DK164146B - Elektrokemisk element med formelding om afslutning af levetid - Google Patents
Elektrokemisk element med formelding om afslutning af levetid Download PDFInfo
- Publication number
- DK164146B DK164146B DK500183A DK500183A DK164146B DK 164146 B DK164146 B DK 164146B DK 500183 A DK500183 A DK 500183A DK 500183 A DK500183 A DK 500183A DK 164146 B DK164146 B DK 164146B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- active
- electrically conductive
- electrochemical element
- electrolytic solution
- conductive member
- Prior art date
Links
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 23
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 16
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 description 3
- -1 lithium halide halide Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000573 alkali metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- PPTSBERGOGHCHC-UHFFFAOYSA-N boron lithium Chemical compound [Li].[B] PPTSBERGOGHCHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910001537 lithium tetrachloroaluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- MPDOUGUGIVBSGZ-UHFFFAOYSA-N n-(cyclobutylmethyl)-3-(trifluoromethyl)aniline Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(NCC2CCC2)=C1 MPDOUGUGIVBSGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
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
-
- 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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
- H01M4/08—Processes of manufacture
- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
-
- 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
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
- H01M6/5044—Cells or batteries structurally combined with cell condition indicating means
- H01M6/5055—End of discharge indicated by a voltage step
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
i
DK 164146 B
Den foreliggende opfindelse angår et elektrokemisk element, og nærmere bestemt et primært elektrokemisk element, som er indrettet til at give en advarselsindikation mod afslutningen af elementets afladning som tegn på, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig.
5 Primære elektrokemi ske elementer med indretninger til advarsel om afslutning af elementets levetid beskrives i US-A-3.757.793. Specielt beskriver dette skrift et elektrokemisk element med en multipel sammensat anode- og katodekonstruktion. Anodekonstruktionen omfatter to forskellige materialer, som ved opbrugning af det ene forårsager et fald i 10 driftsspænding. Denne ændring i elementets driftsspænding, som skyldes opbrugning af den ene af de aktive anodebestanddele, påvises med det formål at give en advarselsindikation som tegn på, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig. Som anført i det pågældende skrift kan anoderne, hvortil der anvendes to forskellige metaller, dannes ved 15 plettering af de forskellige metaller oven på hinanden i stedet for ved anvendelse af pul verformige metaller.
Andre elektrokemi ske elementer med advarselsindikation som tegn på, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig, frembragt ved et fald i driftsspændingen, beskrives i US-A-4.025.700, US-A-4.227.606, FR-A-20 2.381.394, DE-A-27 34 728, DE-A-28 07 033 og D.I. Chua et al., i Proc. of the 28th Power Sources Symp., (1978), side 247-251.
US-A-4.060.668 beskriver et cylindrisk primært elektrokemisk element med en lithiumanode, en carbonstrømkollektorkatodestruktur og en separator af isolerende materiale indskudt mellem lithiumanoden og 25 carbonstrømkollektorkatodestrukturen. Lithiumanoden har form af et cylindrisk lag, der fysisk er presset mod en indre væg af metal huset for elementet og er arrangeret koncentrisk i huset med carbonstrømkollektor-katodestrukturen og separatoren. En foretrukket elektrolyt!sk opløsning til dette konventionelle element indbefatter en reducérbar opløselig 30 katode og et elektrolytmateriale, der er opløst i den reducerbare opløselige katode. Thionylchlorid og lithiumtetrachloraluminat er egnede materialer til henholdsvis den reducérbare opløselige katode og det opløste elektrolytmateriale.
Andre principper til opnåelse af advarselsindikationer om levetids-35 afslutning beskrives i US-A-4.247.607 og US-A-4.293.622. I US-A- 4.247.607 beskrives et primært lithiumhalogenidelement af skive- eller knaptype, som indbefatter en lithiumanode i kontakt med en iod/polymer-depolarisator og med et trinafsnit, som udgør ca. 15-5% af anodens
DK 164146 B
2 samlede tykkelse, og et overfladeareal fra ca. 40-60% af overfladearealet af den største overflade i kontakt med depolarisatoren. En indikation på, at levetidsafslutningen nærmer sig, tilvejebringes ved en væsentlig, påviselig forøgelse af elementets indre impedans, når kun 5 5 til 15% af den ubrugte lithiumanode er tilbage. I US-A-4.293.622 beskrives et lithium/thionylchloridelement, hvori de elektrokemisk aktive komponenter i elementet, herunder den elektrolyt!ske opløsning, er udvalgt således, at den elektrolyt!ske opløsning opbruges før de andre aktive komponenter under afladning. Som et resultat heraf indtræffer der 10 et påviseligt spring eller en påviselig overgang i elementets udgangsspænding, der tjener som en indikation på overhængende elementafladning.
En ulempe ved elementudformningen ifølge sidstnævnte patentskrift er, at begrænsningen af mængden af elektrolytisk opløsning gør mindre af den elektrolytiske opløsning tilgængelig for absorption af opløselige, gas-15 formige afladningsprodukter såsom svovldioxid, med det resultat, at der kan indtræffe en uønsket forøgelse af det indre tryk i elementet.
I overensstemmelse med den foreliggende opfindelse tilvejebringes der et elektrokemisk element omfattende et hus, hvori der er tilvejebragt en elektrolytisk opløsning, en anodestruktur og en katodestruktur, 20 hvor anodestrukturen omfatter en første og en anden aktiv del, hvor den anden aktive del giver en lavere driftsspænding, efter at den første aktive del er forbrugt, hvorved det indikeres, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig, hvor katodestrukturen omfatter et langstrakt, cylindrisk, rørformet, porøst carbonorgan i nærheden af en 25 indvending væg for huset, hvilket katodeorgan under afladning af elementet er operativt til katalytisk at reducere en opløselig komponent i den elektrolytiske opløsning, hvor den første aktive anodedel er en i almindelighed langstrakt, cylindrisk del anbragt i og i afstand fra det rørformede carbonkatodeorgan, hvor den anden aktive del er omgivet af 30 den første aktive anodedel, og hvor et langstrakt ikke elektrisk ledende organ er anbragt i den første aktive anodedel, hvilket elektrokemi ske element er ejendommeligt ved, at det ikke elektrisk ledende organ har et afsnit med mindre diameter og tværsnit end resten deraf, og at den anden aktive anodedel er i form af en ring anbragt på afsnittet med mindre 35 diameter og tværsnit af det ikke elektrisk ledende organ.
I anodestrukturen i elementet ifølge opfindelsen er den første og den anden aktive del arrangeret således i forhold til hinanden, at den forbrugelige første aktive del, som forbruges først, omgiver den anden
DK 164146 B
3 aktive del, som forbruges senere.
Overgangen fra forbrug af den første aktive anodedel (lithium) til forbrug af den anden aktive anodedel (calcium) finder sted mod afslutningen af elementets levetid og resulterer i et fald i elementets 5 driftsspænding, som skyldes det lavere oxidationspotentiale for den anden forbrugelige aktive del (calcium) i forhold til den første forbrugelige aktive del (lithium).
Foretrukne udførelsesformer og yderligere forbedringer af det elektrokemiske element ifølge krav 1 er anført i de afhængige krav.
10 Opfindelsen belyses nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor figur 1 en opstalt, delvis i tværsnit og med afsnit stærkt overdrevet for klarhedens skyld, af et cylindrisk, primært elektrokemisk element ifølge opfindelsen, som er i stand til at give en advarsels-15 tilstand mod afslutningen af elementets aflånding som tegn på, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig, og figur 2 er en afladningskurve over driftsspænding som funktion af tiden for elementet i figur 1, der illustrerer forekomsten af advarselstilstanden, som er udtryk for, at afslutningen af elementets levetid 20 nærmer sig.
Der henvises nu til figur 1, som viser et primært elektrokemisk element 1 ifølge opfindelsen. Elementet 1 omfatter et elektrodearrangement 2 anvendt sammen med en elektrolytisk opløsning 3 i et langstrakt cylindrisk metal hylster eller -hus 4 for elementet 1. Arrangementet 2 og 25 den elektrolytiske opløsning 3 repræsenterer tilsammen elementets elektrokemiske system. Det i elementet 1 anvendte arrangement 2 er isoleret fra elementhuset med en passende porøs isolator 5 (f.eks. af glaspapir), og omfatter i almindelighed et koncentrisk arrangement af en porøs carbonkatodestruktur 6, en tynd porøs separator 8 og en anodestruktur 30 10. Som det vil blive omtalt nærmere senere, er anodestrukturen 10 konstrueret i overensstemmelse med opfindelsen med henblik på at ændre elementets 1 driftsspænding, når afslutningen af elementets levetid nærmer sig for derved at give en advarselstilstand som tegn på, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig.
35 Den porøse carbonkatodestruktur 6 er et i almindelighed cylindrisk, langstrakt, rørformet organ, der omfatter et aggregat af adskilte, halvstive, porøse carbonkonglomerater. Disse konglomerater indeholder i almindelighed en kombination af carbonblack og et bindemiddel, såsom
DK 164146 B
4
Teflon®. Carbonkatodestrukturen 6 kan være dannet ud fra komglomeraterne som en komponent i et stykke som vist i figur 1, eller carbonkatodestrukturen 6 kan være konstrueret af et forud valgt antal individuelle ringformede skiver anbragt oven på hinanden i en lodret stablet række, 5 så der effektivt dannes en enkelt carbonkatodestruktur af i det væsentlige en hvilken som helst ønsket samlet længde. Passende omtrentlige dimensioner for carbonkatodestrukturen 6 til et element af AA-størrelse er en længde på 38,1 mm, en udvendig diameter på 12,7 mm og en indvendig diameter på 7,62 mm. På grund af den porøse natur af 10 komponenterne, der indgår i de konglomerater, der anvendes til dannelse af carbonkatodestrukturen 6, dannes der i carbonkatodestrukturen 6 et netværk af elek-trolytførende kanaler, hvorved carbonkatodestrukturen 6 let kan gennem-trænges af den elektrolytiske opløsning 3. Teknikker til fremstilling af de konglomerater, der anvendes i carbonkatodestrukturen 15 6, er beskrevet generelt i US-A-4.161.063, hvortil der kan henvises for specifikke detaljer.
Den førnævnte porøse separator 8 er anbragt mellem carbonkatodestrukturen 6 og anodestrukturen 10 og anvendes til at isolere carbonkatodestrukturen 6 elektrisk fra anodestrukturen 10. Separatoren 8 har 20 typisk form af et cylindrisk lag af et ikke elektrisk ledende materiale af standardtype, såsom glaspapir.
Anodestrukturen 10, der anvendes i elementet 1, er anbragt centralt i elementet, og, som vist i figur 1, omfatter den i almindelighed en fast, langstrakt, cylindrisk elektrode 10a af et første aktivt metal, 25 som kan forbruges, et langstrakt, ikke elektrisk ledende organ 10c anbragt i elektroden 10a og med et indsnævret afsnit lOe med mindre diameter og tværsnit end resten af organet 10c, en del lOf af et andet aktivt metal, som kan forbruges, som er anbragt på organet 10c i nærheden af det indsnævrede afsnit lOe af organet 10c og fuldstændigt 30 omgivet af metalelektrodens 10a materiale, et elektrisk ledende pol organ lOg anbragt på organet 10c i elektroden 10a og i fysisk og elektrisk kontakt med den forbrugelige metalelektrode 10a og den forbrugelige del lOf og et tyndt, fleksibelt, elektrisk ledende metalforbindelseselement lOh, der fysisk og elektronisk er forbundet mellem det elektrisk ledende 35 polorgan lOg og et langstrakt, hult metalgennemledningsorgan 12.
Elektroden 10a i anodestrukturen 10 er typisk af et oxiderbart, aktivt, forbrugeligt alkalimetal såsom lithium, der har et højt oxidationspotential, fx. 3,68 volt (i thionylchlorid). Passende omtrentlige
DK 164146 B
5 dimensioner for elektroden 10a er en længde på 38,1 mm og en udvendig diameter på ca. 7,62 mm.
Det førnævnte ikke elektrisk ledende organ 10c kan tage form af et hult glas- eller keramikrør som vist i figur 1 eller af en glas- eller 5 keramikstang. Rørformen af organet 10c kan være foretrukket til mange anvendelser, ved hvilke det ønskes at tilvejebringe en yderligere mængde elektrolytisk opløsning i elementet, f.eks. for at forøge effektiviteten af udnyttelsen (opbrugningen) af de forbrugelige metaller i elementet. I dette tilfælde tjener det hule rør som et simpelt og bekvemt reservoir 10 eller hulhed, hvori den yderligere eller overskydende mængde elektrolytisk opløsning kan indeholdes. Passende omtrentlige dimensioner for organet 10c er en længde på 38,1 mm, en udvendig diameter på 2,032 mm for det indsnævrede afsnit lOe, en diameter på 3,175 mm for resten af dets længde og en vægtykkelse (for et hult rør) på 1,016 mm.
15 Den førnævnte aktive del lOf, der er anbragt på organet 10c i nærheden af det indsnævrede afsnit lOe, har typisk form af en ring og er typisk af et oxiderbart, aktivt, forbrugeligt jordalkalimetal såsom calcium, der har et lavere oxidationspotential end 1 i thi umelektroden 10a, fx. 3,0 volt (i thionylchlorid). En passende diameter for delen lOf 20 er 3,175 mm og en passende tykkelse derfor er 0,51 mm. Selvom calcium for nærværende er det foretrukne materiale til den aktive del lOf, kan andre mulige materialer også anvendes som den aktive del lOf, fx. legeringer af alkalimetaller såsom lithium-aluminiumlegeringer og li thium-borlegeri nger med passende oxidationspotentialer, som er 25 kompatible med lithiummetallet i elektroden 10a.
Det førnævnte elektrisk ledende pol organ lOg, som er anbragt på organet 10c, kan have form af en elektrisk ledende, ikke forbrugelig metal belægning eller en langstrakt, tynd, ikke forbrugelig metaltråd eller -strimmel, som er viklet eller svøbt omkring det øvre afsnit af 30 organet 10c. Et passende materiale til metal belægningen eller -tråden eller -strimlen er nikkel, og en passende tykkelse derfor er 0,127 mm.
Det førnævnte forbindelseselement lOh kan være af nikkel og i form af en tråd eller et fast bånd, og kan være fastgjort til det elektrisk ledende pol organ lOg på en hvilken som helst passende måde. For eksempel 35 kan en første ende af forbindelseselementet lOh simpelt hen svejses direkte på polorganet lOg eller indlejres sammen med polorganet lOg i li-thiumelektroden 10a, som vist generelt i figur 1. Den anden ende af forbindelseselementet lOh fastgøres, såsom ved svejsning, til det førnævnte
DK 164146 B
6 cylindriske, hule metalgennemledningsorgan 12 (f.eks. af nikkel). Gen-nemledningsorganet passerer selv gennem en isolerende glas- eller keramik-ti 1 -metal pakning 14 af standardtype, der er anbragt i et hermetisk forseglet metallag eller -dæksel 15 for elementet 1. Forbi n-del sesele-5 mentet lOh tjener, i kraft af dets ikke-stive, fleksible natur og lille tykkelse, f.eks. 0,127 til 0,381 mm, til optagelse af even-tuelle rystelser eller vibrationer, som elementet 1 kan blive udsat for, for derved at forebygge et brud på den fysiske og elektriske forbindelse mellem det elektrisk ledende pol organ lOg og gennem!edningsorganet 12, og også 10 for at minimere muligheden for fysisk beskadigelse (f.eks. brud) af glas- eller keramik-til-metalpakningen 14 på grund af sådanne faktorer som rystelser og vibrationer.
Den hule natur af det ovenfor beskrevne gennemledningsorgan 12 tjener til at muliggøre indføring af den elektrolyt!ske opløsning 3 i 15 elementet 1, så den kan gennemtrænge de porøse komponenter i arrangementet 2 og, hvis det ikke elektrisk ledende organ 10c er i form af et hult rør som vist i figur 1, fylde hulheden i røret med elektrolytisk opløsning. Efter ovennævnte fyldningsoperation lukkes gennemledningsorganet 12 ved den udvendige åbning, f.eks. ved svejsning. Gennemled-20 ningsorganet 12 tjener derefter som den negative pol for elementet 1.
Huset 4 for elementet 1, der kan være af rustfrit stål, og mod hvilket den før beskrevne carbonkatodestruktur 6 ligger fysisk an, tjener som den positive pol for elementet 1.
En passende og foretrukken elektrolytisk opløsning 3, som kan 25 anvendes i det ovenfor beskrevne element 1, er en katodelektrolyt-opløsning indeholdende en reducerbar opløselig katode, såsom thionyl-chlorid, og et opløst elektrolytmateriale, såsom 1 ithiumtetrachloral umi nat, der er opløst i thionylchloridet.
Når det ovenfor beskrevne element 1 er i funktion, specielt under 30 normal afladning af elementet 1, reduceres den reducerbare opløselige katode, nemlig thionylchloridet katalytisk ved overfladen af carbon-katodestrukturen 6. Den katalytiske reduktion resulterer blandt andet i, at der dannes forskellige reaktionsprodukter i elementet, og, bestemt af hastigheden af denne katalytiske reduktion, i gradvis opbrugning af 35 begge de aktive metaller, dvs. lithiumet og calciumet, og også i opbrugning af thionylchloridet. Lithium- og calciummetallerne udvælges kvantitativt i forhold til den elektrolyt!ske opløsning 3, således at de opbruges før thionylchloridet opbruges i den elektrolyt!ske opløsning. I
DK 164146 B
7 kraft af, at det forbrugelige, aktive calciummetal i delen lOf er omgivet af det forbrugelige aktive 1ithiummetal i elektroden 10a, forbruges lithiummetallet først, nærmere bestemt i radial retning fra ydersiden mod indersiden af elektroden 10a og efterfølges af forbrug af 5 calciummetallet.
Overgangen fra forbrug af lithium til forbrug af calcium finder sted mod afslutningen af elementets levetid og resulterer i et fald i elementets driftsspænding, som skyldes det lavere oxidationspotential for calcium end for lithium. Dette fald i spænding er vist i figur 2 10 og anvendes indtil et sådant tidspunkt, hvor alt calciumet er opbrugt, til at repræsentere en advarselssignalperiode, der viser, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig eller er nært forestående. Dette tidsrum kan også anvendes til indledning af en anden handling, fx. til omstilling af en (ikke vist) belastning, som forsynes med energi af 15 elementet, til et reserveelement eller til aktivering af et eksternt kredsløb. Tidsrummet slutter effektivt, når alt calciumet er opbrugt (hvilket afhænger af mængden af calciumet) og markerer derved effektivt afslutningen af elementets brugstid eller nominelle levetid. Faldet i driftsspænding for elementet 1 som ovenfor beskrevet er klart og udtve-20 tydigt og kan påvises og overvåges og give tilstrækkelig tid til at udskifte elementet eller indlede en anden passende handling. Endvidere er driftsspændingen for elementet 1 under advarselsperioden stadig tilstrækkelig høj, fx. ca. 3,0 volt, til at sikre, at en belastning, der er forbundet til og forsynet med energi fra elementet, fortsætter med at 25 blive forsynet med tilstrækkelig spænding til at sikre dens fortsatte operation.
Selv om der er blevet beskrevet, hvad der anses for at være en foretrukket udførelsesformer for opfindelsen, vil det fremgå for fagmanden, at forskellige ændringer og modifikationer kan foretages deri 30 uden at afvige fra opfindelsen, som fremført i de vedføjede krav.
Claims (7)
1. Elektrokemisk element omfattende et hus, hvori der er tilvejebragt en elektrolytisk opløsning, en anodestruktur og en katodestruktur, hvor anodestrukturen omfatter en 5 første og en anden aktiv del (10a;10f), hvor den anden aktive del giver en lavere driftsspænding, efter at den første aktive del er forbrugt, hvorved det indikeres, at afslutningen af elementets levetid nærmer sig, hvor katodestrukturen (6) omfatter et langstrakt, cylindrisk, rørformet, porøst carbonorgan i nærheden af en indvending væg for huset (4), hvil -10 ket katodeorgan under afladning af elementet er operativt til katalytisk at reducere en opløselig komponent i den elektrolyt!ske opløsning (3), hvor den første aktive anodedel (10a) er en i almindelighed langstrakt, cylindrisk del anbragt i og i afstand fra det rørformede carbonkatode-organ, hvor den anden aktive del (lOf) er omgivet af den første aktive 15 anodedel, og hvor et langstrakt ikke elektrisk ledende organ (10c) er anbragt i den første aktive anodedel (10a), KENDETEGNET ved, at det ikke elektrisk ledende organ har et afsnit (lOe) med mindre diameter og tværsnit end resten deraf, og at den anden aktive anodedel (lOf) er i form af en ring anbragt på afsnittet (lOe) med mindre diameter og tværsnit af 20 det ikke elektrisk ledende organ (10c).
2. Elektrokemisk element ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at den reducerbare, opløselige katodekomponent i den elektrolytiske opløsning (3) er thionylchlorid, at carbonkatodestrukturen (6) omfatter et aggregat af porøse canbonkonglomerater, som kan gennemtrænges af den 25 elektrolyt!ske opløsning, og som tilvejebringer en overflade for den katalytiske reduktion af thionylchloridet i den elektrolytiske opløsning, at den første aktive del (10a) er af et første metal, og at den anden aktive del (lOf) er af et andet metal.
3. Elektrokemisk element ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at den 30 første aktive del (10a) er af lithium, og at den anden aktive del (lOf) er af calcium.
4. Elektrokemisk element ifølge krav 3, KENDETEGNET ved, at de relative mængder af thionylchlorid, lithium og calcium er således, at lithiumet og calciumet vil bliver forbrugt, før alt thionylchloridet er 35 forbrugt under afladning af elementet.
5. Primært elektrokemisk element ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at det langstrakte ikke elektrisk ledende organ (10c) er fremstillet af glas. 9
6. Primært elektrokemisk element ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at det langstrakte ikke elektrisk ledende organ (10c) er fremstillet af et keramisk materiale.
7. Primært elektrokemisk element ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at 5 det langstrakte ikke elektrisk ledende organ (10c) er hult. 10 15
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US35427682 | 1982-03-03 | ||
| US06/354,276 US4416957A (en) | 1982-03-03 | 1982-03-03 | Electrochemical cell |
| PCT/US1983/000200 WO1983003169A1 (en) | 1982-03-03 | 1983-02-14 | Electrochemical cell having end-of-life warning means |
| US8300200 | 1983-02-14 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK500183D0 DK500183D0 (da) | 1983-11-01 |
| DK500183A DK500183A (da) | 1983-11-01 |
| DK164146B true DK164146B (da) | 1992-05-11 |
| DK164146C DK164146C (da) | 1992-12-14 |
Family
ID=23392584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK500183A DK164146C (da) | 1982-03-03 | 1983-11-01 | Elektrokemisk element med formelding om afslutning af levetid |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4416957A (da) |
| EP (1) | EP0102382B1 (da) |
| DE (1) | DE3377317D1 (da) |
| DK (1) | DK164146C (da) |
| WO (1) | WO1983003169A1 (da) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4515873A (en) * | 1983-07-28 | 1985-05-07 | Cordis Corporation | Lithium cell having continuous depletion gauge |
| US4563401A (en) * | 1983-08-08 | 1986-01-07 | Battery Engineering, Inc. | Electrochemical cell with adjustable step-like output voltage |
| US4560628A (en) * | 1984-09-21 | 1985-12-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | High capacity inorganic oxyhalide electrochemical cell |
| US5416403A (en) * | 1993-02-11 | 1995-05-16 | Hewlett-Packard Corporation | Current stabilizing circuit |
| US5485090A (en) * | 1993-02-11 | 1996-01-16 | Hewlett-Packard Corporation | Method and apparatus for differentiating battery types |
| GB2275139B (en) * | 1993-02-11 | 1997-06-11 | Hewlett Packard Co | Cell type determination of battery under charge conditions |
| IT231088Y1 (it) * | 1993-02-17 | 1999-07-12 | Finvetro Srl | Dispositivo di comando per una tenda a veneziana o simile posta all'interno di una vetrocamera |
| US5418086A (en) * | 1993-08-09 | 1995-05-23 | Eveready Battery Company, Inc. | Battery with coulometric state of charge indicator |
| US5569553A (en) * | 1995-03-08 | 1996-10-29 | Wilson Greatbatch Ltd. | Battery design for achieving end-of-life indication during electrical discharge |
| US6045941A (en) * | 1997-07-08 | 2000-04-04 | Schlumberger Technology Corporation | Method to determine the state of charge and remaining life of lithium batteries used in oilfield services applications |
| US6761744B1 (en) | 1999-07-16 | 2004-07-13 | Quallion Llc | Lithium thin film lamination technology on electrode to increase battery capacity |
| US8445137B1 (en) | 2002-11-27 | 2013-05-21 | Quallion Llc | Primary battery having sloped voltage decay |
| US8067108B1 (en) | 2007-02-14 | 2011-11-29 | Electrochem Solutions, Inc. | Hybrid battery for use over extended temperature range |
| US10727486B2 (en) | 2014-12-12 | 2020-07-28 | Electrochem Solutions, Inc. | Lithium oxyhalide electrochemical cell with carbon monofluoride |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3757793A (en) * | 1971-11-15 | 1973-09-11 | Medtronic Inc | Electrochemical cell with stepped voltage output |
| NL174508C (nl) * | 1972-08-04 | 1984-01-16 | Du Pont | Werkwijze ter vervaardiging van een samengestelde, uit een metallieke basis en een hierop aangebrachte elektrisch geleidende bekleding, bestaande elektrode, alsmede een galvanische cel, waarin een of meer van deze elektroden zijn geplaatst. |
| US4025700A (en) * | 1974-04-05 | 1977-05-24 | P. R. Mallory & Co., Inc. | Variable precision multivoltage step battery |
| US4060668A (en) * | 1975-01-09 | 1977-11-29 | Gte Laboratories Incorporated | Primary electrochemical cell |
| JPS53103127A (en) * | 1977-02-21 | 1978-09-08 | Seiko Instr & Electronics | Alkaline battery |
| JPS547537A (en) * | 1977-06-20 | 1979-01-20 | Hitachi Maxell | Silver oxide primary cell |
| DE2734721A1 (de) * | 1977-08-02 | 1979-02-15 | Varta Batterie | Batteriebetriebene elektronische uhr |
| US4093784A (en) * | 1977-08-26 | 1978-06-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Lithium primary cell |
| US4132836A (en) * | 1977-11-21 | 1979-01-02 | Eleanor & Wilson Greatbatch Foundation | Alkali metal-halogen cell having mixed halogen cathode |
| DK155559C (da) * | 1979-06-27 | 1989-10-16 | Eveready Battery Inc | Ikke-vandigt elektrokemisk element |
| US4293622A (en) * | 1979-12-17 | 1981-10-06 | Battery Engineering, Inc. | Step cell |
| US4371592A (en) * | 1980-03-28 | 1983-02-01 | Gipelec | Primary cell of high energy density in which the anode active material is an alkali metal |
| US4247607A (en) * | 1980-04-28 | 1981-01-27 | Catalyst Research Corporation | Lithium halide primary cell having end of life indicator means |
| FR2485271A1 (fr) * | 1980-05-07 | 1981-12-24 | Saft Leclanche | Electrolyte pour generateur electrochimique lithium-chlorure de thionyle, procede de preparation dudit electrolyte et generateur comportant ledit electrolyte |
| DE3027309A1 (de) * | 1980-07-18 | 1982-02-18 | Tadiran Israel Electronics Industries Ltd., Tel Aviv | Hochleistungs-lithiumzelle |
| US4318969A (en) * | 1980-11-21 | 1982-03-09 | Gte Laboratories Incorporated | Electrochemical cell |
| US4450213A (en) * | 1982-01-18 | 1984-05-22 | Duracell Inc. | Cell having improved abuse resistance |
-
1982
- 1982-03-03 US US06/354,276 patent/US4416957A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-02-14 DE DE8383901032T patent/DE3377317D1/de not_active Expired
- 1983-02-14 EP EP83901032A patent/EP0102382B1/en not_active Expired
- 1983-02-14 WO PCT/US1983/000200 patent/WO1983003169A1/en not_active Ceased
- 1983-11-01 DK DK500183A patent/DK164146C/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK164146C (da) | 1992-12-14 |
| DK500183D0 (da) | 1983-11-01 |
| DE3377317D1 (en) | 1988-08-11 |
| EP0102382A4 (en) | 1984-08-20 |
| EP0102382B1 (en) | 1988-07-06 |
| WO1983003169A1 (en) | 1983-09-15 |
| EP0102382A1 (en) | 1984-03-14 |
| DK500183A (da) | 1983-11-01 |
| US4416957A (en) | 1983-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK164146B (da) | Elektrokemisk element med formelding om afslutning af levetid | |
| US4376811A (en) | Electrochemical cell | |
| EP0290764A1 (en) | Cylindrical bipolar electrode battery | |
| US3922176A (en) | Electrochemical cells having a liquid alkali metal electrode | |
| DK166746B1 (da) | Elektrokemisk element med formelding om afslutning af levetid | |
| US4052535A (en) | Sodium-sulphur cells | |
| EP0125037A1 (en) | Electrochemical cell | |
| EP0233210B1 (en) | Alkali metal electro-chemical storage cell | |
| EP0269866B1 (en) | Electrochemical cell with interlocking anode | |
| EP0269867B1 (en) | Electrochemical cell with container support | |
| US3712834A (en) | Deferred action battery | |
| US4563401A (en) | Electrochemical cell with adjustable step-like output voltage | |
| US4684587A (en) | Electrochemical cell with disc activator | |
| US4410608A (en) | Electrochemical cell | |
| US4897323A (en) | High temperature dischargeable galvanic primary element having alkaline electrolyte | |
| US3811955A (en) | High discharge rate mercury cell | |
| US4405694A (en) | Electrochemical cell | |
| US3578504A (en) | Method of activating a silver oxide-zinc primary cell | |
| JPS5648077A (en) | Zinc-air battery | |
| JP2001250581A (ja) | ナトリウム−硫黄電池 | |
| EP0731517A1 (en) | Lithium chemical cell | |
| JPS5818746B2 (ja) | ナトリウム − イオウデンチ | |
| SU680071A1 (ru) | Электролитический конденсатор |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |