JPH0624122B2 - Electrochemical cell - Google Patents
Electrochemical cellInfo
- Publication number
- JPH0624122B2 JPH0624122B2 JP56186777A JP18677781A JPH0624122B2 JP H0624122 B2 JPH0624122 B2 JP H0624122B2 JP 56186777 A JP56186777 A JP 56186777A JP 18677781 A JP18677781 A JP 18677781A JP H0624122 B2 JPH0624122 B2 JP H0624122B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- poly
- following
- iodine
- vinyl
- cathode
- 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 - Lifetime
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 32
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 24
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 21
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 19
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 7
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 6
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 claims description 2
- LYHBGVUSOICOJU-UHFFFAOYSA-N 4-ethenoxy-4-oxobutanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC(=O)OC=C LYHBGVUSOICOJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920005735 poly(methyl vinyl ketone) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002432 poly(vinyl methyl ether) polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 2
- CBEQRNSPHCCXSH-UHFFFAOYSA-N iodine monobromide Chemical compound IBr CBEQRNSPHCCXSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 22
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 8
- 229920000885 poly(2-vinylpyridine) Polymers 0.000 description 8
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Chemical compound [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 5
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910020486 P2VP Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000003708 ampul Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1Cl RFFLAFLAYFXFSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001780 ECTFE Polymers 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- -1 ethylene-chlorotrifluoroethylene Chemical group 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRGGMCIBEHEAIL-UHFFFAOYSA-N 2-ethylpyridine Chemical compound CCC1=CC=CC=N1 NRGGMCIBEHEAIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006370 Kynar Polymers 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006355 Tefzel Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- USOPFYZPGZGBEB-UHFFFAOYSA-N calcium lithium Chemical compound [Li].[Ca] USOPFYZPGZGBEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N ethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical compound C=C.FC(F)=C(F)F QHSJIZLJUFMIFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012442 inert solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N lithium magnesium Chemical compound [Li].[Mg] GCICAPWZNUIIDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000075 poly(4-vinylpyridine) Polymers 0.000 description 1
- 229920003251 poly(α-methylstyrene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FIQMHBFVRAXMOP-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphane oxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1P(C=1C=CC=CC=1)(=O)C1=CC=CC=C1 FIQMHBFVRAXMOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 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
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
- H01M6/182—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with halogenide as solid 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は化学エネルギーの電気エネルギーへの変換に関
するものであり、更に具体的に云うと、こゝで一般的に
電気化学セルと云われるセル及び蓄電池に使用するため
の新らしい改良されたカソード材料に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the conversion of chemical energy into electrical energy and, more specifically, for use in cells and accumulators commonly referred to herein as electrochemical cells. To a new and improved cathode material for
本発明を利用する１つの分野は、植込まれた心臓ペース
メーカなどの接近できない装置へ電力を供給する分野で
ある。しかし、本発明は、多くの種類の電池および電気
化学セルに応用できる。本発明は電流ドレインが少い条
件下で相対的に高い電圧と高エネルギー密度を長期間に
わたつて供給することを意図した一次電池に特に応用で
きる。One area of application of the present invention is in powering inaccessible devices such as implanted cardiac pacemakers. However, the present invention is applicable to many types of batteries and electrochemical cells. The present invention is particularly applicable to a primary battery intended to supply a relatively high voltage and high energy density over a long period of time under the condition of a low current drain.
場合によつては、本発明の電池(セル)は、殆んど、無水
のおよび／又は乾燥した部品を用いて、乾燥した大気中
で組立てカプセル封入を行つてもよいが相対温度が約２
％以下の乾燥した室又は囲まれた場所内でそれらを行う
のが適当である。こゝに説明してある電池(セル)および
電池(セル)の試験は、すべて、必ずしも完全に気密であ
る必要はないがほヾ無水の部分を用いた密封した囲いの
なかで準備され、実行された。生産品の実施例において
は、本発明の電気化学電池(セル)は、技術上周知である
電池部分と電気的に接触するための適当な電気的フイー
ドスルー配置をもつ溶接したステンレススチール容器の
ような気密に封止した容器内に入れることが好ましい。
そのような電池の組立ては乾燥した部屋で行なわれるの
が好ましい。In some cases, the batteries (cells) of the present invention may be assembled and encapsulated in a dry atmosphere with mostly anhydrous and / or dry components, but at a relative temperature of about 2.
It is appropriate to do them in a dry room or enclosed area of less than%. All of the batteries (cells) and battery tests described here are prepared and carried out in a sealed enclosure with a non-hydrous part, though not necessarily completely airtight. Was done. In a production embodiment, an electrochemical cell (cell) of the present invention is such as a welded stainless steel container with a suitable electrical feedthrough arrangement for making electrical contact with a battery portion as is known in the art. It is preferably placed in a hermetically sealed container.
Assembly of such cells is preferably done in a dry room.
発明の要約 本発明は、酸素含有の或る有機化合物(特に、更に後述
される)が、特にヨウ素，臭素又はＩＢｒおよびその類
似化合物のような或るハロゲン間化合物(以下一般的に
ハロゲンと云う)と混合した場合には、電気化学電池(セ
ル)のカソード材料として特に有用であるという発見に
基づいている。これらの化合物が有用であるのは、それ
らはハロゲンとともに電気的に導電性混合物、即ち導電
率がそのハロゲン単独の導電率よりもはるかに高い混合
物を形成するからである。こゝではこれらの混合物は、
最初に一緒に混合した成分による組成について定義して
いる。その理由は、場合によつては、混合物を形成して
いる最初の成分を変更する反応生成物がつくられること
があるからである。そのような混合物においては、そし
てできれば殆んど無水の条件下が好ましいのであるが、
ハロゲンはカソード材料の電気化学的に活性な成分とし
て容易に利用される。好ましいハロゲンはヨウ素であ
る。好ましい酸素含有有機化合物には次のようなものが
ある。ＰＯＬＹＯＸ水溶性樹脂(resin)などのポリ(酸化
エチレン)(ＰＥＯ)，エタノール，ポリプロピレンオキ
サイド(酸化ポリプロピレン)および酢酸ビニールなど。
ＰＯＬＹＯＸは、ユニオンカーバイド社により市販され
ているポリ(酸化エチレン)に対して使用する商標名であ
る。重合体，単量体の(重合可能な，および重合不可能
な)有機化合物およびそれらの混合物は、酸素含有有機
化合物として認めることができる。重合体という術語
は、２つ又はそれ以上の単量体単位を含む有機化合物を
包含することを意味する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to certain organic compounds containing oxygen (particularly as described further below), particularly certain interhalogen compounds such as iodine, bromine or IBr and its analogs (hereinafter generally referred to as halogen). Based on the finding that it is particularly useful as a cathode material in electrochemical cells (cells). These compounds are useful because they form an electrically conductive mixture with halogens, i.e. a mixture whose conductivity is much higher than that of the halogen alone. Here these mixtures are
First, the composition of the components mixed together is defined. The reason is that in some cases reaction products may be formed that modify the initial components forming the mixture. In such a mixture, and if possible, almost anhydrous conditions are preferred,
Halogen is readily available as the electrochemically active component of the cathode material. A preferred halogen is iodine. Preferred oxygen-containing organic compounds include the following. Poly (ethylene oxide) (PEO) such as water soluble resin (resin), ethanol, polypropylene oxide (polypropylene oxide) and vinyl acetate.
POLYOX is the trade name used for poly (ethylene oxide) marketed by Union Carbide. Polymers, monomeric (polymerizable and non-polymerizable) organic compounds and mixtures thereof can be regarded as oxygen-containing organic compounds. The term polymer is meant to include organic compounds containing two or more monomer units.
カソード材料として混合物を利用する電気化学セルにと
つて好ましいアノードはリチウムである。しかし、イオ
ン伝導ハロゲン化物を形成するいかなる金属又は合金、
例えば銀，カルシウム，マグネシウム，ナトリウム，リ
チウム−マグネシウム合金，リチウム−カルシウム合金
およびそれらの類似化合物を使用することもできる。１
価金属が好ましい。The preferred anode for electrochemical cells utilizing the mixture as the cathode material is lithium. However, any metal or alloy that forms an ion-conducting halide,
For example, silver, calcium, magnesium, sodium, lithium-magnesium alloys, lithium-calcium alloys and their similar compounds can also be used. 1
Valent metals are preferred.
本発明の電池はその好ましい形に構成され、ここでは電
解質をその本来の場所に(in situ)形成するように示さ
れている。例えば、電気化学的に活性な成分がリチウム
とヨウ素である場合には、電池が構成された後にアノー
ドとカソードの間に固体のヨウ化リチウム電解質を形成
する。その代りの方法として、電解質の全部又は一部を
前もつて形成することもできる。例えば、次のような配
列，即ちＬｉ／ＬｉＩ(Ａｌ2Ｏ3)／ＰＥＯ・ｎＩｎを使
用することもできよう。このような配列は自己放電率を
変更するのには望ましい。そのようなアルミナ分散は、
J.Electrochem. Soc.120，(1289頁，1973年)に発表され
たC.C.リヤンの論文，J.Electrochem.Soc.123，(453
頁，1976年)に発表されたC.C.リヤンおよびL.H.バーネ
ツトの論文，およびリヤンに発行された米国特許第3,71
3,897号に報告されており、これらの論文，特許はいづ
れもこゝに参考のため述べたものである。The cell of the present invention is constructed in its preferred form and is shown here to form an electrolyte in situ. For example, if the electrochemically active components are lithium and iodine, a solid lithium iodide electrolyte is formed between the anode and cathode after the cell is constructed. Alternatively, all or part of the electrolyte may be preformed. For example, the following arrangement could be used: Li / LiI (Al 2 O 3 ) /PEO.nIn. Such an arrangement is desirable for modifying the self-discharge rate. Such an alumina dispersion is
J. Electrochem. Soc. 120, (1289, 1973) CC Ryan's paper, J. Electrochem. Soc. 123, (453
CC Ryan and LH Barnett's paper, published in 1976), and US Pat. No. 3,71, issued to Ryan.
No. 3,897, and these papers and patents are all mentioned here for reference.
これらの電池においてその動作関係の一部としてこれら
の電池に組み入れることができるもう１つの変形は、ミ
ードらに発行された米国特許第3,957,533号に記載され
ているようなポリ(２−ビニールピリジン)(Ｐ２ＶＰ)又
はその他の重合体材料，又はスカースタツドに発行され
た米国特許第4,182,798号に記載されているような自己
支持型ポリ(２−ビニールピリジン)体により被覆された
アノードの使用である。これらの特許の主題は、こゝに
参考のため述べたものである。Another variation that can be incorporated into these cells as part of their operating relationship is poly (2-vinyl pyridine) as described in US Pat. No. 3,957,533 issued to Mead et al. (P2VP) or other polymeric material, or the use of an anode coated with a self-supporting poly (2-vinylpyridine) body such as described in US Pat. No. 4,182,798 issued to Scarstad. The subject matter of these patents is hereby incorporated by reference.
発明の詳細説明 本発明は特定の電池(セル)設計を指向するものではな
く、カソード材料がこゝに述べた改良された種類のもの
である電気化学電池を構成する部品の組合せを指向す
る。この結果、本発明はいかなる特定の電気化学電池の
設計又は構造配置に限定されるものではない。物理的配
置において、本発明のカソード材料を含む電池のアノー
ドおよびカソード手段を最も広い意味において互に動作
関係に配置する必要があるだけである。殆んど無水又は
殆んど水を含まないようにするために、電池は殆んど無
水のおよび／又は乾燥した成分を用いて、乾燥した大気
中において、できれば相対湿度が約２％以下の乾燥した
部屋又は囲われた場所で組立て、カプセル封入すること
が好ましい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is not directed to a particular battery (cell) design, but to the combination of components that make up an electrochemical cell in which the cathode material is of the improved type described herein. As a result, the present invention is not limited to any particular electrochemical cell design or structural arrangement. In physical arrangement, it is only necessary to place the anode and cathode means of a cell containing the cathode material of the invention in operative relationship with each other in the broadest sense. In order to be almost anhydrous or almost free of water, the cell should be made up of almost anhydrous and / or dry components in a dry atmosphere, preferably with a relative humidity of less than about 2%. It is preferably assembled and encapsulated in a dry room or enclosed area.
下記の説明において、本発明による説明用の電池は、図
示するように平らなデイスク状部品を有する平らな円筒
形の電池である。電池(セル)および部品のいかなる相対
的配置も本発明にとつて満足すべきものであるというこ
とを理解すべきである。カソード材料は図面では１２に
示されており、できればリチウムであることが好ましい
アノードは１４に示されている。アノードおよびカソー
ドはいづれも不活性な集電装置１６および１８とそれぞ
れ接触しており、これらの集電装置はハステロイ(Hoste
lloy)又はステンレススチールのような金属製のもので
もよい。図示されている電池においては、リチウムアノ
ードは、集電装置１８とカソード材料１２が接触しない
ようにするために、集電装置１８の周辺部のまわりに超
音波により形成され溶接されている。電気化学的に不活
性な部品、即ちカソードおよびアノード１２および１
４、および集電装置１６および１８は、カツプ状の電気
化学的に不活性の非導電性容器２０内に封入され、その
容器は、プラスチツク製、即ちポリ弗化ビニリデンに対
するペンワツト社の商標キナール(Kynar)製であり、同
様の材料の封止蓋２２である。これら２つの部品は超音
波により溶接してもよく、又はその他の方法で密封して
もよい。エチレン−クロロトリフルオロエチレンに対す
るアライドケミカル社の商標ハラール(Halar)およびエ
チレンとテトラフルオロエチレンの共重合体に対するE.
I.デユポンドウナムール社の商標テフゼル(Tefzel)など
のその他の絶縁不活性材料をこれらの部品に用いてもよ
い。ステンレススチールリード線２４および２６は容器
部品２０および２２内にモールドされており、集電装置
１６および１８と電気的に接触する役目をしている。電
池(セル)を気密封入するために、第２図に示す装置全体
は、技術上実施されているようにガラス−金属封入によ
り電気リード線２４および２６の周囲にステンレススチ
ール容器３０内に封入されている。容器３０は図示して
あるように一緒に溶接した２つのカツプ状部品として作
るのが便利かもしれない。In the following description, the illustrative battery according to the present invention is a flat cylindrical battery having a flat disk-shaped component as shown. It should be understood that any relative placement of batteries (cells) and components is satisfactory for the present invention. The cathode material is shown in the drawing at 12, and the anode, preferably lithium, is shown at 14. The anode and cathode are each in contact with an inert current collector 16 and 18, respectively, and these current collectors have the Hastelloy (Hoste)
lloy) or metal such as stainless steel. In the battery shown, the lithium anode is ultrasonically formed and welded around the periphery of the current collector 18 to prevent contact between the current collector 18 and the cathode material 12. Electrochemically Inactive Components, Cathode and Anode 12 and 1
4, and the current collectors 16 and 18 are enclosed in a cup-shaped, electrochemically inert, non-conducting container 20 which is made of plastic, ie Penwat's trademark Quinal for polyvinylidene fluoride. Kynar) and a sealing lid 22 made of the same material. The two parts may be ultrasonically welded or otherwise sealed. Allied Chemical's trademark Halar for ethylene-chlorotrifluoroethylene and E. for ethylene and tetrafluoroethylene copolymers.
Other insulating inert materials may be used for these components, such as Tefzel, a trademark of I. Deu Pond Unamour. Stainless steel leads 24 and 26 are molded within container parts 20 and 22 and serve to make electrical contact with current collectors 16 and 18. To hermetically seal the battery (cell), the entire apparatus shown in FIG. 2 is enclosed in a stainless steel container 30 around the electrical leads 24 and 26 by glass-metal encapsulation as is practiced in the art. ing. It may be convenient to make the container 30 as two cup-shaped parts welded together as shown.
第２図の電池は、アノード１４の作用面(operative sur
face)上に支持されたポリ(２−ビニールピリジン)重合
体の本体又は膜３６を含み、この作用面は通常の場合少
くとも最初の間は電池(セル)カソードと接触している面
である。The battery shown in FIG.
a body or membrane 36 of poly (2-vinylpyridine) polymer supported on a face, the working surface of which is normally the surface in contact with the battery (cell) cathode for at least the beginning. .
上述した種類の電池は最初構成される際には電解質を必
要としない。この結果電解質そのものは図に示してな
い。しかし、組み立てられた後に、電解質はその本来の
場所に(in situ)形成される。電解質は、アノード金属
とカソード中のヨウ素との間の反応により通常は１つの
層の形でカソードとアノードとの間に生ずる。例えば、
リチウムアノードとカソード中のヨウ素を有する電池で
は、ヨウ化リチウム電解質がつくられる。Batteries of the type described above do not require an electrolyte when first constructed. As a result, the electrolyte itself is not shown in the figure. However, after being assembled, the electrolyte is formed in situ. The electrolyte is produced between the cathode and the anode, usually in the form of a layer, by the reaction between the anode metal and the iodine in the cathode. For example,
In batteries with a lithium anode and iodine in the cathode, a lithium iodide electrolyte is made.
本発明によれば、ヨウ素又はその他のハロゲン又はその
混合物、および選択された酸素含有成分又は成分混合物
はいろいろな相対的な量で直接に一緒に混合されてカソ
ード材料１２を作る。多くの場合この混合物は１２５℃
程度の余り高くない温度で加熱することが好ましい。こ
のことは、酸素含有有機成分が重合化合物である場合に
特に望ましい。好ましいポリ(酸化エチレン)であるＰＯ
ＬＹＯＸはヨウ素と一緒に約１２５℃で約１時間加熱す
ると良い結果が得られる。In accordance with the present invention, iodine or other halogen or mixture thereof, and selected oxygen-containing component or mixture of components are directly mixed together in various relative amounts to form cathode material 12. Often this mixture is at 125 ° C
It is preferable to heat at a temperature not too high. This is especially desirable when the oxygen containing organic component is a polymeric compound. PO, which is the preferred poly (ethylene oxide)
Good results are obtained by heating LYOX with iodine at about 125 ° C. for about 1 hour.
いろいろな有機成分をハロゲンと化合させる際にはある
程度の注意が必要である。例えば、澱粉とヨウ素の混合
物、およびポリ(酸化エチレン)とヨウ素との一部混合物
は、約１２５℃以上の温度では激しく分解する。Some caution is required when combining various organic components with halogens. For example, a mixture of starch and iodine and a partial mixture of poly (ethylene oxide) and iodine decomposes violently at temperatures above about 125 ° C.
粒子状材料であるヨウ素は、粗粒子の形で用いても、ま
た粉末にひいたヨウ素のような微粒子の形で用いてもよ
い。微粒子のヨウ素を用いることが好ましい。The particulate material iodine may be used in the form of coarse particles or in the form of fine particles such as powdered iodine. It is preferable to use fine particles of iodine.
酸素含有有機成分は下記からなる群から選ぶことができ
る。The oxygen-containing organic component can be selected from the group consisting of:
次のエーテル類：ポリ（ビニールメチルエーテル），ポ
リ(酸化エチレン)(ＰＥＯ)，ポリ(プロピレンオキサイ
ド)(ＰＰＯ)およびポリビニールブチラル， 次のアルコール類：ポリ（ビニールアルコール），エタ
ノール，フエノール，メチルセルロースおよび澱粉， 次のケトン類：アセトン，ポリ（メチルビニールケト
ン）およびメチルエチルケトン， 次のエステル類：ポリ(ビニールサクシネート)，ビニー
ルアセテートおよびポリ(ビニールアセテート)， 次の酸類：ポリ(アクリル酸)(ＰＡＡ)，酢酸および蓚
酸， 次の塩類：ポリ(アクリル酸)のナトリウムおよびアンモ
ニウム塩および酢酸ナトリウム， 次の無水物：酢酸無水物，および 次の特定の化合物：酸化プロピレンおよびプロピレンカ
ーボネート 更に、上記の化合物を一緒に混合してもよく、又は上記
の化合物を下記のように他の材料と混合してもよい。The following ethers: poly (vinyl methyl ether), poly (ethylene oxide) (PEO), poly (propylene oxide) (PPO) and polyvinyl butyral, the following alcohols: poly (vinyl alcohol), ethanol, phenol, Methyl cellulose and starch, the following ketones: acetone, poly (methyl vinyl ketone) and methyl ethyl ketone, the following esters: poly (vinyl succinate), vinyl acetate and poly (vinyl acetate), the following acids: poly (acrylic acid) (PAA), acetic acid and oxalic acid, the following salts: sodium and ammonium salts of poly (acrylic acid) and sodium acetate, the following anhydrides: acetic anhydride, and the following specific compounds: propylene oxide and propylene carbonate. Even if you mix the compounds of Ku, or the above compound may be mixed with other materials as described below.
例えば、ポリ(酸化エチレン)とポリ(２−ビニールピリ
ジン)を等量(酸素原子数と窒素原子数とが等しい)に加
えてから、酸素＋窒素１モル当たりヨウ素（Ｉ2）８モ
ルの比率でヨウ素を混合し、またポリ(酸化エチレン)と
トリフエニルホスフインオキサイドとを上記と同様に混
合する。For example, poly (ethylene oxide) and poly (2-vinylpyridine) are added in equal amounts (the number of oxygen atoms is equal to the number of nitrogen atoms), and then the ratio of iodine (I 2 ) is 8 moles per mole of oxygen and nitrogen. Iodine is mixed in, and poly (ethylene oxide) and triphenylphosphine oxide are mixed in the same manner as above.
本発明の酸素含有有機化合物は、たとえ窒素が存在した
としても、その窒素はピリジン型カソード材料化合物、
例えば、ポリ(２−ビニールピリジン)などに含まれてい
る窒素と同様の形式では存在しないという意味で、窒素
を含まない化合物として一般的に特徴づけることができ
る。これらのピリジン型カソード材料化合物において
は、ヨウ素などのハロゲンと電子を共有することができ
るようにするために窒素が化合物中に含まれている。こ
れは窒素がヨウ素などのハロゲンと電子を共有すること
ができない本発明のこれらの種類の化合物，例えば上記
に開示した種類の酸のアンモニウム塩類とは区別される
べきである。即ち、本発明の酸素含有化合物では、酸素
はハロゲンとの電子共有に関与していると考えられる。The oxygen-containing organic compound of the present invention, even if nitrogen is present, has nitrogen which is a pyridine type cathode material compound,
For example, it can be generally characterized as a nitrogen-free compound in the sense that it does not exist in the same form as nitrogen contained in poly (2-vinylpyridine) and the like. In these pyridine type cathode material compounds, nitrogen is contained in the compound in order to be able to share an electron with a halogen such as iodine. This should be distinguished from these classes of compounds of the invention in which nitrogen cannot share electrons with halogens such as iodine, for example the ammonium salts of the classes of acids disclosed above. That is, in the oxygen-containing compound of the present invention, oxygen is considered to be involved in electron sharing with halogen.
各種カソード成分の実質的な偏析を防ぐために、一部の
応用例においては粘度が重要となることがある。これは
特定のカソードの組合せ(結合)およびその使用目的に応
じて固定から液体まで変化する。粘度は、粘度を高める
ことが望ましいか又は粘度を低くすることが望ましいか
によつてカソード材料へ希釈溶媒又は粘稠剤(こゝでは
まとめて粘度調節剤と呼ぶ)を添加することにより調節
される。クロロホルムおよびオルトジクロロベンゼンな
どの希釈溶媒は、使用してさしつかえない不活性溶媒の
実例である。代りの方法として、本発明の酸素含有化合
物又は本発明の複数の酸素含有化合物の混合物である希
釈溶媒を用いてもよい。希釈溶媒として有用な本発明の
化合物の例としてはエタノール，アセトン，テトラヒド
ロフランおよびジエチルエーテルがある。実例となる不
活性糊稠剤は、煙霧化した(fumed)ＳｉＯ2，細かく粉砕
したＡｌＩ3，細かく粉砕したＡｌ2Ｏ3，モンモリロン
石などのケイ酸塩シート，細かくひいたヨウ化リチウ
ム，炭化水素重合体，例えばポリスチレン，ポリブデ
ン，ポリ(アルファ−メチルスチレン)およびスチレン−
ブタジネンゴムである。代りの方法として、本発明の酸
素含有化合物又は本発明の複数の酸素含有化合物の混合
物である糊稠剤を用いてもよい。糊稠剤として有用な本
発明の化合物の例としては、、ポリ(酸化エチレン)，ポ
リ(プロピレンオキサイド)がある。Viscosity may be important in some applications to prevent substantial segregation of various cathode components. It varies from fixed to liquid depending on the particular cathode combination (bonding) and its intended use. The viscosity is adjusted by adding a diluent solvent or thickener (collectively referred to herein as a viscosity modifier) to the cathode material depending on whether it is desirable to increase the viscosity or decrease the viscosity. It Diluting solvents such as chloroform and orthodichlorobenzene are examples of inert solvents that may be used. Alternatively, a diluting solvent that is an oxygen-containing compound of the invention or a mixture of oxygen-containing compounds of the invention may be used. Examples of compounds of the invention useful as diluent solvents are ethanol, acetone, tetrahydrofuran and diethyl ether. Illustrative inert paste thickeners are fumed SiO 2 , finely ground AlI 3 , finely ground Al 2 O 3 , silicate sheets such as montmorillonite, finely ground lithium iodide, carbonized Hydrogen polymers such as polystyrene, polybutene, poly (alpha-methylstyrene) and styrene-
Butadiene rubber. Alternatively, a paste thickener that is an oxygen-containing compound of the invention or a mixture of oxygen-containing compounds of the invention may be used. Examples of compounds of the invention useful as a thickening agent are poly (ethylene oxide), poly (propylene oxide).
実施例１ 第１図に示してある種類の電池は試験目的のために構成
された。電池は、リチウムアノードを有し、ヨウ素と第
１表に列記した各種化合物との混合物をカソードとして
用いた。このアノードの活性面積は５．１cm2であつ
た。カソード材料は、別に記載のない限り、ヨウ素と各
添加化合物との混合物を一緒に揺動炉(rocking furnac
e)内で密封したガラスアンプルに入れて１時間１２５℃
で加熱して調製した。カソード材料の導電率は第１表に
示す通りである。混合物は最初に添加物の酸素原子に対
するヨウ素分子(Ｉ2)の比率が８．０になるように調製
された。別に記載のない限りすべての比率はこれと同一
用語で表現されている。すべての電池のカソードは２０
０ｍＡｈの化学量論的ヨウ素容量をカソード限度とされ
た。この例のすべての電池は、第２図に示すようにアノ
ードとカソードとの間に置かれた厚さ０．０８mmのポリ
（2 −ビニールピリジン）シートでもつて組立てられ
た。電池は抵抗負荷１０Ｋオームの下で３７℃で放電さ
れた。すべての電池は約２．８ボルトの開放電圧を有し
た。Example 1 A battery of the type shown in Figure 1 was constructed for testing purposes. The cell had a lithium anode and used a mixture of iodine and various compounds listed in Table 1 as the cathode. The active area of this anode was 5.1 cm 2 . The cathode material was a rocking furnac mixture with a mixture of iodine and each additive compound, unless otherwise stated.
e) Place in a glass ampoule sealed in 125 ° C for 1 hour
It was prepared by heating. The conductivity of the cathode material is as shown in Table 1. The mixture was initially prepared such that the ratio of molecular iodine (I 2 ) to oxygen atoms in the additive was 8.0. Unless otherwise stated, all ratios are expressed in the same terms. 20 cathodes for all batteries
The stoichiometric iodine capacity of 0 mAh was the cathode limit. All cells in this example were assembled with a 0.08 mm thick poly (2-vinylpyridine) sheet placed between the anode and cathode as shown in FIG. The cell was discharged at 37 ° C. under a resistive load of 10 K ohms. All cells had an open circuit voltage of about 2.8 volts.
３つの同一の電池のうちの最善の電池２つに基づいた
(別に記載のない限り１００ｍＶカツトオフに対する)平
均供給容量(mean delivered capacity)は、酸素含有添
加化合物の各種類に対して第１表に示してある。Based on the two best of the three identical batteries
The mean delivered capacity (for 100 mV cutoff unless otherwise stated) is shown in Table 1 for each type of oxygen-containing additive compound.
実施例２ ヨウ素とポリエチレンオキサイド(ポリ酸化エチレン)
(ＰＥＯ)との混合物をＰＥＯの酸素原子１個当たりヨウ
素分子(Ｉ2)０．５０〜４０．０個の出発組成の範囲で
調製した。これらの混合物に用いたＰＥＯは、ユニオン
カーバイド社から入手したＰＯＬＹＯＸであつた。カー
ルフイツシヤー分析により決定したＰＥＯの含水量は
０．２１％であつた。 Example 2 Iodine and polyethylene oxide (polyethylene oxide)
Mixtures with (PEO) were prepared in the starting composition range of 0.50-40.0 molecular iodine (I 2 ) per oxygen atom of PEO. The PEO used in these mixtures was POLYOX obtained from Union Carbide. The water content of PEO was 0.21% as determined by Karl Fisher analysis.
第２表は、密封したガラスアンプル内で調製した混合物
を圧縮して作つたペレツトを特定の条件の下で揺動炉内
で加熱して測定した際の組成物による導電率および密度
の変化を示す。第２表に示す各組成ごとに、化学量論的
ヨウ素容量が２００ｍＡｈの全く同一のカソード制限電
池３個を実施例１に述べた方法で構成された。各組成ご
とに更に別の１組の電池を組立てたが、それらの電池で
はアノードとカソードとの間のＰ２ＶＰシートがないだ
けで、その他の点については上記の電池と全く同じであ
つた。これらの電池は抵抗負荷１０Ｋオームの下で３７
℃で放電された。（別に記載のない限り）１００ｍＶカ
ツトオフ以上の供給容量は第３表に示してある。Ｐ２Ｖ
Ｐシートを具えた電池およびＰ２ＶＰシートを具えてい
ない電池の平均放電曲線は第３図と第４図にそれぞれ示
してある。Table 2 shows the change in conductivity and density depending on the composition when a pellet made by compressing the mixture prepared in a sealed glass ampoule was heated in a rocking furnace under specific conditions. Show. For each composition shown in Table 2, three identical cathode-limited cells with stoichiometric iodine capacity of 200 mAh were constructed by the method described in Example 1. An additional set of cells was assembled for each composition, which were exactly the same as the above cells, except that there was no P2VP sheet between the anode and cathode. These batteries are 37 under a resistive load of 10K ohms.
It was discharged at ° C. Supply capacities above 100 mV cutoff (unless stated otherwise) are shown in Table 3. P2V
The average discharge curves for the battery with P-sheet and the battery without P2VP sheet are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
実施例３ 上記の諸例に述べた種類の電池は、調製温度１２５℃以
下でＩ2：０比が８．０および／又は２０．０で組立て
られた。カソード材料を作るために、いろいろな分子量
の酸素含有化合物をヨウ素とともに用いた。加熱時間は
１時間であつたが、１つの試料は、成分を室温において
のみ混合して調製した。１組３個の電池数組について調
べた変化および達成された利用率を第４表に示してあ
る。これらの電池はすべてアノードとカソードの間に挿
入された厚さ０．０８mmのポリ(２−ビニールピリジン)
のシートを有した。これらの電池は抵抗負荷１０Ｋオー
ムの下で３７℃で放電された。 Example 3 A cell of the type described in the above examples was assembled at a preparation temperature of 125 ° C. or less and an I 2 : 0 ratio of 8.0 and / or 20.0. Oxygen-containing compounds of various molecular weights were used with iodine to make the cathode material. The heating time was 1 hour, but one sample was prepared by mixing the ingredients only at room temperature. The changes investigated and the utilization rates achieved for several sets of three cells are shown in Table 4. All of these cells are 0.08 mm thick poly (2-vinyl pyridine) inserted between the anode and cathode.
Had a sheet of. These cells were discharged at 37 ° C. under a resistive load of 10 K ohms.
分子量(ＭＷ)を変化してもカソード利用率には顕著な変
化は観察されなかつた。カソードをその調製中に全く加
熱しなくても、電池は十分に放電することが観察され
た。従つて、カソード調製において加熱は望ましいかも
しれないが、必要ではない。No significant change was observed in the cathode utilization rate even if the molecular weight (MW) was changed. It was observed that the cell was fully discharged without any heating of the cathode during its preparation. Therefore, heating may be desirable, but not necessary, in cathode preparation.
実施例４ 酸素化合物成分として分子量が20,000と5,000,000のＰ
ＥＯをいろいろな割合で配合して６種類のカソード材料
が作られた。分子量が異なる２種類のＰＥＯは０％から
１００％まで変化され２０％づつ増加された。酸素原子
に対するＩ2分子の初期比率はいづれの場合にも２０に
固定した。ＰＥＯ化合物は、ペンシルバニア州，ウオー
リントンのポリサイエンス社から入手した。各混合物を
配合し、次に上述したように１２５℃で１時間加熱し
た。電池は１組３個づつで数組組立てたが、すべてアノ
ードとカソードの間に挿入した厚さ０．０８mmのポリ
(２−ビニールピリジン)のシートを用いた。すべての電
池は１０Ｋオーム負荷で３７℃で放電した。これら数組
の電池に対する平均供給容量は第５表に要約してある。 Example 4 As oxygen compound components, P having molecular weights of 20,000 and 5,000,000
Six types of cathode materials were made by mixing EO in various ratios. Two types of PEO having different molecular weights were changed from 0% to 100% and increased by 20%. The initial ratio of I 2 molecules to oxygen atoms was fixed at 20 in each case. PEO compounds were obtained from PolySciences, Inc. of Warrington, PA. Each mixture was compounded and then heated at 125 ° C. for 1 hour as described above. The batteries were assembled in groups of three, each of which was a 0.08 mm thick poly inserted between the anode and cathode.
A sheet of (2-vinylpyridine) was used. All cells were discharged at 37 ° C with a 10K ohm load. Average supply capacities for these several sets of cells are summarized in Table 5.
実施例５ ヨウ素と酸素含有有機化合物の混合物に今度は窒素含有
化合物を混ぜて調製した。構成成分は揺動炉内で密封し
たガラスアンプルに入れて１２５℃で２−エチルピリジ
ンの場合は１時間、ポリ（４−ビニールピリジン）の場
合には２４時間加熱した。これらの材料は、実施例１で
述べた電池の場合と同じく化学量論的ヨウ素容量２００
ｍＡｈをもつ電池のカソードとして試験した。第６表に
示すように酸素原子と窒素原子の和につき８ヨウ素分子
の出発組成で各カソードにつき３個の全く同じ電池を試
験した。電池は実施例１に述べたように放電した。１０
０ｍＶ以上の供給容量を第６表に示してある。 Example 5 A mixture of iodine and an oxygen-containing organic compound was prepared by mixing with a nitrogen-containing compound. The components were placed in a glass ampoule sealed in a rocking furnace and heated at 125 ° C. for 1 hour for 2-ethylpyridine and 24 hours for poly (4-vinylpyridine). These materials had the same stoichiometric iodine capacity of 200 as in the case of the battery described in Example 1.
It was tested as the cathode of a cell with mAh. Three identical cells were tested for each cathode with a starting composition of 8 iodine molecules per sum of oxygen and nitrogen atoms as shown in Table 6. The cell was discharged as described in Example 1. 10
The supply capacity above 0 mV is shown in Table 6.
本発明を実例をあげて上記に説明したが、独占的所有権
は前記の特許請求の範囲によつて定められている。 While the invention has been described above by way of illustration, exclusive ownership is defined by the following claims.
第１図は、本発明の改良されたカソード材料を利用した
電気化学試験用電池を示す概略図である。 第２図は、ポリ(２−ビニールピリジン)体を含む気密封
止した電池を示す概略図である。 第３図および第４図は本発明の試験電池に対する電圧−
放電容量(Ｑ)を示すグラフである。 第１図において、 １２はカソード材料、１４はアノード、１６，１８は集
電装置、２０は容器、２２は封止蓋、２４，２６はリー
ド線(ステンレススチール)。FIG. 1 is a schematic diagram showing an electrochemical test battery utilizing the improved cathode material of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a hermetically sealed battery containing a poly (2-vinylpyridine) body. 3 and 4 show the voltage for the test battery of the present invention-
It is a graph which shows discharge capacity (Q). In FIG. 1, 12 is a cathode material, 14 is an anode, 16 and 18 are collectors, 20 is a container, 22 is a sealing lid, and 24 and 26 are lead wires (stainless steel).
フロントページの続き (72)発明者 ダレル・エフ・アンテルカ− アメリカ合衆国ミネソタ州55011セダ−・ セダ−・ドライブ・エヌ・ダブリユ− 21730番 (72)発明者 ドナルド・ア−ル・メリツト アメリカ合衆国ミネソタ州55421フリドレ イ６番セリ・レ−ン・エヌ・ダブリユ− 1290番 (56)参考文献 特開 昭56−149774（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−35861（ＪＰ，Ｂ２)Front Page Continuation (72) Inventor Darrell F. Antelka-Minnesota, United States 55011 Seda-Seda Drive N.Davryu 21730 (72) Inventor Donald Alle Melitto Minnesota, United States 55421 Fridre B. No. 6 Seri-Lane N. Davryu No. 1290 (56) References JP-A-56-149774 (JP, A) JP-B 52-35861 (JP, B2)
Claims (1)
具え、そのカソード手段は、 ヨウ素，臭素，臭化ヨウ素およびそれらの混合物からな
る群から選ばれたハロゲン成分と、 次のエーテル類：ポリ（ビニールメチルエーテル），ポ
リ(酸化エチレン)(ＰＥＯ)，ポリ(プロピレンオキサイ
ド)(ＰＰＯ)およびポリビニールブチラル， 次のアルコール類：ポリ（ビニールアルコール），エタ
ノール，フエノール，メチルセルロースおよび澱粉， 次のケトン類：アセトン，ポリ（メチルビニールケト
ン）およびメチルエチルケトン， 次のエステル類：ポリ（ビニールサクシネート），ビニ
ールアセテートおよびポリ(ビニールアセテート)， 次の酸類：ポリ(アクリル酸)(ＰＡＡ)，酢酸および蓚
酸， 次の塩類：ポリ(アクリル酸)のナトリウムおよびアンモ
ニウム塩および酢酸ナトリウム， 次の無水物：酢酸無水物，および 次の特定の化合物：酸化プロピレンおよびプロピレンカ
ーボネート， からなる群から選ばれた酸素含有有機成分との混合物か
ら成る電気化学セル。1. An anode and a cathode means in operative relationship, the cathode means comprising a halogen component selected from the group consisting of iodine, bromine, iodine bromide and mixtures thereof and the following ethers: poly ( Vinyl methyl ether), poly (ethylene oxide) (PEO), poly (propylene oxide) (PPO) and polyvinyl butyral, the following alcohols: poly (vinyl alcohol), ethanol, phenol, methylcellulose and starch, the following ketones Kinds: Acetone, poly (methyl vinyl ketone) and methyl ethyl ketone, the following esters: poly (vinyl succinate), vinyl acetate and poly (vinyl acetate), the following acids: poly (acrylic acid) (PAA), acetic acid and oxalic acid , The following salts: sodium poly (acrylic acid) and sodium Moniumu and sodium acetate, the following anhydrides: acetic anhydride, and the following specific compounds: Electrochemical cell consisting of a mixture of propylene oxide and propylene carbonate, selected from the group consisting of oxygen-containing organic component.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US21002780A | 1980-11-24 | 1980-11-24 | |
| US210027 | 1994-03-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57115768A JPS57115768A (en) | 1982-07-19 |
| JPH0624122B2 true JPH0624122B2 (en) | 1994-03-30 |
Family
ID=22781312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56186777A Expired - Lifetime JPH0624122B2 (en) | 1980-11-24 | 1981-11-20 | Electrochemical cell |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0624122B2 (en) |
| DE (1) | DE3146334A1 (en) |
| FR (1) | FR2494915B1 (en) |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3352720A (en) * | 1964-03-09 | 1967-11-14 | Glenn R Wilson | Polymeric depolarizers |
| FR1526657A (en) * | 1966-06-13 | 1968-05-24 | California Inst Res Found | Electro-chemical battery |
| US3713897A (en) * | 1970-10-15 | 1973-01-30 | Mallory & Co Inc P R | Electrolyte materials for high voltage solid electrolyte battery systems |
| BE790185A (en) * | 1971-10-18 | 1973-02-15 | Western Electric Co | POSITIVE IODINE ELECTRODE BATTERY |
| US3877983A (en) * | 1973-05-14 | 1975-04-15 | Du Pont | Thin film polymer-bonded cathode |
| US3957533A (en) * | 1974-11-19 | 1976-05-18 | Wilson Greatbatch Ltd. | Lithium-iodine battery having coated anode |
| JPS5235861A (en) * | 1975-09-17 | 1977-03-18 | Shiyoujirou Ishii | Method of manufacturing capacitor minusscase |
| US4038459A (en) * | 1976-03-17 | 1977-07-26 | Eco-Control, Inc. | Halogen complexing alcohols and nitriles |
| US4038460A (en) * | 1976-03-17 | 1977-07-26 | Eco-Control, Inc. | Halogen complexing ethers |
| JPS5341732A (en) * | 1976-09-28 | 1978-04-15 | Sanyo Electric Co | Cathode of nonnaqueous electrolyte battery |
| JPS5468933A (en) * | 1977-11-10 | 1979-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lithiummiodine complex body battery |
| DE2829031C3 (en) * | 1977-07-07 | 1982-05-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma, Osaka | Galvanic cell with a solid electrolyte made of lithium iodide |
| US4182798A (en) * | 1978-03-13 | 1980-01-08 | Medtronic, Inc. | Preformed polymer sheet in combination with the anode of electrochemical cells |
| JPS5537782A (en) * | 1978-09-08 | 1980-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Lithium-iodide solid electrolyte cell |
| FR2442514A1 (en) * | 1978-11-22 | 1980-06-20 | Anvar | Ionically and pref. electronically conductive electrode - comprising agglomerate of active electrode material and solid soln. of ionic cpd. in polymer pref. polyoxyalkylene |
| JPS5578468A (en) * | 1978-12-07 | 1980-06-13 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Metal-halogen film battery |
| US4269911A (en) * | 1978-12-15 | 1981-05-26 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Aluminum-halogen cells |
| US4263382A (en) * | 1980-03-28 | 1981-04-21 | Union Carbide Corporation | Charge transfer complex cathodes for solid electrolyte cells |
-
1981
- 1981-11-20 JP JP56186777A patent/JPH0624122B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-11-23 DE DE19813146334 patent/DE3146334A1/en active Granted
- 1981-11-24 FR FR8121949A patent/FR2494915B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3146334A1 (en) | 1982-06-16 |
| FR2494915B1 (en) | 1986-08-22 |
| FR2494915A1 (en) | 1982-05-28 |
| JPS57115768A (en) | 1982-07-19 |
| DE3146334C2 (en) | 1991-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5599355A (en) | Method for forming thin composite solid electrolyte film for lithium batteries | |
| US3736184A (en) | Metal phosphate and metal arsenate organic electrolyte cells | |
| US5143805A (en) | Cathodic electrode | |
| US4853305A (en) | Cathodic electrode | |
| JPS5914264A (en) | Lithium battery flexible composite anode using nonaqueous medium | |
| US4029854A (en) | Halogen electrode | |
| US4430397A (en) | Electrochemical cells | |
| US4761355A (en) | Electrochemical cells and cathode materials | |
| US3998658A (en) | High voltage organic electrolyte batteries | |
| JP2004247292A (en) | Binder resin, mix slurry, electrode of nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP3206836B2 (en) | Lithium secondary battery | |
| JP3022758B2 (en) | Alkaline manganese battery | |
| JPH1180296A (en) | Gel form polymer electrolyte | |
| JPH0624122B2 (en) | Electrochemical cell | |
| US4393125A (en) | Battery cathodes | |
| JP2000215917A (en) | Composition for polymer electrolyte formation | |
| JPH1012243A (en) | Lithium secondary battery | |
| JPS58206048A (en) | Alkaline battery | |
| US3207633A (en) | Primary alkaline cell | |
| JPS6084772A (en) | Solid electrolyte battery | |
| JP2003109594A (en) | Electrode material, manufacturing method of the same, electrode for battery using the same, and battery using the electrode | |
| JPH0412613Y2 (en) | ||
| KR100457093B1 (en) | Fabrication of a polymer electrolyte for lithium/sulfur battery and room temperature lithium/sulfur battery containing the same with one flat voltage | |
| JP3187862B2 (en) | Zinc alkaline battery | |
| KR100324714B1 (en) | New blended gel polymer electrolyte(Ⅱ) and a method for manufacturing thereof |