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Beliebig polbare, ständig gasdicht verschlossene elektrolytische Zelle
Die Erfindung betrifft eine beliebig polbare, ständig dicht verschlossene elektrolytische Zelle mit
Metallelektroden, wobei der Elektrolyt kapillar festgelegt ist. Die Erfindung bezweckt, eine derartige
Zelle so auszubilden, dass sie als Gegenzelle verwendet werden kann.
Gegenzellen sind an und für sich bekannt. Eine bekannt gewordene Ausführungsart enthält gesinterte Nickelplatten mit dünnen Separatoren dazwischen. Durch starke Zusammenpressung der Elektroden und der Separatoren soll zwischen allen Teilen ein so inniger elektrolytischer Kontakt entstehen, dass bei
Stromdurchgang durch die Zelle keine Gasentwicklung stattfindet, so dass diese Zelle dicht verschlossen sein kann.
Gegenüber offenen Gegenzellen, bei denen Vorsorge getroffen sein muss, damit die sich entwickeln- den Gase abziehen können, stellt die vorbeschriebene dicht verschlossene Zelle bereits einen gewissen
Fortschritt dar. Ein erheblicher Nachteil bei der eingangs beschriebenen dicht verschlossenen Zelle be- steht aber in der Pressung, die nicht nur zeitweilig während der Fabrikation vorhanden sein muss, sondern nach dem dichten Schliessen in der Zelle erhalten bleiben muss. Hiedurch wird die Fabrikation solcher
Zellen ausserordentlich erschwert. Ein weiterer Nachteil der beschriebenen bekannten Ausführungsart besteht darin, dass beim Pressen der Separator ausserordentlich leicht beschädigt wird, was Kurzschlüsse in der Zelle zur Folge haben kann.
Ein weiterer Nachteil bei diesen Zellen ist darin zu erblicken, dass entgegen der theoretischen Vorstellung tatsächlich doch Gase beim Stromdurchgang entstehen, die sich im Laufe der Zeit ansammeln und allmählich verhältnismässig grosse Drucke in der Zelle hervorrufen, so dass der dichte Verschluss solcher Zellen in der Praxis als fragwürdig anzusehen ist. Es sind auch schon Zellen bekannt geworden, die nach dem Prinzip des Gasumsatzes arbeiten, bei denen also beim Stromdurchgang an einer Elektrode Gas erzeugt wird, das an der andern Elektrode wieder aufgezehrt wird. Bei diesen bekanntgewordenen Zellen handelt es sich aber nicht um beliebig polbare Polarisationszeller, vielmehr besitzen diese bekanntgewordenen Zellen eine negative Elektrode mit negativer Masse, während die positive Elektrode praktisch ohne aktive Masse ausgebildet ist.
Der besondere Vorteil einer Gegenzelle im eigentlichen Sinne liegt aber darin, dass sie beliebig polbar und ohne aktive Masse ist. Auf Grund ihrer beliebigen Polbarkeit ist sie für viele Zwecke geeignet, für die eine nicht beliebig polbare Zelle ungeeignet ist. Infolge des Fehlens von aktiver Masse kommt sie praktisch momentan nach dem Einschalten des Stromes auf ihren Gegenspannungs-Endwert, was für viele Schaltungen von erheblicher Bedeutung ist. Im Vergleich hiemit besitzt die vorerwähnte Zelle mit negativer Masse auf der negativen Elektrode erhebliche Nachteile.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, unter Ausnutzung des eingangs beschriebenen, an sich bekannten zuverlässigen Gasumsetzungsmechanismus, eine beliebig polbare, ständig dicht verschlossene Gegenzelle zu schaffen.
Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass bei einer beliebig polbaren, ständig gasdicht verschlossenen elektrolytischen Zelle mit Metallelektroden, bei welcher der Elektrolyt kapillar festgelegt ist und Gasräume in der Zelle vorgesehen sind, sowie elektrisch mit den Metallelektroden verbundene, zum Aufzehren der entstehenden Gase dienende Kontaktflächen, die mit dem Elektrolyten und den Gasen in den Gasräumen in Kontakt stehen und die durch von den Separatoren nicht bedeckte Flächenteile gebildet werden, zur Verwendung als Gegenzelle die Metallelektroden von aktiver Masse frei sind und die Gasatmosphäre in der Zelle zum überwiegenden Teil oder ganz aus Sauerstoff besteht.
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Solche Zellen können mit einem alkalischen oder sauren Elektrolyten versehen sain. Eine derartig ausgebildete Gegenzelle ist beliebig polbar, und da die Elektroden von aktiver Masse frei sind, erreicht sie fast momentan nach dem Einschalten des Stromes ihren jeweiligen Gegenspannungs-Endwert, der dem betreffenden Strom zugeordnet ist. Beim Fliessen des Stromes durch die Zelle wird dann an der positiv gepolten Elektrode Sauerstoff erzeugt, der an den Kontaktflächen der negativ gepolten Elektrode wieder
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Möglichkeit haben, zu den Kontaktflächen der negativ gepolten Elektrode hinzugelangen. Zu diesem
Zwecke sind Gasräume in der Zelle vorgesehen, und es ist weiterhin vorgesehen, dass die Kontaktflächen mit dem Elektrolyten und den Gasen in den Gasräumen in Kontakt stehen.
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die Kontaktflächen oberflächenvergrössert auszubilden, damit der Gasverzehr in genügendem Umfange bewirkt werden kann. Eine weitere vorteilhafte Massnahme gemäss der Erfindung ist darin zu erblicken, dass die Kontaktflächen durch von den Separatoren nicht be- deckte Flächenteile der Elektroden gebildet werden.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der erfindungsgemässen Zelle liegt darin, dass die Gasatmosphäre in der Zelle im Augenblick des dichten Verschliessens zum überwiegenden Teile oder ganz aus Sauerstoff besteht. Der Gasumsatz. in der Zelle ist an und für sich ein Sauerstoffumsatz, und es ist vorteilhaft,
Fremdgase in der Zelle zu vermeiden, u. zw. insbesondere solche Fremdgase, wie z. B. Stickstoff od. dgl., deren Moleküle an der Oberfläche der Kontaktflächen den Sauerstoffumsatz blockieren. Die Herstellung der Sauerstoffatmosphäre in der Zelle kann auf die mannigfaltigste Weise bewirkt werden, beispielsweise durch Einleiten von Sauerstoff oder durch das Zufügen von an sich bekannten sauerstoffabgebenden Sub- stanzen.
Gegenüber den bekannten Gegenzellen arbeitet die Zelle nach der Erfindung auch auf die Dauer zu- verlässig, ohne dass der dichte Verschluss durch grosse Drucke in der Zelle gefährdet ist. Ausserdem ist die beschriebene Zelle nach der Erfindung billig herzustellen, da komplizierte und anderseits nur mit Vorsicht anzuwendende Pressverfahren völlig entbehrt werden können. Im Vergleich mit diesen bekannten Zellen, die das Pressverfahren benötigen, ist bei den Zellen nach der Erfindung auch jegliche Kurzschlussgefahr zuverlässig vermieden. Gegenüber den offenen Gegenzellen ist noch der Vorteil gegeben, dass bei der Zelle nach der Erfindung kein Elektrolytverlust vorhanden ist und keine Belästigung der Umgebung durch Gase stattfindet.
Gegenüber der obengenannten bekannten dichten Zelle mit negativer aktiver Masse auf der negativen Elektrode ist auch noch der Vorteil gegeben, der in der Vermeidung der Verwendung von aktiver Masse ohnehin zu erblicken ist, und der sich fabrikatorisch vereinfachend auswirkt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Zelle besteht darin, dass die Kontaktflächen aus oberflächlich aufgerauhtem oder gesintertem Nickel bestehen, oder dass die Kontaktflächen mit Nickel überzogen sind. Der hiemit verbundene Vorteil ist vor allem darin zu erblicken, dass insbesondere gesinterte Metalle auf kleinem Raum eine erhebliche Oberfläche unterzubringen gestatten.
Eine weitere zweckmässige Ausbildung der erfindungsgemässen Zelle besteht darin, dass als Kontaktflächen die den Separatoren entgegengesetzt liegenden Flächenteile der Elektroden vorgesehen sind.
Eine besonders zweckmässige Ausbildung der erfindungsgemässen Zelle besteht ganz allgemein darin, dass nach der Erfindung der Separator feinporig ausgebildet und mit Elektrolyt durchfeuchtet ist und mit mässigem Druck an den Elektrodenflächen anliegt, so dass Gasblasen der Weg zwischen Elektrode und Separator zu den Gasräumen hin ermöglicht, dagegen der Weg durch den Separator hindurch versperrt ist. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die erzeugten Gase (Sauerstoff) zu den Kontaktflächen hingeleitet und von den Elektrodenflächen weitgehend ferngehalten werden. Das Fernhalten von den Elektrodenflächen hat wiederum den Vorteil, dass die Stromwege auf den elektrolytischen Bahnen besser ausgenutzt werden, als wenn diese Bahnen auch Gas zu befördern haben.
Eine etwas andersartige Ausführung der erfindungsgemässen Zelle besteht darin, dass nur der einen Elektrode Kontaktflächen zugeordnet sind. Dies hat einen besonderen Vorteil bei solchen Zellen, die durch die besondere Anordnung in der elektrischen Schaltung stets nur von Strömen in einer bestimmten Richtung durchflossen werden. Auf diese Weise kann die erfindungsgemässe Zelle in ihrer Herstellung noch weiter vereinfacht werden. Dieser Sonderfall steht auch nicht im Widerspruch damit, dass die Erfindung sich an und für sich auf beliebig polbare Gegenzellen bezieht. Er stellt nur ejae spezialisierte Anwendung des allgemeinen Erfindungsprinzips dar.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Zellen nach der Erfindung besteht darin, dass die Elektroden dünn ausgeführt werden, da dann die wirksame Elektrodenoberfläche sehr gross ist. Im extremen
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Fall werden blatt-oder foliendünne Elektroden, die nach bekannten Herstellungsverfahren hergestellt sind, verwendet, da dann die hiemit erzielte Glättungs- und Stabilisationswirkung infolge extrem niedri- gen inneren Widerstandes besonders hoch ist. Gleichzeitig lassen derartige Zellen einen entsprechend ho- hen Querstrom zu. Beispielsweise können Elektroden in Stärken von etwa 0,2 bis 0,3 mm verwendet wer- den. Die Separatoren sind dann entsprechend dünn zu halten.
Es ist jedoch auch möglich, normale Elektroden in den üblichen Stärken bis herauf zu 3-4 mm zu verwenden.
Ausführungsbeispiele von Zellen nach der Erfindung sind in den Fig. 1-13 beschrieben.
Die Fig. 1, 2, 3, 4, 10 und 11 stellen Ausführungsbeispiele dar, in denen beiden Elektroden, d. h. den auf positiver und den auf negativer Polarität befindlichen Elektroden, Kontaktflächen mit dem im Akku- mulator vorhandenen Gasraum zugeordnet sind.
Die Fig. 5, 6,7, 8,9 sowie 12 und 13 geben Ausführungsbeispiele wieder, bei denen nur den Elektroden eine ; Polarität Kontaktflächen mit dem im Akkumulator vorhandenen Gasraum zugeordnet sind.
Im einzelnen stellen die Figuren dar : Fig. 1 einen Querschnitt durch eine knopfförmige Zelle nach i der Erfindung. Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine'Zelle mit viereckigem Querschnitt. Fig. 3 einen'
Grundriss der Zelle gemäss Fig. 2. Fig. 4 den Aufbau eines Elektrodensatzes aus biegsamen Elektroden, die zu einem spiralförmigen Wickel aufgewickelt werden können. Fig. 5 einen Elektrodensatz aus biegsamen
Elektroden mit geändertem Aufbau. Fig. 6 einen Querschnitt durch eine knopfförmige Zelle gemäss der Er- findung. Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Zelle mit einem viereckigen Grundriss. Fig. 8 einen Quer- schnitt durch eine Zelle nach Fig. 7. Fig. 9 einen Elektrodensatz aus biegsamen uno zu einem Wickel auf- wickelbaren Elektroden.
Fig. 10 einen Elektrodensatz aus biegsamen und zu einem Wickel aufwickelbaren
Elektroden in geändertem Aufbau. Fig. 11 einen Querschnitt durch eine knopfförmige Zelle mit Mehr- fachelektroden geringer Dicke. Fig. 12 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Zelle mit zylindrischem
Querscnnitt derart, dass dieser Schnitt in Höhe der Achse des Zylinders erfolgte. Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Zelle nach Fig. 12, wobei nur ein Teil der spiralförmig gewickelten Elektroden gezeigt ist.
Bezogen auf Fig. 1 ist 1 der Oberteil und 2 der Unterteil des knopfförmigen Gehäuses der Zelle, wel- ches zweckmässig aus Metall ausgebildet ist. An der Verbindungsstelle beider Teile ist die Isolierzwi- schenlage 3 vorgesehen. Diese kann aus Gummi, einem geeigneten Kunststoff, z. B. einem Polyamid, aus
Polyvinylchlorid od. dgl. hergestellt sein.
In dem Gehäuse befinden sich die Elektroden 6 und 7, zwischen denen ein Scheider 8 angeordnet ist.
Zweckmässig sind sowohl der Scheiaer 8 als auch die Elektroden 6 und 7 feinporig ausgebildet, d. h. der
Scheider 8 kann iu beliebigerweise aus einem dienten Gewebe oder aus einem aus Zellulose- oder Kunststoffaser bestehenden Filterpapier, aus einer sei-n ; permeablen Folie aus Zellulose oder Kunststoff, einer mikroporösen Membran aus Kunststoff oder einer Kombination mehrerer verschiedener Schichten bestehen.
Wesentlich ist dabei, dass der Scheider für den Elektrolyten durchlässig ist. Eine zweckmässige Ausbildung besteht weiterhin darin, dass er für die im Akkumulator bei der elektrischen Behandlung auftretenden Gasblasen nicht durchlässig ist.
Die Elektroden 6 und 7, die zweckmässig feinporig ausgebildet sind, können in vorteilhafter Weise als Sinterelektroden ausgeführt sein, damit sie eine grosse wirksame Oberfläche haben.
Diese wirksamen Oberflächen sind insbesondere die Rückseiten 9 und 10 der Elektroden, die der elektrochemischen Gasumsetzung dienen. Diese Rückseiten müssen also mit den Gasräumen in Verbindung stehen und gleichzeitig von einem dünnen Elektrolytfilm überzogen sein.
Um dies zu erreichen, sind die Abstandshalter 4 und 5 vorgesehen, die ein Stützgerüst mit groben Zwischenräumen darstellen. Diese Abstandshalter können aus Metall, z. B. aus Nickel oder vernickeltem Eisen sein oder auch aus Kunststoff od. dgl. bestehen. Sind sie aus Metall, so wirkt ihre Oberfläche bei der Gasaufzehrung mit. Ausserdem dienen sie in diesem Fall zur Kontaktgabe zwischen den Elektroden 6 und 7 und den Gehäuseteilen 1 und 2, so dass die Gehäuseteile 1 und 2 auf diese Weise ohne besondere zusätzliche Massnahmen als Polanschlüsse der Zelle wirksam sein können.
Natürlich können metallische Abstandshalter nur dann Verwendung finden, wenn durch sonstige Isolierungen ein Kurzschluss vermieden ist. Im vorliegenden Fall besteht diese sonstige Isolierung in den Isolierzwischenlagen 3.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn mindestens einer der beiden Abstandshalter 4 oder 5 federnd ausgebildet ist, so dass auf diese Weise einerseits ein zuverlässiger Kontakt der elektrisch miteinander verbundenen Teile gewährleistet ist, anderseits aber auch die beiden Elektroden 6 und 7 mit einem mässigen Druck auf den Flächen des Scheiders 8 anliegen. so dass Gasblasen leichter seitwärts zwischen Elektrode
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und Scheider in den Gasraum entweichen können, als dass sie die durchfeuchteten Poren des Scheiders 8 durchdringen.
Zu den Gasräumen sind auch noch die Räume 11 und 12 zu rechnen, die aber geringere Grösse. und
Wirksamkeit besitzen als die Räume, die durch die Hohlräume der Abstandshalter 4 und 5 dargestellt sind.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Zelle mit viereckigem Grundriss ist grundsätzlich nach ähnlichen
Erwägungen aufgebaut wie die Knopfzelle nach Fig. 1. Das Gehäuse 13 besitzt eine Bodenplatte 14 und den Verschlussdeckel 15. Zweckmässig sind die Teile 13,14, 15 metallisch ausgebildet. Durch den
Deckel 15 sind die Polklemmen 16 und 17 der beiden verschiedenen Polaritäten isoliert hindurchgeführt.
Diese Polklemmen stehen über die elektrischen Verbindungen 18 und 19 im Innern der Zelle mit den zu- gehörigen Elektroden in Verbindung, u. zw. die Polklemme 16 mit den Elektroden 20 und 22, die Pol- klemme 17 mit den Elektroden 21, 23 und 24. Die genannten Elektroden sind zweckmässig feinporig aus- gebildet und werden vorteilhafterweise als Sinterelektroden ausgeführt. Zwischen der Wandung des Gehäuses 13 und den beiden äusseren Elektroden 21 sind Abstandshalter 25 vorgesehen. Abstandshalter 26 be- finden sich zwischen den Elektroden 20 und 22 sowie zwischen den Elektroden 23 und 24. Für die Ab- standshalter 25 und 26 gilt grundsätzlich das gleiche, was hinsichtlich der Zelle rach Fig. 1 für die Ab- standshalter 4 und 5 gesagt ist.
Die Abstandshalter 2 sind zweckmässig aus Metall, z. B. aus Nickeloder vernickeltern Eisen, gebildet. Sie dienen der Kontaktgabe mit dem Gehäuse und die Abstandshalter 26 der Kontaktgabe mit der benachbarten Elektrode gleicher Polarität. Die Elektroden 20/22 und 23/24 sind also als Doppelelektroden mit einem dazwischen liegenden Kamin angeordnet, wobei der Abstand durch die Abstandshalter 26 auf- recÎ1terhalten wird.
Die Abstandshalter 25 und 26 haben auch noch die Aufgabe, die von den Elektroden entgegengesetzter Polarität abgekehrten Rückseiten der Elektroden freizuhalten und dem im Akkumulator vorhandenen Gas zugänglich zu machen. Diese freiliegenden Rückseiten dienen der elektrochemischen Gasumsetzung und sind damit bezüglich der Gasaufzehrung die eigentlich wirksamen Oberflächen der Elektroden. Diese freien, mit den Gasräumen in Verbindung stehenden Rückseiten der einzelnen Elektroden müssen natürlich mit einem dünnen Elektrolytfilm überzogen sein, weil sonst eine elektrochemische Gasumsetzung nicht möglich ist.
Zwischen den Elektroden ungleicher Polarität, beispielsweise zwischen den Elektroden 21 und 20, 22 und 23,24 und 20 sowie 22 und 20 befinden sich die Separatoren 27. Für diese Separatoren 27 gilt das gleiche, was für die Separatoren 8 gemäss Fig. l ausgeführt worden ist.
Die für die Gasaufzehrung wirksamen Rückseiten der Elektroden sind die Flachen 28,29, 30,31, 32, 33, 34 und 35. Zweckmässig sind diese Flächen oberflächenvergrössert ausgebildet, u. zw. durch Verwendung von porösen Sinterkörpern.
Die Fig. 4 stellt eine andere Elektrodenausführung dar. Diese Elektroden sind sehr dünn ausgeführt und sind dadurch biegsam und zu einem spiraligen Wickel aufwickelbar.
Der Elektrodensatz besteht in diesem Fall aus je zwei Elektroden 40 der einen Polarität und 41 der andern Polarität. Zwischen dem Elektrcdei. paar 40 bzw. 41 befinden sich die Abstandshalter 42, die ein Stützgerüsimit groben Zwischenräumen darstellen. Diese Abstandshalter können metallisch oder auch aus Kunststoff od. dgl. sein. Zweckmässig werden sie jedoch aus Metall, z. B. Nickel oder vernickeltem Eisen ausgeführt, so dass ihre Oberfläche bei der Gasaufzehrung mitwirkt. Ausserdem dienen sie in diesem Fall noch zur Kontaktgabe zwischen den Elektrodenpaaren.
Zwischen einer Elektrode 40und der ihr benachbarten Elelztrode 41 befindet sich der feinporige Separator 43. Für diesen Scheider 43 gilt das gleiche, was über den Scheider 8 der Zelle nach Fig. 1 gesagt wurde. Die in der Zeichnung oben liegende Elektrode 41. ist schliesslich noch durch einen Scheider 44 abgedeckt.
In der Fig. 4 ist angedeutet, dass dieser Elektrodensatz, welcher zweckmässig aus dünnen, feinporigen und grossoberflächigen Elektroden hergestellt wird, aufwickelbar ist.
Der Gasaufzehrung dienen die oberflächenvergrösserten Flächen der Elektroden, die den Elektroden der entgegengesetzten Polarität abgewandt sind, d. h. die Flächen 45,46, 47 und 48, welche sich in dem durch die Abstandshalter 42 geschaffenen Spalt zwischen den Elektrodenpaaren 40 und 41 befinden.
Eine abgeänderte Ausführungsart zeigt die Fig. 5. Die Abänderung besteht darin, dass die Elektrode der einen Polarität nicht als Doppelelektrode, sondern als Einfachelektrode 49 ausgeführt ist. Diese Elektrode 49 erhält zweckmässig die positive Polarität. Die Aufzehrung des beim Stromfluss durch diese Zelle entstehenden Sauerstoffes vollzieht sich dann an den freiliegenden Flächen 45 und 46 der Elektrode der negativen Polarität.
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Die Zelle gemäss Fig, 6 besitzt praktisch den gleichen Aufbau wie die Zell. gemäss Fig. l. Lediglich ist zur Vereinfachung ein Abstandshalter, in diesem Falle der Abstandshalter 5 fortgelassen. Die Elektrode 7 erhält in diesem Fall zweckmässig die positive und die Elektrode 6 die negative Polarität. Die Gas- aufzehrung vollzieht sich in diesem Fall an der freiliegenden, zweckmässig grossoberflächigen Rücksei- te 10 der negativ gepolten Elektrode 6.
Die Zellen nach Fig. 7 und 8 stimmen grundsätzlich mit den Zellen nach Fig. 2 und 3 überein, lediglich sind in diesem Fall unter Fortfall der Abstandshalter 26 die Elektroden 20 einer Polarität, zweckmässig der positiven Polarität, als einfache Elektroden ausgeführt. Ausserdem enthält die Zelle nach Fig. 6 und 7 insgesamt 3 positive Elektroden und 6 negative Elektroden. Die Elektroden 21,23 und 24 befinden sich zweckmässig auf negativer Polarität, und für die Gasaufzehrung sind in diesem Fall die freien Rückseiten 28,31, 32 und 35 vorgesehen, die durch die Abstandshalter 25 bzw. 26 freigehalten werden.
Die Fig. 9 und 10 stellen wieder Eltktrodensätze dar, die grossflächige, dünne und wickelbare Elektroden enthalten. Der Elektrodensatz gemäss Fig. 10 besteht aus einer Elektrode 50 der einen Polarität und der Elektrode 51 der entgegengesetzten Polarität. Auf den einander zugekehrten Seiten dieser Elektroden 50 und 51 liegen die Metallgegenstände 52 und 53, zweckmässig aus Nickel oder vernickeltem Eisen, mit groben Zwischenräumen auf. Diese Metallgegenstände bestehen beispielsweise aus Drahtgewebe, Drahtgeflecht, Streckmetall o. a. Zwischen diesen beiden Metallkörpern 52 und 53befindet sich der Separator 54, der die gleiche Beschaffenheit hat wie der Separator 8 der Fig. 1. Auf der Elektrode 51 liegt noch ein Separator 54 auf.
Durch die Metallkörper 52 und 53 wird eine Oberfläche der Elektroden freigehalten und ist dadurch dem m Akkumulator vorhandenen Gas zugänglich. Diese freigehaltenen Oberflächen 55 und 56, die zweckmässig wieder grossflächig ausgeführt sind und aus gesintertem Metall, vorzugsweise Nickel bestehen, dienen dann der Aufzehrung der im Akkumulator entstehenden Gase. Natürlich ist auch eine geänderte Schichtung der Elektroden etwa in folgender Weise möglich : grobmaschiger Metallkörper, Elektrode, Separator, Gegenelektrode, grobmaschiger Metallkörper, Separator.
Grundsätzlich einen ähnlichen Aufbau wie der Elektrodensatz nach Fig. 10 zeigt der Elektrodensatz nach Fig. 9. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass der grobmaschige Metallkörper 53 von Fig. 9 fortgelassen ist, so dass nur die Elektrode 50 eine Auflage eines solchen Metallkörpers trägt. Daaurch ist nur diese Elektrode dem im Akkumulator entstehenden Gas zuganglich. Diese Elektrode 50 erhält zweckmässig die negative Polarität, die Elektrode 51 die positive Polarität. Die Gasaufzehrung vollzieht sich dann an der freien Fläche 55 der Elektrode aer negativen Polarität.
Die Fig. 11 zeigt wieder eine knopfförmige Zelle mit grundsätzlich dem gleichen Aufbau wie die Zelle nach Fig. 1.
Der Unterschied besteht jedoch darin, dass beide Elektroden zur Vergrösserung der vom Strom durchflossenen Elektrodenoberflächen aufgeteilt sind, so dass die Zelle nach Fig. 11 zwei Elektroden der einen Polarität und zwei Elektroden der andern Polarität besitzt, zwischen denen die Scheider 8 an den Elk troden anliegend angeordne. sind. Die Abstandshalter 4 und 5 sorgen dann für die Kontaktgabe und Abstandshalterung gegenüber den Gehäuseteilen 1 und 2, und der Gasaufzehrung dienen die freiliegenden Elektrodenflächen 9 und 10.
Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber der Anordnung nach Fig. 1liegt in der vergrösselten Elektro- jenoberfläche und der verringerten Stromdichte. Zellen dieser Art können daher mit einem höheren Strom gehandelt werden als die Zellen nach Fig. 1.
Im Aufbau der knopfförmigen Zelle nach Fig. 1 können noch Abänderungen in der Weise getroffen werden, dass beispielsweise eine oder mehrere Elektroden einer Polarität oder eine oder mehrere Elektrolen beider Polaritäten in eine Doppelelektrode aufgeteilt werden, und dass die beiden Teilelektroden lurch einen Abstandshalter voneinander distanziert werden. Dadurch werden zusätzlich noch zwei Kon- : aktflächen mit dem im Akkumulator vorhandenen Gas geschaffen, so dass diese Zellen mit noch grösserer Stromstärke als die Zellen nach Fig. 11 behandelt werden können, weil durch die Vergrösserung der Kon- : aktfllche der Innendruck verringert wird.
Den Aufbau eines Akkumulators aus einem Elektrodensatz beispielsweise nach Fig. 9 zeigen die lig. 12 im Aufriss und die Fig. 13 im Grundriss. Der Elektrodensatz, bestehend aus grossflächigen, zwecknässig gesinterten Elektroden, ist spiralförmig aufgewickelt und besteht aus Elektrode 50, grobmaschigen v1etallkörper 52, Separator 54, Gegenelektrode 51, Separator usw. Die Elektrode 50, welche zweckmässig lie negative Polarität hat, ist schliesslich um den Wickel herumgeführt. Auf dem äusseren Wickel liegt ler Abstandshalter 57 auf, der der Kontaktgabe mit dem druckfesten Metallgehäuse 58 dient. Der Aufgehrung der im Akkumulator entstehenden Gase dienen dann die Flächen 59 der spiralig aufgewickelten Elektrode 50.
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Die Elektrode der negativen Polarität 50 ist durch die Stromfahnen 60 mit dem Gehäuse leitend verbunden, während die Elektroden der positiven Polarität 51 über die Stromfahnen 61 mit dem Kontaktknopf
62 leitend verbunden sind. Dieser Kontaktknopf 62 ist isoliert durch den aus Kunststoff bestehenden Dek- kel 63 der Zelle hindurchgeführt. Dieser Deckel 63 wird durch die nach innen umgebogenen Ränder des Gehäuses 58 gehalten, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.
Natürlich ist es auch möglich, Elektrodensätze nach den Fig. 4, 5 und 10 in die druckfeste Zelle nach Fig. 12 und 13 einzubauen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Beliebig polbare, ständig gasdicht verschlossene elektrolytische Zelle mit Metallelektroden, bei welcher der Elektrolyt kapillar festgelegt ist und Gasräume in der Zelle vorgesehen sind, sowie elektrisch mit den Metallelektroden verbundene, zum Aufzehren der entstehenden Gase dienende Kontaktflächen, die mit dem Elektrolyten und den Gasen in den Gasräumen in Kontakt stehen und die durch von den Separatoren nicht bedeckte Flächenteile gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verwendung als Gegenzelle die Metallelektroden von aktiver Masse frei sind und die Gasatmosphäre in der Zelle zum überwiegenden Teil oder ganz aus Sauerstoff besteht.