 - Nichtwaessrige elektrochemische zelle und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine nichtwaessrige elektrochemische Zelle, insbesondere eine Zelle, die eine Betamangandioxidkatode hat, wobei die Katode normalerweise heftig erhitzt wird, um das enthaltene Wasser zu entfernen. Die Waermebehandlung wird wesentlich reduziert oder vermieden (es duerfen bis 2 Gew.-% Wasser in der Katode bleiben), wenn ein Elektrolytsalz verwendet wird, das derart mit Wasser reagiert, dass nur ein schwaches Oxydationsmittel gebildet wird, das seinerseits mit dem Elektrolytloesungsmittel nicht durch Bildung eines gasfoermigen Produkts reagiert. Alternativ wird eine Elektrolytloesung verwendet, die mit starken Oxydationsmitteln nicht durch Bildung eines gasfoermigen Produkts reagiert.

Description

Berlin, den 5.2.1931 58 050/18
Uichtwäßrige elektrochemische Zelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft nichtwäßrige elektrochemische Zellen, die eine gründliche Wärmebehandlung der Bestandteile erfordern, und zwar insbesondere der Katode, urn das in ihr enthaltene •Wasser auszutreiben Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung solche Zellen, die Lithiumanoden und Beta-blangandioxid-Katoden enthalten·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen'
Energiereiche Anodenmaterialien, wie beispielsweise die Alkali- oder Erdalkalimetalle, zu denen Lithium, Natrium, Kalium, Magnesium und Kalzium gehören, sowie andere LIetalle oberhalb des Wasserstoffs in der EKK-Reihe reagieren in unterschiedlichem Grade mit Y/asser unter Entwicklung von Wasserstoffgas, was mitunter sehr nachteilige Folgen hat. Dementsprechend werden Zellen, die derartige Anoden umfassen, unter Ausschluß von V/asser und unter Verwendung von verschiedenen organischen oder anorganischen Lösungsmitteln für das Elektrolytsalz hergestellt. Um den völligen Ausschluß von V/asser bei der Herstellung der Zellenbestandteile sicherzustellen, werden derartige Bestandteile einer durchgreifenden Wärmebehandlung unterzogen.
Bei der Herstellung von Kangandioxid für die Verwendung bei nichtwäßrigen elektrochemischen Zellen (insbesondere bei denen, die Lithiumanoden enthalten) wi^d gewöhnliches elektrolytisches Llongandio.cid (GaIiUiIa-LInO9) auf eine Temperatur oberhalb 250 0C' erhitzt* Duo darin entnaltenc Wasser wird im wesent-
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liehen ausgetrieben, und die kristalline Struktur des Garama-MnOp wird allmählich in die Beta-MnOp-Form überführt« Anschließend werden aus dem Beta-LInOp mit geeigneten Bindemitteln und leitenden Agenzien Katoden gefertigt. Zur Garantierung einer 100%ig wirksamen Verwendung des Beta-ЫпОр in nichtwäßrigen Zellen ist ein zweiter Erwärmungsschritt erforderlich, um das gesamte Kestwasser vollständig zu entfernen· DiQ fertiggestellten Beta-LinO^-Katoden müssen auf Temperaturen zwischen 200 und 350 0C erhitzt werden, bevor sie in die Zelle eingesetzt werden, wie dies in der U3-PS IJr· 4.133*856 beschrieben wird. Ohne die oben beschriebene zweite Erwärmungsstufe quellen die Zellen im allgemeinen auf und lassen Elektrolyt durchsickern« In der oben erwähnten US-PS werden die Temperaturen zwischen 200 0C und 350 0C als kritisch beschrieben» Eine Erhitzung auf eine niedrigere Temperatur, wie beispielsweise auf 150 C, führt, wie speziell beschrieben, zu Zellen mit einer drastisch verminderten realisierbaren Entladekapazität. Eine derartig durchgreifende Wärmevorbehandlung der fertiggestellten Katoden jedoch speziell über ausgedehnte Zeiträume hinweg erfordert ein kostspieliges Herstellungsverfahren«
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, das aufwendige Herstellungsverfahren ökonomischer zu gestalten und den Ausfall der Batterien durch Heraustreten des Elektrolyten zu vermeiden.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, nichtwäßrige Zellen mit Bestandteilen zu schaffen, die für die Austreibung de3 in ihnen enthaltenden Y/asssi-s keine durchgreifende Wärmebehandlung erfordern und bei welchen das nachteilige Aufquellen der Zellen vermindert und ihre Entladekspaaiiät bei-
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behalten wird, sowie ein Herstellungsverfahren hierfür anzugeben·
Das nachteilige Aufquellen (im allgemeinen 20 % oder mehr der ursprünglichen Gesamtζellenhohe) bei Zellen, die "nicht" oder unzureichend zuvor erwärmte Bestandteile umfassen, wie beispielsweise Katoden, wurde im allgemeinen dem aus den Katoden austretenden Wasser zugeschrieben, das mit den akt'iven Metallanoden reagiert und Wasserstoffgas bildet· Es wird allgemein angenommen, daß die gleichen Überlegungen, die eine Anwendung von wäßrigem Elektrolyt (Reaktion von V/asser mit der aktiven LIetallanode) ausschließen, auch das Vorhandensein jeglichen Wassers in dem organischen oder anorganischen Elektrolyten, der als Ersatz dafür verwendet wird, ausschließen. Es wurde jedoch festgestellt, daß überraschenderweise die vermutete Reaktion zwischen der aktiven lietallanode und dem unzureichend ausgetriebenen Wasser in wasserfreien Zellen in der Tat nicht stattfindet«,
Bei Zellen mit thermisch nicht behandelten Katoden ist die nachgewiesene Entwicklung von Wasserstoff (dem erwarteten Produkt der Reaktion zwischen den aktiven Metallen und Wasser) im wesentlichen die gleiche wie bei jenen Zellen, die thermisch behandelte Katoden umfassen. Tatsächlich zeigten "Zellen" ohne Anoden mit thermisch nicht behandelten Katoden noch das Bestreben aufzuquellen. Es wurde des weiteren überraschenderweise festgestellt, daß.das nachteilige Aufquellen und das Auslaufen der Zellen, die einen kleinen Anteil von V/asser enthalten, der Wechselwirkung zwischen dem Wasser, dem Elektrolytsalz und dem nichtwäßrigen Lösungsmittel des Elektrolytsalzes, die zur Entwicklung von schädlichen Gasen führte, zugeschrieben worden konnte .
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Da zuvor angenommen wurde, daß die Ursache der schädlichen Gase die Reaktion zwischen dein enthaltenen Wasser und der aktiven IJetallanode ist, hielt man es nicht für möglich, eine derartige Reaktion durch die Verwendung von unterschiedlichen Elektrolytsalzen oder von nichtwäßrigen Elektrolytsalzlösungsmitteln zu beeinflussen. Polglich wurde angenommen, daß eine durchgreifende Wärmebehandlung zur Austreibung des enthaltenen V/assers ein absolutes Erfordernis ist. Im Falle einer derartigen Wärmebehandlung und des llichtvorhandenseins von V/asser wurde die Wahl des Elektrolytsalzes und des ElektrolytIö'sungsmittel3 im· allgemeinen durch Leitfähigkeits~ betrachtungen bestimmt. So wurde im Palle der Zellen mit Beta-Mangandioxid-Katoden festgestellt, daß die wirksamste Elektrolytsalzlösung Lithiumperchlorat (IdClO.) in einem 1:1-Massegemisch des Dimethoxyäthan& (DIIE) und Propylenkarbonats(PC) ist о
Im allgemeinen umfaßt die vorliegende Erfindung die Verwendung von speziellen Elektrolytsalzen und/oder Elektrolytsalzlösungsmitteln 3.n wasserfreien Elektrolytzellen, die bei Vorhandensein von Wasser nicht unter Bildung von gasförmigen Reaktionsprodukten miteinander reagieren. Die Verwendung derartiger spezifischer Elektrolytealze und/oder Elektrolytsalzlösung smittein bietet die Möglichkeit, in den Zellen Zellbestandteile wie beispielsweise Katoden unterzubringen, die kleine Mengen V/asser von bis zu 2 Masse-55 enthalten, ohne daß ein erhebliches Aufquellen oder Auslaufen zu verzeichnen ist. Polglich können die herkömmlichen kostspieligen Wärmevorbehand'lungsstufen der Bestandteile bei erhöhten Temperaturen reduziert oder ausgeschaltet werden.
Es wurde festgestellt,- daß die Llektrolytaalze, die eine schädliche Gasentwicklung bewirken, -im allgemeinen Salze fassen* die bei der Reaktion mit V/aseer verhältnismäßig.
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starke Oxydationsmittel bilden· Zum Beispiel bildei das gewöhnlich bei Li/LInOg-Zellen verwendete Lithiumperchlorat bei der Reaktion mit Wasser die stark oxydierende Perchlorsäure (HClO.). Es wurde gleichzeitig entdeckt, daß Lithiumtrifluorazetat, das als Elektrolytsalz verwendet wird, auch zur Bildung von schädlichera Gas führt. Ein derartiges Salz bildet auch eine verhältnismäßig stark oxydierende Karbonsäure.
Deshalb wird ein Elektrolytsalz verwendet, das in Gegenwart von V/asser ein schwaches Oxydationsmittel bildet. Dabei wird ein Lösungsmittel benutzt, das mit starken Oxydationsmittel·!! bezüglich der Bildung eines gasförmigen Reaktionsproduktes im wesentlichen keine Reaktion zeigt.
Es ist weiterhin von Vorteil, daß die Kathode Restwasser enthält, wobei zweckmäßig das Restwasser bis 2Gew,-# der Kathode beträgt. Die Kathode kann ein Metalloxid enthalten, vorteilhaft Betamangandioxid, während die Anode Lithium enthält und das Elektrolytsalz aus LiPFg, LiCP3SO3 und LiBP. ausgewählt wird und das Lösungsmittel aus Dioxolan, Gammabutyrolakton und Diglym.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn das Elektrolytsalz LiClO. enthält. Eine besondere vorteilhafte Ausführung der Zelle ist gekennzeichnet durch eine Lithiumanode, eine Betamangandioxidkathode, ein nichtwäßriges Elektrolytlösungsmittel und in dem Lösungsmittel gelöstes LiPP/-♦
Das Verfahren zum Verhindern der schädlichen Gasentwicklung in einer erfindungßgemäßen nichtwäßrigen elektrochemischen Zelle mit einer Anode, die in der ЕГЖ-Reihe über Wasserstoff liegt, und einer V/asser enthaltenden Kathode, wobei die Zelle als Elektrolyt eine Losung aus einem in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel gelösten Elektrolytsalz hat, ist gekennzeichnet
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dadurch, daß als nichtwäßriges Lösungsmittel und als darin gelöstes Elektrolytsalz Stoffe verwendet v/erden, die in Anwesenheit von Wasser bezüglich der Bildung eines gasförmigen Reaktionsprodukts im wesentlichen reaktionslos sind, und daß die Kathode bis 2 Gew.-% Wasser enthält.
ES ist von Vorteil, wenn das Elektrolytsalz in Anwesenheit von Wasser ein schwaches Oxydationsmittel bildet und daß das Lösungsmittel mit starken Oxydationsmitteln bezüglich der Bildung eines gasförmigen Reaktionsprodukts reaktionslos ist. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kathode Beta-IinOp enthült, daß die Anode Lithium enthält und daß das Salz enthält,
Bei der Ausführung von elektrochemischen Zellen mit Elektrolytsalzlösungsmitteln,die mit Oxydationsmitteln unter Gasentwicklung reagieren, entstehen tatsächlich Zellen (mit geringem Wassergehalt), die aufquellen und lecken, wenn bei ihnen Elektrolytsalz Verwendung finden, die stark oxydierende Säuren •bilden. Derartige Elektrolytsalzlösungsmittel jedoch beeinflussen die Zellen (mit geringem V/assergehalt) nicht nachteilig, in welchen Elektrolytsalze Verwendung finden, die keine stark oxydierenden Säuren bilden, wenn sie mit Wasser zusammenkommen· Zum Beispiel entwickelt das oxydationsfreudige Propylenkarbonat (PC) ein Gas, und zwar vermutlich GO^ wenn es in einer Zelle verv/endet wird, die Wasser in geringer Menge und LiClO. als Elektrolyt enthält. Wird es jedoch in einer Zelle mit einem Elektrolytsalz wie IdPPg verwendet, das eine schwach oxydierende Säure bildet, dann unterliegt die Größünstabilitiit der Zelle nur einer geringen nachteiligen Y/irkung.
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Es wurde darüber hinaus entdeckt, daß die Elektrolytsalzlösung smitt el; die mit starken Oxydationsmitteln reagieren, dabei aber kein gasförmiges Produkt entwickeln, mit geringer nachteiliger Wirkung in Zellen (mit geringem Wassergehalt) verwendet werden können, die stark oxydierende säurebildende Elektrolytsalze wie beispielsweise Lithiumperchlorat enthalten» Somit kann Dioxolan (OX), das nicht zu einem gasförmigen Reaktipnsprodukt oxydiert wird, als ein Elektrolytsalzlösungsmittel verwendet werden, das das Propylenkarbonat, das ein gasförmiges Reaktionsprodukt erzeugt, in Zellen (mit geringem Wassergehalt) ersetzt, die Elektrolytsalze wie beispieIsweise LiGlO enthalten.
Es versteht -sich natürlich von selbst, daß die Polgen der Reaktion nicht das einzige Kriterium für die Auswahl der richtigen Elektrolytsalze und der Elektrolytsalzlösungsmittel darstellen. Es ist darüber hinaus erforderlich, daß die Elektrolytlösung des Salzes und das Lösungsmittel eine hinreichend große Leitfähigkeit aufweisen, um eine zweckmäßige Ausnutzung der Kapazität und Entladegeschwindigkeiten, die mit den Elektroden der Zelle erreicht werden können, zu ermöglichen. Andere Salze als das Lithiumperchlorat, die keine stark oxydierenden Säuren in Gegenwart von V/asser bilden, besitzen.im allgemeinen nicht die generell hohe Leitfähjgkeit des Lithiumperchlorats. Es wurden jedoch mehrere Elektrolytsalze herausgefunden, die nur schwach oxydierende Säuren in Gegenwart von V/asser bilden und somit die Zellen (die die gewünschten Lösungsmittel wie beispielsweise PC enthalten, die aber gegen die Angriffe der oxydierenden Säure empfindlich sind) in die Lage versetzen, mit gemäßigten Entladegeschwindigkeiten und mit guter Kapazität zu arbeiten, die mit der jener Zellen vergleichbar ist, die als Elektrolytsalz Lithiuinperchlorat enthalten. Beispiele derartiger Salze umfassen LiPFg, LiCI-. SO^ und in einem geringeren Um-
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Beispiele für Salze, die zum Aufquellen der Zellen führen wie im Falle des LiClO., umfassen LiAsF^ und LiCF^COp,
Lösungsmittel, die mit dem darin gelösten Elektrolytsalz die erforderliche Leitfähigkeit aufweisen und im allgemeinen unempfindlich gegen die Angriffe der oxydierenden Säure sind, umfassen Dioxolan (OX), Gamma-Butyrolacton (BL) und Diglym (DG).
Ausführunrecbeiopiel
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Verwendung verschiedener Elektrolytsalze und verschiedener Elektrolytsalzlösungsmittel und ihren Einfluß auf Katoden aus nur gemäßigt wärmebehandeltem Beta-ЫпОр» die in bezug auf ihr Quellverhalten und die Zellenkapazitäten gefestigt sind. Die Beispiele dienen zu dem Zwecke der Darstellung und der Erläuterung der vorliegenden Erfindung und sollten nicht als Einschränkung derselben betrachtet werden. Sofern nichts anderes angegeben wird, sind alle Teile blasseteile·
Beispiel 1 (bekannte technische Lösung)
Eine flache Knopfzelle (0,25 mn hoch χ 25 mm im Durchmesser) wurde mit einer Lithiumfolienscheibe mit einer Masse von etwa 70 mg, mit einem nichtgewebten Polypropylen-Scheibenseparator und mit einer Katodenscheibe hergestellt, die aus 1 Gramm eines Gemisches aus 90 f;S Beta-LiiOg, 6 % Graphit und 4 % "Teflon"-Pulver gepreßt wurde. Der Elektrolyt bestand aus etwa 275 nig eines V'i -LiClO. in einem 1 :1-Gemisch einer Propylen-Karbonat-Diniethosyäthan-xiösung. Vor ihrem Einbau in die Zelle wurde die gepreßte Katodenscheibe unter Vakuum bei einer Temperatur von 300 0C über einen Zeitraum von б Stunden ge-
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trocknet, liach dem Zusammenbau der Zelle wurde diese 1 Stunde lang bis 115 C erhitzt .und anschließend auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die Zellenhöhe nahm von 2,64 mm auf 2,77 mm zu. Während der Entladung wurde ermittelt, daß die Zelle 220 mAh bei einem Entladestrom von 1 mA erbrachte, wobei die Entladegrenzspannung 2,40 Volt betrug.
Beispiel 2 (modifizierte bekannte technische Lösung)
Es wurde eine Zelle gemäß Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch die Katodenscheibe vor dem Einbau in die Zelle auf nur 150 0C erwärmt und bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von 3 Stunden unter Vakuum getrocknet wurde, Nach dem Zusammenbau wurde die Zelle auf 115 0G erhitzt und die Temperatur über eine Stunde beibehalten und anschließend auf Zimmertemperatur abgekühlt. Die Zellenhöhe nahm von 2,69 mm auf 3,58 mm zu, was etwa einer 30%igen Zunahme der Höhe entspricht ·
Beispiel 3
Es wurde eine Zelle gemäß Beispiel 2 hergestellt und in gleicher Weise wärmebehandelt, wobei als Elektrolyt jedoch 111 LiPIV in PC-DLlE verwendet wurde. Mach einer 1 stündigen Y/ärmebehandlung bei 115 C und anschließender Abkühlung auf Zimmertemperatur war es zu einer Zunahme der Zellenhöhe von 2,67 mm auf 2,79 м gekommen, V/ährend der Entladung vrarde ermittelt, daß die Zelle 217 mAh bei einem Entladestrom von 1.mA erbrachte, wobei die Entladegrenzspannung 2,40 Volt betrug,
Beispiel 4
Es wurde eine Zelle gemäß Beispiel 2 hergestellt und in gleicher Weise wärmebehcndelt, wobei als Elektrolyt jedoch 1M oSOo in PC-DLIL verwendet wurde, liach einer 1 stündigen
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Wärmebehandlung bei 115 0C und anschließender Abkühlung auf Zimmertemperatur war es zu einer Zunahme der Zellenhöhe von 2,67 ram auf 3»00 mm gekommen· Wahrend der Entladung wurde ermittelt, daß die Zelle 202 mAh bei einem Entladestrom von 1 mA erbrachte, wobei die Entladegrenzspannung 2,40 Volt betrug·
Beispiel 5
Es wurde eine Zelle gemäß Beispiel 2 hergestellt, v/obei jedoch anstelle des PC-DME-Gemisches ein Diglym-Elektrolytlösungsmittel verwendet wurde. Nachdem die Zelle 1 Stunde lang bei 115 C wärmebehandelt und anschließend auf Zimmertemperatur abgekühlt worden war, betrug die Zellenausdehnung etwa 0,25 min·
Aus den vorangehenden Beispielen geht eindeutig hervor, daß durch die Verwendung des das schwache Oxydationsmittel bilr denden LiPPg anstelle des LiClO. als Elektrolytsalz in einer Zelle (mit einem Restanteil Wasser) selbst im Palle eines gasbildenden oxydierbaren Lösungsmittels (PC) die Stabilität der Zellenabmessungen verbessert wird. Es ist ebenfalls offensichtlich, daß durch die Verwendung eines kein Gas bildenden Lösungsmittels selbst im Palle eines ein starkes Oxydationsmittel bildenden LiCIO.-Elektrolyts die Stabilität der Zellenabmessungen ebenfalls verbessert wird*
Heben dem zuvor erwähnten Beta-IinOp umfassen andere Katodenmaterialien, die gewöhnlich V/asser enthalten und die normalerweise einer durchgreifenden Wärmebehandlung unterzogen werden, insbesondere Lletalloxide wie beispielsweise TiOp» SnO, MoO.., V2Ot-, CrO-, PbO, Pe2O und generell Übergangemetalloxide.

Claims (19)

22 3 55 3 ~11- 5-2.1981 58 050/18 Erfindungsanspruch
1· Uichtwäßrige elektrochemische Zelle mit einer Anode, die
ein Metall enthält, das in der ІШК-Reihe über Wasserstoff liegt, eine Katode, ein nichtwäßriges Elektrolytlösungsinittel und ein Elektrolytsalz, das in dem Lösungsmittel gelöst ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Lösungsmittel und das Salz in Gegenwart von V/asser im wesentlichen bezüglich der Bildung eines gasförmigen Reaktionsproduktes reaktionslos sind·
2· Zelle nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Elektrolytsalz in Gegenwart von V/asser ein schwaches Oxydationsmittel bildet·
3· Zelle nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Lösungsmittel mit starken Oxydationsmitteln bezüglich der Bildung eines gasförmigen Reaktionsproduktes im wesentlichen keine Reaktion zeigt»
4· Zelle nach den Punkten 1, 2 oder 3» gekennzeichnet dadurch, daß die Katode Restwasser enthält·
5· Zelle nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Restv/asser bis 2 Gew·-^ der Katode beträgt.
6. Zelle nach Punkt 4 oder 5> gekennzeichnet dadurch, daß die Katode ein LIetalloxid enthält,
7. Zelle nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Katode Betamangandioxid enthält.
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8. Zelle nach einem der vorangegangenen Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Anode Lithium enthält.
9. Zelle nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Elektrolytsalz aus LiPPg, LiCP3SO3 und LiBP4 ausgewählt ist.
10» Zelle nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Lösungsmittel aus Dioxolan, Gammabutyrolakton und Diglym ausgewählt ist.
11, Zelle nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Elektrolytsalz LiGlO4 enthält,
12. Elektrochemische Zelle nach den Punkten 1 bis 11, gekenn zeichnet durch eine Lithiumanode, eine Betamangandioxidkatode, ein nichtwäßriges blektrolytlösungsmittel und in dem Lösungsmittel gelöstes
13· Verfahren zum Verhindern der schädlichen Gasentwicklung in einer nichtwäßrigen elektrochemischen Zelle mit einer Anode, die in der EKK-Reihe über Wasserstoff liegt, einer Wasserenthaltenden Katode, v/obei die Zelle als Elektrolyt eine Lösung aus einem in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel gelösten Elektrolytsalz hat, gekennzeichnet dadurch, daß als nichtwäßriges Losungsmittel und als darin gelöstes Elektrolytsalz Stoffe verwendet werden, die in Anwesenheit von Wasser bezüglich der Bildung eines gasförmigen Reaktionsproduktes im wesentlichen reaktionelos sind·
14· Verfahren nach Punkt 13» gekennzeichnet dadurch, daß die Katode bis 2 Gew.-% Wasser enthält.
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15. Verfahren nach Punkt 13» gekennzeichnet dadurch, daß das Elektrolytsalz in Anwesenheit von Wasser ein schwaches Oxydationsmittel bildet·
16» Verfaliren nach Punkt 13» gekennzeichnet dadurch, daß das LöoungGraixtel mit starken Oxydationcnitteln bezüglich der Bildung eines gasförmigen Reaktionsprodukte} reaktionslos ist«
17* Verfahren nach Punkt 13» gekennzeichnet dadurch, daß die Katode Eeta-LinOp enthält.
18. Verfahren nach Punkt 13, gekennzeichnet dadurch, daß die Anode Lithium enthält*
19· Verfahren nach Punkt 17, gekennzeichnet dadurch, daß das Salz LiPP/· enthält«
DD80223553A 1979-08-27 1980-08-27 Nichtwaessrige elektrochemische zelle und verfahren zu ihrer herstellung DD152660A5 (de)

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ZA (1) ZA805189B (de)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4401735A (en) * 1979-12-28 1983-08-30 Duracell International Inc. Non-aqueous Li/MnO2 cell
JPS56103864A (en) * 1980-01-21 1981-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Battery
US4419423A (en) * 1980-06-27 1983-12-06 Union Carbide Corporation Nonaqueous cells employing heat-treated MnO2 cathodes and a PC-DME-LiCF3 SO3 electrolyte
EP0044240A1 (de) * 1980-06-27 1982-01-20 Union Carbide Corporation Nichtwässrige Zellen enthaltend Kathoden aus wärmebehandeltem Mangandioxid und einen Elektrolyten von Propylencarbonat-dimethoxyäthan-lithium-trifluormethylsulfonat
US4350745A (en) * 1980-12-29 1982-09-21 Duracell Inc. Electrochemical cells having hydrogen gas absorbing agent
US4466470A (en) * 1982-01-20 1984-08-21 Polaroid Corporation Lithium batteries with organic slurry cathodes
US4450214A (en) * 1982-06-14 1984-05-22 Union Carbide Corporation Lithium halide additives for nonaqueous cell systems
JPS5928689A (ja) * 1982-08-11 1984-02-15 株式会社東芝 燃料棒
US4490449A (en) * 1983-09-19 1984-12-25 Duracell Inc. Cell solvent
JPS60190889A (ja) * 1984-03-09 1985-09-28 日本核燃料開発株式会社 核燃料要素
USH829H (en) 1985-06-13 1990-10-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Rechargeable lithium-organic electrolyte battery having overcharge protection and method of providing overcharge protection for a lithium-organic electrolyte battery
JPH0830746B2 (ja) * 1986-03-18 1996-03-27 三菱マテリアル株式会社 耐応力腐食割れ性の良好な原子燃料用Ｚｒ合金製被覆管の製造法
JPS62217184A (ja) * 1986-03-19 1987-09-24 三菱原子燃料株式会社 原子炉の燃料被覆用Ｚｒ合金管材
JPH01281677A (ja) * 1988-05-09 1989-11-13 Fuji Elelctrochem Co Ltd 非水電解液電池
CA1308778C (en) * 1988-07-01 1992-10-13 Nobuhiro Furukawa Non-aqueous electrolyte cell
US5154992A (en) * 1990-08-10 1992-10-13 Medtronic, Inc. Electrolyte for lithium-manganese oxide cells and the like
US5180642A (en) * 1992-02-24 1993-01-19 Medtronic, Inc. Electrochemical cells with end-of-service indicator
US5474858A (en) * 1992-07-21 1995-12-12 Medtronic, Inc. Method for preventing gas formation in electro-chemical cells
EP0614239A3 (de) * 1993-03-01 1996-10-16 Tadiran Ltd Leichtwässrige Sekundärzelle mit Sicherheitsvorrichtung.
US5587258A (en) * 1994-10-19 1996-12-24 Litronik Batterietechnologie Gmbh & Co. Galvanic cell having improved cathode
DE4438784C2 (de) * 1993-10-20 1998-02-19 Litronik Batterietechnologie G Hermetisch geschlossene galvanische Zelle für ein implantierbares Gerät, deren Verwendung und Verfahren zur Herstellung der Zelle
US6403261B2 (en) 1996-07-31 2002-06-11 Valentin Nikolaevich Mitkin Carbon-containing material and a method of making porous electrodes for chemical sources of electric current
AU6758696A (en) * 1996-07-31 1998-02-20 Obschestvo Otkrytogo Tipa Novosibirsky Zavod Khimkontsentratov Carbon-containing material for the electrodes of chemical current sources and method for making porous electrodes from said material
US5846673A (en) * 1996-12-09 1998-12-08 Valence Technology, Inc. Additive to stabilize electrochemical cell
US6869547B2 (en) * 1996-12-09 2005-03-22 Valence Technology, Inc. Stabilized electrochemical cell active material
US5869207A (en) * 1996-12-09 1999-02-09 Valence Technology, Inc. Stabilized electrochemical cell
US6183718B1 (en) 1996-12-09 2001-02-06 Valence Technology, Inc. Method of making stabilized electrochemical cell active material of lithium manganese oxide
US6395431B1 (en) 1998-10-28 2002-05-28 Valence Technology, Inc. Electrolytes having improved stability comprising an N,N-dialkylamide additive
US6468695B1 (en) 1999-08-18 2002-10-22 Valence Technology Inc. Active material having extended cycle life
US6443999B1 (en) 2000-03-16 2002-09-03 The Gillette Company Lithium cell with heat formed separator
US20030113622A1 (en) 2001-12-14 2003-06-19 Blasi Jane A. Electrolyte additive for non-aqueous electrochemical cells
US20030162099A1 (en) 2002-02-28 2003-08-28 Bowden William L. Non-aqueous electrochemical cell
US7033698B2 (en) * 2002-11-08 2006-04-25 The Gillette Company Flexible cathodes
US20050158621A1 (en) * 2003-09-30 2005-07-21 Benoit Stephen A. Battery with flat housing
US20050164085A1 (en) * 2004-01-22 2005-07-28 Bofinger Todd E. Cathode material for lithium battery
US8137842B2 (en) * 2004-01-22 2012-03-20 The Gillette Company Battery cathodes
US8003254B2 (en) * 2004-01-22 2011-08-23 The Gillette Company Battery cathodes
US7459237B2 (en) * 2004-03-15 2008-12-02 The Gillette Company Non-aqueous lithium electrical cell
US7285356B2 (en) * 2004-07-23 2007-10-23 The Gillette Company Non-aqueous electrochemical cells
US20060222945A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Bowden William L Battery cathodes
US7479348B2 (en) * 2005-04-08 2009-01-20 The Gillette Company Non-aqueous electrochemical cells
US7858230B2 (en) * 2005-10-26 2010-12-28 The Gillette Company Battery cathodes
US20070148533A1 (en) * 2005-12-23 2007-06-28 Anglin David L Batteries
US20080050654A1 (en) * 2006-08-23 2008-02-28 Maya Stevanovic Battery
US7867553B2 (en) * 2006-08-23 2011-01-11 The Gillette Company Method of making cathode including iron disulfide
US20080240480A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Pinnell Leslie J Secondary Batteries for Hearing Aids
US20080241645A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Pinnell Leslie J Lithium ion secondary batteries
US20080248375A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-09 Cintra George M Lithium secondary batteries
EP2223362B1 (de) * 2007-10-19 2024-02-07 Energizer Brands, LLC Entwurf für eine lithium-eisen-disulfidzelle
US20090202910A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Anglin David L Alkaline Batteries
US10536016B2 (en) 2008-10-02 2020-01-14 Duracell U.S. Operations, Inc. Battery
US8304116B2 (en) * 2008-10-02 2012-11-06 The Gillette Company Battery
WO2011025538A1 (en) * 2009-08-27 2011-03-03 Eveready Battery Company, Inc. Lithium-iron disulfide cathode formulation having high pyrite content and low conductive additives
US20110143218A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Issaev Nikolai N Battery
JP6514844B2 (ja) * 2013-07-23 2019-05-15 Fdk株式会社 非水系有機電解液およびリチウム一次電池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4716929A (de) * 1971-02-03 1972-09-05
US3877983A (en) * 1973-05-14 1975-04-15 Du Pont Thin film polymer-bonded cathode
JPS549694B2 (de) * 1973-08-29 1979-04-26
US3907597A (en) * 1974-09-27 1975-09-23 Union Carbide Corp Nonaqueous cell having an electrolyte containing sulfolane or an alkyl-substituted derivative thereof
JPS5342325A (en) * 1976-09-29 1978-04-17 Sanyo Electric Co Method of making cathode of nonnaqueous battery
JPS5358623A (en) * 1976-11-05 1978-05-26 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Battery
DE2726380C2 (de) * 1977-06-10 1984-03-08 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Elektrochemische Stromquelle hoher Energiedichte
JPS5422520A (en) * 1977-07-21 1979-02-20 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Battery
US4163829A (en) * 1977-11-14 1979-08-07 Union Carbide Corporation Metallic reducing additives for solid cathodes for use in nonaqueous cells
US4142028A (en) * 1977-12-23 1979-02-27 Union Carbide Corporation Nonaqueous cells utilizing aluminum, magnesium, and calcium anodes in amide-based electrolytes
US4160070A (en) * 1978-09-25 1979-07-03 Esb United States, Inc. Additive for high drain rate lithium cells
US4195122A (en) * 1978-09-25 1980-03-25 Esb Technology Company Additive for high drain rate lithium cells
CA1131306A (en) * 1978-09-25 1982-09-07 Nehemiah Margalit Tetrafluoroborate additive for high drain rate lithium cells
US4166888A (en) * 1978-10-30 1979-09-04 Exxon Research & Engineering Co. Cell having an alkali metal anode, a fluorinated carbon cathode and an electrolyte which includes an alkali metal halide salt and a solvent system containing a substituted amide solvent and a cyclic carbonate cosolvent
US4176214A (en) * 1978-12-26 1979-11-27 Gte Laboratories Incorporated Lithium-lead sulfate primary electrochemical cell
IN154337B (de) * 1979-06-25 1984-10-20 Union Carbide Corp
JPH0711965A (ja) * 1993-06-22 1995-01-13 Isuzu Motors Ltd 回転電機付タ−ボチャ−ジャの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
NO802527L (no) 1981-03-02
NL8004785A (nl) 1981-03-03
GB2057180A (en) 1981-03-25
DE3031902C2 (de) 1990-05-31
BE884934A (fr) 1980-12-16
BR8005394A (pt) 1981-03-10
IT1141021B (it) 1986-10-01
JPH08273678A (ja) 1996-10-18
CA1141430A (en) 1983-02-15
FR2464566B1 (fr) 1992-05-15
PL226417A1 (de) 1981-07-24
CS212725B2 (en) 1982-03-26
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ES494547A0 (es) 1981-11-16
GB2057180B (en) 1983-05-18
IL60946A (en) 1983-11-30
IT8024316A0 (it) 1980-08-27
SE8005935L (sv) 1981-02-28
IL60946A0 (en) 1980-11-30
ZA805189B (en) 1981-08-26
ES8200568A1 (es) 1981-11-16
AU538046B2 (en) 1984-07-26
HK61188A (en) 1988-08-19
JPH08273679A (ja) 1996-10-18
US4279972A (en) 1981-07-21
FR2464566A1 (fr) 1981-03-06
DK366180A (da) 1981-02-28
JPS5636870A (en) 1981-04-10
JPH0711965B2 (ja) 1995-02-08
DE3031902A1 (de) 1981-03-19

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