196271. lajstromszámú szabadalom • Elektród másodfajú elektromos energiatároló eszközökhöz és másodfajú elektromos energiatároló eszköz
2 196271 3 A találmány tárgya elektród másodfajú elektromos energiatároló eszközökhöz, amelynek elektromosan vezető, szén alapú anyaggal kiképzett elektródteste és ezzel galvanikusan csatlakoztatott elektromos áraingvüjtö eleme van, ahol az elektródtest legalább a felületénél, vagy annak közelében vazszerüen elrendezett anyagként van kiképezve, illetve tárgya olyan másodfajú elektromos energiatároló eszköz, amelynek elektromosan nemvezetö belső felülettel, folyadékzáró külső felülettel vagy rétegelt testként kialakított háza és a házban elrendezett legalább egy cellája van, ahol minden cella elektromosan vezető, egymástól elektromosan szigetelt elektródok párját tartalmazza, továbbá a házban lényegében nemvizes elektrolit van. A találmány szerinti elektródban, illetve energiatároló eszközben a szén alapú anyag perklorátok, hexafluor-arzenátok és hasonló anionok alapján kialakított elektrolit rendszerben stabilis szerkezetű, ha a működtetés hőmérséklete a szokásos környezeti vagy normál értékeknek felel meg. F.z annyit jelent, hogy az elektródokhoz alkalmazott szén alapú anyag intenzív elektromos kisülés vagy erős feltöltés során sem szenved megfordíthatatlan alakváltozást - nem esik szét vagy nem húzódik össze túlságosan -, és ezért a másodfajú elektromos energiatároló eszközök minden alkalmazási lehetőségében előnyösen használható fel. A szakirodalomban és a szabadalmak között számos utalás van olyan elektromos energiatároló eszközökre, amelyek elektródként szén alapú anyagból, például szénből vagy grafitból kialakított részegységeket tartalmaz. Így már az 1866-ban kidolgozott Leclanche-elemben is az elektronok összegyűjtésére használt egyik elektród szénből készült a Zn/NH-iCl/MnOz összetételű elsőfajú telepben. Ettől az időtől kezdve a széni széles körben használják első és másodfajú áramforrások, első és másodfajú tüzelőanyagcellák és kapacitások egyik elektródjaként, vagy annak részeként. Ezekben az eszközökben a szén feladata eredetileg az áram öszszegyüjtésének biztositása, vagy olyan reaktiv anyagként szerepel, amelynek hatására fluoridokkal új vegyületek alakulnak ki, mégpedig olyanok, amelyek felépítése és tulajdonságai eltérnek az eredeti szén/grafit együttesétől. A legutóbbi időkben ismeretessé váltak olyan eljárások is, amelyek révén a szén alapú elektródanyag félvezető tulajdonságú összetevőket hoz létre az elektrolitban levő ionokkal képzett sók formájában. Az elsőfajú áramforrással kapcsolatban említhetők a 2 697 451 sz. US szabadalmi leírás (r-oleman és társai), a Panasonic cég litiumeellákka) kapcsolatos publikációi, továbbá a 4 271 242, a 3 700 502 és a 4 221 389 sz. US szabadalmi leírások. Tüzelőanyagia-lla ilyen jellegű felépítése ismerhető meg például az 55-082043 sz. japán közzétett szabadalmi leírásból. Másodfajú, de korlátozott újratölthetöség'ü tüzelöanvagcellák ismertetése található többek között a 4 037 227 sz. US szabadalmi leírásban (Dey és társai), mig újratölthető másodfajú telepekre (akkumulátorokra) példaként a 4 251 568 sz. US szabadalmi leiras (Hart) említhető meg, ahol áramgyüjtó elektródként grafit alkalmazását javasolják, de ugyancsak példaként hozható fel a 3 8- 4 837 és a 4 009 323 sz. US szabadalmi leírás (ßennion és társai). A 3 700 975 sz. US szabadalmi leírás (Butherus és társai) vak mint a 3 231 243 sz. DE szabadalmi leirás olyrn kapacitásokat ír le, amelyekben nagy fajligos felületű szenet (grafitot) használnak fel. Az említett eszközök közül számos leírása uta’ olyan elektrolit alkalmazására, amely nen vezető oldószerben oldott állapotú ionizálható sókat tartalmaz. A szabadalmi leírásokban és az irodalomban ismertetett szén alapú anyagok olyan grafitból vagy szénből létrehozott struktúrák, amelyeket vezetővé tettek. Alapanyagkért előállításukhoz poliacetilének, polifenilén tk, poliakril-nitrilek és kőolajfeldolgozáskor kapott kátrány szolgák Az előállítás során az alapanyagot karbonizálás és/vagy grí fitálás céljából felhevitik és Így biztosítják meghatározott elektromos vezetőképességét. Az ismertté vélt grafit jellegű anyagok körött található az RPG jelű (erősített pirolitikus) grafit, az R-l jelű nukleáris reaktorfokozat grafit, PGCP jelű grafit (amely pirolitikus vagy grafitból előállított karbonpapii 1, vagy az Union Carbide Corporation GRAFOIL elnevezésű terméke, amely expandált vagy összenyomott grafitot tartalmaz; a sor még tovább folytatható. Az említett és hasonló jellegű szén alapi! anyagok dópolására is ismeretesek irodalmi példák. Ezzel kapcsolatban a Chemical and Erigineerind News 1982. évi április 19—i száménak 29-33. oldalán (60. kötet, 16. szám), a .Conducting Polymers R and D Contiues to Grow" cimű cikk vagy a Journal Electrochemical Society folyóirat 1971. decemberi száménak 1886-1890. oldala (118. kötet, 12. szám), továbbá a Chemical and Engineering News 1981. évi október 12—i száménak 34-35. oldalán közölt .Polymer Cell Offers More Power, Less Weight' cimű cikk (59. kötet, 41. szám) idézhető. Az ismertetett irodalmi helyeken, illetve szabadalmi leírásokban bemutatott cellák alapvető hiányossága az, hogy az élettartam viszonylag rövid, mivel a szén alapú anyagból készült elektród ismételt elektromos feltöltési és kisülési ciklusok sorén fokozatosan szerkezetileg degradálódik, tönkremegy. így a 3 844 837 sz. US szabadalmi leírás (bennion és társai) olyan telepet ismertet, amely nukleáris reaktorfokozatú grafit alkalmazására mutat be példát. Ezt pozitiv elektródként litium-oxid (LÍ2O) szeletek és negativ elektródként rézszeletek impregnáljak, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
