DE2810320A1 - CATHODE FOR A CELL, METHOD FOR PRODUCING SUCH A CATHODE AND RECHARGEABLE BATTERY CONTAINING IT - Google Patents

CATHODE FOR A CELL, METHOD FOR PRODUCING SUCH A CATHODE AND RECHARGEABLE BATTERY CONTAINING IT

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DE2810320A1 DE19782810320 DE2810320A DE2810320A1 DE 2810320 A1 DE2810320 A1 DE 2810320A1 DE 19782810320 DE19782810320 DE 19782810320 DE 2810320 A DE2810320 A DE 2810320A DE 2810320 A1 DE2810320 A1 DE 2810320A1
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Description

B e schrelbun κB e schrelbun κ

Die Erfindung betrifft eine Kathode für eine Zelle, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Kathode, eine eine solche !Cathode enthaltende Zelle sowie die Itaraobilisierung von "bestimmten elektrochemischen Reaktanzen.The invention relates to a cathode for a cell, a method for making such a cathode, one such ! Cathode containing cell as well as the Itaraobilization of "certain electrochemical reactances.

Es besteht ein ständig zunehmender Bedarf nach geeigneten
Energiespeicherimgsaechanisiaen im. allgemeinen und nach einer Überacnui>Eriergiespeicherimg in Enargieverteilungenatzen und nach einem elektrischen Fahrzeugantx'ieb Ih besonderen.
There is an ever increasing need for suitable ones
Energy storage mechanisms im. general and after an over a cnui> Eriergiespeicherimg in Enargieverteilungenatzen and after an electric vehicle antx'ieb your special.

In jüngster Seit wird der Entwicklung von verbesserten elektrochemischen Eaergiespeicherungsaechaniguisn eine erhöhte
Aufmerksamkeit geschenkt. Die aussichtsreichsten Entwicl-clun.-gsn "bü2.iehsn sich auf Zellsysteme, in denen Alkalimetalle mit stark elektronegativen Elementen, xtfie Schwefel, gekoppalt
sind«, Diese Entv/ickltmgen wurden bisher jedoch verzögert
durch die Schwierigkeiten, die bei der Kontrolle und Handhabung der reaktionsfähigen elektrochemischen Reaktanten o.uftraten.
Recently, the development of improved electrochemical energy storage mechanisms is increasing
Attention paid. The most promising developments relate to cell systems in which alkali metals are coupled with strongly electronegative elements, such as sulfur
are «, but these developments have so far been delayed
the difficulties encountered in controlling and handling the reactive electrochemical reactants or.

Es gibt zwei G-runäverfahren, nach denen bei dar Unbex'succuing; diesex' Alkaliniotall-Schviefel-Zellen gsarbeitet wird.. Bei des ersten GruiKlTsrfahren war der Vorschlag der, daß die Eleictro— den aus gescheiolzeneni Natrium und Schwefel, getrennt durch einen festen Elektrolyten, bestehen sollten. Der feste Slek« trcj-^b .'3ο 11t5 Λβ'Χ üopviius:a Zwaalt Cleria^:, s~ls ^Lc^crolyt ^u fungieren sowie äeti erforderlichen Sepsjcator für di'5 gescliiaolζsnen Elektroden darstellen« So vn.u-ds baispiölsv
β -Alutainiuäioxid als fester Elektrolyt vorgeschlagen«
There are two G-runa procedures, according to which at dar Unbex'succuing; This is done with alkaline total Schviefel cells. In the first basic procedure the suggestion was that the electrodes should consist of molten sodium and sulfur, separated by a solid electrolyte. The solid slek «trcj- ^ b .'3ο 11t5 Λβ'Χ üopviius: a Zwaalt Cleria ^ :, s ~ ls ^ Lc ^ crolyt ^ u act as well as Äeti necessary sepsjcator for di'5 closed electrodes represent« So vn.u- ds baispiölsv
β- alutainium dioxide proposed as a solid electrolyte "

ORIGINALORIGINAL

,β -Aluminiumoxid ist an Keramiknaaterial, das als Separator für die geschmolzenen Elektroden dient tmd eins gute Ionen— leitfähigkeit für Ifatriumionen bei etwa 300 C aufweist* Dieses Verfahren hat jedoch vei^schiedene liachteile. Geschmolzeiie3 natrium und geschmolzener Schwefel sind gefährlich und insbesondere bei dan angewendeten Betriebstemperaturen müssen sie auf wirksane Weise getrennt voneinander gehalten werden. Dar β -Aluajjiiunoxid-Keramik-Elektrolyt ist schockempfinrllioh« Außerdem nsigt ei' zur Korrosion durch metallisches liatx'itini, das zur Bildung von Rissen und Defekten führt und daait die Gebrauchsdauer einer solchen Zelle begrenzt.β-Alumina is a ceramic material that serves as a separator for the molten electrodes and has good ion conductivity for sodium ions at around 300 ° C. Molten sodium and molten sulfur are dangerous and, particularly at operating temperatures at that time, they must be effectively kept separate from one another. The β- aluminum oxide ceramic electrolyte is shock-sensitive. In addition, it tends to corrode through metallic liatx'itini, which leads to the formation of cracks and defects and thus limits the service life of such a cell.

Bei des zweiten Grundverfahren wurde vorgeschlagen, den Elektrolyt -.yid sr st and minimal zu machen durch Verwendung von Elektrolyt?^, di5 aus geschmolzenen ionischen Salzen besteh-an, die mit den vorwencloten Elektroden elektrochemisch verträglich, (kompatibel) sind. Bsi Verwendung solcher Elektrolyten muß die Betriebstömpsratiir der Zelle oberhalb des Schmelzpunkt gs das vsrv/endet32i Elektrolyten liegen. Ein Beispiel für einen solchen Elektrolyten ist das LiJ/KJ-Eutektikuai, d-13 bsi etwa. 255°C seLrailst. Andere ionische Salssysteme, die bei viel tieferen !Temperaturen (ζ. ΒΛ bei etwa 1000C) schraelzen, Xierden derzeit entwickelt. In der Regel erfüllen die geschnols-3non ionischen Alkalimetall-nalogen-Salze die Anforda- rsoxi^QQ ξ;π. die elsktrocheinisch>5i Stabilität und die hohe Ionenleitiähi^keit in solchen Zellen.In the second basic method, it was suggested to minimize the electrolyte by using an electrolyte consisting of molten ionic salts which are electrochemically compatible with the electrodes. If such electrolytes are used, the operating flow rate of the cell must be above the melting point of the electrolyte. An example of such an electrolyte is the LiJ / KJ eutectic, d-13 bsi for example. 255 ° C steel rail. Xierden is currently developing other ionic salt systems that melt at much lower! Temperatures (ζ. Β Λ at around 100 0 C). As a rule, the Schnols-3non-ionic alkali metal nalogen salts meet the required oxi ^ QQ ξ; π. the otherwise local stability and the high ionic conductivity in such cells.

EsI diesel zwoix-en Grundverfahren wurde vorgeschla£$on, dieThis two-six basic procedure was proposed on that

* ·· 1 "·· -» ·■>'·■ : TJ —!^-!-1—1 ( - Λ ■% ■— ■"•T-^-J-~\·! ■»!.—"^ -»ti ■) "1 .· ■■■>.-. 1 τιη, - m,r.n -τ-y ^ r * ·· 1 "·· -» · ■>'· ■: T J -! ^ -! - 1—1 (- Λ ■% ■ - ■ "• T - ^ - J- ~ \ ·! ■»! .— "^ -» ti ■) "1. · ■■■> .-. 1 τιη, - m, r. n -τ-y ^ r , A 4- , A 4-

iichvei'cl als !Cathode zu verwenden, wobei bei den vorgeschlagenen Botriabstenp-iraturen der Zellen sowohl Lithium (oder jSat.riun) als auch Schwefel ϊώ flüssigen Zustand vorliegeniichvei'cl to use as! Cathode, with the proposed Both lithium (or jSat.riun) as well as sulfur ϊώ liquid state

BAD ORlGiNALBAD ORlGiNAL

809837/094«809837/094 «

könnten» Lithium (oder Natrium) -und Schwefel stellen attraktive Stoffe für die "Verwendung als Blektrodonaatsrlalien dar, da sie niedrige Äquivalentgewichte halsen und theoretisch eine chemische Zelle (galvanische Zelle) mit einer Spannung von etwa 2,3 V (2,1 V für Natrium) liefern können» Da die aktiven Elektrodenmaterialien bei den normalen Zsllenbetriebsbedingungen im flüssigen Zustand vorliegen können, müßten "beide immobilisiert werden, um Sicherheitsrisikan zu vermeiden und das richtige Funktionieren einer solchen Ze3.1e zu gewährleisten. “Lithium (or sodium) and sulfur could make attractive Substances for the "use as Blektrodonaatsrlalien, because they have low equivalent weights and theoretically one chemical cell (galvanic cell) with a voltage of about 2.3 V (2.1 V for sodium) can supply »As the active Electrode materials can be in the liquid state under normal cell operating conditions, "both should." immobilized in order to avoid security risks and to ensure the correct functioning of such a cell.

Aufgrund von Entwicklungen in diessr Richtung wurde stierst vorgeschlagen, daß die Lithiumanode mittels einsr porösan Matrix aus rostfreiem Stahl immobilisiert werden sollte, in welcher das flüssige Hat all dxirch Kapillarwirkung zurückgehalten wird· Dieses Verfahren hat- sich aber nur teilweise al3 erfolgreich erwiesen. Das Lithium wird während das Auf ladimgsproseasas nicht vollständig eingeschlossen (aurückgehalten), sondern entweicht au3 der rostfreien Stahlmatrix in Eorm von feinen Seuchen, die sich in dem Elektrolyten verteilen. Die Folge davon ict, daß zwischen den Elektroden sich eine Üthiumsuspension anreichert, die zu einer Selbstentlaäung der Zelle führt.Because of developments in this direction, stierst became suggested that the lithium anode by means of a porous Stainless steel matrix should be immobilized in which has retained all the liquid by capillary action will · This procedure has only partially proven itself al3 proven successful. The lithium is charged during the charging process not completely enclosed (retained), but escapes from the stainless steel matrix in Eorm of subtle epidemics spreading in the electrolyte. The consequence of this is that between the electrodes a Üthiumsuspension enriches, which leads to a self-drainage the cell leads.

Durch die weitere Entwicklung wurde das Problem der Immobilisierung dei1 L-ithiuniaaode gelöst. Dies wurde arreiciat durch ¥ervandung einar Lithium-Aluminiuia-Legiervjag oder siiior Ijithitim-Silicium-Legierung, die boi der vor^eschlagoneii B-3-tti'ib3:;o'nr)5ra;cu.T· '7-;? ir lot. 2\ 'vvr'i j ^sj^-ü·."- ^a;. :.-.-,I I'L-v-ϊ- ϊ >gierungeii über einan breiten Konzciiitrationsbereich vs-rvijr.dst warden können und sin gutes elektrochsmische-s Verhalten auf-Further development has solved the problem of immobilizing the 1 L-ithiuniaaode. This was arreiciat by ¥ ervandung einar lithium Aluminiuia-Legiervjag or siiior Ijithitim-silicon alloy, the boi the before ^ eschlagoneii B-3-tti'ib3:; o'nr) 5ra; cu.T · '7- ;? ir lot. 2 \ 'vvr'i j ^ sj ^ -ü ·. "- ^ a ; .:.-.-, I I'Lv-ϊ- ϊ> gierungeii over a wide range of concentration vs-rvijr.dst can be and are good electrochemical behavior on

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Das Problem, das noch gelÖ3t werden mißte, war jedoch, das Problem dor Immobilisierung der Schwefelkathode. Bei Betriebstemperaturen von etwa 3000C ist der Dampfdruck von Schwefel beachtlich (etwa 50 mmHg). Die Folge ist, daß der Schwefel während der Verwendung schnell verdampft und daß Zellen, in denen Kathoden aus geschmolzenen Schwefel verwendet werden, deshalb eine kurze Lebensdauer (G-ebrauchsdauer) haben. Der einzige verhältnismäßig erfolgreiche Vorschlag zur Lösung des Problems der Sch^ifeliriaobilisiex-ung war der, das Problem durch Verwendung; von Übergangsmetallsulfiden, wie FeS oder , SU umgehen.The problem that remained to be solved, however, was the problem of immobilization of the sulfur cathode. At operating temperatures of around 300 ° C., the vapor pressure of sulfur is considerable (around 50 mmHg). The result is that the sulfur evaporates quickly during use and that cells in which cathodes made of molten sulfur are used therefore have a short service life. The only relatively successful proposal for solving the problem of schismeliriaobilization was that of using the problem; bypass transition metal sulfides such as FeS or SU.

Diese Vorschläge haben jedoch bestimmte Hachteile. Ein 2 System ist stark korrosiv und es müssen deshalb spezielle Materialien, z. B» Kolybcian, für den Strorakollelctor der Zelle verwendet werden. PeS ist zwar weniger korrosiv als PsSo» es hat jedoch e.lne wesentlich, niedrigere theoretische Energiedichte als PeS2* Eine FeS2-ZeIIe hat den weiteren Nachteil, daß sie eine zweistufige Entladungsreaktion ergibt. Außsrdem kann die Ausdahnung sowohl von PeS als auch von PeSo während der Aufladtings- und Entladungszyklen zu einem mechanischen Bruch (Versagen) dieser Kathoden führeni_However, these proposals have certain disadvantages. A 2 system is highly corrosive and therefore special materials, e.g. B »Kolybcian, to be used for the strora collector of the cell. PeS is less corrosive than PsSo » e s, however, has a significantly lower theoretical energy density than PeS2 * An FeS 2 cell has the further disadvantage that it results in a two-stage discharge reaction. In addition, the depletion of both PeS and PeSo during the charging and discharging cycles can lead to mechanical breakage (failure) of these cathodes i _

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Kathoden für elektrochemische (galvanische) Hochteoiperatur-Zellen, sowie neue elektrochemisch** (galvanische) Hochtemperatur-Zellen, die bei Temperaturen oberhalb der Schmelzpunkte der in den Zellen verwendeten Elektrolyten betrieben warden sollen.The present invention relates to new cathodes for electrochemical (Galvanic) high temperature cells, as well as new ones electrochemical ** (galvanic) high-temperature cells that operate at temperatures above the melting points of the cells used electrolytes should be operated.

Gegenstand der Erfindung ist eine !Cathode für eine Hochtemperatur-Zelle, die ein elektronegatives Element aus der Gruppe Schwefel und Selea sowie einen Molekülarsiebträger enthalt,The subject of the invention is a! Cathode for a high temperature cell, which contains an electronegative element from the group sulfur and selea as well as a molecular sieve carrier,

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in dem das elektronegative Element sorbiert ist und in dem das electronegative Eleraerrt während dar Verwendung dar Kathode in einer Zelle zurückgehalten (festgehalten) wird»in which the electronegative element is sorbed and in which the electronegative element remains during use of the cathode is held back (held) in a cell »

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren stur Herstellung einer Kathode für eine Hochtemperatur -Seile, boi de~n man ein elektrenegatives Element aus der Gxmppe Schwefel und Selen in einem Kolskularsiebträger sorbiert, welcher das elsktronegative Element während dex· Verwendung in eine?-' Zelle festhält (zurückhält), xmd den Molekülorsisbträger in oineji porösen Kathoäenbecher bzw. -gehäuse unterbringt«The invention also relates to a method of rigid production a cathode for a high temperature cable, boi de ~ n an electrenegative element from the group sulfur and Selenium sorbs in a colicular sieve carrier, which the elsctronegative element during dex · use in a? - 'cell holds (holds back), xmd the molecular torsisb carrier in oineji porous cathoic cup or case accommodates "

Der Molekül ar siebträger kann derart sein, daß qt eine wirksame Menge des elektxOchemisch aktiven elaktronegativen Elements für eins solche Zeitspanne feöbh'ilt (^.luiMckhält)» dis ausreicht, vzi den. ■'.firksamen Betrieb der Kathode izi yiner Zelle für eine vernünftige Zeitspanne r.u o:i.-oögl"ichea„ ZvscX'-näßig handelt ec sich bei dem '!rager jedoch um einen solcher;., welcher- das elektrochemisch aktive elektxO.nar:;s.tive Eisnicint v;ährend der Verwendung der Kathode in einer Seile, für die sie bestimmt ist, in.nexrhalb des normalen Betriebstypr^aburbereichs dei* Zelle ντΛ ohne wesentlichen Verlust 'irahrcrad einer geeigneten Betr-iebsdauer der Zelle Eurückhäl-c (festhält ).The molecule may be such ar portafilter that feöbh'ilt qt an effective amount of the active elektxOchemisch elaktronegativen element for one such time period (^ .luiMckhält) "dis sufficient vzi the. Effective operation of the cathode izi yiner cell for a reasonable period of time ru o: i.-oögl "ichea"ZvscX'-näßig, however, the '! Rager is such a;., Which - the electrochemically active electro. nar: v s.tive Eisnicint; uring the use of the cathode in a rope, for which it is intended, in.nexrhalb normal Betriebstypr ^ aburbereichs dei * cell ντΛ irahrcrad without substantial loss' of a suitable Re-iebsdauer the cell Eurückhäl- c (holds).

Kolekularsiebträg-er veisen molekülax-e Hohlräume in ΙΓι>πλ von Käfigen, Porna oder Kanälen auf, wobei die nohlxvluvna Einju?.\o;o (j?en3t.3r) aufwoison, die in axe hiTi-r-iärirühroa. Dia G-rö^e ö y;c Molecular sieve carriers point to molecular sieve cavities in ΙΓι> πλ of cages, porna or canals, with the nohlxvluvna Einju?. \ O; o (j? En3t.3r) aufwoison, which in axe hiTi-r-iärirühroa. Dia G-rö ^ e ö y; c

einen Eintritt von Schwefel- oder Sei en at 02; en in dio H';hlrä\iiüe zu err.öglichen uad die Hohlräume nüssen so ssiti, d.?.L die Schwefel- ode.r Selenatoma darin fost^ehalton (^ux-ückgiihilt-o^)an entry of sulfur or bees at 02; en in dio H '; hlrä \ iiüe to err.possible uad the cavities nuts so ssiti, d.?.L the Sulfur or Selenatoma therein fost ^ ehalton (^ ux-ückgiihilt-o ^)

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werden können.can be.

Olme an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß dann, wenn Schwefel- oder Selenatome in einen solchen molekularen Hohlraum eines geeigneten Holekularsiebes eintreten, sie durch Kräfte, bei denen es sich in erster Linie um solche vom van d-3r Vaal-Typ handelt, in dem Hohlraum festgehalten -werden. Außerdem wird angenommen, daß Schwefel- oder Sslenafcotae, wo dies κοglich ist, in geeigneten Prägern Eingousr Eettsnsfcrulcturen bilden und daß diese Ring- oder Kettenstrukturan während der Verwendung der Kathode intakt und kohärent bleiben können. Wenn diese Theorie richtig ist, so folgt daraus, daß das Volumen solcher Hing- oder Kettenstrukirireeri allein ausx^eichen würde, Uta ihr Entweichen aus den Einlassen (SNrastezrO aer iaolekularen Hohlräuraa geeigneter Mololcalarsiobtrager während der Verwendung zu verhindern.Obligation to be bound by any theory, it is believed that when sulfur or selenium atoms enter such a molecular cavity of a suitable molecular sieve, they are caused by forces which are primarily van d-3r Vaal-type acts to be held in the cavity. In addition, it is believed that sulfur or sslenafcotae, where this is possible, form incorporation elements in suitable primers and that these ring or chain structures can remain intact and coherent during use of the cathode. If this theory is correct, it follows that the volume of such hanging or chain structures alone would be sufficient to prevent their escape from the inlets (SNrastezrO aer iaolecular cavities of suitable molar calarsi carriers during use.

Uta als Kathode wirksam zu sein, nuß die erfindungsgeiaäßs Kathode geeigneten Ionen leichten Zugang zu dem sorbisrten Schwefel oder Solen, gewähren» X'.rie dies während der Verwendung der Kathode in einor Eochtemperatur-Zelle der Pail sein kann. Dai'aus foüryt, daß dia Kathode da.s Hindvirchdiffundiex-en von geeigneten Ionen dua:ch dieselbe erlauben muß und daß der Molekularsieb träger deshalb als Jonenleiter fungieren oder sin solcfier sein nv.H, v/enn ex1 nit dem elöktronegativen Element dotiert ist.In order to be effective as a cathode, the ions suitable for the cathode according to the invention must allow easy access to the sorbent sulfur or brine, which may be during the use of the cathode in a high-temperature cell of the pail. Dai'aus says that the cathode da.s Hindvirchdiffundiex -en of suitable ions dua: ch must allow the same and that the molecular sieve carrier therefore act as an ion conductor or are so nv.H, v / enn ex 1 doped with the electro-negative element is.

Unter einem "cioti.3>:caj.i liülülaxlarcsiebtxv.gsr" ist zu verstehen, ■'.-'? .[■>■-- .r'i."^· .I.:·.'."· :·\I1I-. ■:-■ "u-^j Λ"";1ν--> τ'\-ϊ''ΐ·α\-. ^Λΐ.νΊΓΐ ia^s^y^A sorbiert enthält.Under a "cioti.3>: caj.i liülülaxlarcsiebenxv.gsr" is to be understood, ■ '.-'? . [■> ■ - .r'i. "^ · .I.: ·. '." ·: · \ I 1 I-. ■: - ■ "u- ^ j Λ""; 1ν -> τ '\ - ϊ''ΐ · α \ -. ^ Λΐ.νΊΓΐ ia ^ s ^ y ^ A contains sorbed.

Ib all'-eritjifi&n ist das Lsistu.n^3veraögeii einer Zelle, in derIb all'-eritjifi & n is the Lsistu.n ^ 3veraögeii of a cell in which

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eine solche Kathode -verwendet wird, um so besser, je hoher die Ionenleitfähigkeit der Kathode ist. Obgleich die Ionealeitfähigkeit weniger wichtig ist bei einer zweidimensionalen Kathode,sollte für eine erfindungsgemäße dreidimensionale Kathode der Molekuiarsiebträger so gewählt werden, daß die Ionenleitfähigkeit für den wirksamen Betrieb mindestens aiisreicht und vorzugsweise so hoch wie möglich ist» Um als Kathode wirksam arbeiten zu können, muß sie elektronenleitend sein.Such a cathode is used, the better, the higher it is is the ionic conductivity of the cathode. Although the ionic conductivity is less important with a two-dimensional Cathode, should for a three-dimensional according to the invention Cathode of the molecular sieve carrier are chosen so that the Ionic conductivity is at least sufficient for effective operation and preferably as high as possible. In order to be able to work effectively as a cathode, it must be electron-conducting be.

Der Molekularsiebträger muß deshalb so gewählt v/erden, daß er ausreichend elektronenleitend ist oder daß er genügend elelcfcronenleitend ist, wenn er eine wirksam--) Hange Schwefel oder Selen enthält, wie dies der Fall sein kann, wenn dieses darin sorbiert ist. Wenn dies nicht der Fall ist, auß der Kathode ein elektronenleitendes Hateriel einverleibt worden, Dieser Aspekt wird weiter unten näher erörtert»The molecular sieve carrier must therefore be chosen so that it is sufficiently electron-conducting or that it is sufficient It is electrically conductive when it has an effective--) Hange of sulfur or contains selenium, as may be the case if this is sorbed therein. If not, save the Cathode has been incorporated into an electron-conducting Hateriel, This aspect is discussed in more detail below »

Es sind verschiedene 2ypen von natürlichen und synthetischen Kolekularsiebmaterialien bekannt und sie werden in gro.Seta TJt.-fang in der Industrie für die Reinigung, das Auswaschen (Entfernen) und die Trennung verwendet. Wegen de3 Bedarfs für diese Materialien werden sie sorgfältig untersucht und derzeit werden weltweit neue Molekularsieb^aterialien entwickelt und hergestellt» There are different 2 types of natural and synthetic Molecular sieve materials are known and they are used in Gro.Seta TJt.-fang used in industry for cleaning, washing (removing) and separation. Because of the need for these materials are carefully examined and new molecular sieve materials are currently being developed and manufactured worldwide »

Wenn man verschiedene Faktoren, wie z, 3» die Größe das Zugangs (Fensters), die Größe des Hohlraumes, die GlIf one considers various factors such as z, 3 »the size of the access (window), the size of the cavity, Eq

keit, eine elektrochemisch wirksame Menge Schwefel oder S.ilon. su sorbieren (absorbieren)» wie dies der Fall sein kann, und die Fähigkeit> den Schwefel oder· das Solen unter denability, an electrochemically effective amount of sulfur or S.ilon. su sorbieren (absorb) »as this can be the case, and the ability> the sulfur or · the brine among the

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Betriebsbedingungen zurückzuhalten (festzuhalten), berücksichtigt, so stallt dies eine ungefähre Leitlinie für die Auswahl -von Molekülarsieb trägern für die speziellen Anwendung szvxecke gemäß der vorliegenden Erfindung dar» Weitere Faktoren, die als Leitlinie dienen können, können sein der Grad der Porosität, die Dichte, die Zugänglichlcsit (Verfügbarkeit), die mechanische !Festigkeit, die Stabilität und die Eloktronenleitfähigkeib eines dotierten Molekularsiebtaatsri-Its operating conditions to retain (hold) taken into account, it will stall an approximate guideline for the selection -of Molekülarsieb carriers for the particular application szvxecke according to the present invention "Other factors which may serve as a guideline, to the degree of porosity, the density , the accessibility (availability), the mechanical strength, the stability and the electronic conductivity of a doped molecular sieve

Auf der Basis von Paktoren wie diesen können Holekularsiebuaterialien, ti ie z„ B. Kohlenstoff-Molekularsiebe, Verbund-ICohlejastoff-liolekularsiebe und bestimmte sorbierende Substanzen (natürliche odör synthetische Mineralien), wie Zeolite, noäifisierto Zeolite und zeolit-artigs Substanzen in Betracht gesogen werd-'än.»On the basis of factors like these, molecular sieve materials, ti ie, for example, carbon molecular sieves, composite carbon-fiber molecular sieves and certain sorbent substances (natural or synthetic minerals), such as zeolites, noäifisierto zeolites and zeolite-like substances into consideration get sucked. "

Geaäß einer Axisführungsform der Erfindung kann der Molekularsiebträger natürliche oder synthetische Zeolite oder modifizierte Zeolite, die physikalisch odez* chemisch modifiziert v/orden sind, jedoch noch geeignete molekulare Hohlräume für die Aufnahme und das Zurückhalten des elektronegativen Elementes aufweisen, enthalten oder daraus bestehen.According to one axis of the invention, the molecular sieve carrier natural or synthetic zeolites or modified zeolites that are physically or chemically modified are, however, still suitable molecular cavities for the inclusion and retention of the electronegative element have, contain or consist of.

:a hier von einer erfindungsgemäßen Kathode gesjprochen wird, die als Kolokularsiebträger einen Zeolit enthält oder daraus besteht, so bezieht sich dies stets auf einen dehydratisieren Z-sollten,: a spoken here of a cathode according to the invention which contains a zeolite as colocular sieve carrier or consists of it, it always refers to a dehydration Z-should,

Im!;er dsm Ausdruck 'Zeolite" ist hier die Klasse von kristallinen oder amorphen natürlichen oder synthetischen Materialien su vöi'jfeehQn, die Aluminium und Silicium in genauIn the!; Er dsm term 'Zeolite' here is the class of crystalline or amorphous natural or synthetic materials su vöi'jfeehQn, the aluminum and silicon in exactly

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deriniartenHengenanteilen enthalten, scntfie ihre Analogen. Bezüglich einer detaillierteren Definition -und Diskussion von Zeoliten darf auf die Publikation der International union of Pure and Applied Chemistry, "Chemical Nomenclature5 and !Formulation of GoTapositions, of Synthetic and Natural Zeolites" vom Januar 1975 hingewiesen werden. Zeolite enthalten in der Regel bev/egliche VasserrnolekülS; die durch l/ärnae und/oder Evakuieren, in allgamainsn revaraibal, entfernt vrerden köruasn« Zeolite besitzen in der Kegel eine gut georciasta Inneiistrukttirs sie weisen, eine hohe innere Oberxlachangx'öSe auf und sind charakterisiert dtirch die Anwesenheit einer Vielzahl von regelmäßigen Anordnungen von molekularen Hohlräumen. contain the same types of hanging parts, they contain their analogues. For a more detailed definition and discussion of zeolites, reference may be made to the publication of the International Union of Pure and Applied Chemistry, "Chemical Nomenclature 5 and! Formulation of GoTapositions, of Synthetic and Natural Zeolites" from January 1975. Zeolites usually contain moving water molecules; which are removed by l / arnae and / or evacuation, in allgamainsn revaraibal, vrerden köruasn «Zeolites have in the cone a well georciasta inneiistrukttir s they have, a high inner Oberxlachangx'öSe and are characterized by the presence of a multitude of regular arrangements of molecular cavities.

Es wird aagertonnaeii, daß Zeolite in ihrer· hyäratisiorten SOrn durch die folgende Strukturformel dargesfcallt wordenIt is known that zeolites are in their hyäratisiorten sOrn has been represented by the following structural formula

v/orin M ein Kation mit der Valenz η und Σ und Y vono unabKiagige Variable bedeuten, die eine Funktion der 3u.saui~ tr.ensetzung der Auss-angsaiischung und der Art der Horn teilung sind,v / orin M is a cation with the valence η and Σ and Y vono mean independent variables that are a function of 3u.saui ~ tr. definition of the Angsai language and the type of horn division are,

Bei einer Ausfiihrup.^isfora. der Erfindiuig kann dor HoIs-1CaIcj?During an execution the inventor can dor HoIs -1 CaIcj?

siöbtrö-ser dehjdPc-.tiaiwrte Zeolitki*i3tall3 en^haltün odorsiöbtrö-ser dehjdPc-.tiaiwrte Zeolitki * i3tall3 en ^ haltün odor

daraus "o-iistshenj die aus der Gruppe dex* in der !Totur vorkoi ■>X'a--ü'3.en Zeolite, wie Faa.jaöit und Srionit, νχ>,Λ aus eier· G-ltttfrom this "o-iistshenj those from the group dex * in the! Totur vorkoi ■> X ' a --ü'3.en zeolites, such as Faa.jaöit and Srionit, νχ>, Λ from egg · G-lttt

Zeolit 5A, Zeolit 15X oder ähnlichen Struktur an ausgewählt ■v/er den.Zeolite 5A, Zeolite 15X or similar structure is selected ■ v / er den.

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Der Z-eolit 4-A hat die Strukturformel:The Z-eolit 4-A has the structural formula:

wob si der Wert von X variieren kann. Der Zeolit 4A hat einen Zxigangsdurohmesser (Pensterdurclnaesser) von etwa 4- A-Einhei— ten und ein Hohlraunvolumen von etwa 1000 Ä-Kubikeinheiten,,where the value of X can vary. The zeolite 4A has one Zxigangsdurohmesser (penster diameter) of about 4 A units ten and a cavity volume of about 1000 cubic units,

Da.c Zeolit 13« hat dia Striürturformel:Da.c zeolite 13 «has the structural formula:

worin X über einen bx^eiten Bereich variieren kann. Der Zeolit 1JX weiöb molekulare Hohlräume mit Duorchrriassern von etwa 1;; %-Eirüii1 it on auf *where X can vary over a wide range. The zeolite 1JX white molecular cavities with Duorchrriassern of about 1 ;; % - Eirüii 1 it on on *

E-3X E ;rücl:,3ichtig"Uiig der oben erörterten Auswahlfaktoren, die ale Leitlinie für die Auswalil des Holelcularsiebträsers dienen könnsa7 wäre au erwarten, daß der Seolit 4A ein für Sch'.iefel geeigneter Träger ist. Der Zeolit 4A hat nämlich einen Fencterdurchoiesser von. etv.'a 4- Ä-Einheiten, während Schwefel einen Atoraradrus von etwa. 2 Ä-Einheiten besitzt. Außerdem wurde gefunden, daß dor Zaolit 4A bei Dotierung eine axxsreioiiende lonenleitfähigkeit besitzt. Es vsc-de ferner gefrinden, daß der Zeo3.it 4A. eine Sorptionsv/'äriae füa? Schwefel im Bereich von etwa -200 bis etui -250 kcal/Hol aufweist, wenn der Schwefel in einer S-gliedrigen Eing- oder Settenkonfiguration vorliegt. Dies3 Sorptionswärme wurde erreclmefc in AbwesenheitE-3X E; rücl., 3ichtig "Uiig discussed above selection factors that ale Guideline for Auswalil of Holelcularsiebträsers serve könnsa 7 would be expected au that the Seolit 4A is a suitable carrier for Sch'.iefel The zeolite 4A, namely a window diameter of about 4 Å units, while sulfur has an atora radius of about 2 Å units. In addition, it was found that the zaolite 4A has an axx-free ionic conductivity when doped The Zeo3.it 4A. has a sorption rate for sulfur in the range of about -200 to about -250 kcal / ha when the sulfur is in an S-membered single or set configuration. This heat of sorption was achieved in the absence

riä au den Betriebsbedingungen in einer arbeitenden Zelle. Sie dient .-jedoch als Anhaltspunkt dafür, daio 6,ar Zeolit 4-A den sorbierben Schwefel während der Verwendung der Kathoderiä on the operating conditions in a working cell. It serves, however, as an indication that the 6, ar zeolite 4-A absorbs sulfur during the use of the cathode

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innerhalb de3 Bsbriebsteraperattirberelch.es einer Ilochtemperatur-Salle zurückhalten (festhalten.) sollte und au keinea wesentlichen Verlust an elektrochemisch aktivem sorbiertem Schwefel während der normalen Verwendung führen sollte. Dies wurde experimentell bestätigt, wie weiter unten diskutiert wird.within the 3 Bsbriebsteraperattirberelch.es an Iloch temperature salle hold back (hold on) should and also not be essential Loss of electrochemically active sorbed sulfur should result during normal use. this has been confirmed experimentally as discussed below.

Bei der Auswahl des Molekularsiebträgers ,wird angenommen., daß eine Sorptionswärme von weniger als etwa -20 lccal/g-Atom für das sorbierte elekt.ronegative Element ausreichen sollte, um sicherzustellen, daß das elektronegative Element zurückgehalten (festgehalten) wird, so daß die Kathode in einör Zelle wirksam arbeiten kann» Zweckmäßig wird jedoch ein Kolelcularsiebträger ausgewählt, der eine Sorptionswärme von weniger als etwa -160, vorzugsweise von weniger als etwa -200 kcal/Mol Sq oder Seo entweder in einer P.ing- oder ICettenkonfiguration 8Aifweist. Aus den obigen Ausführungen ergibt; sich, daß dort, wo ein elekbronsgatives Element mit einer Sorptionswärme von -200 kcal/Mol sorbierc wird, dieses stärker sorbiert wird und stärker festgehalten (zurückgehalten) wird als dort, wo es mit einer Sorptionswärme von -160 kcal/Hol sorbiert wird.In selecting the molecular sieve support, it is assumed that a heat of sorption of less than about -20 lccal / g-atom for the sorbed electronegative element should be sufficient to ensure that the electronegative element is retained (held) so that the cathode is in a cell can work effectively »However, a Kolelcular sieve carrier is useful selected which has a heat of sorption of less than about -160, preferably less than about -200 kcal / mol Sq or Seo in either a P.ing or I-chain configuration 8Ai points. From the above results; that there where an electronsgative element with a heat of sorption of -200 kcal / mol is sorbierc, this is more strongly sorbed and is retained (retained) more strongly than where it is sorbed with a sorption heat of -160 kcal / hol.

Geeignete Zeolitkristalle sollten eine ausreichend hohe physikalische Festigkeit für die wirkungsvolle Verwendung in einer Kathode haben. Außerdem wurde gefunden, daß dotierbe Zeolitkristalle gegen elektrochemische Beeinträchtigung während der wiederholten Verwendimg als Kathode in einer Zelle ausx'eic-henu beständig oind,Suitable zeolite crystals should have a sufficiently high physical Have strength for effective use in a cathode. It was also found that doping Zeolite crystals against electrochemical deterioration during repeated use as a cathode in a cell ausx'eic-henu constantly oind,

Ein physikalisches oder elektrochemisches Versagen der dotierten Zeolitkristalle gehört daher nicht zu den Pakboren, die wesentlich, wenn überhaupt, sum Versagen (Ausfall) einerPhysical or electrochemical failure of the doped Zeolite crystals therefore do not belong to the pakboren, the essential, if any, sum of failure (failure) of a

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Zslle beitragen, in dar die erfindungsgernäße Kathode verwendet wird.Zslle contribute in which the cathode according to the invention is used will.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Metallkation der Zeolite, ob dotiert oder undo feiert, in allgeneinen im Bahrnen eines Ionenaust auschverfahr ans durch andere Eat ionon ersetzt werden kann. V/enn solche- in einera Ionenaustausch^!* behandelte Zeo~ lite als Eat ho "de α in Zollen verwendet Xv3rae.ru wobei die Ersatskationen die olektx-ocheaischen Reaktanten der Eatho-lon darstellen, neigen dia Kathoden suq physikalischen und/oder ch.suiscb.5ii Versag3n wahrend der Verwendung der Zellen, Dies ist Βχιΐ die Tatsache sTirüclcmfuhren, daß die in einam loaenaustaxi3chev behandelten Zeolite einen integralen Seil der Kathoden darstellen,,It should be pointed out that the metal cation of the zeolite, whether doped or undoed, can in general be replaced by other ions in the course of an ion exchange process. If such zeolites treated in an ion exchange ^! * Are used as Eat ho "de α in Zollen, the substitute cations represent the olektx-ochean reactants of the Eatho-lon, the cathodes tend to be physical and / or ch .suiscb.5ii Failure during the use of the cells. This is caused by the fact that the zeolites treated in a loaenaustaxi3chev represent an integral rope of the cathodes,

.'Der Zusammenbruch (das Yeroagori) der Eat hods ist deshalb ein Eauptfalctor, der zorn Yex'sa-gen einer solcher. Zelle beibrägt, in der ein in e.inen lone.aaixst aas eher "behandelter Zeolit als Eathode verwendet wird. Außerdesi wird dixi'ch diesen 3iisajiasnbrucli (Vernähen) eine wirksame Wieder auf ladung einer solchen Zelle vex^hindert, wodurch diese für die Verwendung als selcuadäre Zelle -/ollig; unbrauchbsx vrird».'The collapse (the Yeroagori) of the Eat hods is therefore a main falctor, the anger Yex'sa-gen is one of them. Cell contributes in which a zeolite treated in e.inen lone.aaixst aas rather "treated zeolite is used as an Eathode. In addition, this 3iisajiasnbrucli (sewing) prevents an effective recharging of such a cell, which prevents it from being used as a selective cell - / ollig; useless bsx vrird »

Dies steht in direkten Kontrast zv. der vorliegenden Erfindung, bei der der Zeolit einen inerten Rahmen, für die üathode darstellt und aa der el oktroefceraischen Rsaktion nicht teilninctt» Er bleibt deshalb piijsikaliöcn xuid elektrochemisch itabil uucl vei'sagt nicht (bricht niche zusammen) a^.s .Folge der elel-tro-This is zv in direct contrast. of the present invention, in which the zeolite represents an inert framework for the cathode and does not participate in the electrolytic reaction -tro-

Aspekt sollte b©rücksichtigb werden bei der Auswahl des ilolekularaiobt.r'igers für die Verwendung bsi der Durchführung des erfindtv:igsg3niäßen Verfahrens.Aspect should be taken into account when choosing the ilolekularaiobt.r'iger for use in the implementation of the according to the invention.

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Es ist zwar "bekannt, daß Zeolite ira allgemeinen Ionenleiter darstellen, sie sind jedoch im all ge ms inen schlechte Elektronenleiter. Es ist ferner bekannt, daß Schwefel und Selen, wenn sie nicht in einem geschmolzenen Zustand verwendet werden, schlechte Elektronenleiter darstellen*It is known that zeolites are generally ion conductors but they are generally poor conductors of electrons. It is also known that when sulfur and selenium are not used in a molten state, represent bad electronic conductors *

Es wax daher zu erwarten, daß eine erfindungsgemäße ,^atLiode, die Schwefel oder Selen enthält, das "beispielsweise in einem Ilolekularsiebträger in i'oroi eines geeigneten Zeolites, sortiert ist, ein schlechter Elektronenleiter ist und daher die Einarbeitung eines elektroneiileitsnden Materials erfordert, bevor sie mit Erfolg als Kathode verwendet werden kann.It is therefore to be expected that an inventive, ^ atLiode, which contains sulfur or selenium, the "for example in an Ilolekularsiebträger in i'oroi of a suitable zeolite, is sorted, is a poor electron conductor and therefore requires the incorporation of an electron conducting material, before it can be used successfully as a cathode.

Entsprechende Versuche haben jedoch überraschenderweise gezeigt-, <üaS geeignete Zeolitkrisballe, in denen erfindxmgsgsmäß Schwefel oder Selen sorbiert ist, Xathode.nmaterialien bilden, bei denen jeder Kristall eine aasreichende Elektronenleitfähigkeit für die erfolgreiche bzw. wirksame Verwendung als Kathode aufweist»However, corresponding experiments have surprisingly shown that suitable zeolite crystals in which according to the invention Sulfur or selenium is sorbed, xathode.nmaterials form, in which each crystal aasreichende electron conductivity for successful or effective use as a cathode »

Dennoch kann, in die ez'fin&ungsgeraäße Kathode, falls erforderlich, oder falls erwünscht, ein geeignetes elektronenleiterides Material eingearbeitet werden, um eine ausreichende Elelctronenlsitfähigkeit zwischen den einseinen Kristallen innerhalb der Kathode zv. erzielen find dadurch die Elektronenlsitfähic/'keit der Kathode zv. verbessern.Nevertheless, in the ez'fin & ungsgeraäße cathode can, if necessary, or if desired, a suitable electron derive rides material be incorporated zv a sufficient Elelctronenlsitfähigkeit between the one of a crystal within the cathode. achieve thereby the electron conductivity of the cathode zv. to enhance.

Das einen Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren JcaanThe Jcaan process, which is an object of the invention

des Material in die Kathode eingearbeitet wird» Bei einer Ausführungsform de.r Erfindung kann es sich bei dem elektronenleitendsn Material um irgendein geeignetes Materialof the material is worked into the cathode. In one embodiment of the invention, the electron-conducting Any suitable material

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handeln, das bei der Betriebstemperatur der Seile elekti'onenleitend ist, wie z. B. Graphit, MoSo oder dergleichen. Wenn das elektrcmsnleitende Haterial in Porra von Graphit vorliegt, kann es die 3?orm eines porösen Überzugs auf den Zeolitkristallen oder die Form eines Pulvers, das ext den Zeolitkristallen gemischt ist, haben. Unter "porös" ist hier ein überzug zu vorstehen, der den freien Zutritt des Elektrolyten zu den Zeolitporen, -hohlräumen oder -kanälen ermöglicht*act that is electronically conductive at the operating temperature of the ropes, such as. B. graphite, MoSo or the like. When the elektrcmsnleitende Haterial in Porra of graphite is present, it can have 3? Orm of a porous coating on the Zeolitkristallen or the form of a powder ext the Zeolitkristallen is mixed. The term "porous" refers to a coating that enables the electrolyte to freely access the zeolite pores, cavities or channels *

Die Graphit schicht sollte porös sein und sweckroäßxg sollte ihr Anteil so gering wie möglich sein zur Erzielung einer wirksamen Elektronenleitung während der Verwendung, da Graphit als Elektrolytspeire wix-ken kann, Vielehe den Zutritt des Elvikt3?olyten zu dem Schwefel oder den Selen, das vorhanden ο ein. kenn, begrenzt.The graphite layer should be porous and sweckroäßxg should their proportion should be as small as possible in order to achieve effective electron conduction during use, since Graphite as an electrolyte source can wank, polygamy the entry des Elvikt3? olyten to the sulfur or selenium that is present ο a. know, limited.

In der Praxis sollte daher das Mengenverhältnis zwischen elektrorienliitenden Haterial und Molekularsiebträger so gewählt werden, daß das gewünschte Gleichgewicht zwischen Elek-■fcrolycaugang und Eiektronenleit fähige it während der Verwendung in einer· Zelle erzielt v/ird.In practice, therefore, the ratio should be between electrorienliitenden material and molecular sieve carrier so chosen be that the desired balance between Elek- ■ fcrolycaugang and it is electronically conductive during use achieved in a cell.

Sia weiterer Faktor ist der, daß die Gesaaitcaasse des elalctronenleltenden Materials so gericg xvle möglich sein sollte, Uta ein maxi ώ: al S3 YöX'hältn.is von Energie zu Gewicht zuAnother factor is that the total body of the electronic material should be as small as possible to allow a maximum of energy to weight

In einer Hoilie von VssroucherL, die durchgeführt wurden, wurde :f"oirif;-3iligc?3 Graphin pulver mit 'undotierten ZeolitkristallenIn a hoilie by VssroucherL that was carried out : f "oirif; -3iligc? 3 graphine powder with 'undoped zeolite crystals

Ü3.ngen3nt3ile an Graphit und Zeolit enthielten. Dabei wurde gefunden, daß etwa 5 bis etwa 16 c£ Graphit dem Zeolit zubegeben werden Küsnen, ua ein Pellet mit einer für die praktischeContained sufficient amounts of graphite and zeolite. It was found that about 5 to about 16 c £ graphite are added to the zeolite Küsnen, including a pellet with a practical

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Verwendung ausreichenden Elektronenleitfähigkeit zu erhalten. Zweckmäßig können jedoch, falls erforderlich, auch wesentlich größere Mengen an Graphitpulver eingearbeitet werden,Use to get adequate electron conductivity. If necessary, however, much larger amounts of graphite powder can also be incorporated.

Bei "bevorzugten Atisfünrungsfoinaan der Erfindung kann die Kathode 5 his 60 Gew.?& Graphitpulver enthalten»In preferred embodiments of the invention, the Cathode 5 to 60 wt. & Graphite powder contain »

Für locker verdichtete Strukturen gilt, daß dort, wo die Kathode eine Mischung aus Graphitpulver und Zeolitkristallen enthält oder daraus besteht, dann, wenn die Größe der Graphitteilchen su gering ist, die Elektrolytbewegung innerhalb der Kathode während der Verwendung gehemmt (verzögert) wird, daß jedoch die Elektronenleitfähigkoit verbessert wird und umgekehrt, wenn die Größe der Graphitteilchen zu hoch ist* In der Praxis muß daher diesbezüglich, ein geeignet as Gleichgewicht eingehalten werden»For loosely compacted structures, where the cathode is a mixture of graphite powder and zeolite crystals contains or consists of, when the size of the graphite particles is small, the movement of electrolyte within the cathode is inhibited (retarded) during use, but the electron conductivity is improved and vice versa if the size of the graphite particles is too large is * In practice, therefore, a suitable as Balance to be maintained »

Anstatb Graphit in ϊόππ. eines Pulver- zu verwenden, wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, in denen Graphit in Form einer kolloidalen Suspension verwendet wurde. Bei den Versuchen wurden verhältnismäßig niedrige Konzentrationen der kolloidalen Graphitsuspension in.Wasser für die Behandlung von Zeolitproben verwendet. Fach dem Trocknen wurde gefunden, daß der behandelte Zeolit elektronexileicend war und es wird deshalb angenommen, daß sich ein Graohituberzug auf dan Zeolitkristallea. gebildet haben muß. Die Zeolitkristalle können aber auch unter Anwendung anderer Verfahren, beispielsv-reise durch Gasphaseiibeschichtung, mit Graphit überzogen vferdon,Instead of graphite in ϊόππ. To use a powder, a number of experiments were carried out using graphite in the form of a colloidal suspension. In the tests, relatively low concentrations of the colloidal graphite suspension in water were used for the treatment of zeolite samples. After drying, the treated zeolite was found to be electronexilic and it is therefore believed that there was a grayish coating on the zeolite crystals. must have formed. However, the zeolite crystals can also be coated with graphite using other methods, e.g.

Die erfindungsgernäße Kathode kann i.ci. Forai einer selbe fragenden Struktur oder I'tatrix vorliegen, vreixn sie in geeigneter Weise verdichtet wird, wenn sie in geeigneter V/eiceThe cathode according to the invention can i.ci. Forai present a same questioning structure or I'tatrix, they vreixn suitably compressed, when she / eICE appropriately V

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"22~ 28 1032Q "22 ~ 28 1032Q

verdichtet wird zusammen ait oder aufgebracht auf ein Bindemittel , wenn sie in einer T i\dger struktur oder in einer Tr!:lgerniatrij: festgehalten wird, wenn sie in einem porösen. Ka'jiio denhalter enthalten oder auf diesem angeordnet ist oder dergleichen. It is compacted together or applied to a binding agent if it is in a ti \ dger structure or in a door ! : lgerniatrij: is held in place when in a porous. Ka'jiio is contained or arranged on the holder or the like.

Bei einer bevorzugten Aus führungs ?om der Erfindung kann die Kathode in eine.a geeigneten porösen, korrosionsbestandig-iri denhaltör ezithaltezi sein. Bei einen. Beispiel für dieaeIn a preferred embodiment of the invention, the Insert the cathode into a suitable porous, corrosion-resistant iri denhaltör be ezithaltezi. With one. Example for theeae

un^sfort'i der -Erfindung kann der Kathoaenhaltex' dio Fora eino3 porösen Graphitbecher-s oder GraphitgefäBes haben.un ^ sfort'i of the invention can the Kathoaenhaltex 'dio Fora 3 porous graphite cups or graphite vessels.

die erfindimssnjeraaBe Kathode in 5'orE. einer verdiohtei7en Kcitnoäe vox'ÜG^t, kxmi der liolakul^rsiebträger vor oder nach der iiorptica df^o elel:tronogativen EIeme■?_{;:.»s verdichtet (;;opreLii;)w8rdenv KT-3cln.äbi^ wird diy ITardicliton^ (Pre^&iij:·:.^) jodocli aurclisofilhrt;, naohdom das elektronei-yitiv^ Element soz·- hiert vrordsn isb. D3.s Hoü ekularsiabniateri.al oder die Eafehedci k-3iir! bei.-ypielö./eioe durch einen Px-eBvorgatig, durch einen !•/ai'rapreßVorgang, divrcli einen Sintervor^nc-, durch eine von oinem Pressen bec^loitebo oiiitermag und dergleichen verdichtet (geproSt) -rferde.ru B^r Grund für die Durchfübarung die.ser Arbeitag'inye ist de:e, doß das Volumen optiniiex-t, die Kiektronörileitfähicke-i.t er'-iöht vnC die gewünschte '"oria ersougt vsrden. Die V?hl des JiOri-^-ebringoverfghren^ hängt ab von:the inventive cathode in 5'orE. A verdiohtei7en Kcitnoäe vox'ÜG ^ t, kxmi the liolakul ^ rsiebträger before or after the iiorptica df ^ o elel: tronogative EIeme ■? _ {;:. »s condensed (;; opreLii;) w8rdenv K T -3cln.äbi ^ is diy ITardicliton ^ (Pre ^ & iij: ·:. ^) jodocli aurclisofilhrt ;, naohdom the electronei-yitiv ^ element soz · - hiert vrordsn isb. D3.s Hoü ekularsiabniateri.al or the Eafehedci k-3iir! bei.-ypielö. / eioe by a Px-eBvorgatig, by a! The reason for the implementation of this working day is de: e, do that the volume optiniiex-t, the Kiektronörileitbarkeiticke-it er'-iöht vnC the desired '"oria ersougt vsrden. The variety of JiOri - ^ - ebringoverfghren ^ depends on:

(a) <-i#:e Art Ges iiolekuiarcisbträ^ers und der Arb des DotierunjsriittelD, die oich äußert ia der Durchbruchste^reratur und in don iasohaniychen .Eigenschaften,(a) <-i #: e style Ges iiolekuiarcisbträ ^ ers and the Arb of DotierunjsriittelD which manifests Oich ia the Durchbruchste ^ reratur and don iasohaniychen .Eigenschaften,

Größe cd
(c) den gofordorben ele.ktrochemischen Eigens;ohaften.
Size cd
(c) the gofordorb electrical electrochemical property.

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Durch die Verdichtung (Pressung) der Kathode kann der Kontakt zwischen dsn Teilchen verbessert werden, wodtirch eine erhöhte Elektronenleitfähigkeit erzielt wird. Durch Verdichtimg der Kathode kann jedocli die Porosität der Kathode herabgesetzt vierdeii und dadurch wird die Diffusion des Elektrolyten in flio Kathode während der Vervrendung beeinflußt. Die Verdichtung der Kathode kann so durchgaführt werden, daß man Kathodenscheiben oder Kathodenpsllets erhält, die eins ausreichende mechanische Steifheit aufweisen, so daß sie praktisc?a selbsttragend sind. Wenn die Scheiben oder Pellets eine ausreichende mechanische Steifheit besitzen, um selbsttragend zu sein, können sie ohne irgendeine Porm eines Halters in einer Zelle verwendet werden. Zweckmäßig können sie jedoch dennoch in einem Halter verwendet werden, beispielsweise in einain porösen Bacher oder in einer porösen Hülle, so daß selbst dam, wenn sie während der Verwendung zerbrachen oder wenn der Becher· oder die Hülle während der Verwendung zerbricht, die Ks.thode groSaiitoils noch intakt bleibt.By compressing (pressing) the cathode, the contact between the particles can be improved, whereby an increased electron conductivity is achieved. By compressing the cathode, however, the porosity of the cathode can be reduced four-fold and this affects the diffusion of the electrolyte in the cathode during use. The densification of the cathode can be carried out in such a way that cathode disks or cathode pellets are obtained which have sufficient mechanical rigidity that they are practically self-supporting. If the discs or pellets have sufficient mechanical rigidity to be self-supporting, they can be used in a cell without any form of holder. However, they can still be conveniently used in a holder, for example in a porous baker or in a porous case, so that even if they break during use or if the cup or case breaks during use, the method groSaiitoils still remains intact.

Die Verdichtung des Moiekularsiebträgers oder der Kathode kann daher gewünschter.falls so durchgeführt werden, daß die Erfordernisse der mechanischen Steifheit und der verbesserten Elektronsrileitfähigkeit abgewogen v/erden gsgan das Erfordernis, daß der Elektrolr/tzugang zu dem elektronegativen Elegant innerhalb dor Kathode während dar Verwendxong ausreicht, um eine ausreichende Stromdichte zu erzielen.The densification of the molecular sieve carrier or the cathode can therefore, if desired, be carried out so that the requirements of mechanical stiffness and improved electron conductivity are balanced against the requirement that electrical access to the electronegative elegant within the cathode during use is sufficient to achieve a sufficient current density.

Wenn der Molekülarsiebtrager oder die Kathode in geeigneterIf the molecular sieve carrier or the cathode is suitable

werden, daß das Verhältnis von Volumen zu Masse bei der Kntliode verbessert ist. Dadurch kann dar weitere Vorteil erzielt werden, daß, da eine erhöhte Elektronenleitfähigkeitbe that the ratio of volume to mass at the Kntliode is improved. This can achieve further advantages be that because there is an increased electron conductivity

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vorliegt, die relative Masse des elektronenleitenden 'Überzugsinaberials vermindert v/erden kann, wodurch die Verwendung einer Kathode mit einer verhältiiisniäßig gelangen Masse nöglich ist. Außerdem kann die Kathode, wenn sie im wesentlichen selbsttragend ist, leichter gehandhabt werden.is the relative mass of the electron-conducting coating material can be reduced, whereby the use of a cathode with a relatively accessible mass is possible is. In addition, the cathode, if it is essentially is self-supporting, easier to handle.

Bei Yersuchen, die durchgeführt wurden., wurden vernichtete Scheiben hergestellt durch Zugabe von 16 Gew.c/j Graphitpulver z-u Zeolit 4A~.Kristallen, durch gründliches Mischen derselben und anschließendes Verdichten der Mischung unter Druck. Die so hergestellten Scheiben wurden untex' Vakuum bei etwa 4-000C entwässert (dehydratisiert) und dann unter einem YaJcu.ua bei 3200C n.it Schwefel imprägniert. Die Analyse zeigte eine Schwefelaufnaniae von etwa 70 °p ?-eü theoretischen Wertes. Diese Scheiben hatten eine ausreichende mechanische Fesbigkeit, so daß sie rr.it Erfolg gehandhabt werden koiuiten, sie außten je-'iock für die Verwendung in einer Hoohtempex^a&ur-Zelle auf einen -Träger axifgebracht werden.In Yersuchen that were conducted., Destroyed discs were prepared by adding 16 wt. C / j graphite powder to zeolite 4A ~ .Kristallen, by thoroughly mixing the same, and subsequently compacting the mixture under pressure. The disks thus prepared were dehydrated untex 'vacuum at about 4-00 0 C (dehydrated), and then impregnated under a YaJcu.ua at 320 0 C n.it sulfur. The analysis showed a sulfur uptake of about 70 ° p? - e ü theoretical value. These disks had sufficient mechanical strength that they could be handled successfully;

Bei einer bevorzugten Ausführuagsforra der Erfindung kann die Kathode einen geringen Mengerianbeil, bezogen auf das elektronegative Elemeni;, eines stabilisierenden elektrconegativen Siebentes enthalten, um. den Schwefel oder das Selen au stabilisieren, vierm diese in sortierten Zustand in dem Iloleicular— siebtrr'iger vorliegen. Bai dem stabilisierenden Element kann as oicli nn irgendein Element handeln, das elektronegativ äst, das SCi-V.-refel— oder iSelenatorae ersetzen kann, die beispieli3-woise in einer Sohv-^fel- oder Selenring- oder -kettenstrukfcurIn a preferred embodiment of the invention, the Cathode has a small amount of Mengerian, based on the electronegative Elemeni ;, a stabilizing electrconegative Seventh included to. stabilize the sulfur or selenium, four these in sorted condition in the iloleicular— Severe present. Bai the stabilizing element can as oicli nn act any element that is electronegative, the SCi-V.-refel— or iSelenatorae can replace the example-wise in a Sohv, or selenium ring or chain structure

r.ial eingeführt wox-den ist, die Wirkung hat, den Danpfdruck der Eing- oder Kettenstruktur herabsusetsan. Bai den stabili siereixdon Elementen sollte es sich tun Elemente handeln, dier.ial introduced wox-den, which has an effect, the steam pressure the single or chain structure is reduced. Bai den stabili siereixdon elements should be elements that do

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im Prinzip kovalente Bindungen in den Schwefel- oder Selenring- oder -ketteiistrukturen bilden können.in principle covalent bonds in the sulfur or selenium ring or chain structures.

Wenn es sich, bei dem elektronegativen Element um Schwefel handelt, kann das stabilisierende Element beispielsweise aus der Gruppe Selen, Arsen, Phosphor vcaä Antimon ausgewählt werden.· Wenn es sich bsi dem elektronegativen Element um Selen handelt, kann das stabilisierende Element beispielsweise aus der Grupps Schwefel, Arsen, Phosphor und Antimon ausgewählt wer den.If the electronegative element is sulfur, the stabilizing element can be selected, for example, from the group selenium, arsenic, phosphorus vcaä antimony. If the electronegative element is selenium, the stabilizing element can, for example, be selected from the group Sulfur, arsenic, phosphorus and antimony are selected.

Es wird angenommen, daß durch Einarbeitung sines kleinen Mengenarrbeils eines geeigneten stabilisierenden Elementes in eine Kathode der Dampfdruck genügend herabgesetzt v/ird, so daß dann, wenn die Xathodentemperatur vorübergehend erhöht wird, als Folge eines Kurzschlusses oder dergleichen, die Neigung des Schwefels oder Selens zum Verdampfen herabgesetzt wird.It is believed that by incorporating it in small quantities a suitable stabilizing element in a cathode, the vapor pressure is sufficiently reduced, so that when the Xathode temperature increases temporarily the tendency of sulfur or selenium to evaporate is reduced as a result of a short circuit or the like will.

Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf eine Kathode für eine Hochtemperatur-Zelle, die nach dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist.The present invention also extends to a cathode for a high temperature cell made according to that described herein Process has been established.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Immobilisieren eines eleki;ronegativsn Elementes aus der Gruppe Schwefel und Selen für die Verwendung als Kathode in einer Hochtsmperatur-Zells, bsi dem das elektronegative Elemsnt zusammen mit einem geringen Mengenanteil eines stabilisierenden r>s Lc-. The invention also relates to a method for immobilizing an eleki; ronegativsn element from the group of sulfur and selenium for use as a cathode in a high temperature cell, bsi which the electronegative element together with a small proportion of a stabilizing r> s Lc-.

das elektronegative Element während der Verwendtuig als Kathode in einer Zelle festgehalten (aurüe-kg ehalt en) wird.the electronegative element while being used as a cathode is held in a cell (aurüe-kg ehalt en).

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Die Er.finciting erstreckt sich ferner auf eine Kathode, die ein elektz'Gnagativas Element aus der Gruppe Schwefel und Selen enthält, das nach dem hier beschriebenen Verfahren immobilisiert worden ist:.The Er.finciting also extends to a cathode, which contains an electz'Gnagativas element from the group of sulfur and selenium, which has been immobilized by the method described here :.

Die Sorption des electro negativen Elementes in einem geeigneten Ilolekularsiebträger kann auf jede zweckmäßige Weise bewirkt werden. So kann "beispielsweise dsr Kolekulursiebträgor bsi erhöhter Ts&psratur tnter Vakuum längere Zeit getrocknet oder <?ntwä?53ert (dehydrabiaiart) v/erden vnä gleichzeitig kann der Schwefel oder das Selan, wenn ein solch-ai* vo.rhand-en ist, untex^ Vakuum bei erhöhter Temperatur längere Seit getrocknet werden, Sie können dann unter Vakuum citsinander gemischt; und ausreichend lange bei erhöhter Temperatur gehalten werden, um eine aiisreichs-nfli* Sorption des Schvref'els oder1 Selens in den Ko 1 elru 1 ar si -3b t r-ä ge r su g;e *ä hr 2. <s i si; en .Sorption of the electro-negative element in a suitable molecular sieve support can be effected in any convenient manner. Thus, for example, the molecular sieve carrier can dry or dry for a longer period of time under vacuum with an increased temperature under vacuum, and at the same time the sulfur or the selan, if such a condition is present, can be untex ^ vacuum at elevated temperature longer since dried, you can then citsinander mixed under vacuum, and be kept sufficiently long at an elevated temperature to produce a aiisreichs-NFLI * sorption of Schvref'els 1 or selenium in the co 1 elru 1 ar si -3b t r-ä ge r su g; e * ä hr 2. <s i si; en.

Bi ö ecfinduagscj-ev.iißs Kathode kynn sowohl in Primär Kellen als auch in Sekundär se 1.1 en ver^eadet werden. Ihr HauptaiV'/endungsgebiet ist ,jedoch das Gebiet der x/iederavxfladb.aren Sekundärsellen, Sie vorOLLog^nde Erfindung erstx'eckt sich daher c-iucn auf eine IIochtsEiporatiir-Sslle, die als eine Elektrode oine wie vorstehend beschriebene Kathode enthält. Die Zelle kann irgendeine goeigns-te Anode, scvsckmäßig z. B. eine Anode in ioria einer Alkaliiüstall- oder einer Alkaliinetall-Lesiercuiga-Anod 2. .^jtit b alt en.Bi ö ecfinduagscj-ev.iißs cathode can be eadet both in primary scoops and in secondary se 1.1 en. Its main area of application is, however, the area of the x / iederavxfladb.aren secondary cells, which, prior to the present invention, is therefore based on an optional cell which contains as an electrode or a cathode as described above. The cell may be any goeigns-th anode scvsckmäßig z. B. an anode in the ioria of an alkali metal or an alkali metal Lesiercuiga anod 2.. ^ Jtit b old en.

Bei einei1 bevor^ugton Auöführungsforni dor Erfindung kann die Λ;~.-j': -1 -rjr· 7"rivi·"" !':_ ■_ ν ~."". ^}i"I.*".'t— ')'!'■~.> 2T'1."""!1"^."! T1I Vt'OiilO C/«^ 3"C \.'n ^i1."-"'". eirior Li.thiuin-Alunip.iuia-Legieruri.ss- oder einer Lithium-Siliciuai-Legieruiigs-Anode vorliegen. Me Zelle kann irgendeinen geeignetea elektrochemisch \rorträslicho.n (koapatiblen)In a 1 before ^ ugton execution form for the invention, the Λ; ~.-J ': -1 -rjr · 7 "ri vi ·""!' : _ ■ _ ν ~. "". ^} I "I. *". 'T—') '!' ■ ~. > 2T ' 1. """! 1 "^."! T 1 I Vt'OiilO C / «^ 3" C \. ' n ^ i 1. "-"'". eirior Li.thiuin-Alunip.iuia-Legieruri.ss- or a Lithium-Siliciuai-Legieruiigs anode are present. Me cell can be any suitablea electrochemically \ r ortreslicho.n (coapatible)

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BAD ORIG/NALBAD ORIG / NAL

Elektrolyten enthalten. Bei einer bevorzugten AtisführungsioriB der Erfindung kann der Elektrolyt in SOrm eines ionischen geschmolzenen Salz-Elektrolyten vorliegen, der innerhalb das Batriebstemperaturbei'e.iches geschmolzen ist. Der ionische geschmolzene Salz-Elektrolyt kann beispielsweise in !Porra eines Lithium~Aluainiuachlorid-Systen.s vorliegen, das bei etwa 1000C schmilzt. Bei einem anderen Beispiel kann der Elektrolyt in Form eines Alkalimetallhalogenid-Elekferolyt3:7s teas vox'liogen, das bei einer Temperatur oberhalb etwa 20ö°C "und in der Hegel wesentlich darüber, schallst* Bei einer weiteren "bevorzugten. Ausführungszorin der Erfindung kann die Elektrolytlösung eine Mischung, vorzugsweise eine eutektische Hisclmng aus EJ-LiJ, SGl-LiCI oder dergleichent enthalten» Bai einer weiteren bevorsv.gten AusführuagsiOrpi der Erfindmig kann der Elektrolyt mit äehydratisiorten 3eolitkristallon aasoziiert sein. Bei dieser AusführiaagsforiA kömien die deyhdratisierten Seolitkristalle sv/ockmäßig ciib dorn Elektrolyten imprägniert sein» Bei dieser AusiünritagsiOrn können die Stolitkristalle als geeignetex1 Tx'äger für den Elektrolyten in seinem geschüiolsäa&xi Zustaad v/ährend der Verwendung dienen-Contains electrolytes. In a preferred practice of the invention, the electrolyte may be in the form of an ionic molten salt electrolyte that is melted within the operating temperature of itself. The ionic molten salt electrolyte can a lithium ~ Aluainiuachlorid-Systen.s available, which melts at about 100 0 C, for example in! Porra. In another example, the electrolyte can be in the form of an alkali metal halide electrolyte3: 7s teas vox'liogen, which resounds at a temperature above about 20 ° C "and generally much higher. Ausführungszorin the invention, the electrolyte solution may be a mixture, preferably a eutectic Hisclmng from EJ -LiJ, SGL LiCl or the like not contain "Bai another bevorsv.gten AusführuagsiOrpi Erfindmig of the electrolyte may be aasoziiert with äehydratisiorten 3eolitkristallon. In this AusführiaagsforiA the deyhdratisierten Seolitkristalle kömien sv / ockmäßig CIIB thorn electrolyte impregnated his "In this AusiünritagsiOrn can Stolitkristalle as geeignetex 1 Tx'äger for the electrolyte in its geschüiols ea & xi Zustaad v / hile the use dienen-

Die Zelle kann irgendeine geeigneto Form eines Elektx-odonseparators enthalt en. Bei einer spezifischen Auaführunga Torrn der Erfindung kann dar Eleki;rod.3P-separator eine vollständig; dehj'dra/hj.sierte Schicht aus goeignoten Soolickristall^n av:X der Kathode enthalten oder daraus bsstshon, Bei ö.ie&ep Ausführungsi'ora kann ο.·-ιν Separator ferner als Eutfemungo^iijbel (R&ini;'qii.o.p:'3aitfcol) fvr rinorvrunschte "Reulcbion^produliitt; T''"ibr;r\i dir ν ur;<ün.J."aiig cu'.d iüx· a.addi-a Zalivwrgix ^uagd^iau^riitiloa üi:onen. The cell can contain any suitable form of electonic separator. In a specific embodiment of the invention, the Eleki; rod.3P separator can have a completely; dehj'dra / hj.sierte layer of goeignoten Soolickristall ^ n av: X contain the cathode or bsstshon from it, in ö.ie & ep execution i'ora ο. '3aitfcol) fvr rinorvrunschte "Reulcbion ^ produliitt; T ''"ibr; r \ i dir ν ur; <ün.J. "Aiig cu'.d iüx · a.addi-a Zalivwrgix ^ uagd ^ iau ^ riitiloa üi: onen.

Die erfindungsgöKiäSe Zelle muB in einer inerten AtmosphäreThe cell according to the invention must be in an inert atmosphere

BAD ORIQIiSJALBAD ORIQIiSJAL

gehalten werden, "bei der es sich zweckmäßig um eine Argongasatmosphax'e handeln kann.. Die erfindxmgsgemäße Zelle kann in !irgendeinem geeigneten Material, beispielsweise in einem korrosionsbeständigen Material mit einen gei*ingen Gewicht eingeschlossen sein.. Bei einer bevorzugten Aus führimgs form der Erfindung kann die erfindungsgemäße Zelle in einer Inertgas atmosphäre in einer Hülle aus rostfreiem Stahl eingeschlossen sein.be held, "which is expediently an argon gas atmosphere can act .. The cell according to the invention can be in any suitable material, for example in one corrosion-resistant material with a small weight be included .. In a preferred embodiment of the invention, the cell according to the invention can be in an inert gas atmosphere enclosed in a stainless steel shell be.

Es sei darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Zellen leicht in jeder geforderten Weise zu einer Batterie vereinigt werden können. Die vorliegende Erfindung erstreckt sich daher auch auf eine Batterie, die eine Vielzahl von miteinander verbundenen Zellen, wie sie hier beschrieben sind, enthält oder daraus besteht.It should be noted that the cells of the present invention can easily be combined into a battery in any required manner can be. The present invention therefore also extends to a battery that has a plurality of interconnected connected cells as described here or consists of it.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand beispielhafter, bevorzugter Ausführuagsforsien unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen und unter Bezugnahme auf bestimmte Experimente, die durchgeführt wurden, näher beschrieben. Die beiliegenden Zeichnungen, zeigen:In the following, the invention is more preferred and exemplary by way of example Detailed information with reference to the enclosed Drawings and with reference to certain experiments, which were carried out, described in more detail. The accompanying drawings show:

3?ig. 1 einen schematisehen. Querschnitts-Seitenaufriß einer AxisführuxLgsf or ei einer erfindungsgemäßen, wiedex'auf— Iado3.ren Hochtemperatur-Lithium/Schwexel-Zelle, die eine erfinciungsgesäße Kathode enthält;3? Ig. 1 see a schematic. Cross-sectional side elevation of a AxisführuxLgsf or ei an inventive, wiedex'auf- Iado3.ren high temperature lithium / sulfur cell that contains a cathode according to the invention;

Fig. 2 einen seheaatisehen Quex^schnitts-Seitenaufrlß einer V ·:.3UCLe^ ?11.), ci^ suv Durcliiührung dar hier b-s^ehxaebenen Versuche hergestellt und verwendet wurde;Fig. 2 is a partial cross-sectional side elevation of a V: .3UCLe ^? 11.), Ci ^ suv Durcliiführung here b-s ^ ehxaebenen Experiments was made and used;

. 3 sin Diagramm, in dea die Spannung gegen die. 3 sin diagram, in dea the voltage against the

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Stromdichte in der Versuchs se Ils gemäß F'ig. 2 aufgetragen ist; undCurrent density in the test se Ils according to F'ig. 2 applied is; and

4- eine typische Aufladungs-Entladimgs-Xurve für die Verstichszella geiüäß Pig» 2,4- a typical charge-discharge Xurve for the Verstichszella according to Pig »2,

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» 30 -»30 -

In dsr Fig. i dar beiliegenden Zeichnungen bezeichnet die BoZug3zxffsr 10 allgemein eine erfindungsgomäfis wiederaufladbare Hocbtemperatur-Lithiuni/Schv/efel-Zelle, die sins Kathode enthält. Die Kathode 12 besteht aus einem i-iolekularsiebträger in Form vun dehydrTiti.sierten Zeolit 4A-Kristeilen mib einem elektronega ti van Element in Forn· von daran sorbiertern gatrocknelroiii Schwefel, v/o bsi die Zeolit 4A-Kristalle, die do η sorblerten Schv/eFel enthalten, mit dem getrockneten Graphitpulver in oinem Knsssnvsrhtil'cnis von 1:1 gemischt sind, wobei eins Mischung entstellt. Dlg i\ischung 14 befindet sich innerhalb eines porösen Graphi b-Kctho-Janhaltergohäuse:; (-bechers) 16, in das sie fest hincsingspraGt worder! ist. Das Kathodsnhaltergohüuse Io weist eine c!a.raii bef'istigto elektronanloitends Anschlußklemme IG auf, Die Zelle 10 enthält ein korrosionsbeständiges zylindrisches Gehäuse 20 aus rost Freiem StohL, welches die Zelle 10 verschließt (abdichtet). Das Gehäuse 20 waist eine Bodenplatte 22 und eine Deckplatte 24 auf.In the FIG. 1 of the accompanying drawings, the BoZug3 zx ffsr 10 generally designates a rechargeable high-temperature lithium / Schv / efel cell according to the invention which contains its cathode. The cathode 12 consists of a molecular sieve carrier in the form of dehydrated zeolite 4A crystals with an electronic element in the form of sulfur adsorbed thereon, v / o bsi the zeolite 4A crystals, the do η sorbed Schv / eFel contain, are mixed with the dried graphite powder in a knsssnvsrhtil'cnis of 1: 1, whereby one mixture is disfigured. Dlg i \ ischung 14 is located within a porous graphi-Kctho-Janhaltergo housing :; (-bechers) 16, into which she was firmly pressed! is. The cathode holder housing Io has a c! A.raii fastened to electronically connected terminal IG. The cell 10 contains a corrosion-resistant cylindrical housing 20 made of rust-free steel, which closes (seals) the cell 10. The housing 20 has a bottom plate 22 and a cover plate 24.

Die Kathode 12 ist zentral innerhalb der Zelle angeordnet und sie liegt auf der Bodenplatte 22 auf einem Isolatorpolster 26 auf. Das ?isola torpols ter 2<S besteht zweckmäßig aus Bornitrid, öle Kcrhhoc'.e 12 waist eine Anschlußklemme 18 auf, die sich ei üdici'i band ajxch die Dj ck ρ la t te 24 hindurch erstreckt. Die Ansch.'-Uxlkleriine 18 ist mittels einer Isalatorhijlse 28, die zv/eckr.viOic! '1',1S e'.nrT k-iruiniscr.-:n ["■'ι ta.riπ 1 hssteht, reaenüber der Deckplatte 24 isoliert.The cathode 12 is arranged centrally within the cell and it rests on the base plate 22 on an insulator pad 26. The ? Isola torpols ter 2 <S expediently consists of boron nitride, oils Kcrhhoc'.e 12 waist a connection terminal 18, which extends ei üdici'i band ajxch the Dj ck ρ la t te 24 through. The connection 18 is by means of an insulating sleeve 28, the zv / eckr.viOic! '1', 1 S e'.nrT k-iruiniscr .-: n ["■ 'ι t a . Riπ 1 hs is, is insulated above the cover plate 24.

Die Zelle 10 enthält sine zylindrische Lithium-Aluraiiium-Legierungs-The cell 10 contains a cylindrical lithium-aluminum alloy

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Anode 30, die mit dem Gehäuse 20 in Kontakt steht und eine auf der Abdeckplatte 24 befestigte negative Anschlußklemme 32 aufweist. Die Zelle 10 enthält als Elektrolyt ein eutektisches Kaliumjodid/Lithiumjodid-Gemisch 34 (mit einem Schmelzpunkt von 260 C). Die Zelle 10 wurde unter einer inerten Argonatmosphäre verschlossen (abgedichtet,),Anode 30, which is in contact with the housing 20 and a on the cover plate 24 attached negative terminal 32 has. The cell 10 contains a eutectic potassium iodide / lithium iodide mixture 34 (with a melting point of 260 C). The cell 10 was under an inert argon atmosphere closed (sealed,),

In der Fig. 2 der !seiliegenden Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 36 allgemein eine Hochtsmperütur-Vorsuchszalle, die für Versuche hergestellt und verwandet wurde, die wie nachfolgend beschrieben durchgeführt wurden.In Fig. 2 of the accompanying drawings, the reference numeral 36 generally designates a high-temperature presetting lock which is used for Experiments made and used as follows described were carried out.

Die Zelle 30 besteht aus einem Gehäuse 38 aus rostfreiem Stahl mit einer Bodenplatte 40 und einer Deckplatte 42, die mittels Schrauben (Bolzen) 44 an das Gehäuse 38 angeschraubt ist. Ein Dichtungsring 4:3 sorgt für eine wirksame Abdichtung zwischen der Deckplatts 42 und dem Gehäuse 3ö. Dis Zelle 36 enthält auch eine Kathode 48.The cell 30 consists of a housing 38 made of stainless steel with a bottom plate 40 and a cover plate 42, which means Screws (bolts) 44 is screwed to the housing 38. A Sealing ring 4: 3 ensures an effective seal between the cover plate 42 and the housing 3ö. Cell 36 also contains one Cathode 48.

Die Kathode 48 bestellt aus einem porösen Graphit-Kathodongehäuse 50, das die geeignete Kathodenmischung 52 für die durchcjjfiihrtan Versuche enthielt. Die Kathode 48 enthält ferner einen porösen Graphitdeckel 54 und einen Elektrocbnseoarator in Form sinr;.;-Sc'nicht 56 aus d-shy-Jratis.ierten Zeolit 4 A-Kr i ε ta Ilen , Die Ka "chads 4P ist in einen ■l\l-j--niniu.5ioxir!-:!'ihause 58 αη^ο?Ηη~ h. J-?". c\!~. The cathode 48 consists of a porous graphite cathodon housing 50 which contained the appropriate cathode mixture 52 for the experiments carried out. The cathode 48 furthermore contains a porous graphite cover 54 and an electric sensor in the form of sinusoidal elements 56 made from non-refractory zeolite 4 A-Kri ε ta Ilen, The Ka "chads 4P is in a l \ lj - niniu.5ioxi r ! - :! 'ihaus 58 αη ^ ο? Ηη ~ h. J-? ". c \! ~.

Isolator gegenüber dem Gehäuse aus rostfreiem Stahl fungiert und einen Elektronen-leitenden Anschlußstab 60 aufweist, der sich durch die Deckplatte 42 hindurch erstreckt. Der Anschlußstab 00 erstreckt sich abdichtend durch die Deckplatte 42 hindurch undThe insulator against the stainless steel housing acts and has an electron-conductive connecting rod 60 which extends through the cover plate 42 therethrough. The connecting rod 00 extends sealingly through the cover plate 42 and

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er ist gegenüber derselben mittels einer keramischen Isolatorhlilse 62 isoliert.he is opposite the same by means of a ceramic isolator sleeve 62 isolated.

Die Zo1Ue 36 weist auch eine Anode 64 auf. Die Anode bestand ursprünglich aus einem perforierten Aluininiumgehäuse όό (Reinheit 99 yl), ck<3 mit etwa 2 g Lithiumnietali öS gefüllt war und während dor nachfolgenden Aufladungscyclen eine Lithiuüi-Aluminium-Legierung bildete. Die Lithium·- und Alundniummassen wurden so gewählt, daß eine Lejiorü-ngszusani.ViSnsitzung mit 7 bis 50 Ato^-;o Lithium entstand. Die Anode 04 enthält einen Aluminiumstab-Anschluß 70, der sich dicht durch die Deckplatte ^2 hindurch erstreckt und mittels einer Keraiiukisolatarhülso 72 gegenüber derselben isoliert ist. L'-ji cbr \hηdhaOung und beim Zusammenbau der Zelle 36 wurden die verschiedenen Komponenten in einer geschlossenen Argonatmosphäre giih-nndhabh. Dis Z'jlie 36 enthält einen Elektrolyten 74 in Form eines euteictischsn Gemisches aus Lithiumiodid und Kaliumiodid mit einem Schnalzpunkt von 2<5G C» Der poröse Graphitdeckel 54 hatte eine Dicke von etwa 0,5 cm und eine geometrische Oberflächengröße von etwa 3 cm .The Zo 1 Ue 36 also has an anode 64. The anode originally consisted of a perforated aluminum housing όό (purity 99 yl), ck <3 was filled with about 2 g of lithium rivet and a lithium-aluminum alloy was formed during the subsequent charging cycles. The lithium and aluminum masses were chosen in such a way that a Lejiorü-ngszusani.ViSnitzung with 7 to 50 atoms of lithium arose. The anode 04 contains an aluminum rod connection 70 which extends tightly through the cover plate ^ 2 and is insulated from the same by means of a Keraiiukisolatarhülso 72. L'-ji cbr \ h ηdhaOung and when assembling the cell 36, the various components were treated in a closed argon atmosphere. The cell 36 contains an electrolyte 74 in the form of a eutectic mixture of lithium iodide and potassium iodide with a snap point of 2 <5G C »The porous graphite cover 54 had a thickness of about 0.5 cm and a geometric surface size of about 3 cm.

Die Elektrod-inseparatorschicbt 56 bestand aus vollständig dehydrati·- ■iierten Z&olit 4Ä-!Cristallen, die innerhalb einer etwa 3 mm dicken cloic'ir.ib'L.icpri Schicht vertäut waren, ure die freiliegende Oberflachs das Ka+.hoci-j 43 zu bedecken. Die vollständig dehydratisierte 7'-olir?; ,-ri'ächt wirkt auch als Ruinigungsr.iitt'sl (Entfernungsmittel) für unerwünschte Reaktionsprodukte und Verunreinigungen. Bei anderen Versuchen wurde auch Bornitridpulver oder ein Stück Stoff (Tuch) mit Erfolg als Separatormaterial verwendet.The electrod inseparator layer 56 consisted of completely dehydrated Z & olit 4Ä-! Crystals, which were moored within an approximately 3 mm thick cloic'ir.ib'L.icpri layer, the exposed surface of the Ka + .hoci-j 43 to cover. The fully dehydrated 7'-olir ?; , -ri'ächt also acts as a ruin cleaning agent (removal agent) for undesired reaction products and impurities. In other attempts, boron nitride powder or a piece of cloth (cloth) has also been used successfully as a separator material.

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Die in den Versuchen verwendeten Kolekularsiebtrügar bestanden aus synthetisch hergestellten dehydratisieren Zeolit 4A, 3A und 13X-Kristallen. Obgleich die Zeolitkristalle nach irgendeinem konventionellen Verfahren hergestellt warden können, wurdan sie für die durchgeführten Versuche nach dem Vorfahren von Charnell hergestellt, wie es beispielsweise im "Journal of Cryshai Growth", 8, 291 (1971), beschrieben ist. Die so hergestellten Zeolitkri stalle hatten einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 10 Mikron.The molecular sieves used in the tests passed from synthetically produced dehydrate zeolite 4A, 3A and 13X crystals. Although the zeolite crystals after some conventional processes for the experiments carried out, they were produced according to the ancestor of Charnell, as stated, for example, in the "Journal of Cryshai Growth ", 8, 291 (1971). The so prepared Zeolite crystals had an average diameter of about 10 microns.

Es gibt zwar eine Reihe von Verfahren, die zürn Sorbieren von Schwefel oder Selen an dehyclratisiertein Zeolit angewendet werden können, oos Verfahren sollte jedoch vorzugsweise so gewählt werden, daß eine maximale Menge an Schwofs! oder Selen erhalten wird, wenn dieser (dieses)von dem dehydrci tisierten Zeolit sorbie.ct werden soll. Eine", der wirksamsten Verfahren besteht darin, den dehydratisierten.Zeolit in der Gasphase zu imprägnieren, bei dsm der Schwefel oder das Selen bis zur Bildung eines Gases (Dampfes) erhitzt wird, das (der) dann damit in Koniakt kommt und von dem dehydratisierten Zool.it sorbiert wird. Die Schwefel- oder Selenatome treten, falls sie vorhanden sind, in dis molekularen Hohlräume der Zsoli. bstruktur in der '.'eise ein, da.8 sis nicht spezifisch die Plätze von irgendwelchen vorhandenen Atomen oder Molekülen in dem Zeolit einnehmen.Although there are a number of methods that can be used Zürn sorbing of sulfur or selenium to dehyclratisiertein zeolite, but oos method should preferably be selected so that a maximum amount of Schwofs! or selenium is obtained if this (this) is to be sorbie.ct from the dehydrated zeolite. One of the most effective methods is to impregnate the dehydrated zeolite in the gas phase, in which case the sulfur or selenium is heated until a gas (vapor) is formed, which then comes into contact with it and the dehydrated one The sulfur or selenium atoms, if present, enter the molecular cavities of the molecular structure in the ice, since they are not specifically the locations of any atoms or molecules present in the Ingesting zeolite.

Obgleich gefunden wurde, doß axe Sorption von Schwere! oder Selen an einem dehydratisierten Zeolit die Wirkung haben kann, da3 die Zeolitgitterstruktur etwas verzerrt wird, wird aufgrund der erzielten experimentallen Ergabnisse angenommen, da3 einAlthough it was found axe sorption of gravity! or Selenium on a dehydrated zeolite can have the effect that the zeolite lattice structure is somewhat distorted is due to of the experimental results obtained assumed that a

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281Q320281Q320

Zeolib während der Verv/endung der Kathode in einer Zölle seine physikalische Struktur beibehält und während der normalen Verwendung nicht zerbricht. Aufgrund der durchgeführten Versuche wurde ferner gefunden, daß dis erfindungsgemäßen dotierten Züolitkristalle während der wiederholten Verwendung der Kathode in einer ZaHo gegen elektrochemische Beschädigung (Zerstörung) beständig sind.Zeolib during the use of the cathode in an inch Maintains physical structure and during normal Use does not break. On the basis of the tests carried out, it was also found that the doped according to the invention Zuolite crystals during repeated use of the cathode in a ZaHo against electrochemical damage (destruction) are persistent.

Es gibt ein eindeutiges Anzeichen dafür, aaß die iietailkaticnen, die einen integralen Bestandteil der nicht-dobierton ZeoIitkristalle bilden, nicht wesentlich beeinflußt werden und keiner Änderung ihres Ox/dationsziJotundes während der Verwendung dieser dotierten Zeolitkriütailo al:. Kathoden in Zellen u.ntorlisQ^n. Es besteht daher ein wesentlicher Unterschied zwischen d^n errinuungsgeipaß^n dotierten Zsoliton w,\a don ni fc roduzierbarcn Ibtalliorien ousc;2~ tauschten Zsolitrr.otex-ialien · »-·ηη solchs ionenau.-.getauschte Zeolitmaterirjlisn als iCaclioJo in einer Zelle verwendet werden, stellen die reduzier boren riete; !!ionen dos elektrochemisch aktive Element der Kohhode dnr. Die Folga duvon ist, OaR dar Zsolit während der Verwendung physikalisch und/οder elektrochemisch aufbricht, was ru e;.rio:n Verscgon (Drechsn) der Kathode führt. CLglo.'.cit dias iü! FaLIo einer P ri.Tür ze He schon '.ve a ent.lic h sein k'-inrif i-~t ei ic· ο b-33Oiirlers schwerwiegend im Falle ainor Sekundör« zoIls (cs'or v/i;ic!-.)rnuflt"it!ioaron Zalls).There is a clear indication that iietailkaticnen, which form an integral part of the non-dobierton ZeoIitkristalle, are not substantially affected and no change in these doped Zeolitkriütailo AASS their Ox / dationsziJotundes during use al :. Cathodes in cells u.ntorlisQ ^ n. There is therefore an essential difference between the continuation passport doped zsoliton w, \ a don ni fc producible Ibtalliorien ousc; 2 ~ exchanged zsolitrr.otex-ialien · »- · ηη such ion-accurate zeolite materials as iCaclioJlisn Cell used to make the reducers advised; !! ions dos electrochemically active element of Kohhode dnr. The consequence of this is that Zsolit physically and / or electrochemically breaks down during use, which leads to the turning of the cathode. CLglo. '. Cit dias iü! In the case of a pri. Door he already '.ve a ent.lic h his k'-inrif i- ~ t ei ic · ο b-33Oiirlers serious in the case of ainor secondary «zoIls (cs'or v / i; ic! -.) rnuflt "it! ioaron Zalls).

Für die Herstellung dar Kathodenniischung für die verschiedenen Versuche wurcbn die hergestellten Zeolitkristalle 24 Stunden lang b:;.i ec\/a 3:';0 C und 10 Torr dehydratisierb (entwässert). GieichiTäiti'j v;urde feinteiliger sublimiertar Schwefel etwa 35For the preparation is Kathodenniischung for the various experiments the zeolite crystallites produced wurcbn for 24 hours b:; i ec \ / a 3:. '; 0 C and 10 Torr dehydratisierb (dehydrated). GieichiTäiti'j v; urde finely divided sublimed sulfur about 35

809837/0945809837/0945

BAD 0,1!3!MALBATH 0.1! 3! TIMES

Stunden lang bei etwa 105 C und 10 Torr getrocknet» Die beiden Proben wurden dnnn unter Vakuum miteinander gemischt und etwa 100 Stunden lang bei etwa 300 C gehalten, dann •wurden sie etwa 240 Stunden lang bei 27C C und schließlich etwa 90 Stunden lang bei etwa 115 C geholten, wobei der Schwefel entweder abdsstillierh wurde odor getrennte Kristallc bildete, die mit denjenigen dos Zeolit-s in Form eines lockeren Pulvers gemischt waren. Die Zeolitkristalle wurden auf ähnliche 'Weise mit Selen dotiert. Die an Fangliche iMipräcjni tür betrun in diesem Falle etwa 600 C,Dried for hours at about 105 C and 10 Torr »The both samples were mixed together thinly under vacuum and held at about 300 ° C. for about 100 hours, then • They were fetched for about 240 hours at 27C and finally for about 90 hours at about 115C, with the Sulfur was either abdsstillierh or separate crystals that formed with those dos zeolite-s in the form of a loose Powder were mixed. The zeolite crystals were similar 'Wise doped with selenium. The at Fangliche iMipräcjni in this case the door is about 600 C,

Es wurde gefunden, daß der Schwefel oder dos Selen wirksam in das Zeolitkrista.!!gitter eindrang und innerhalb des Gitters Fest zurückgehalten wurde. Nachdem der Schweröl oder das 5slon von dem riolokularsiebtrcifjsr sorbiert worden war, wurdo die Kathodenmischung 52 hergestellt durch Zugabe von getrocknetem, gereinigtem Graphitpulver in einem Hassenverhältnis von 1:1, gründliches Mischen und anschließendes Einpressen (Verdichten) der Kathodenniischurtg 52 in das Kathodengehäuse 50. Bei den durchgeführten Versuchen bestand die Kathcdenmischung 52 aus 3 g Zeolit-Schwöfel-Kristallen oder Zeolit-Seisn-Iiristallen und die Zellen hatten Kapazitäten von etwa 1 Anipores tunden.It has been found that the sulfur or dos selenium is effective in the zeolite crystal. !! lattice penetrated and within the lattice Was firmly held back. After the heavy fuel oil or the 5slon was sorbed by the riolokularsiebtrcifjsr, the Cathode mixture 52 produced by adding dried, purified graphite powder in a Hassen ratio of 1: 1, thorough mixing and subsequent pressing (compression) of the cathode wire 52 into the cathode housing 50 The cathode mixture 52 consisted of tests carried out 3 g of zeolite-sulfur crystals or zeolite-Seisn-Iiristallen and the cells had capacities of about 1 hour.

Bei den mit diesen Zeilen durchgeführten Versuchen wurde, nachdsn die Zeilen auf ihre erforderliche B striebs temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des geschmolzenen ionisclvi.n Süizsioktroivt'jri gebracht worden waren, ein automatischer Aufludungs/Entladungs« Cyclus mit konstantem Strom gestartet und die relevanten elektrischenIn the experiments carried out with these lines, after the rows to their required operating temperature above the melting point of the molten ionisclvi.n Süizsioktroivt'jri had been brought, an automatic charging / discharging « Cycle started with constant current and the relevant electrical

809837/0945 bad original809837/0945 bad original

Parameter wurden gsmessen. Die Betriebsbedingungen waren in allen Fällen ähnlich bzw. gleich und zwar wie folgt:Parameters were measured. The operating conditions were in similar or the same in all cases as follows:

Aufladungs/Entladungs-Strom AnodeCharge / discharge current anode

Kathode Elektrolyt Temperatur ο b& r e A bs c ha It s pa η π υ η g untere AbschaltspunnungCathode electrolyte temperature ο b & re A bs c ha It s pa η π υ η g lower cut-off voltage

50 mÄ/cm Li-Al-Legierung dotiert Zeolit/Craphit LiJ/KJ-Eutektikum 300°C 2,3 V 1rl Υ50 mÄ / cm Li-Al alloy doped zeolite / craphite LiJ / KJ eutectic 300 ° C 2.3 V 1 r l Υ

Dsx Ausdruck "obere b;iw. untere Absehaltspannung11 steht für die oh-sre bzw. untere Grenze, bio zu der die Zelle aufgeladen bzw. zn Όλο den wurde. The expression "upper b; iw. Lower holding voltage 11 stands for the oh-sre or lower limit bio to which the cell was charged or zn Όλο den."

Die durchschnitt.lichsn Ergebnisse dar verschiedenen durchgeführten Versuchs sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben. Was diese experircsntüllen Ergebnisse anbetrifft, so darf darauf hingewiesen v/erden, d-::3 es sich dabei großenteils um vorläufige Ergebnisse handelt und daß bei einer Wiederholung geringfügige Abänderungen zu srwarhen sind.The average results of the various tests carried out are given in Table I below. As far as these experimental results are concerned, it should be pointed out that these are largely preliminary results and that slight changes are to be made if they are repeated.

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- 37 Tabelle I- 37 Table I.

Systemsystem

offene Schaltkreisspannung (V)open circuit voltage (V)

Kurzschlußstrom
(inA/cin )
Short circuit current
(inA / cin)

Energiedichte (Watt.5td./kg, bezogen auf Zeolit/S (oder Se) + Li allein)Energy density (Watt.5td./kg, based on zeolite / S (or Se) + Li alone)

maximale Leistung (Watt/cm ) Coulomb-Wirkungsgrad (?Qmaximum power (watt / cm) Coulomb efficiency (? Q

Schwefel (oder Selen) (Ausnutzung in %) Sulfur (or selenium) (utilization in %)

Innenwiderstand
(Ohm/cm )
Internal resistance
(Ohm / cm)

Anzahl der CyclenNumber of cycles

ungefähre-Anzahl der Be trie bs*- stundenapproximate number of operations * - hours

A/S
1.80
A / S
1.80

11001100

404404

0.50.5

9090

6262

3A/S 13X/S3A / S 13X / S

1.80 1.801.80 1.80

500500

130130

0.4 0.20.4 0.2

6060

6161

0.50.5 1.61.6 3.63.6 300300 30 *30 * *) 5*) 5 >3600> 3600 36C36C 5050

4A/Se 1.704A / Se 1.70

500500

280 0.2 99280 0.2 99

65 3.465 3.4

500500

*) Die theoretische 5chv/efe!aufnahme war unbekannt*) The theoretical 5chv / efe! Recording was unknown

**) Die Zelle war zum Zeitpunkt der Zusammenstellung der Ergebnisse noch in Betrieb.**) The cell was at the time of compilation of the Results still in operation.

Aufgrund der Versuche, die mit der Kathoclanmischung durchgeführt wurden, die aus Zeolit 4A-Kristallen mit darin sorbiertem Schwefel bestand, wurden die Diagramme der Fig. 3 und 4 hergestellt.Because of the experiments carried out with the Kathoclan mixture obtained from zeolite 4A crystals with sulfur sorbed therein passed, the diagrams of FIGS. 3 and 4 were produced.

In der Fig. 3 sind in graphischer Form die Ergebnisse angegabsn,In Fig. 3 the results are shown in graphic form,

dia für ciidia for cii

t-Sp'jnm;n.;j, π υ-^j tragen t-Sp'jnm;n.; j, π υ- ^ j bear

ie St.ro,·! Ji ~h~ ie St.ro, ·! Ji ~ h ~

erhalten wurden. Diese Daten wurden erhalten mit vollständig aufgeladenen Zellen und die einzelnen Messungen wurden über 10 Sekunden-Zeiträume durchgeführt»were obtained. These data were obtained with complete charged cells and the individual measurements were carried out over 10 second periods »

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Die Fig. 4 zeigt in graphischer Form eins typische Aufladungs/-Entladungs-Kurve, in der die Zellenspannung V (einschließlich des IR-Potentials) gegen die Zeit in Stunden aufgetragen ist.4 shows in graphical form a typical charge / discharge curve, in which the cell voltage V (including the IR potential) is plotted against the time in hours.

Aus den in der obigsn Tabelle I angegebenen durchschnittlichen Var-äuchssrgsbnissen ist zu ersehen, daß die offenen Schaltkreis-Spannungen der verschiedenen Zellen nicht stark variieren. Daraus geht hervor, daß die Aktivität des in ά?η verschiedenen Zeolitstruktursn festgehaltenen Schwefels in Abhängigkeit von der) gewählten Zeaiiten kaum schwankt, k'as do η Kurzschluß-Strom anbetrifft, so hängt dieser unter anderem von dem Innenwiderstar.d der Zelle ab. Der Innenwiderstand seinerseits wird deutlich beein> fiuOt durch verschiedene Faktoren, wie z.B. die Porosität des Kcrthode.'igehäuses und den Abstand zwischen den Elektroden.It can be seen from the average var exposure results reported in Table I above that the open circuit voltages of the various cells do not vary widely. This shows that the activity of in ά? Η different Zeolitstruktursn hardly varies captured sulfur as a function of) selected Zeaiiten, k'as do η short-circuit current is concerned, this depends inter alia on the Innenwiderstar.d the cell. The internal resistance, for its part, is clearly influenced by various factors, such as the porosity of the electrode housing and the distance between the electrodes.

Dei den durchgeFührten Versuchen hatten die Kathodengehäuse eine Porosität zwischen 30 und 50 % und der Abstand zwischen den Elektroden betrug etwa 1 cm. Daraus geht hervor, daß der Innonwiderstand dsr verschiedenen Zellen nicht optimiert worden war. Bei einer Optimierung wären niedrigere Innenwidarr.tandswerte zu erwarten und dies würde zu verbesserten Kurzschlu'i-Stromwerten führen.In the experiments carried out, the cathode housings had a porosity between 30 and 50 % and the distance between the electrodes was about 1 cm. This shows that the innon resistance of the various cells had not been optimized. With an optimization, lower internal resistance values would be expected and this would lead to improved short-circuit current values.

Was die Energie die. Iris und die Worte für die Schwefelausnutzung anbetrifft so basieren die in der Tabelle I angegebenen V.'erte alle auf experimentellen Daten. Es wurden Ccccchnungen ourcii-* geführt unter Verwendung der durchschnittlichen Entlcsdungsspannuncjan zusammen mit dan bei der Entladung erhaltenen Kapazitäten (Amperestunden). Die beobachteten EnergiedichtenWhat the energy the. Iris and the words for sulfur exploitation the values given in Table I are based on this all based on experimental data. There were invoices ourcii- * performed using the average discharge stress together with dan received on unloading Capacities (ampere-hours). The observed energy densities

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BAD ORIQINAtBAD ORIQINAt

79 _79 _

hängen von dar Schwefelüusnutzung ab. Viie cus der Tabelle. 1 ersichtlich, wurden eher niedrige Werte für die Schwefaiausnutzung aufgezeichnet.depend on the use of sulfur. Viie cus the table. 1 apparent, the values for sulfur utilization were rather low recorded.

Es wird angenommen, daß durch Verbesserung der Herstellungstechnik und der Reinheit der Ausgangsmaterialien die Schwefelausnutzung bis auf etwa 80 % oder mehr verbessert v/erden kann? Dies führt zu einer wesentlichen Erhöhung der Ensrgiedichte. Die jeweiligen Vierte für die Schwsfslausnutriursg für die Zeolit SA/Schwefel- und Zsolit ^A/Salen-Systsraa basieren auf dar Annahme, daß diese Zeolite die gleiche Anzahl von Schwofel- und Seianatomen pro Formslsinheit sorbisren wie im Falle von Zeolit 4-\/— Schwefel. Bei diesen Formeln handelt es sich um folgende:It is believed that by improving the manufacturing technique and the purity of the raw materials, the sulfur utilization can be improved up to about 80% or more? This leads to a substantial increase in the ensemble density. The respective fourths for the Schwsfslausnutriursg for the zeolite SA / sulfur and Zsolite ^ A / salen systems are based on the assumption that these zeolites sorb the same number of sulfur and carbon atoms per unit of form as in the case of zeolite 4 - \ / - Sulfur. These formulas are as follows:

4A/S : Na12Al12Si12O48-S16 4A / S: Na 12 Al 12 Si 12 O 48 -S 16

3A/S : K12Al12Si12O48-S16 3A / S: K 12 Al 12 Si 12 O 48 -S 16

4A/Se : Na12Al12Si12O43-Se16 4A / Se: Na 12 Al 12 Si 12 O 43 -Se 16

Chemische Analysen haben gezeigt, daß nur VJ % der theoretisch möglichen Schwefelimprägnierung der Zeolite in der Praxis erzielt v/ordsn sind. Die Vierte für die Schwefelausnutzung, wie sie in der Tabelle I angegeben sind,, beruhen auf einer ICO /jigsn Schv/efolimprägnisrung. Diese Vfcrt-3 können dah^r, v/ie zu erv'orten ist, unter rjoaigncten Bedingungen verbessert werdon.Chemical analyzes have shown that only ½% of the theoretically possible sulfur impregnation of the zeolites is achieved in practice. The fourth for the sulfur utilization, as given in Table I, are based on an ICO / jigsn Schv / efolimprägnisrung. These methods can, as may be expected, be improved under coordinated conditions.

Die maximale Lei-i;unö hangt von ciür btromdichue ab, die, via oban erwähnt, nicht optimiert worden ist. Es ist deshalb zu erwarben, daß die maximalen Lcjistuncjswarisin einem optimierten System verbessert warden können.The maximum Lei-i; unö depends on the btromdichue, which, as mentioned via oban, has not been optimized. It is, therefore, to be acquired that the maximum losses can be improved in an optimized system.

809837/09A5809837 / 09A5

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Der Coulomb-Wirkungsgrad ist ein Maß für das Verhältnis von zugeführter Ladung zu abgeführter Ladung. Abgesehen von dem Zeolit 13X-System sind die in der Tabelle I angegebenen Werte extern zufriedenstellend. Der relativ schlechte V/ert des Coui.Jinb-V/irkungsgrades für den Zeolit 13X ist möglicherweise zurückzuführen auf Verunreinigungen, die zu einer Elektrolyse innerhalb der Zelle führen, oder auf einen inneren Ladungsverlust (Ladungsleck). The Coulomb efficiency is a measure of the ratio of charge added to charge removed. Except for the Zeolite 13X system are the values given in Table I. externally satisfactory. The relatively bad value of the Coui.Jinb efficiency for the zeolite 13X is possibly attributable to impurities that lead to electrolysis within the cell, or to an internal loss of charge (charge leakage).

Was die Anzahl der Cyclen anbetrifft, so arbeitete die Zelle in dem Zeolit 4A/Schwefel-Kathoden-System etwa 100 Cyclen (mehr als 1200 Stunden) lang kontinuierlich ohne jede wesentliche Verschlechterung (Beeinträchtigung). Danach wurde eine geringe Verschlechterung (Beeinträchtigung) beobachtet. Nach 300 kontinuierlichen Cyclen hatte die Energieabgabe auf etwa 50 % ihres Änfangswertes abgenommen. Es wird angenommen, daß diese Verschlechterung auf eins nicht-eigene Korrosion und auf ein Zerbrechen (Versagen) der Zellmaterialien als Folge von Verunreini~ gungen zurückzuführen ist. Daraus folgt, dai3 dann, wenn die erfindungsgemäßen Zsllmaterialien einmal optimiert worden sind, die Gebrauchs da υ er einer Zelle beträchtlich höher ist.As for the number of cycles, the cell in the zeolite 4A / sulfur cathode system operated continuously for about 100 cycles (more than 1200 hours) without any significant deterioration. After that, little deterioration (deterioration) was observed. After 300 continuous cycles, the energy output had decreased to about 50% of its initial value. It is believed that this deterioration is due to non-intrinsic corrosion and to breakage (failure) of cell materials as a result of contamination. It follows from this that once the target materials according to the invention have been optimized, the usefulness of a cell is considerably higher.

Was die Anzahl der Cycle η in dem Zeolit 3A/Schwefel-!(athoden-System anbetrifft, so wurden nach 30 Cyclen die in der Tabelle I gc-inebanan V/^rt:· erhalten-As for the number of cycle η in the zeolite 3A / sulfur -! (Athode system concerned, after 30 cycles the gc-inebanan V / ^ rt in Table I: · obtained-

Die die. Zeolit IGX/Schwefel-Kathode enthaltende Zelle arbeitete nur 5 Cyclen, bevor sie ausfiel.The those. Cell containing zeolite IGX / sulfur cathode worked only 5 cycles before it failed.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Was das Zeolit 4A/Selen-kathoden-System anbetrifft, so wurden nach 50 Cyclen die in der Tabelle I angegebenen Vierte Für die Zellparameter erhalten. Nachdem die Zelle weitere 20 Cyclen lang gearbeitet hatte, war keine wesentliche Verschlechterung (Beeinträchtigung) festzustellen.As for the zeolite 4A / selenium cathode system, so were after 50 cycles the fourth for the cell parameters given in Table I was obtained. After the cell another 20 cycles had worked long, no significant deterioration (impairment) was found.

Obgleich die durchgeführten Versuche nur vorläufiger Natur sind und mit verhältnismäßig kleinen Versuchszellen durchgeführt wurden, geben sie doch einen Hinweis auf bestimmte Vorteile, die durch eine erfindungsgemäße Zelle und durch eine erfindungsgemäße Kathode erzielt werden können.Although the tests carried out are only of a preliminary nature and were carried out with relatively small test cells, they give an indication of certain advantages achieved by a cell according to the invention and by a cell according to the invention Cathode can be achieved.

Es ist aus der Literatur bekannt, daß eine Batterie für einen elektrischen Fahrzeugantrieb im- Idealfalle die folgenden Bedingungen erfüllen sollte:It is known from the literature that a battery for one electric vehicle drive ideally the following conditions should meet:

1. sie sollte ein gutes Verhältnis von Leistung zu Gewicht hab.in, 2; sie sollte ein gutes Verhältnis von Energie zu Gewicht haben,1. It should have a good performance-to-weight ratio, 2; it should have a good energy-to-weight ratio,

3. sie sollte eine große Anzahl von Aufladungs-Entla dungs-Cyclen ermöglichen,3. It should allow a large number of charge-discharge cycles,

4. sie sollte bei einem Unfall sicher sein,4. It should be safe in the event of an accident

5. sie sollts billig herzustellen sein,5. it should be cheap to manufacture,

6. oae Materialien sollten reichlich vorhanden sein,6. The above materials should be available in abundance,

7. sie sollte eine hohe Aufladungsgeschwindigkeit bzw. -rate aufweisen,7. it should have a high charging speed or rate,

8. sie sollte einen einstufigen Entlaciungscyclus >~υfwo.i.?;3n? 8. It should have a single-stage release cycle> ~ υfwo.i.?; 3n ?

d.h. während des Entladungscyclus sine etwa konstante Spannung abgäben, und that is to say that the voltage would be approximately constant during the discharge cycle, and

9. sie sollte eine lange Lebensdauer (Gebraucbsdaoer) haben. 9. It should have a long service life.

•09837/0945• 09837/0945

ORIGINAL INSPEGTEDORIGINAL INSPEGTED

Diese Anforderungen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die in der obigsn Tabelle I angegebenen vorläufigen Versuchsergebnisse, wie sie mit der erfindungsgemäßen Zelle erzielt wurden,, die als eine Kathode das Zeolit 4A/Schwefsl-Systern enthielt, diskutiert.These requirements are described below with reference to the preliminary test results given in Table I above, as they were achieved with the cell according to the invention, the zeolite 4A / sulfur system as a cathode contained, discussed.

Was die erste Anforderung anbetrifft, so hängt das Verhältnis von Leistuncj zu Gewicht in einem beachtlichen Ausmaße, von d#ffl "" \......As for the first requirement, the ratio depends on Power to weight to a considerable extent, from d # ffl "" \ ......

Zellaufbnυ (sowie von d-sn verwendeten aktiven Komponenten) insofern ab, als die aktive Oberflächengröße der Elektrode einer der wichtigen begrenzenden Faktoren bsi der Energieabgabe des Systems ist. Eine Zcolit/Schwefel-Kathoce wirkt als dreidimensionale Elektrode, da sie das freie Hinciurchdiffundieren des Elektrolyten durch die Kathode erlaubt und der darin festgehaltene Schwefel deshalb für den Elektrolyten tatsächlich frei zugänglich ist. Außerdem hat eine Alkalircetcill-Schwefel-Eatterie eine extrem hohe theoretische Energie.Zellaufbnυ (as well as active components used by d-sn) insofar as the active surface area of the electrode is a the important limiting factors bsi the energy output of the System is. A Zcolit / Sulfur Kathoce acts as a three-dimensional one Electrode, since it prevents the Electrolytes allowed through the cathode and the ones trapped in it Sulfur is therefore actually freely accessible to the electrolyte. It also has an alkaline acetyl-sulfur battery an extremely high theoretical energy.

Was das Verhältnis von Energie zu Gewicht anbetrifft, so zsigt die bereits vorhandene Literatur, daß bei Zellen, die Lithium-Silicium-Lügierungs-Anodsn und die nachfolgend angegebenen Kathoden-Typeη enthalten, die theoretischen und praktisch erzielten Energiedichten in Viattstunden/kg dia folgenden sind:As far as the ratio of energy to weight is concerned, the existing literature shows that in cells, the lithium-silicon-alloy anodesn and contain the cathode types indicated below, the theoretical and practical ones achieved Energy densities in Viatt hours / kg are as follows:

Kathode theoretische Energie- erzielto EnergieCathode theoretical energy - achieved to energy

dichte (V'att χ Std./kg)* dlnhte (Va ti χ SU J density (V'att χ h / kg) * seams (Va ti χ SU J

453453 8484 650650 150150 2OSO2OSO 300 ■+300 ■ +

FeSFeS

FeS2 flüssiger SFeS 2 liquid S

*Energiedichte, bezogen nur auf die Massen des aktiven Elektrodenmaterial
** Energiedichte, bezogen auf die gesamte Zellmasse.
* Energy density, based only on the mass of the active electrode material
** Energy density based on the total cell mass.

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Die Literatur zeigt, daß dort, wo die Kathode flüssigen Schwefel enthält, der in einer porösen Matrix zurückgehalten (festgehalten) wird, ein schneller Verlust an Schwefel zu einem schnellen Zerfall während des Gebrauchs führt, wodurch dieser Zellentyp als sekundäre Zelle unattraktiv wird.The literature shows that where the cathode contains liquid sulfur, it is retained in a porous matrix (noted), rapid loss of sulfur leads to rapid disintegration during use, whereby this cell type becomes unattractive as a secondary cell.

Bei einer erfindungsgernäßen Zeolit/Schwefel-Xathode beträgt die theoretische Energiedichte 035 Watt χ Std./kg, bazogen nur auf die Massen der Zeolit/SchweFel-Kathode und einer reinen Lithiumanods.In a zeolite / sulfur xathode according to the invention, the theoretical energy density of 035 watts χ hrs / kg, only bazogen on the masses of the zeolite / sulfur cathode and a pure one Lithium anods.

Bei einer Schwefelausnutzung von 60 % bei Verwendung einer Lithium-Silicium-Anode kann eine Energiedichte von etwa 160 Watt χ Std./kg erzielt werden. Dei einer Schwefelausnutzung von 90 % würde die optimale Energiedichte, die erwartet werden kann, etwa 240 V/att χ Std./kg betragen. Bai diesen Zahlenangaben ist das Gesamtgewicht der Zelle berücksichtigt, das auf den aus dar gängigen Literatur entnommenen verfügbaren Daten basiert.With a sulfur utilization of 60% when using a lithium-silicon anode, an energy density of around 160 watt χ hour / kg can be achieved. With a sulfur utilization of 90% , the optimum energy density that can be expected would be around 240 V / att χ hours / kg. B a i these figures take into account the total weight of the cell, which is based on the available data taken from the current literature.

Im Falle einer Zelle, in dsr die Anode aus einer Lithium-Aluminium-Legierung besteht, wäre bsi einer erfin dungsgemcSen Zelle mit einer Schwefslausnutzung von 90 % ein Viert von 2'M- V.'att χ Std./kg bzw. von 143 Watt χ Std./kg bei einer Schwefelausnutzung von 00 /o zu erwarten.In the case of a cell in which the anode consists of a lithium-aluminum alloy, for a cell according to the invention with a sulfur utilization of 90 % this would be a fourth of 2'M-V.'att χ hours / kg or 143 Watt χ hours / kg to be expected with a sulfur utilization of 00 / o.

Qa Zellen, in denen die Kathode FeS oder FeS^. enthält oder daraus besteht, im Prinzip den erfindungsgemäßen Zellen am nächsten verwandt sind und ernsthafte Mitanwärter für die Verwendung für den Fahrzeugantrieb darstellen, ist der obige Vergleich aussage™ Qa cells in which the cathode is FeS or FeS ^. contains or consists of it, are in principle most closely related to the cells according to the invention and are serious contenders for use in vehicle propulsion, the above comparison is statement ™

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kräftig und er zeigt, daß eine optimierte erfindungsgemäße Zelle ein für die Verwendung im elektrischen Fahrzeugantrieb ausreichendes Verhältnis von Energie zu Gev/icht haben sollte.vigorously and he shows that an optimized inventive Cell one for use in electric vehicle propulsion should have a sufficient ratio of energy to weight.

Um entsprechend der oben erwähnten dritten Forderung eine große Anzahl von Cyclen zu erzielen, muß der Schwefel oder das Selen während der wiederholten Aufladungs-Entladungs-Cyclen fest innerhalb das iiolekularsiebtrügers zurückgehalten werden und die Kathode muß mechanisch und chemisch stabil sein und darf während der sich wiederholenden Cyclen nicht zerfallen und nicht mechanisch oder chemisch beeinträchtigt werden.In order to meet the third requirement mentioned above To achieve a large number of cycles, the sulfur or selenium must be used during the repeated charge-discharge cycles firmly retained within the molecular sieve carrier and the cathode must be mechanically and chemically stable and must not disintegrate or be mechanically or chemically impaired during the repetitive cycles.

Die in der obigen Tabelle I angegebenen Versuchsergebnisse, insbesondere in bezug auf die Zeolit 4A/Schwefel-Kathode, zeigen bereits, daß eine erfindungsgsmciße Kathode diese Ziele erreichen kann. Eine die erfindungsgemäße Kathode enthaltende Versuchszelle wurde über ICO mal aufgeladen und entladen, ohne daß ein wesentlicher Verlust an Coulomb-V/irkungsgrad und Schwefelausnutzung cuftrat.The test results given in Table I above, particularly with respect to the zeolite 4A / sulfur cathode suggest that a cathode according to the invention achieve these goals can. A test cell containing the cathode according to the invention was charged and discharged times via ICO without a substantial loss of coulombic efficiency and sulfur utilization cuftrat.

Ohne an eins Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß Schwefel oder Selen, wenn er (es) in einem geeigneten Molekularsie bträger, wie z.S. einen geeigneten Zeoliten, sorbiert ist, ι in Form von Ringen (wie der Schwefel in der Zeolit 4A./S~5truktur) oder in Form von Ketten innerhalb der Hohlräume des dehydrati- « sierten Zeolitgitters vorliegen kann. Da die durchgeführten Versuche zeigen, daß über einen vernünftigen Zeitraum hinweg kein nachweisbarer Verlust an Schwefel oder Selen auftritt, wird angenommen, daß dies darauf hindeutet, oaß die Ringe oder Ketten während der Aufladungs- und Entladungs-Cyclen intakt undWithout being bound by any theory, it is assumed that sulfur or selenium, if it (it) is sorbed in a suitable molecular sieve carrier, such as a suitable zeolite, ι in the form of rings (such as the sulfur in zeolite 4A. Structure) or in the form of chains within the cavities of the dehydrated zeolite lattice. Since the tests carried out show that no detectable loss of time occurs at sulfur or selenium over a reasonable period of time, it is believed that this indicates the rings or chains oaß intact during the charge and discharge cycles and

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zusammenhängend bleiben. Außerdem wird angenommen, daß dies sin Anzeichen dafür ist, daß dann, wenn Lithiumionen während der Verwendung an der Kathode mit Schwefel/Selen reagieren unter Bildung der Verbindung Lithiumsulfid/Lithiumselenid, die elektrochemische Reaktion innerhalb der molekularen Hohlräume der Zeolite auftritt. Daraus ergibt sich, clapj Li thiumsulFid oder Lithiumselenid, das bekanntlich in dem Elektrolyten löslich ist. wahrend der Verwendung innerhalb der molekularen Hohlräume verbleibt. Diese theoretische Erklärung könnte ferner darauf hindeuten, daß eventuelle Voluniencinderuncan während der Verwandung durch das Zeolitgitter absorbiert werden, was zu unwesentlichen Volumenändsrungen der Kathode selbst führt. Daher ist eine erfindungs gemäße Kathode in einer gepreßten (verdichteten) Fon?, beständig gegen den Typ von mechanischem Abbau (Zerfall), der bei cindsrsn üblichen Kathoden vorherrscht.stay cohesive. It is also believed that this is an indication that when lithium ions react with sulfur / selenium during use at the cathode to form the lithium sulfide / lithium selenide compound, the electrochemical reaction occurs within the molecular cavities of the zeolites. As a result, clapj thiumsulFid Li or lithium selenide, which is known to be soluble in the electrolyte. remains within the molecular cavities during use. This theoretical explanation could also indicate that any volume cinderuncans are absorbed by the zeolite lattice during the transformation, which leads to insignificant changes in volume of the cathode itself. Therefore, a cathode according to the invention in a pressed (compressed) Fon ?, resistant to the type of mechanical degradation (disintegration) that prevails in common cathodes.

Was die vierte Bedingung für eine Fahrzeugbatterie anbetrifft, so ist, da der Schwefel odor das Selen durch den Zeolitan festgehalten wird, die Gefahr, daß bei einem Unfall der Schwefel mit der Lithiumanode so in Kontakt kommt, daß er explodiert oder gefährlich wird, praktisch Null. Dies wäre auch in einem Extromfalle so, wenn die Lithiumlegierungsanode tatsächlich die Kathode berühren würde.As for the fourth condition for a vehicle battery, since the sulfur or selenium is retained by the Zeolitan, the risk that the sulfur will come into contact with the lithium anode in an accident to the point of exploding or becoming dangerous is practically zero . This would also be the case in an extreme case if the lithium alloy anode actually touched the cathode.

V.'c3 die fünfte uod sechste /\nfordi~ung an Fcihrz'Si.jgba ttoriiMi anbetrifft, so sind in der Natur vorkommende Zeolite billig und leicht zugänglich, während synthetische Zeolite leicht und billig hergestellt werden können. Schwefel steht leicht und billig zurV.'c3 the fifth and sixth / \ nfordi ~ung to Fcihrz'Si.jgba ttoriiMi For example, naturally occurring zeolites are inexpensive and readily available, while synthetic zeolites are light and inexpensive can be produced. Sulfur is easily and cheaply available

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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Verfügung, während Selen, das schon seltener und teurer als Schwefel ist, noch auf einer Konkurrenzbasis für bestimmte Anwendungszwecke verv/endet werden könnte.Available, while selenium, which is already rarer and more expensive than sulfur, is still on a competitive basis for certain Applications could be used / ended.

Was die geforderte Aufladungsgeschwindigkeit anbetrifft, so sollten handelsübliche Batterien in der Lage sein, eine ausreichend hohe Au fladungsgeschwindigkeit bzv/. -rate aufrechtzuerhalten, da eine erfindungsgeraäße Kathode eino dreidimensionale Kathode sein kenn, die eine große,Potsntialoberflache hat und da ein Elektrolyt mit einer hohen Stromdichte verv/endet werden kann.As far as the required charging speed is concerned, commercially available batteries should be able to provide a sufficiently high charging speed or. -rate to be maintained, since a cathode according to the invention can be a three-dimensional cathode which has a large, potential surface and since an electrolyte with a high current density can be used.

U'as die Anforderung an einen Einstufen-Entladungscyclus anbetrifft, so ist aus der Fig. 4 der beiliegenden Zeichnungan xu erse.hen, daPj die Spannung für etwa 30 % des Entladungscyclus praktisch konstant bleibt.U'as As for the request to a single-stage Entladungscyclus, the accompanying Zeichnungan is known from Fig. 4 xu erse.hen, daPj the voltage for about 30% of Entladungscyclus remains practically constant.

V/as die Lebensdauer (Gebrauchsdauer) anbetrifft, so ist wegen der Stabilität bei verhältnismäßig hohen Betriebstemperaturen zu erwarten, dai3 die Lebensdauer bzw, Gebrauchsdauer mehr als ausreichend ist unter anderem für den Motorfahrzeugantrieb und Für die Speicherung von überschüssiger Energie (bei geringer Belastung).V / as the service life (service life) is concerned, it is because of the Stability at relatively high operating temperatures expect that the service life or service life will be more than sufficient is, among other things, for driving motor vehicles and for storing excess energy (with low loads).

Um dieses Konzept durchzutasten, wurde die mit Selen dotierten Zsolit 4A enthaltende Zelle im vollständig aufgeladenen Zustand 25G Stunden lnny bei der normalst Betriebstemperatur der 2ell& gehalten. Es wurde kein wesentlicher Kapazitätsverlust beobachtet.In order to probe this concept, the was doped with selenium Cell containing Zsolit 4A in a fully charged state 25G hours lnny at the normal operating temperature of the 2ell & held. No significant loss of capacity was observed.

Für die Mechanismen der Speicherung von überschüssiger Energie (bei geringer Belastung) in einem elektrischen Energieverteilung-For the mechanisms of storage of excess energy (with low load) in an electrical energy distribution system

809837/0945809837/0945

netz, fallen die Anforderungen in bezug au F das Gewichtnetwork, the requirements for weight fall

weg. Die Anforderungen an einen solchen Energiespeicherungsmechanisffius sind daher im allgemeinen ein hoher Colulomb-Wirkungsgrcd, eine hohe Aufladungsgeschwindigkeit bzw. -rate, die Fähigkeit, gegen eine sehr große Anzahl von Aufladungs« und Entladungscyclen beständig zu sein, niedrige V.'cirtungsnnforderungen und Sicherheit im Falle von Unfällen,path. The requirements for such an energy storage mechanism are therefore generally a high Colulombic efficiency, a high charging speed or rate, the ability to withstand a very large number of charges and discharge cycles, low voltage requirements and safety in case of accidents,

Die in der obigen Tabelle I angegebenen vorläufigen Versuchs™ ergebnissa zeigen, daß eine optimierte erfindungsgsrnaße Zelle, die eine optimierte erfindungsgemäße Kathode enthält, einen EnergiespeicherungsRiechanistnus ergibt, der sowohl für dan elektrischen Fahrzeugantrieb als auch für die Speicherung von überschüssiger Energie (bsi geringer Belastung) cngev.'endet werden kann. Es sei ferner darauf hingewiesen, aaR MoIekυ Lars ieΌ-träger, die geeignet sind und insbesondere Zeolite bsi hohen Temperaturen (in vielen Fällen bei mehr als etwa -500 C) stabil sind und genügend leicht sind, um gute Verhältnisse von Leistung zu Gewicht zu ergeben.The preliminary test results given in Table I above show that an optimized cell according to the invention, which contains an optimized cathode according to the invention, results in an energy storage olfactory system which can be used both for electric vehicle propulsion and for the storage of excess energy (up to low loads) . 'can be ended. It should also be pointed out that aaR MoIekυ Lars ieΌ carriers are suitable and, in particular, zeolites are stable up to high temperatures (in many cases at more than about -500 C) and are sufficiently light to give good power-to-weight ratios .

Ein Vorteil der unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungan und unter Bezugnahme auf die durchgeführten Versuche erlciut&rten Ausführungsformen der Erfindung ist der, daß eine Kathode und eine Zelle geschaffen v/erden, in die elementarer Schwefel oder elementares Selen auf wirksame Weise in den geeigneten Molekular« siäbträger so eingearbeitet sind, aaii siu Jennjoh rür die wirksame elektrochemische Ausnutzung leicht zur Verfugung stehen und coß sie andererseits während der Verwendung bei den erforderlichenAn advantage of the embodiments of the invention explained with reference to the accompanying drawings and with reference to the experiments carried out is that a cathode and a cell are created in which elemental sulfur or elemental selenium is effectively incorporated into the appropriate molecular carrier so incorporated, aaii siu Jennjoh are readily available for effective electrochemical utilization and on the other hand coß them during use when required

809837/09*5 bad or,g,nal809837/09 * 5 bad or, g, nal

~ 4-3 -~ 4-3 -

Betriebstemperaturen auf wirksame Weise darin festgehalten (zurückgehalten) werden. Dies stellt somit eine wirkungsvolle Lösung des Problems der Verdampfung des elektronegativen Elements während der Verwendung dar und man erhält auf diese weise eins Zelle mit einer hohen Strornaus beute (Wirkungsgrad) und Stabilität.Operating temperatures effectively recorded therein to be held back. This thus provides an effective solution to the problem of evaporation of the electronegative element during use and you get one in this way Cell with a high current yield (efficiency) and stability.

Claims (1)

lÖ · DEUFE L · S-CfJÖNlÖ DEUFE L S-CfJÖN DR. WOLPGANG MÜLLER-BORK (PATENTANWALT VON 1S27- 197)) DR. PAUL DEUrEL. DIPL-CHEM. DR. ALFRED 3CHÖN, OIPL.-CHEM. WERNEF! HKRTSL, DIPL.-PHYP.DR. WOLPGANG MÜLLER-BORK (PATENT ADVOCATE FROM 1S27-197)) DR. PAUL DEUrEL. DIPL-CHEM. DR. ALFRED 3CHÖN, OIPL.-CHEM. WERNEF! HKRTSL, DIPL.-PHYP. s 3129p 3129 Anmelder: The South. African Inventions Development Corporation, Administration Building, Sclentia, Pretoria,) SüdafrikaApplicant: The South. African Inventions Development Corporation, Administration Building, Sclentia, Pretor ia,) South Africa Kathode für eine Zelle, Verfahren zur Herstellung einez* solchen Kathode und sie enthaltende wiederatif ladbare BatterieCathode for a cell, method of making such a cathode and recyclable materials containing it rechargeable battery P a t e η t a η s Ό r ü c h e P ate η ta η s Ό rü che 1. Kathode für eine Hochtemperatur-Zelle» dadurch g e kennzeichnet , daß die Kathode (12, 48) enthält oder besteht aus einem elelccronegativen Element aus der G-ruppe Schwefel und Selea und einem MolalrularsieLrbräger, in dem das electronegative Element sorbiert ist νχιύ in ö.BX.1 flay eloktrorie^ativs ElsMa:\t "·ΊΊαΓ·3Λά rlar Y-iru-v.^-'ln^. der Kathode (12, 48) in einer Zelle (10, 36) zurückhalten vf ir do 1. Cathode for a high-temperature cell »characterized in that the cathode (12, 48) contains or consists of an elelccronegativen element from the group of sulfur and Selea and a MolalrularsieLrbräger in which the electronegative element is sorbed νχιύ in ö .BX.1 flay eloktrorie ^ ativs ElsMa: \ t "· ΊΊαΓ · 3Λά rlar Y-iru-v. ^ - 'ln ^. Hold back the cathode (12, 48) in a cell (10, 36) vf ir do 2. Kathode nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der Molekularsiebträger für das sorbierte elektronegativs
Elenent eins Sorptionswärme "von weniger als etwa
2. Cathode according to claim 1, characterized in that the molecular sieve carrier for the sorbed electronegative
Elenent one heat of sorption "less than about
-20 kcal/g-At οία aufweist.-20 kcal / g-At οία. 3. Kathode nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolekularaiebträger für das sortierte elektronegative
Elesisnt :ln einer 8-gliedrigea Molekülform eine Sorptionswärme von weniger als etwa -160 kcal/Mol aufweist*
3. Cathode according to .Anspruch 2, characterized in that the Kolekularaiebträger for the sorted electronegative
Elesisnt: In an 8-membered molecular form, it has a heat of sorption of less than about -160 kcal / mol *
4·. Kathode nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Holskular-esiebbräger für das aorbierta elektronegative
Element in einer 8-sjliedrisen Molekülform eine Sorptionswärme von veni^r als -200 kcal/i'iol aufweist.
4 ·. Cathode according to claim 3, characterized in that the holicular sieve carrier for the aorbierta electronegative
Element in an 8-membered molecular form has a heat of sorption of less than -200 kcal / i'iol.
5» Kathode nach, einsni der vorhergehenden Ansprüche, dadurch geicennzeichiiet, d-O3 der Kolekularsiebträger enthält odse besteht aus dehjdratisierten Zeolitkristalle.ru5 »Cathode according to one of the preceding claims, characterized It is indicated that the molecular sieve carrier contains odse consists of dehydrated zeolite crystals.ru 6. Kathode nach Anspruch 55 dadurch gekennzeichnet, daJi die dehydratisieren Seolifckriatalle in Eorra -yon in dar ITatxir vorkoaaandon Zeolitkristalle.a vorliegen, die ausgewählt werden aus der Gruppe der Erionit- vn.ä Pau^asitkristalle»6. The cathode of claim 5 5, characterized in daji the present dehydrate Seolifckriatalle in Eorra in -yon represents ITatxir vorkoaaandon Zeolitkristalle.a selected from the group consisting of erionite vn.ä Pau ^ asitkristalle " 7. Kathode nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die dshydrafcir-iarten Zeolitkristalle ausgewählt werden aus
der Gruppe der 3jm.thetischa.a Zeolite, die umfaßt Zeolit 3An Seolit M-A- und Zeolit 132-Kx'ista
7. Cathode according to claim 5 »characterized in that the dshydrafcir-iarten zeolite crystals are selected from
the group of zeolites 3jm.thetischa.a comprising zeolite and zeolite 3An Seolit MA 132-Kx'ista
8. Kathode nach Anspruch 7· dadurch gekennseichnet, daß die dshydratioiartöii Ssolitkristalle in Fora von Zeolit »kk-8. Cathode according to claim 7 · characterized in that the dshydratioiartöii Ssolite crystals in the form of zeolite »kk- BAD ORIGINAL R 0 q Π ^ 7 / Π 9 4 ^iBAD ORIGINAL R 0 q Π ^ 7 / Π 9 4 ^ i 9. Kathode nach. Anspruch. 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dehydratisieren Zeolitkiästalie in Form von Zeolib JA-Kristallen vorliegen»9. Cathode after. Claim. 7, characterized in that the dehydrate zeolite kestalia in the form of Zeolib JA crystals present » 1.0. Kathode nach einem der vorhergehenden. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Elektronen—leitendes Material enthält, das während der Verwendung elafctronenleitend ist.1.0. Cathode according to one of the preceding. Claims, thereby characterized as being an electron-conducting material contains which is electron-conductive during use is. 11« Kathode nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronenleitende Material aus Graphitpulver besteht, das mit dem !iolekularsisbträger assoziiert iac,11 «cathode according to claim 10, characterized in that the electron-conducting material consists of graphite powder, that is associated with the molecular carrier iac, 12, !Cathode nach einem der vorhergehenden Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Form, eine3 Preßlings vorliegt, der durch Verdichten unter Druck (Pressen) her3e3t3l.lt; worden ist»12,! Cathode according to one of the preceding claims, characterized characterized in that it is in the form of a which is produced by compression under pressure (pressing); has been" 13ο Kathode n?.ch eiaesi der vorhersehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie innerhalb eines porösen K athod schalters (16, 50) eingeschlossen ist»13ο cathode n? .Ch eiaesi of the preceding claims, thereby marked as being inside a porous cathodic switch (16, 50) is included » Kathode nach einem der vorhergehenden Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kathode (12, 48) ein kleinerar I'L'engenanteil eines stabilisierenden elektrox-.egativen I1JIaments enthalten ist, ua das elektron-^sjative Slenenb in. seinem sorbiorben Zust-^nd in uor Kabhode (12, 48) während der Verwendung au stabil!οio-cA cathode according to any preceding claim, characterized in that in the cathode (12, 48) is a kleinerar I'L'engenanteil a stabilizing Elektrox-.egativen JIaments I 1, including the electron ^ sjative Slenenb in. Its states sorbiorben - ^ nd in uor Kabhode (12, 48) during use au stable! οio-c Kathode nach Anspruch 14, dadurch gekennzeioimijt, daß es sich bei deu elaktronagativen Element ua Schwefel lisaäo3-t und dafi das stabilisierende el^ktrone^ative ElenenbA cathode according to claim 14, characterized gekennzeioimijt that it is at eng elaktronagativen element, inter alia, sulfur-t lisaäo3 and Dafi the stabilizing el ^ ^ ktrone ative Elenenb ausgewählt wird aus der Gruppe Selen, Arsen, Phosphor und Antimon.is selected from the group selenium, arsenic, phosphorus and antimony. 16. Hochtemperatur-Selle, dadurch, gekennzeichnet, daß sie als eine Elektrode eine Kathode (12, 48) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 enthält.16. High temperature Selle, characterized in that it is as an electrode includes a cathode (12, 48) according to any one of claims 1 to 15. 17- Zelle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anode (30» 64) in Form einer Alkalimetallanode enthält .17 cell according to claim 16, characterized in that it contains an anode (30 »64) in the form of an alkali metal anode . IS. Sslle nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anode (30, 64) in Form einer Alkalimetallegierungsanode enthält.IS. Sslle according to claim 16, characterized in that it an anode (30, 64) in the form of an alkali metal alloy anode. 19* Seile nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoda (30, 64) aus einer Lithiuia-Silicium- oder einer Lithium-Aluminium-Legierung besteht·19 * ropes according to claim 18, characterized in that the Anoda (30, 64) from a lithium-silicon or a Lithium-aluminum alloy consists of 20» Zelle nach einem äsx Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet» daß sie einen ionischen Elektrolyten aas einem geschmolzenen SaIs (34, 7^) enthält, der während der Verwendung geachsolzen ißt.A cell according to any one of claims 16 to 19, characterized in that it contains an ionic electrolyte as a molten salt (34, 7 ^) which eats axially molten during use. 21. Zölle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (34, 74) aus einem A-lkalimetallhalogenid-Elektrolyten. (34, 74) besteht.21. Customs according to claim 20, characterized in that the electrolyte (34, 74) consists of an alkali metal halide electrolyte. (34, 74) exists. 22» Sail« nach Anapruci». 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (34, 7-Ό s-^-s einem eutektische:». G-eraisch aus EaliumJ odid/Lithitrag odid oder Saliumchlorid/Ldthiumchlorid bestaht.22 »Sail« to Anapruci ». 21, characterized in that the Electrolyte (34, 7-Ό s - ^ - s a eutectic: ». G-eraisch from EaliumJodid / Lithitragodid or Saliumchlorid / Ldthiumchlorid confirmed. S09837/09A5 badS09837 / 09A5 bathroom 23* Zelle nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (34, 7*0 Eiit dehydratisierten Zeolitkristallen assoziiert ist.23 * cell according to one of claims 20 to 22, characterized in that that the electrolyte (34.7% was dehydrated Zeolite crystals is associated. 24. Zelle nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Elektret'dt-rseparator in Fora einer Schicht (56) aus dehydratisierten Zeolitkristallen enthält, der als Beiniger fungieren kenn. 24. Cell according to one of claims 16 to 23, characterized in that that they have an electret separator in Fora one Layer (56) contains dehydrated zeolite crystals, which know to act as a legger. 25« Viederaufladbare Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielaahl von miteinander assoziierten Zellen (10, 36) nach einem der Ansprüche 16 bis 24 enthält oder daraus besteht»25 «Rechargeable battery, characterized in that it contains a plurality of cells (10, 36) associated with one another according to one of claims 16 to 24 or it consists of » 25« Primärbatterie, dadurch gekennzeichnet, daß sis eine Vielzahl von miteinander assoziierten Seilen (10, 3S) nach einem der Ansprüche 16 bis 24 enthält oder dar axis besteht,25 «primary battery, characterized in that it is a Variety of associated ropes (10, 3S) according to any one of claims 16 to 24 contains or represents the axis consists, 27· Verfahren zum Immobilisieren eines elelctronegafciveii Elements aus der Gruppe Schwefel und Selen für die Vervrendung als eine Kathode in einer Hochtemperatur-Zelle, dadurch gekennzeichnet, daß man das elektronegative Element zusammen mit einem kleineren Mengenanteil eines stabilisierenden, elektronegativen Elements in einem Molekularsiebträger sorbiert, innerhalb dessen das elekbronogative Element während der Verwendung als eine Kathode (12, 48) in einer Zelle (10, 36) zurückgehalten wird.27 · Method of immobilizing an elelctronegafciveii element from the group sulfur and selenium for use as a cathode in a high temperature cell, characterized in that one is the electronegative element together with a smaller proportion of a stabilizing, electronegative element in a molecular sieve carrier sorbed, within which the elecbronogative Element is retained in a cell (10, 36) during use as a cathode (12, 48). 23. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß man als elektronegatives Element Schwefel und ale stabilisierendes elektronegatives Element Selen, Arson,23. The method according to claim 27, characterized in that the electronegative element is sulfur and ale stabilizing element electronegative element selenium, arson, &09837/094S& 09837 / 094S Phosphor und/oder Antimon verwendet.Phosphorus and / or antimony are used. 29. Verfahren nach Anspruch 2?, dadurch gekennzeichnet, daß man als elektronegatives Element Selen und als stabilisierendes elektronegatives Element Ax*seny Phosphor und/oder Antimon verwendet.29. The method according to claim 2 ?, characterized in that the electronegative element used is selenium and the stabilizing electronegative element Ax * sen y phosphorus and / or antimony. 30. Verfahren zur Herstellung einer Kathode für eine Hochteraperatur-Zalle, dadiirch gekennzeichnet, daß man ein elektronegat-ives Eleasnt aus der Gruppe Schwefel und Selen in einem Molekularsiebträger, der das elektronegative Element T,/ährend der Vexn-rendung in einer Zelle zuioickhält, sortiert und den Molekularsiebträger mit einem porösen Eathodenbecher (16, 5^) umgibt.30. A method for the production of a cathode for a high-temperature Zalle, characterized in that an electronegat-ives Eleasnt from the group sulfur and selenium in a molecular sieve carrier, which holds the electronegative element T , / uring the Vexn-rende in a cell, sorted and surrounds the molecular sieve carrier with a porous cathode cup (16, 5 ^). 3'U Vsrfahrsn nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, da.ß man efaisa kleineren Kengwiienteil eines stabilisier enden ele?-ctron-<jgätiven. Elements in da3 eloktronegative Element einarbeitet„3'U Vsrfahrsn according to claim 30, characterized in that one efaisa smaller Kengwiienteil of a stabilizing end ele? -ctron- <jgätiven. Elements in the electro-negative element incorporated " 32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß man als elektronegatives Sleasnt Schwefel und als stabilisierendes elektx^onegatives Element Selen, Arsen, Phosphor und/oder Antimon verwendet»32. The method according to claim 31, characterized in that one as electronegative sleasnts sulfur and as stabilizing one electrostatic negative element selenium, arsenic, phosphorus and / or antimony used » 33- Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß ni-an als elektronegativss Element Selen und als sbabilierudss elektronegabives Elsaent Arsen, Phosphor odö.c Antimon vari-r^nd 3t.33- The method according to claim 31, characterized in that ni-an as electronegativss element selenium and as sbabilierudss electronegable elsaent arsenic, phosphorus odö.c antimony vari- r ^ nd 3t.
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SE (1) SE430447B (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2928863A1 (en) * 1978-07-17 1980-02-07 South African Inventions ELECTRODE FOR AN ELECTROCHEMICAL CELL AND THE ELECTROCHEMICAL CELL CONTAINING IT
DE2935686A1 (en) * 1978-09-06 1980-03-20 South African Inventions ELECTROCHEMICAL CELL AND ANODE USED THEREFOR
DE2942764A1 (en) * 1978-10-23 1980-04-30 South African Inventions ELECTROCHEMICAL CELL AND BATTERY CONTAINING SUCH CELLS
DE3031735A1 (en) * 1979-08-22 1981-03-26 South African Inventions Development Corp., Pretoria, Transvaal ELECTROLYT FOR ELECTROCHEMICAL CELL AND ELECTROCHEMICAL CELL DAFUER
DE3140181A1 (en) * 1980-10-09 1982-05-19 South African Inventions Development Corp., Scientia, Pretoria,Transvaal ELECTROCHEMICAL CELL AND ANODE STRUCTURE USED IN THIS
DE3248090A1 (en) * 1982-12-24 1984-06-28 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Electrochemical storage cell
WO2012089383A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Lithium-sulphur cell based on a solid electrolyte

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA786815B (en) * 1978-12-05 1980-07-30 Za Invention Dev Corp Electrochemical cell and the protection of an electrochemical cell
KR810000921B1 (en) * 1980-05-22 1981-08-19 재단법인 한국과학기술원 High temperature battery
GB2118534B (en) * 1982-04-15 1985-10-09 South African Inventions Electronically conductive tectosilicates
ZA837601B (en) * 1982-10-20 1984-06-27 South African Inventions Electrochemical cell
JPH05226460A (en) * 1992-02-18 1993-09-03 Nec Yamagata Ltd Semiconductor chip position detecting device by processing image
KR20130113423A (en) * 2010-06-17 2013-10-15 린다 파예 나자르 Multicomponent electrodes for rechargeable batteries
DE102010062713A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Sodium-chalcogen cell
DE102014224856A1 (en) * 2014-12-04 2016-06-09 Robert Bosch Gmbh Electrode with active material mixture and process for its preparation

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3186875A (en) * 1959-09-15 1965-06-01 Union Carbide Corp Solid state battery
DE1421631A1 (en) * 1961-07-31 1968-11-07 Union Carbide Corp Dry element
DE2228843B2 (en) * 1971-06-16 1976-07-08 P.R. Mallory & Co. Inc., (n.d.Ges. d.Staates Delaware), Indianapolis, Ind. (V.StA.) GALVANIC SOLID ELECTROLYTE ELEMENT

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3471330A (en) * 1965-06-14 1969-10-07 Mc Donnell Douglas Corp Battery with an electrolyte of solid alkali particles
US3716409A (en) * 1971-09-08 1973-02-13 Atomic Energy Commission Cathodes for secondary electrochemical power-producing cells
US3884715A (en) * 1972-02-23 1975-05-20 Us Energy Secondary electrochemical power-producing cells having mixed cathode composition
US3887396A (en) * 1973-11-15 1975-06-03 Us Energy Modular electrochemical cell

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3186875A (en) * 1959-09-15 1965-06-01 Union Carbide Corp Solid state battery
DE1421631A1 (en) * 1961-07-31 1968-11-07 Union Carbide Corp Dry element
DE2228843B2 (en) * 1971-06-16 1976-07-08 P.R. Mallory & Co. Inc., (n.d.Ges. d.Staates Delaware), Indianapolis, Ind. (V.StA.) GALVANIC SOLID ELECTROLYTE ELEMENT

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2928863A1 (en) * 1978-07-17 1980-02-07 South African Inventions ELECTRODE FOR AN ELECTROCHEMICAL CELL AND THE ELECTROCHEMICAL CELL CONTAINING IT
DE2935686A1 (en) * 1978-09-06 1980-03-20 South African Inventions ELECTROCHEMICAL CELL AND ANODE USED THEREFOR
DE2942764A1 (en) * 1978-10-23 1980-04-30 South African Inventions ELECTROCHEMICAL CELL AND BATTERY CONTAINING SUCH CELLS
DE3031735A1 (en) * 1979-08-22 1981-03-26 South African Inventions Development Corp., Pretoria, Transvaal ELECTROLYT FOR ELECTROCHEMICAL CELL AND ELECTROCHEMICAL CELL DAFUER
DE3140181A1 (en) * 1980-10-09 1982-05-19 South African Inventions Development Corp., Scientia, Pretoria,Transvaal ELECTROCHEMICAL CELL AND ANODE STRUCTURE USED IN THIS
DE3248090A1 (en) * 1982-12-24 1984-06-28 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Electrochemical storage cell
WO2012089383A1 (en) * 2010-12-29 2012-07-05 Robert Bosch Gmbh Lithium-sulphur cell based on a solid electrolyte

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6318839B2 (en) 1988-04-20
AU3362678A (en) 1979-09-06
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FR2383527A1 (en) 1978-10-06
FR2383527B1 (en) 1983-07-01
JPS53112430A (en) 1978-09-30
GB1555648A (en) 1979-11-14
SE430447B (en) 1983-11-14
IT7821051A0 (en) 1978-03-09
CA1093150A (en) 1981-01-06
DE2810320C2 (en) 1983-07-21
AU510873B2 (en) 1980-07-17
IT1093680B (en) 1985-07-26
SE7802648L (en) 1978-09-10

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