JPH0432504B2 - - Google Patents
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- JPH0432504B2 JPH0432504B2 JP62023438A JP2343887A JPH0432504B2 JP H0432504 B2 JPH0432504 B2 JP H0432504B2 JP 62023438 A JP62023438 A JP 62023438A JP 2343887 A JP2343887 A JP 2343887A JP H0432504 B2 JPH0432504 B2 JP H0432504B2
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- Japan
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- electrolyte
- battery
- casing
- bromine
- anode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- 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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/32—Deferred-action cells activated through external addition of electrolyte or of electrolyte components
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は約100mA/cm2の高電流密度で高速放
電を得るためのLi及びSO2Cl2の組み合わせを使
用する電池に係わる。以下活物質の組み合わせ
を/で表す。すなわち本発明に係わる電池の場合
はLi/SO2Cl2である。
電を得るためのLi及びSO2Cl2の組み合わせを使
用する電池に係わる。以下活物質の組み合わせ
を/で表す。すなわち本発明に係わる電池の場合
はLi/SO2Cl2である。
前述の高電流密度で高速放電するLi/SOCl2及
びLi/SO2Cl2電池は既に知られている。
びLi/SO2Cl2電池は既に知られている。
Li/SOCl2電池はLi/SOCl2電池には見られな
い問題、即ち陽極の分極が強いという問題を有す
る。この問題を解消するためにはプラチナ含有陽
極又は体積当たりの比表面積の大きい活性炭陽極
を使用し得るが、この種の方法はコストが高く、
又は多孔性支持体の形状で使用するのが難しい。
い問題、即ち陽極の分極が強いという問題を有す
る。この問題を解消するためにはプラチナ含有陽
極又は体積当たりの比表面積の大きい活性炭陽極
を使用し得るが、この種の方法はコストが高く、
又は多孔性支持体の形状で使用するのが難しい。
本発明の目的はLi/SOCl2電池の場合と同様の
方法でLi/SO2Cl2電池の陽極を形成して前述の
問題を解消することにある。
方法でLi/SO2Cl2電池の陽極を形成して前述の
問題を解消することにある。
本発明によれば、前述の目的は、Li及びSO2
Cl2の組み合わせを使用する電池であつて、リチ
ウム陰極、陽極及び陽極から陰極を隔てる隔離板
を夫々有し、互いに電気的に接続された複数の電
池構成セルを収容するケーシングと、ケーシング
に連通し、電池反応を起こさせるための電解液を
貯蔵する電解液貯蔵室と、電解液を前記ケーシン
グ内に仕込んで電池反応を開始させるための電池
反応開始手段とを備え、電解液が臭素を電解液1
リツトル当たり0.1モルから1モルの割合で含む
電池によつて達成される。
Cl2の組み合わせを使用する電池であつて、リチ
ウム陰極、陽極及び陽極から陰極を隔てる隔離板
を夫々有し、互いに電気的に接続された複数の電
池構成セルを収容するケーシングと、ケーシング
に連通し、電池反応を起こさせるための電解液を
貯蔵する電解液貯蔵室と、電解液を前記ケーシン
グ内に仕込んで電池反応を開始させるための電池
反応開始手段とを備え、電解液が臭素を電解液1
リツトル当たり0.1モルから1モルの割合で含む
電池によつて達成される。
本発明の電池によれば、電解液が臭素を含むの
で、電池の放電性能が向上し、Li/SO2Cl2電池
の陽極の分極が強いという問題が解消し、その結
果Li/SOCl2電池と同様の方法で形成した陽極を
使用し得る。
で、電池の放電性能が向上し、Li/SO2Cl2電池
の陽極の分極が強いという問題が解消し、その結
果Li/SOCl2電池と同様の方法で形成した陽極を
使用し得る。
第16回Intersdc.Energy Conversion Engi−
neering Conf.の会報(The American soc.of
Mechanical Engineers NY 1981,97ページ)
に記載のMURPHY,KREHL及びLIANGの論
文では、電池反応開始手段を有さないLi/SO2
Cl2電池の電解液にハロゲンを添加することの効
果が研究されており、ハロゲンのうち塩素のみに
ついて、これをSO2Cl2に加えることが有利であ
ると結論されている。この論文によれば、塩素を
添加すると電池を−32℃〜+150℃の温度で使用
した場合の安全性が増加する。
neering Conf.の会報(The American soc.of
Mechanical Engineers NY 1981,97ページ)
に記載のMURPHY,KREHL及びLIANGの論
文では、電池反応開始手段を有さないLi/SO2
Cl2電池の電解液にハロゲンを添加することの効
果が研究されており、ハロゲンのうち塩素のみに
ついて、これをSO2Cl2に加えることが有利であ
ると結論されている。この論文によれば、塩素を
添加すると電池を−32℃〜+150℃の温度で使用
した場合の安全性が増加する。
本出願人は、Li/SO2Cl2電池の放電状態を向
上させるためには塩素を加えても効果はないが、
臭素を電解液に加えると驚くべき効果が得られる
ことを発見した。これは臭素が電解液中で減極剤
としてではなく触媒として機能するためである。
上させるためには塩素を加えても効果はないが、
臭素を電解液に加えると驚くべき効果が得られる
ことを発見した。これは臭素が電解液中で減極剤
としてではなく触媒として機能するためである。
本発明の電池に係る電解液としては臭素を前記
電解液1リツトル当たり0.2モルから0.5モルの割
合で含んでいてもよい。
電解液1リツトル当たり0.2モルから0.5モルの割
合で含んでいてもよい。
本発明の電池に係る電解液の溶質としては
AlCl3及びLiAlCl4の中から選択されるのがよい。
AlCl3及びLiAlCl4の中から選択されるのがよい。
本発明の電池に係る電解液としては電解塩濃度
が1モル/リツトルから4モル/リツトルの間の
濃度であるのがよい。
が1モル/リツトルから4モル/リツトルの間の
濃度であるのがよい。
以下、本発明を図面に示す好ましい実施例を用
いて詳述する。
いて詳述する。
第1図に示した電池1は後で第2図を参照しな
がら説明する種々の電気化学的部材を収容するケ
ーシング2と、電解液貯蔵室3と、電池反応開始
手段とを有する。電池反応開始手段は圧力センサ
5と、圧力センサ5と協働する加圧アルゴン導入
口4を有し、この導入口から通路6を介して加圧
アルゴンが蓋7方向に送られる。その結果この蓋
7が破れ、電解液貯蔵室3の入口8が解放され
る。その結果電解液20が押し出されると、その
圧力によつて蓋9が破れ、電解液が通路10を通
つてケーシング2内に流入し、電池反応が開始さ
れる。
がら説明する種々の電気化学的部材を収容するケ
ーシング2と、電解液貯蔵室3と、電池反応開始
手段とを有する。電池反応開始手段は圧力センサ
5と、圧力センサ5と協働する加圧アルゴン導入
口4を有し、この導入口から通路6を介して加圧
アルゴンが蓋7方向に送られる。その結果この蓋
7が破れ、電解液貯蔵室3の入口8が解放され
る。その結果電解液20が押し出されると、その
圧力によつて蓋9が破れ、電解液が通路10を通
つてケーシング2内に流入し、電池反応が開始さ
れる。
第2図は蓋22によつて閉鎖された電池1のケ
ーシング2の中身を示している。ケーシング2は
下方半セル23と、中間セル24を6個と、上方
半セル25とを積重したものを収容している。こ
こで下方半セル23、セル24及び上方半セル2
5は本発明の電池に係る電池構成セルを構成す
る。
ーシング2の中身を示している。ケーシング2は
下方半セル23と、中間セル24を6個と、上方
半セル25とを積重したものを収容している。こ
こで下方半セル23、セル24及び上方半セル2
5は本発明の電池に係る電池構成セルを構成す
る。
上方半セル25は単一リチウム陰極31と隔離
板33とを有する。各中間セル24は陽極34
と、隔離板33と、二重リチウム陰極32と、隔
離板33とを順に有する。下方半セルは陽極34
を有する。
板33とを有する。各中間セル24は陽極34
と、隔離板33と、二重リチウム陰極32と、隔
離板33とを順に有する。下方半セルは陽極34
を有する。
符号40〜43はPTFEからなる種々のスペー
サを示す。ネジ45は蓋22に設けられたネジ立
て46と協働する。
サを示す。ネジ45は蓋22に設けられたネジ立
て46と協働する。
前記積重物は、厚み0.1mmの電気鋳造ニツケル
コレクタに、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)のごとき結着剤を使用してアセチレン
ブラツクを被覆し、各々が0.8mmの厚みを有する
ようにした陽極7個と、 厚み0.35mmのリチウム陰極7個と、 厚み0.15mmのガラスフアイバ製隔離板13個とを
含む。
コレクタに、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)のごとき結着剤を使用してアセチレン
ブラツクを被覆し、各々が0.8mmの厚みを有する
ようにした陽極7個と、 厚み0.35mmのリチウム陰極7個と、 厚み0.15mmのガラスフアイバ製隔離板13個とを
含む。
電極の直径は64mmである。
各セルの活性表面は3.5dm2であるる
ケーシング内の電解液体積は25cm3である。
比較例 1
電解液溶媒はSO2Cl2溶質は3M/lの割合の
LiAlCl4である。この種の先行技術の電池を6A/
dm2の電流密度で20℃で放電させる。時間t(分)
の関数としての放電U(ボルト)曲線を第3図の
曲線Aで示した。
LiAlCl4である。この種の先行技術の電池を6A/
dm2の電流密度で20℃で放電させる。時間t(分)
の関数としての放電U(ボルト)曲線を第3図の
曲線Aで示した。
比較例 2
比較例1の電解液に塩素を0.5M/lの割合で
加えると曲線Bが得られる。放電開始時には塩素
の効果が瞬間的に観察されるが、その後曲線B
は、比較例1の放電曲線Aと合致する。
加えると曲線Bが得られる。放電開始時には塩素
の効果が瞬間的に観察されるが、その後曲線B
は、比較例1の放電曲線Aと合致する。
実施例 1
本発明に従い、電解液に臭素を0.5M/lの割
合で加える(曲線C)。この場合は放電曲線が明
らかな向上を示すが、これは臭素の触媒効果に起
因すると思われる。
合で加える(曲線C)。この場合は放電曲線が明
らかな向上を示すが、これは臭素の触媒効果に起
因すると思われる。
比較例 4
実施例1の臭素に代えてヨードを加える(曲線
D)。放電の開始時には曲線Aに少し向上が見ら
れるが、得られた結果は全体としては臭素を添加
した場合より明らかに劣る。
D)。放電の開始時には曲線Aに少し向上が見ら
れるが、得られた結果は全体としては臭素を添加
した場合より明らかに劣る。
実施例 2〜4
これらの実施例では、電解液中の臭素濃度を
様々に変えた。
様々に変えた。
第4図にも第3図の曲線A及びCを再び示し
た。曲線Eは臭素濃度0.1M/lに相当し、曲線
Fは臭素濃度0.25M/l、曲線Gは臭素濃度
1M/lに相当する。
た。曲線Eは臭素濃度0.1M/lに相当し、曲線
Fは臭素濃度0.25M/l、曲線Gは臭素濃度
1M/lに相当する。
いずれの場合にも放電性能は先行技術に比べて
明らかに向上している。臭素の触媒機能は実施例
2に明白に現れている。即ち、実施例2では3cm3
の電解液(SO2Cl2−LiAlCl43M−Br2 0.1M)を
セル中に注入したが、このセルは22分間にわたつ
て22アンペアの電流を放出した。これは3.2ボル
トの水平域で0.3フアラデーに相当する8Ahの容
量を放電したことになる。
明らかに向上している。臭素の触媒機能は実施例
2に明白に現れている。即ち、実施例2では3cm3
の電解液(SO2Cl2−LiAlCl43M−Br2 0.1M)を
セル中に注入したが、このセルは22分間にわたつ
て22アンペアの電流を放出した。これは3.2ボル
トの水平域で0.3フアラデーに相当する8Ahの容
量を放電したことになる。
しかしながら、注入した臭素の量(0.1×30/
1000=0.003モル)は0.006フアラデーにした相当
しない。
1000=0.003モル)は0.006フアラデーにした相当
しない。
臭素がSO2Cl2の還元で触媒の役割を果たす代
りに消費されていたとすれば、3.2ボルトの水平
域で放電された容量は0.016Ah、即ち実際に得ら
れた値の1/5でしかなかつたであろう。
りに消費されていたとすれば、3.2ボルトの水平
域で放電された容量は0.016Ah、即ち実際に得ら
れた値の1/5でしかなかつたであろう。
勿論、本発明は前述の実施例には限定されず、
その範囲内で電池のセル積重構造を変化させるこ
とも、別の溶質を使用することも可能である。
その範囲内で電池のセル積重構造を変化させるこ
とも、別の溶質を使用することも可能である。
第1図は本発明の実施例の部分的断面図、第2
図は電池反応開始手段を省略した第1図の電池の
分解断面図、第3図は本発明の実施例の電池と比
較例の電池とに関する放電U(ボルト)を時間t
(分)の関数として表す曲線グラフ、第4図は本
発明の種々の実施例の電池の放電U(ボルト)を
時間t(分)の関数として示す曲線グラフである。 1……電池、2……ケーシング、3……電解液
貯蔵室、20……電解液、23,24,25……
電池構成セル、31,32……リチウム陰極、3
3……隔離板、34……陽極。
図は電池反応開始手段を省略した第1図の電池の
分解断面図、第3図は本発明の実施例の電池と比
較例の電池とに関する放電U(ボルト)を時間t
(分)の関数として表す曲線グラフ、第4図は本
発明の種々の実施例の電池の放電U(ボルト)を
時間t(分)の関数として示す曲線グラフである。 1……電池、2……ケーシング、3……電解液
貯蔵室、20……電解液、23,24,25……
電池構成セル、31,32……リチウム陰極、3
3……隔離板、34……陽極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Li及びSO2Cl2の組み合わせを使用する電池
であつて、リチウム陰極、陽極及び前記陽極から
前記陰極を隔てる隔離板を夫々有し、互いに電気
的に接続された複数の電池構成セルを収容するケ
ーシングと、前記ケーシングに連通し、電池反応
を起こさせるための電解液を貯蔵する電解液貯蔵
室と、前記電解液を前記ケーシング内に仕込んで
電池反応を開始させるための電池反応開始手段と
を備え、前記電解液が臭素を前記電解液1リツト
ル当たり0.1モルから1モルの割合で含む電池。 2 前記電解液が臭素を前記電解液1リツトル当
たり0.2モルから0.5モルの割合で含む特許請求の
範囲第1項に記載の電池。 3 前記電解液の溶質がAlCl3及びLiAlCl4の中
から選択される特許請求の範囲第1項または第2
項に記載の電池。 4 前記電解液の電解塩濃度が1モル/リツトル
から4モル/リツトルの間の濃度である特許請求
の範囲第3項に記載の電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8601492 | 1986-02-04 | ||
| FR8601492A FR2593968B1 (fr) | 1986-02-04 | 1986-02-04 | Pile amorcable mettant en oeuvre le couple li/so2 cl2 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62184770A JPS62184770A (ja) | 1987-08-13 |
| JPH0432504B2 true JPH0432504B2 (ja) | 1992-05-29 |
Family
ID=9331776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62023438A Granted JPS62184770A (ja) | 1986-02-04 | 1987-02-03 | Li及びSO2Cl2の組み合わせを使用する電池 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4756984A (ja) |
| EP (1) | EP0232806B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62184770A (ja) |
| DE (1) | DE3764105D1 (ja) |
| FR (1) | FR2593968B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3733812A1 (de) * | 1987-10-07 | 1989-06-15 | Sonnenschein Lithium Gmbh | Elektrolyt fuer aktivierbare li-zellen |
| US4902588A (en) * | 1988-06-06 | 1990-02-20 | Altus Corporation | Electrolyte additives to improve voltage regulation in the lithium-copper chloride rechargeable cell |
| CA1321238C (en) * | 1989-09-15 | 1993-08-10 | Walter B. Ebner | High rate oxyhalide electrochemical cell systems |
| FR2663467A1 (fr) * | 1990-06-14 | 1991-12-20 | Commissariat Energie Atomique | Pile dont l'anode est un metal alcalin ou alcalinoterreux et dont la matiere active positive est liquide. |
| US6410181B1 (en) | 1999-05-05 | 2002-06-25 | Wilson Greatbatch Ltd. | High temperature lithium oxyhalide electrochemical cell |
| KR101387855B1 (ko) | 2005-07-15 | 2014-04-22 | 사임베트 코퍼레이션 | 연질 및 경질 전해질층을 가진 박막 배터리 및 그 제조방법 |
| US20070012244A1 (en) * | 2005-07-15 | 2007-01-18 | Cymbet Corporation | Apparatus and method for making thin-film batteries with soft and hard electrolyte layers |
| US7776478B2 (en) | 2005-07-15 | 2010-08-17 | Cymbet Corporation | Thin-film batteries with polymer and LiPON electrolyte layers and method |
| DE102005049091A1 (de) * | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle |
| US9853325B2 (en) | 2011-06-29 | 2017-12-26 | Space Charge, LLC | Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices |
| US11527774B2 (en) | 2011-06-29 | 2022-12-13 | Space Charge, LLC | Electrochemical energy storage devices |
| US10658705B2 (en) | 2018-03-07 | 2020-05-19 | Space Charge, LLC | Thin-film solid-state energy storage devices |
| US10601074B2 (en) | 2011-06-29 | 2020-03-24 | Space Charge, LLC | Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices |
| US11996517B2 (en) | 2011-06-29 | 2024-05-28 | Space Charge, LLC | Electrochemical energy storage devices |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2055864A5 (ja) * | 1969-08-01 | 1971-05-14 | Accumulateurs Fixes | |
| US3930885A (en) * | 1973-01-11 | 1976-01-06 | P. R. Mallory & Co., Inc. | Organic electrolyte reserve cell |
| DE2607749C3 (de) * | 1976-02-26 | 1979-12-06 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. (V.St.A.) | Galvanische Zelle |
| US4150198A (en) * | 1978-06-23 | 1979-04-17 | Gte Laboratories Incorporated | High discharge rate reserve cell and electrolyte |
| CA1133049A (en) * | 1979-08-08 | 1982-10-05 | Charles C. Liang | Electrochemical cell having mixed soluble depolarizer including halogens and interhalogens |
| US4246327A (en) * | 1979-10-01 | 1981-01-20 | Medtronic, Inc. | High energy-density battery system |
| IL60238A (en) * | 1980-06-05 | 1983-07-31 | Tadiran Israel Elect Ind Ltd | Cathode and electric cell containing same |
| GB2115215A (en) * | 1981-11-11 | 1983-09-01 | Marconi Co Ltd | Electrochemical reserve cells |
| JPH0673301B2 (ja) * | 1983-09-29 | 1994-09-14 | メドトロニツク・インコ−ポレ−テツド | 非水性電気化学セル |
| US4612265A (en) * | 1985-09-16 | 1986-09-16 | Amoco Corporation | Stabilization of sulfur dioxide solutions containing lithium perchlorate and a tetraalkylammonium perchlorate |
-
1986
- 1986-02-04 FR FR8601492A patent/FR2593968B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-01-29 DE DE8787101240T patent/DE3764105D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-01-29 EP EP87101240A patent/EP0232806B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-01-30 US US07/008,668 patent/US4756984A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-02-03 JP JP62023438A patent/JPS62184770A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3764105D1 (de) | 1990-09-13 |
| JPS62184770A (ja) | 1987-08-13 |
| FR2593968B1 (fr) | 1994-12-09 |
| EP0232806A1 (fr) | 1987-08-19 |
| EP0232806B1 (fr) | 1990-08-08 |
| US4756984A (en) | 1988-07-12 |
| FR2593968A1 (fr) | 1987-08-07 |
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