DE3030346C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3030346C2 DE3030346C2 DE3030346A DE3030346A DE3030346C2 DE 3030346 C2 DE3030346 C2 DE 3030346C2 DE 3030346 A DE3030346 A DE 3030346A DE 3030346 A DE3030346 A DE 3030346A DE 3030346 C2 DE3030346 C2 DE 3030346C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lithium
- electrolyte
- amount
- lij
- liasf6
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
Wegen ihrer hohen Energieausbeute haben Lithiumbatterien ein breites
Anwendungsfeld gefunden. Bei den meisten Lithiumbatterien handelt
es sich um Primärbatterien. Sie zeichnen sich durch gute Lagerfähigkeit
aus und stellen sehr zuverlässige Stromquellen dar. Ungünstig
sind jedoch die hohen Herstellungskosten von Lithiumbatterien.
In vielen Fällen rechtfertigt die hohe Energieausbeute und
beträchtliche Lebensdauer dieser Lithiumbatterien den hohen Herstellungspreis
nicht, insbesondere dann, wenn wiederaufladbare
Batterien eingesetzt werden können. Im Vergleich zu diesen ist die
aus Lithiumbatterien gewonnene elektrische Leistung sehr teuer.
Es besteht somit ein Bedarf für wiederaufladbare Lithiumbatterien,
die sich wie Primärbatterien durch hohe Energieausbeute und lange
Lebensdauer auszeichnen, jedoch infolge ihrer Wiederaufladbarkeit
die mit dem Ersatz von Primärbatterien verbundenen hohen Kosten vermeiden.
Besondere Schwierigkeiten haben sich bei der Entwicklung
wiederaufladbarer Lithiumbatterien bei der Suche nach einer geeigneten
Elektrolytlösung ergeben, aus der sich mit hohem Wirkungsgrad
das Lithium beim Entladen der Batterie an der Elektrode niederschlägt
und beim Aufladen wieder in Lösung geht, um sich bei der
nächsten Entladung wieder abzulagern. Solange Lithiumbatterien, wie
bisher, nur einige wenige Male wieder aufgeladen werden können und
dies nur bei relativ schlechtem Wirkungsgrad, bilden sie keinen wirkungsvollen
Ersatz für andere wiederaufladbare Batterien oder Akkumulatoren.
Ein weiteres Problem, was sich bei bekannten wiederaufladbaren
Lithiumbatterien gezeigt hat ist, daß das an der Elektrode
niedergeschlagene Lithum gegenüber dem Lösungsmittel und/oder der
Elektrolytlösung wesentlich reaktionsfreudiger ist als das die
Lithiumelektrode bildende Lithium. Folglich ist der Wirkungsgrad
für die Wiedergewinnung des Lithium bei mit dem Elektrolyten aufgefüllter
aber nicht eingeschalteter Batterie sehr niedrig.
Aufgabe der Erfindung ist es folglich, eine wiederaufladbare Lithiumbatterie
zu schaffen, die mit hohem Wirkungsgrad mehrfach wiederaufladbar
ist und bei der im nassen Leerlaufzustand die Wiedergewinnung
des Lithium wesentlich verbessert ist. Diese Aufgabe wird
gelöst durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Elektrolyten. Er
hat sich als sehr wirksam und vorteilhaft in wiederaufladbaren
Lithiumbatterien erwiesen, die außer einer Lithiumanode einen
Depolarisator enthalten.
Der Elektrolyt enthält eine elektrochemisch aktive Menge von LiAsF₆
gelöst in Tetrahydrofuran sowie eine die Wiederaufladfähigkeit
verbessernde Menge von Lithiumjodid LiJ. Die Elektrolytlösung
wird durch ein Molekularsieb mit einem Lochdurchmesser von weniger
als etwa 0,5 nm filtriert, um etwaige Wasserreste zu entfernen. Die
elektrochemisch aktive Menge von Lithiumhexafluorarsenat LiAsF₆ beträgt
üblicherweise 0,2 bis etwa 2,0 Mol LiAsF₆ in Tetrahydrofuran,
vorzugsweise 1,0 Mol. Die Wiederaufladbarkeit kann bereits durch so
geringe Mengen von 0,1 bis 3,5 Mol LiJ wesentlich verbessert werden,
obwohl eine größere Menge Lithiumjodid ebenfalls sehr günstige
Ergebnisse zeigt. Ein Anteil von 0,8 bis 1,4 Mol LiJ hat sich als
vorteilhaft erwiesen.
Dadurch, daß man die Elektrolytlösung durch ein Molekularsieb filtriert,
werden jegliche Spuren von Wasser entfernt und eine gute
Lösbarkeit der Elektrolytsalze gewährleistet.
In Lithiumbatterien mit einer Lithiumanode und dem neuen Elektrolyten
können unterschiedliche Kathoden oder Depolarisatoren eingesetzt
werden, sofern der Depolarisator mit der Lithiumanode elektrochemisch
verträglich ist und geeignete Depolarisatoren sind beispielsweise
Titandisulfid TiS₂, Vanadiumpentoxyd V₂O₅, Niobselenid
NbSe₃, Na₁₈TaS₂ und dergl. Andere hierfür geeignete Kathoden oder
Depolarisatoren sind in US-PS 34 23 242 beschrieben.
Um die Wirksamkeit des neuen Elektrolyten und insbesondere seine
vorteilhafte Auswirkung auf die Wiederaufladbarkeit von Lithiumbatterien
nachzuweisen, wurden mehrere Versuche durchgeführt. Mit
Hilfe elektrochemischer Zellen wurde der Wirkungsgrad für das
elektrochemische Abscheiden des Lithiums auf einem Nickelsubstrat
und die Fähigkeit des Lithium wieder in Lösung zu gehen untersucht.
Die Gegenelektroden und Bezugselektroden bestanden aus Lithium. Bei
jedem Versuch stimmen die Versuchsbedingungen überein, lediglich
die Zusammensetzung der Elektrolytlösung wurde geändert.
In einem ersten Versuch wurde eine Lösung von 1 Mol LiAsF₆ in Tetrahydroforan
benutzt. Sie zeigte einen Wirkungsgrad von 70% hinsichtlich
der Abscheidung des Lithium auf einem Nickelsubstrat und der
anschließenden erneuten Lösung des Lithium im Elektrolyten. Nach
einigen Plattierzyklen ging der Wirkungsgrad auf 42% zurück.
Bei einem zweiten Versuch wurde wiederum eine Lösung von 1 Mol LiAsF₆
in Tetrahydroforan benutzt, jedoch enthielt der Elektrolyt ferner
0,8 Mol LiJ und wurde durch ein Molekularsieb mit 0,5 nm Maschenweite
filtriert. Es ergab sich ein Wirkungsgrad von 85% für die Abscheidung
und das Lösen des Lithium, der auch nach zahlreichen Zyklen
nicht zurückging. Selbst bei einem Test mit eingefülltem Elektrolyten
aber offenem Entladestromkreis über eine Zeitspanne von 800 s
war der Wirkungsgrad immer noch besser als 60%.
Ein dritter Versuch wurde in ähnlicher Weise wiederum mit einer Lösung
von 1 Mol LiAsF₆ in Tetrahydroforan sowie mit 1,4 Mol LiJ durchgeführt,
wobei die Elektrolytlösung wieder durch ein Molekularsieb
mit 0,5 nm Lochdurchmesser filtriert wurde. Hier betrug der Wirkungsgrad
sogar 80% und lag nach einer Mehrzahl von Zyklen zwischen 75%
und 80%. Bei Aufbewahrung der Zelle mit eingefülltem Elektrolyten
aber offenem Stromkreis über 800 s ging der Wirkungsgrad lediglich
auf 70% zurück.
Ohne die Zugabe von LiJ ging der Wirkungsgrad auf 23% zurück.
Claims (5)
1. Elektrolyt für wiederaufladbare galvanische Elemente mit einer
Lithiumelektrode und einem Depolarisator, dadurch
gekennzeichnet, daß eine elektrochemisch aktive
Menge von LiAsF₆ in Tetrahydrofuran gelöst ist und LiJ zugesetzt
enthält, und daß die Elektrolytlösung durch ein Molekularsieb
mit weniger als 0,5 nm Lochdurchmesser filtriert ist.
2. Elektrolyt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge des LiAsF₆ zwischen 0,2 und 2,0
Mol beträgt.
3. Elektrolyt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge von LiAsF₆ 1,0 Mol beträgt.
4. Elektrolyt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge von LiJ zwischen 0,1
und 3,5 Mol beträgt.
5. Elektrolyt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge LiJ zwischen 0,8 und 1,4 Mol
beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/066,154 US4228227A (en) | 1979-08-13 | 1979-08-13 | Rechargeable electrochemical cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3030346A1 DE3030346A1 (de) | 1981-03-26 |
DE3030346C2 true DE3030346C2 (de) | 1989-01-19 |
Family
ID=22067596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803030346 Granted DE3030346A1 (de) | 1979-08-13 | 1980-08-11 | Elektrolyt fuer eine wiederaufladbare lithiumbatterie |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4228227A (de) |
DE (1) | DE3030346A1 (de) |
FR (1) | FR2463518A1 (de) |
GB (1) | GB2056162B (de) |
NL (1) | NL8004460A (de) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4375501A (en) * | 1980-10-17 | 1983-03-01 | Gte Laboratories Incorporated | Electrochemical cell |
US4456520A (en) * | 1982-03-01 | 1984-06-26 | Medtronic, Inc. | Porous rigid titanium disulfide electrodes for electrochemical cells and method for preparing same |
US4450214A (en) * | 1982-06-14 | 1984-05-22 | Union Carbide Corporation | Lithium halide additives for nonaqueous cell systems |
US4499161A (en) * | 1983-04-25 | 1985-02-12 | Eic Laboratories, Inc. | Electrochemical cell using dimethoxymethane and/or trimethoxymethane as solvent for electrolyte |
US4737424A (en) * | 1985-11-01 | 1988-04-12 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Secondary lithium battery |
JP2539440B2 (ja) * | 1987-06-29 | 1996-10-02 | 三菱電機株式会社 | 内燃機関の燃料圧力調整装置 |
US4853304A (en) * | 1988-01-21 | 1989-08-01 | Honeywell, Inc. | Electrolyte for secondary non-aqueous cells |
CA2072488C (en) | 1991-08-13 | 2002-10-01 | Andrew Webber | Nonaqueous electrolytes |
US5432030A (en) * | 1993-12-02 | 1995-07-11 | Eveready Battery Company, Inc. | Li/FeS2 cell employing a solvent mixture of diox, DME and 3ME20X with a lithium-based solute |
US5514491A (en) * | 1993-12-02 | 1996-05-07 | Eveready Battery Company, Inc. | Nonaqueous cell having a lithium iodide-ether electrolyte |
FR2716479B1 (fr) * | 1994-02-23 | 1996-06-07 | Marcel Antoine Beck | Escalier adaptable à différentes pentes. |
US5691083A (en) * | 1995-06-07 | 1997-11-25 | Eveready Battery Company, Inc. | Potassium ion additives for voltage control and performance improvement in nonaqueous cells |
EP2162531B1 (de) * | 2007-05-04 | 2019-01-16 | Ascendia AB | Verfahren und mittel zur kultivierung von osteoblasten |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3945848A (en) * | 1970-07-15 | 1976-03-23 | P. R. Mallory & Co. Inc. | Lithium-metal oxide organic electrolyte systems |
FR2102561A5 (de) * | 1970-08-07 | 1972-04-07 | Accumulateurs Fixes | |
US3877988A (en) * | 1973-03-21 | 1975-04-15 | Mallory & Co Inc P R | Lithium-metal telluride organic electrolyte cell |
US3928067A (en) * | 1974-09-06 | 1975-12-23 | Bell Telephone Labor Inc | Polyalkylene glycol ethers in rechargeable lithium nonaqueous batteries |
-
1979
- 1979-08-13 US US06/066,154 patent/US4228227A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-07-22 GB GB8023974A patent/GB2056162B/en not_active Expired
- 1980-08-05 NL NL8004460A patent/NL8004460A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-08-11 DE DE19803030346 patent/DE3030346A1/de active Granted
- 1980-08-12 FR FR8017799A patent/FR2463518A1/fr active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3030346A1 (de) | 1981-03-26 |
NL8004460A (nl) | 1981-02-17 |
GB2056162A (en) | 1981-03-11 |
FR2463518B1 (de) | 1984-11-30 |
FR2463518A1 (fr) | 1981-02-20 |
GB2056162B (en) | 1983-02-09 |
US4228227A (en) | 1980-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69617159T2 (de) | Wiederaufladbares Lithiumionen enthaltendes elektrochemisches Element | |
DE69434150T2 (de) | Elektrochemische zelle mit zinkanode | |
DE69804470T2 (de) | Elektrolyt für aufladbare zelle | |
DE2628752C2 (de) | Elektrochemisches Element | |
EP1011163B1 (de) | Elektrischer Akkumulator in Form einer Knopfzelle | |
DE3030346C2 (de) | ||
DE69737770T2 (de) | Verfahren zur herstellung einer paste mit zinnanteilen für blei-säure-zellen | |
DE3917821A1 (de) | Verfahren zum erhoehen der lebensdauer und sicherheit einer wiederaufladbaren elektrochemischen zelle und nach dem verfahren hergestellte zelle | |
DE2912175A1 (de) | Alkalische mno tief 2 -zelle mit einer zinkpulver-gel-anode mit einem gehalt an poly-n-vinylpyrrolidon oder polymethacrylsaeure | |
DE3030358C2 (de) | ||
DE2738386C3 (de) | Gepreßte Nickelelektrode für galvanische Elemente | |
DE2754651A1 (de) | Galvanisches lagerelement | |
DE68905098T2 (de) | Lithiumsekundaerzelle. | |
DE2262660B2 (de) | Nichtwäßriges galvanisches Element | |
DE3024151C2 (de) | Wiederaufladbares galvanisches Lithiumelement mit einem organischen Elektrolyten | |
DE1927257A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von Elektroden fuer Bleisammlerbatterien,sowie mit solchen Elektroden arbeitende Bleisammlerbatterien | |
DE2262935A1 (de) | Elektrode | |
DE60110786T2 (de) | Elektrochemische zelle mit schwefel enthaltender anode | |
DE2835836A1 (de) | Quecksilberfreie alkalische sekundaerzelle und ein hierfuer bestimmter negativer zwischenseparator | |
DE1696563C3 (de) | Alkalische Akkurrmlatorenzelle mit positiven Silberelektroden und negativen Zinkelektroden | |
DE2061922C3 (de) | Akkumulator vom Blei-Schwefelsäure-Typ | |
EP0182852A1 (de) | Bleibatterie | |
DE2640896A1 (de) | Verfahren zur herstellung von grossoberflaechenzellen | |
DE1671997A1 (de) | Elektrischer Akkumulator | |
DE34454C (de) | Elektricitäts-Accumulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |