DE3145663A1

DE3145663A1 - Elektrochemisches element und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE3145663A1
Application number: DE19813145663
Authority: DE
Inventors: Anthony 01890 Manchester Mass. Lombardi; Emanuel Even Yehuda Peled
Original assignee: GTE Laboratories Inc
Current assignee: Verizon Laboratories Inc
Priority date: 1980-11-21
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1982-06-24
Also published as: FR2494914B3; US4318969A; GB2093629A; FR2494914A1; CA1165815A; GB2093629B

Description

■· ■ - · 3U5663

Patentanwälte · European Patent Attorneys

.S-

München

GTE Laboratories Inc. Wilmington, Delaware, USA

G7 P66 D

Elektrochemisclies Element und Verfahren zur Herstellung desselben

Priorität: 21. November 1980 -USA- Serial No.208 977

Die Erfindung betrifft elektrochemische Elemente und bezieht sich insbesondere auf ein leistungsstarkes elektrochemisches Primärelement mit einer oxidationefähigen Anode, insbesondere Lithium sowie auf Verfahren zum Herstellen derartiger elektrochemischer Elemente bzw. Zellen.

Elektrochemische Elemente mit lösbaren oder flüssigen Kathodenstoffen sind in den vergangenen Jahren rasch weiterentwickelt worden. In diesen Elementen ist das aktive Kathodenmaterial ein fluides Lösungsmittel und das aktive Anodenmaterial ein stark elektropositives Metall, wie Lithium. In dem als Lösungsmittel vorhandenen Kathodenmaterial ist ein Elektrolyt aufgelöst, um elektrische Leitfähigkeit herzustellen.

Ein bestimmtes elektrochemisches Element der genannten Art enthält eine Anode aus Lithium und eine reduktionsfähige flüssige Kathode aus Thionylchlorid. Typischerweise ist der im Lösungsmittel aufgelöste Elektrolyt Lithiumtetrachloräluminat. Es hat sich gezeigt, daß derartige elektrochemische .Elemente hervorragende Gewichts- und Volumen-Energiedichte haben. Die Lithiumanode und der Kathodenstromkollektor sind verhältnismäßig dünn und haben eine Dicke von weniger als 1 bzw. 2 mm. Folglich haben derartige elektrochemische Elemente ein hohes Verhältnis von Elektrodenoberfläche : Volumen und infolgedessen eine sehr hohe Leistungsfähigkeit.

Wenn ein solches elektrochemisches Element, sei es intern, sei es extern, kurzgeschlossen wird, fließen sehr starke Kurzschlußströme durch das Element. Diese Ströme bewirken ein so starkes Erhitzen der im Element enthaltenen Bestandteile, welches möglicherweise ausreicht, einige dieser Stoffe zu schmelzen. Lithium schmilzt bei ca. 180° C. Geschmolzenes Lithium kann mit dem Thionylchlorid oder mit den innerhalb des elektrochemischen Elements erzeugten Entladungsprodukten in einer heftigen chemischen Reaktion mit möglicherweise unerwünschten Folgen umgesetzt werden.

Ein erfindungsgemäß hergestelltes elektrochemisches Element hat durch Begrenzung des Stroms, der fließt, sowie der möglichen zerstörenden chemischen Umsetzungen, die auftreten können, eine größere Toleranz· gegenüber Kurzschlußbedingungen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein elektrochemisches Element geschaffen, welches eine Anodenelektrode hat, die ein Gemisch aus einem oxidationsfähigen Metall und einem Element mit einem geringeren Oxidationsvermögen als das oxidationsfähige Metall enthält. Die Menge des oxidationsfähigen Metalls am Oberflächenfcereich der Anodenelektrode wird teilweise durch Entladen des elektrochemischen Elements verarmt. Der Oberflächenbereich wird dann zu einem Schutzüberzug gemacht, indem das elektrochemische Element bei einer bestimmten Temperatur und während einer bestimmten Zeit so konditioniert oder vorbereitet wird, daß der Rest des oxidationsfähigen Metalls und das Element in dem Oberflächenbereich in eine intermetallische Phase aus oxidationsfähigem Metall und dem Element umgewandelt werden.

Das fertige elektrochemische Element gemäß der Erfindung hat eine oxidationsfähige Anodenelektrode mit einem Hauptbereich, der ein Gemisch aus dem oxidationsfähigen Metall und dem Element enthält. Ein Schutzüberzug, der diesen Hauptbereich umgibt, schließt eine intermetallische Phase aus dem oxidationsfähigen Metall und Element ein und enthält weniger an oxidationsfähigem Metall als der Hauptbereich. Das elektrochemische Element enthält außerdem ein reduktionsfähiges Kathodenmator-ial und einen flüssigen Elektrolyten in Berührung mit der Anodenelektrode und dem Kathodenmaterial.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen elektrochemischen Elements wird dasselbe bei ausreichend niedriger Stromdichte oder ausreichend niedrigem Anodenüberpotential, so daß nur das am stärksten elektropositive Material, nämlich das oxidationsfähige Metall, z.B. Lithium oxidiert wird, entladen. Die Lithiummenge an der Oberfläche der Anode wird dabei verarmt, so

daß die Oberfläche mit dem Element angereichert zurückbleibt. Das teilweise entladene elektrochemische Element kann dann durch Lagerung während mehr als zwei Wochen bei Zimmertemperatur für den Gebrauch vorbereitet werden. Vorzugsweise erfolgt jedoch die Vorbereitung des elektrochemischen Elements durch Glühen bei einer Temperatur im Größenordnungsbereich von 70° C während einer Zeitspanne von ein bis zwei Wochen. Die vollständige Behandlung der Entladung des elektrochemischen Elements und dann der erwähnten Vorbereitung oder Konditionierung erzeugt eine intermetallische Phase aus dem oxidationsfähigen Metall Und dem Element an der Oberfläche, bei der es sich entweder um eine Schicht handelt, die hauptsächlich aus dem Element besteht, oder um eine Lithiumverbindung des Elements. Auf jeden Fall ist der erhaltene Überzug eine Schutzschicht," die den Kurzschlußstrom begrenzt, der fließen kann..

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel eines elektrochemischen Elements gemäß der Erfindung teilweise im Schnitt gezeigt.

Die Figur zeigt ein elektrochemisches Primärelement bzw. eine Zelle 10 gemäß der Erfindung, die aus einem Außengehäuse 12 aus leitfähigem Material besteht, welches durch einen angeschweißten Deckel 14 abgedichtet ist. In der Mitte des Deckels ist ein Kathodenanschluß 16"vorgesehen, der den positiven Außenanschluß darstellt. Dieser Kathodenanschluß ist gegenüber dem Außengehäuse durch einen Dichtring 18 aus Isoliermaterial isoliert. Der Anodenanschluß, der den negativen Außenanschluß des elektrochemischen Elements darstellt, wird vom Außengehäuse 12, insbesondere von dessen Bodenfläche 20 gebildet. In das Außengehäuse 12 ist eine Beilagscheibe 26 aus Kunststoff eng eingepaßt, die in der Mitte eine Öffnung hat, in der der Mittelbereich des Deckels 14 aufgenommen ist, durch den sich die zentrale Anschluß-

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.9·

leitung in Form des Kathodenanschlusses 16 erstreckt.

Die Elektroden des elektrochemischen Elements sind innerhalb des Außengehäuses 12 angeordnet. Eine Anode 22, deren Aufbau im einzelnen noch erläutert wird, ist in enger mechanischer und elektrischer Berührung mit der Innenseite des Außengehäuses 12 vorgesehen. In der Mitte des Außengehäuses 12 ist ein mit aktiven Außenschichten aus Kohlenstoff versehener Kathodenstromkollektor Zh angeordnet, der einen mit dem Kathodenanschluß 16 verbundenen Kontakt 28 hat. Die Elektroden sind durch ein zwischengeschaltetes poröses Trennglied 30 aus Isoliermaterial voneinander getrennt. Die Abmessungen und die relative Anordnung der Elektroden ist so gewählt, daß alle Bereiche der wirksamen Oberfläche der Anode 22, die nach innen welsende Oberfläche der Oberfläche des Kathodenstromkollektors 2k unmittelbar gegenüber und zugewandt ist. .

Das Anodenmaterial ist eine Legierung aus einem aktiven, oxidationsfähigen Metall und einem Element. Vorzugsweise enthält die Anode, was allgemein bekannt ist, Lithium als aktiven Stoff. Weitere als aktiver Stoff in elektrochemischen Elementen dieser Art verwendbare oxidationsfähige Metalle sind andere Alkalimetalle. Gemäß der Erfindung ist das Element weniger elektropositiv als Lithium und hat folglich ein geringeres Oxidationspotential als der aktive Stoff. Zu den Stoffen, die als Element gemeinsam mit Lithium verwendbar sind, gehören Calcium, Magnesium, Zinn, Silizium, Cadmium, Zink, Aluminium, Blei, Bor, Wismuth, Strontium und Barium. Eines oder mehrere dieser Elemente wird gemeinsam mit dem Lithium in einer Menge zwischen 1 und 20 Atom % eingeschlossen.

Die Zelle 10 enthält eine elektrolytische Lösung, die ein Lösungsmittel in Form eines reduktionsfähigen flüssigen Kathodenstoffs enthält. Zu den Kathodenstoffen, die sich als geeignet erwiesen haben, gehören fluide Oxyhalogenide, fluide nicht-

metallische Oxide, fluide nichtmetallische Halogenide und Gemische derselben. Oxyhalogenide aus Schwefel und Phosphor haben sich als besonders nützlich erwiesen, und aus bestimmten praktischen Gründen ist die Verwendung von Thionylchlorid weit verbreitet.

Dem Lösungsmittel werden Elektrolyte hinzugefügt, um· die Leitfähigkeit der Lösung zu erhöhen, da die als. Kathode eingesetzten Lösungsmittel typischerweise eine geringe Leitfähigkeit haben. Der Elektrolyt liefert mindestens ein Anion der Formel MX^**, M¹X^** und M¹¹X^", wobei M ein aus der aus Aluminium und Bor bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist, M¹ ein aus der aus Phosphor, Arsen und Antimon bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist, M" ein aus der aus Zinn, Zircon und Titan bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist, und X ein Halogen ist. Der Elektrolyt liefert auch mindestens ein Kation, welches aus der aus Alkalimetallen, Erdalkalimetallen, Lanthaniden, POCIp⁺, SOCl und SO₂Cl⁺ bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Der am häufigsten im Zusammenhang mit Lithiumanoden und einer Kathode aus Thionylchlorid verwendete Elektrolyt ist Lithiumtetrachloraluminat. ·

Das hier beschriebene elektrochemische Element wird durch vorläufige Entladung mit geringer Stromdichte behandelt, um bis zu 25 % seiner Gesamtkapazität zu entfernen.. Während dieser Behandlung erfolgt eine Verarmung des Primärmaterials, d.h. des Lithiums der Anode durch die oxidierende Wirkung, die an der Oberfläche der Anodenelektrode stattfindet. Die Entladungsstromdichte wird unterhalb desjenigen Pegels gehalten, der ein Absinken des Zellenpotentials bis unter das Oxidationspotential des Elements verursachen würde. Folglich wird nichts vom Element entfernt, und die Oberfläche der Anodenelektrode wird mit dem Element angereichert.

Anschließend an den Entladungsvorgang wird die Anordnung durch Lagerung bei Zimmertemperatur während einer langen Zeitspanne

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. AA.

konditioniert bzw. vorbereitet, und zwar vorzugsweise durch Glühen bei einer Temperatur im Größenordnungsbereich von 70⁰C während einer Dauer von ein. bis zu zwei Wochen. Durch diese Behandlung wird eine Oberflächenschicht der Anode geschaffen, die entweder größtenteils aus dem Element oder aus einer Verbindung von Lithium mit dem Element besteht. Auf jeden Fall ist die dabei entstehende intermetallische Phase von solcher Art, daß das aktive Lithium einen ausreichend großen Abstand vom Elektrolyten behält, um den Maximalstrom stark zu begrenzen, der unter den extremen Bedingungen eines Kurzschlusses fließen kann.

Nachfolgend werden einige Beispiele bekannter elektrochemischer Zellen sowie erfindungsgemäß hergestellter elektrochemischer Zellen beschrieben, die Kurzschlußbedingungen unterworfen wurden.

Beispiel I

Eine elektrochemische Zelle bekannter Art der Standardgröße AA wurde mit einer Anode aus reinem Lithium hergestellt, welche gegen die Innenfläche des Gehäuses gedrückt war. Zwischen der Anode und dem Kathodenstromkollektor wurde ein Trennglied aus nichtgewebtem Glas in einer Dicke von 0,2 mm angeordnet. Die Elektrolytlösung war 1,8 molares Lithiumtetrachloraluminat in Thionylchlorid. Das elektrochemische Element wurde zwischen den Anschlüssen, kurzgeschlossen, und der Kurzschlußstrom betrug 2 bis 2,5 A. Die maximale Außentemperatur des Gehäuses war 100° G.

Beispiel II - VI

Es wurden erfindungsgemäß elektrochemische Elemente so wie in der Figur dargestellt^ in der Größe AA unter Verwendung von Anoden aus Lithium hergestellt, welches mit verschiedenen Elementen legiert war. Das jeweilige Anodenmaterial, Einzelheiten hinsichtlich der Entladungs- und Vorbereitungsbehand-

lungen sowie die erhaltenen Ergebnisse bei Kurzschlußbehandlung gehen summarisch aus der Tabelle I hervor.

TABELLE I Beispiel

II

III

IV

Anode

Li-6 a/_o Al

Li-5 a/_n Ca

Li-4 a/ Si

VI

Li-4 a/_o Si

Entladung

3,6 mAh/cm (an 100 Ω)

3,6 mAh/cm² (an 100 Ω)

2,4 mAh/cm (an 100 Ω)

4,8 mAh/cm

(an 100 Ω)

4,8 mAh/cm (an 100 Ω) Kur zs chi uß-"jstrom

Tage :/', 72⁰C

Tage/. 72 ⁰C
Tage bei

0,47A (max) bei I

t = 1000s I

fl_t2iAbeit = 0 ι

G, 31A (max) bei '

Zimmertemperatur t = 1200s

Tage/ . 72°c 50 mAbeit = 0

1,4a (max) bei t = 1500s

Tage/ - 72⁰C

70 mAbeit = 0 !

115 mA (max) bei ■

t = 5h \

55 mAbeit = 5h '·

nach 6 Tagen j Ruhe ^!

offener Stromkreis

250 mAbeit = 0

150 mAbei
t = 100s

60 mAbei
t = 200s

40 mAbe-it = 7h

Tage/-; 72⁰C 120 mAbeit = 0 + 6 Tage/Zimmer- ₁₉₀ ^ _(max) ^₁ | temperatur. t = 400s \

55 mAbd. t = 4h !

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. /fß.

Es 1st ersichtlich, daß der KurζSchlußstrom im Vergleich mit den 2 bis 2,5 A Kurzschlußstrom bei den bekannten Zellen der Größe AA gemäß Beispiel I deutlich herabgesetzt war. Nach fünf oder mehr Stunden kontinuierlichen Kurzschlußbetriebs war der Schutzüberzug der Anode nicht zerstört, und der Kurzschlußstrom sank auf ^5 mA oder in manchen Fällen auf Λ0 mA ab. Die elektrochemischen Elemente zeigten nach der Behandlung eine gute Leistungsfähigkeit.

Beispiel VII

Es wurde eine AA-Zelle vergleichbar mit denen gemäß Beispiel II bis VI unter Verwendung einer Anode aus Lithium hergestellt, welches mit 3 Atom % Magnesium und 5 Atom % Calcium legiert war. Dieses elektrochemische Element wurde zu 5,2 mAh/cm Anodenoberfläche entladen und dann 6 Tage lang bei einer Temperatur von 70° C geglüht. Beim Kurzschließen erzeugte die Zelle einen Spitzenstrom von 350 mA bei 900 Sekunden.

Beispiel VIII Es wurde eine weitere AA-Zelle mit einer Anode aus Lithium hergestellt, die 5 Atom % Zink enthielt. Dies elektrochemische

2
Element wurde zu 6,3 mAh/cm entladen und dann 6 Tage lang bei einer Temperatur von 70° C geglüht. Beim Kurzschließen erzeugte das elektrochemische Element einen konstanten Kurzschlußstrom von ca. ^O mA während einer Dauer von 5 Stunden.

Beispiel IX

Es wurde eine weitere AA-Zelle mit einer Anode aus Lithium hergestellt, die 10 Atom % Calcium enthielt. Die Zelle wurde zu ^,^ mAh/cm entladen und dann 6 Tage lang bei 70° C geglüht. Nach einer Stunde unter Kurzschlußbetrieb wurde ein Spitzenkurzschlußstrom von I65 mA erreicht.

Beispiel X - XIII

Es wurden AA-Zellen ähnlich den schon beschriebenen unter Verwendung einer Anode aus einer Legierung aus Lithium und 5 Atom % Calcium hergestellt. Die jeweiligen Entladungs- und Vorbereitungsbehandlungen sowie die Ergebnisse beim Kurzschluß sind in Tabelle II zusammengefaßt.

TABELLE. II Beispiel

XI

XII

XIII

Entladung 4,8 mAh/cm

4,8 mAh/cm

Kurzschlußstrom Tage/Zimmer \ 3A"beit =

temperatur 0, 36Abeit = 2000s ΰ, 3Abeit = 3000s

Tage/Zimmer- io mA^beit = O_-

temperatur 50 mA (max) beit = 8h + 2 Tage bei 70°c

Tage/Zimmer- 70 mA^eit =

temperatur 150 mA (max)bei t = 2h

Tage/Zimiae-r- 10 mAbeit = temperatur: 60-80 mA (max)beit:= 8h + 2 Tage bei 70⁰C

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Beispiel XIV Es wurde ein elektrochemisches Element bekannter Bauart der Standardgröße D mit einer aktiven Elektrodenfläche von ca.

2
220 cm hergestellt. Die Anode bestand aus reinem Lithium und war 0,6 mm dick. Der Kohlenstoff-Kathodenstromkollektor war 1 mm dick, und das isolierende Trennglied war 0,18 mm dick. Die Elektroden und das Trennglied waren spiralförmig zu zylindrischer Gestalt gewickelt. Der Elektrolyt war 1,8 molares Lithiumtetrachloraluminat in Thionylchlorid. Diese Zelle wurde zwischen den Anschlüssen kurzgeschlossen, und der Kurzschlußstrom erreichte eine Spitze von ca. 30 A. Bei etwa 3-minütigem Kurzschluß erfolgte innerhalb der Zelle eine chemische Reaktion, die die Zelle zerstörte.

Beispiel XV

Es wurde ein elektrochemisches Element gemäß der Erfindung in der Größe D hergestellt unter Verwendung einer Anode aus Lithium, welches 5 Atom % Calcium enthielt. Die Anode war 30,4-δ χ 3,81 cm (12 χ 1,5 Zoll) groß und hatte eine Dicke von 0,508 mm (0,020 Zoll). Die Abmessungen des Kathodenstromkollektors waren 38,10 χ 4,4-5 cm (15 x 1,75 Zoll) bei einer Dicke von 0,84 mm (0,03.3 Zoll). Zwischen der Anode und dem Kathodens tr omkollektor wurden isolierende Glasfaser-Trennglieder in einer Dicke von 0,13mm angeordnet. Die Elektroden und die Trennglieder waren spiralförmig zu zylindrischer Gestalt gewickelt, so daß beide Seiten der Anode dem Kathodenstromkollektor zugewandt waren. Die elektrolytische Lösunp; war 1 molares Lithiumtetrachloraluminat in Thionylchlorid. Diese Anordnung wurde

2 "

durch Entladen zu 12 mAh/cm bei einer Stromdichte von 2 mA/cm

behandelt. Dann wurde die Anordnung 10 Tage lang bei einer Temperatur von 70° C geglüht. Die Zelle wurde von außen kurzgeschlossen. Durch den Innendruck innerhalb der Zelle wurde diese ausgebaucht und funktionierte nicht mehr. Es fand keine rasche chemische Umsetzung des Lithiums mit anderen Stoffen innerhalb der Zelle statt.

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Beispiel XVI

Es wurde eine Zelle von dem gleichen Aufbau wie beim Beispiel XV der Größe D unter Verwendung einer Anode aus Lithium mit 3 Atom % Magnesium hergestellt. Die Zelle wurde zu 11 mAh/cm

ο
bei einer Stromdichte von 0,5 mA/cm entladen und dann 12 Tage lang bei einer Temperatur von 70° C geglüht. Die Zelle wurde von außen kurzgeschlossen. Der Spitzenkurzschlußstrom betrüg 16 A. Nach 22 Minuten kontinuierlichem-Kurzschlußbetrieb brach der Deckel der Zelle. Die Temperatur des Gehäuses betrug in diesem Zeitpunkt 197° C. Der Bruch war durch Innendruck innerhalb des Gehäuses entstanden.

Beispiel XVII

Es wurde eine Zelle der gleichen Gestalt wie oben beschrieben, Größe D, mit einer Anode aus Lithium hergestellt, welches 5 Atom % Zink enthielt. Die Zelle wurde durch Entladen zu

2 2

11 mAh/cm bei einer Stromdichte von 0,5 mA/cm behandelt.

Dann wurde die Zelle 12 Tage lang bei einer Temperatur von C geglüht. Die Zelle wurde von außen kurzgeschlossen. Der Spitzenkurzschlußstrom betrug 9,6 A. Nach einstündigem Kurzschluß brach die Zelle am Deckel. In diesem Moment betrug die Temperatur des Gehäuses 184° C, was oberhalb des Schmelzpunktes der Lithiumzinklegierung von 161° C liegt.

Es zeigt sich also, daß erfindungsgemäß die Anodenelektrode !".it. oinem Schutzüberzug; versehen wird, der den Strom welcher unter Kurzschlußbedingungen fließt.

Claims

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Ansprüche

1. Elektrochemisches Element,

gekennzeichnet durch eine oxidationsfähige Anodenelektrode mit einem Hauptbereich, der ein Gemisch aus einem oxidationsfähigen Metall und einem Element enthält dessen Oxidationspotential geringer ist als das des oxidationsfähigen Metalls, und mit einem Schutzüberzug, der den Haupttiereich umgibt und eine intermetallische Phase des oxidationsfähigen Metalls und des Elements enthält und weniger von dem oxidationsfähigen Metall enthält als der Hauptbereich, ein reduktionsfähiges Kathodenmaterial, und einen flüssigen Elektrolyten in Berührung mit der Anodenelektrode und dem Kathodenmaterial.

2, Elektrochemisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das oxidationsfähige Metall aus der aus Alkalimetallen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

3· Elektrochemisches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Element im Hauptbereich in einer Menge zwischen 1 und 20 Atom % des Gemisches vorhanden ist.

4. Elektrochemisches Element nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das oxidationsfähige Metall Lithium ist, und daß das Element aus der aus Calcium, Magnesium, Zinn, Silizium, Cadmium, Zink, Aluminium, Blei, Bor, Wismuth, Strontium und Barium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

5. Elektrochemisches Element,

gekennzeichnet durch eine oxidationsfähige Anodenelektrode mit einem Hauptbereich, der ein Gemisch aus

einem oxidati ons fähigen Metall und einem Element enthält, dessen Oxidationspotential geringer ist als das des oxidationsfähigen Metalls, und mit einem Schutzüberzug, der den Hauptbereich umgibt und durch Verarmung der Menge an oxidationsfähigem Metall in einem Abschnitt des Hauptbereichs und durch Umwandeln des restlichen oxidationsfähigen Metalls und des Elements in dem Abschnitt in eine intermetallische Phase des oxidationsfähigen Metalls und des Elements geschaffen ist, reduktionsfähiges Kathodenmaterial und einen flüssigen Elektrolyten in Berührung mit der Anodenelektrode und dem Kathodenmaterial.

6. Elektrochemisches Element nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß das oxidationsfähige Metall aus der aus Alkalimetallen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

7. Elektrochemisches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Element im Hauptbereich in einer Menge zwischen 1 und 20 Atom % des Gemisches vorhanden ist.

8. Elektrochemisches Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das oxidationsfähige Metall Lithium ist, und daß das Element aus der aus Calcium, Magnesium, Zinn, Silizium, Cadmium, Zink, Aluminium, Blei, Bor, Wismuth, Strontium und Barium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

9. ■ Elektrochemisches Element,

gekennzeichnet durch eine oxidationsfähige Anodenelektrode mit einem Hauptbereich, der ein Gemisch aus einem oxidationsfähigen Metall und einem Element enthält, dessen Oxidationspotential geringer ist als das des oxidationsfähigen Metalls, und mit einem Schutzüberzug, der den Hauptbereich um-

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gibt und eine intermetallische Phase aus dem oxidationsfähigen Metall und dem Element enthält und weniger von dem oxidationsfähigen Metall enthält als der Hauptbereich, einen Kathodenstromkollektor, und eine elektrolytische Lösung in Berührung mit der Anodenelektrode und dem Kathodenstromkollektor, die ein reduktionsfähiges flüssiges Kathodenmaterial und einen darin gelösten Elektrolyten aufweist.

10. Elektrochemisches Element nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das oxidationsfähige Metall Lithium ist, und daß das Element im Hauptbereich in einer Menge zwischen 1 und 20 Atom % des Gemisches vorhanden ist.

11. Elektrochemisches Element nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Element aus der aus Calcium, Magnesium, Zinn, Silizium, Cadmium, Zink, Aluminium, Blei, Bor, Wismuth, Strontium und Barium bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

12. Elektrochemisches Element nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß das reduktionsfähige, flüssige Kathodenmaterial aus der aus fluiden Oxyhalogeniden, fluiden nichtmetallischen Oxiden, fluiden nichtmetallischen Halogeniden und Gemischen derselben bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

13. Elektrochemisches Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das reduktionsfähige, flüssige Kathodenmaterial Thionylchlorid ist, und daß der aufgelöste Elektrolyt Lithiumtetrachloraluminat ist.

Ik, Verfahren zum Herstellen eines elektrochemischen Elements,

dadurch gekennzeichnet , daß eine eloktro-

chemische Elementanordnung geschaffen wird, die eine Anodenelektrode enthält, welche ein Gemisch aus einem oxidationsfähigen Metall und einem Element enthält, wobei das Element ein geringeres Oxidationspotential hat als das oxidationsfähige Metall, daß die elektrochemische Elementanordnung zur Verarmung der Menge oxidationsfähigen Metalls am Oberflächenbereich der Anodenelektrode teilweise entladen wird, und daß die elektrochemische Elementanordnung bei einer bestimmten Temperatur und während einer bestimmten Dauer so behandelt wird, daß der Rest des oxidationsfähip;en Metalls und Elements im Oborflächenbereich in eine intermetallische Phase aus dem oxidationsfähigen Metall und dem Element umgewandelt wird.

15. Verfahren nach Anspruch Ik,

dadurch gekennzeichnet , daß das oxidationsfähige Metall aus der aus Alkalimetallen bestehenden Gruppe ausgewählt wird, und daß das Element in einer Menge zwischen 1 und 20 Atom % des Gemisches vorhanden ist.

16. Verfahren nach Anspruch 15»

dadurch gekennzeichnet , daß als oxidationsfähiges Metall Lithium verwendet wird, und daß das Element aus der aus Calcium, Magnesium, Zinn, Silizium, Cadmium, Zink, Aluminium, Blei, Bor, Wismuth, Strontium und Barium bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

I?. Verfahren nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet , daß die elektrochemische Elementanordnung teilweise entladen wird bei einer Stromdichte, die das Potential in der elektrochemischen Elementanordnung oberhalb des Oxidationspotentials des Elements beläßt.