CH246796A - Elektrische Batterie. - Google Patents

Elektrische Batterie.

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CH246796A
CH246796A CH246796DA CH246796A CH 246796 A CH246796 A CH 246796A CH 246796D A CH246796D A CH 246796DA CH 246796 A CH246796 A CH 246796A
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electrolyte
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depolarization
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode

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Description


  Elektrische Batterie.    Die Erfindung ermöglicht,<B>-</B> eine hohe  elektrische Energieausbeute bei einem mög  lichst     kleinenBatterievolumenzuerzielen    und  ist daher insbesondere von Wichtigkeit für  die Anfertigung von sehr kleinen Batterien  der Art, wie sie für tragbare Batterieradio  geräte und andere Geräte, für die ein kleines  Volumen und leichtes Gewicht erforderlich  ist, verlangt werden.  



  Die Erfindung wird an Hand der     in-der     beiliegenden Zeichnung dargestellten     Ausfüll-          rungsbeispiele    näher erläutert.  



  In     Fig.   <B>1</B> ist<B>1</B> eine flache Schale, z. B.  aus Zink, deren Boden auf der Innenseite mit  einer für den Elektrolyten undurchlässigen,  leitenden, Kohlenstoff enthaltenden Schicht  2, beispielsweise einer Graphit enthaltenden       Lackschicht    aus     "Durophen"    (ein' modifizier  tes     Phenolformaldehydharz)    bedeckt ist.  Letztere setzt sich über die Seitenwand<B>3</B>  der Schale über die Innenseite, den Rand und  die Aussenseite in einer Schicht 4 aus einem  in flüssigem oder weichem Zustand auf  gebrachten Isoliermaterial, im nachfolgenden  mit     "Lackschicht"    bezeichnet, fort.

   Es macht  wenig Unterschied, an welcher Stelle die  Kohlenstoff enthaltende     Sel-lielit    in die iso  lierende     Lackschielit    übergeht, vorausgesetzt,       dass    die Kohlenstoff enthaltende Schicht sich  nicht bis     so-nahe    an den Rand der Schale  erstreckt,     dass    eine Gefahr für elektrischen  Kontakt zwischen benachbarten Schalen     ent-          5teheit    würde,    Gegenstand der Erfindung ist eine aus  flachen Elementen bestehende, trockene     elek-          triselle,    Stapelbatterie, insbesondere mit     Luft-          ,

  sauerstoffdepolarisation.     



  Die Erfindung bezweckt, eine Stapel  batterie anzufertigen" welche eine hohe     elek-          trisch6    Energieausbeute per Volumeneinheit  sowie eine einfache     Bauforin    aufweist und  welche sieh leicht 'herstellen     lässt,    und geht  dabei von der Erkenntnis aus,

       dass    die zur  Erhaltung einer befriedigenden Energieaus  beute bei einer Stapelbatterie zu     überwinden-          den        meiden        Schwierigkeiten        von        Kurzschluss        hauptsächlich        eines        Elementes        im        Ver-        be-          stehen,    was vorkommen kann,

   wenn der  Elektrolyt eines Elementes infolge des     Krie-          chens    von     Elektrolyt    mit einem der Bestand  teile (Metallelektrode, Kohle oder     Elektrolyt)     eines benachbarten Elementes in Kontakt  kommt, oder wenn Elektrolyt durch die Koh  lenschicht einer Duplexelektrode bis zum  Metall der Duplexelektrode     hindurchdringt.     



  Erfindungsgemäss 'bestehen die Duplex  elektroden aus einer schalenförmigen Metall  elektrode, deren Boden auf der einen Seite  mit einer für den Elektrolyten undurchläs  sigen, leitenden, Kohlenstoff enthaltenden  Schicht bedeckt ist, welche sieh über die Sei  tenwand der Schale in einer an die     Kohlen-          stoffschielit    anschliessenden, für den Elektro  lyten gleichfalls undurchlässigen     Isolier-          schieht        fortse        #t7        t-,         <B>Auf</B> der Kohlenstoff enthaltenden Schicht  2 befindet sich eine     Depolarisationsmasse   <B>5,

  </B>  welche hinsichtlich ihrer Höhe und Breite  gerade in die Schale<B>1</B>     passt,    und auf der       Depolarisationsmasse    liegt eine     Elektrolyt-          schicht   <B>6.</B> Die mit der Kohlen- und Lack  schicht versehene Schale bildet mit der darin  aufgenommenen     Depolarisationsmasse    und  dem Elektrolyten eine mechanische Einheit  einer Stapelbatterie. Durch das     Aufeinander-          stapeln    von verschiedenen solcher Einheiten..

    von denen in     Fig.   <B>1</B> drei dargestellt sind,  wird eine Batterie erhalten, bei welcher       jedesmal    die     Elektrolytmasse        einer.Einheit     mit der Metallelektrode der     nächstliegenden     Einheit in Kontakt stellt.    Die in der vorliegenden Beschreibung er  wähnten mechanischen Einheiten müssen von  einer elektrischen Einheit, einem Element der  Batterie, gut unterschieden werden.

   Ein elek  trisches Element wird von der Kohlenstoff  enthaltenden Schicht der     Depolarisations-          masse    und dem Elektrolyten einer mechani  schen Einheit sowie der Metallschale der       nächstliegenden    mechanischen Einheit ge  bildet.  



  Wenn -für die     Depolarisation    bei einer  -durch. Stapeln der dargestellten mechanischen  Einheiten erhaltenen Batterie Sauerstoff der  Luft benutzt wird, so kann diese Luft durch  die zwischen     aufeinanderfolgenden    Schalen  vorhandenen     -ringförmigen    Schlitze hindurch  zu der-     Depolarisationsmasse    zutreten.

       Ge-          wünschtenfalls    können zur Förderung der  Luftzufuhr in der Seitenwand einer Schale  Aussparungen vorgesehen werden, beispiels  weise dadurch,     dass    eine     Seitenwand    stellen  weise etwas niedriger gemacht wird, wobei  naturgemäss auch an dieser Stelle für eine  isolierende     Lackschicht    Sorge getragen wer  den     muss,    ferner kann die     Depolarisations-          masse    mit Lüftungsrillen oder Kanälen ver  sehen sein.  



  Die an den Enden einer Stapelbatterie       befindlichen    mechanischen Einheiten können  eine andere als die in     Fig.   <B>1</B> dargestellte Ge  stalt besitzen. Die     Elektrolytschicht    der ober-         sten    Einheit kann beispielsweise einfach mit  einer flachen Metallelektrode bedeckt sein.  



  <B>.</B> Bei der Anfertigung einer erfindungs  gemässen Stapelbatterie kann die Seitenwand  einer mit einer Kohlenstoff enthaltenden  Schicht versehenen Schale am Rand und auf  der Innen- und Aussenseite mit einer isolie  renden     Lachschielit    versehen werden, bei  spielsweise durch Spritzen,     Aufstreicheu,Ein-          tauchen;    es ist auch möglich, vorläufig nur  die Innenseite mit einer an die Kohlenschicht  anschliessenden     Lackschicht   <B>zu</B> versehen,  worauf nach dem Einbringen der     Depolari-          ,Qationsmasse    und des Elektrolyten, gestapelt  wird.

   Der erhaltene Stapel wird darauf auf  der Aussenseite durch Eintauchen, Aufstrei  chen, Aufspritzen oder dergleichen mit einer  Lackschicht versehen, wobei für einen guten       Anschluss    der nacheinander auf der     Aussen-          und    Innenseite der Seitenwand aufgetragenen  Lackschichten gesorgt werden     muss.     



  Bei einer Doppelelektrode der in     Fig.   <B>1</B>  dargestellten Art bestellt keine Gefahr für,  Durchdringen von Elektrolyt durch die  Kohlenstoff enthaltende Schicht einer Dop  pelelektrode hindurch bis zum Metallteil der  selben, da die Kohlenstoff enthaltende  Schicht, wie an sieh bekannt, für den Elek  trolyten undurchlässig ist; diese Gefahr 'be  stellt auch nicht an der mit<B>7</B> bezeichneten  Stelle, da die     Kohlenschieht    und die isolie  rende     Lackschicht    hier aneinander anschlie  ssen.

   Ein     Kurzschluss    eines elektrischen     Ele-          men'tes        infolie    einer Kontaktbildung     zwi-          sehen    den     Elektrolyten    von benachbarten  Elementen oder zwischen dem Elektrolyten  eines Elementes mit der Metallelektrode oder  der     Kohlenelektrode    eines benachbarten Ele  mentes wird durch die mit der     Lackschiellt     4 versehene Seitenwand der Schale<B>1</B> vermie  den, welche den Kriechweg von Elektrolyt  bis Elektrolyt,

   oder von Elektrolyt bis Zink  oder     Kohl &     eines benachbarten Elementes     sehr-          lang    macht.  



  Ein direkter elektrischer Kontakt     zwi#     scheu den Kohlen- oder     Grapliitteilellen    der       Depolarisationsmasse   <B>5</B> und der Unterseite  der Metallelektrode<B>8</B> einer nächsten mechani-      sehen Einheit     lässt    sieh in bekannter Weise  dadurch vermeiden,     dass    in der     Elektrolyt-          masse   <B>6</B> ein     Diapliragma    aus Papier oder Ge  webe angebracht wird.  



  Statt der     Auftragung    der     Elektrolyt-          schiebt   <B>6</B> auf der     Depolarisationsmasse   <B>5,</B>  wie es in     Fig.   <B>1</B> dargestellt ist,     lässt    sich auch  der Elektrolyt mit der Metallelektrode, mit  welcher er in direktem Kontakt steht, zu  einem Ganzen vereinigen. Man kann der     Me-          fallschale    z. B. eine Form geben, wie sie in       Fig.    2 dargestellt ist, und den Elektrolyten  in den eingestülpten Boden<B>9</B> der auf ihren  Kopf gestellten Schale giessen und in ihr ver  dicken lassen.

   Die     Kohlenelektrode,    die Me  tallelektrode und der Elektrolyt sind in die  sem Falle zu einem Ganzen vereinigt und der  Aufbau der Batterie kann durch einfaches  Stapeln dieser Einheiten und der     Depolari-          sationskuchen    erfolgen.  



  Sehr gute Ergebnisse lassen sich mit jener  erfindungsgemässen Ausführungsform erzie  len, bei welcher der Boden der schalenförmi  gen     Metallelektrode,    wie es in     Fig.   <B>3</B> dar  gestellt ist, auf der Aussenseite mit einer lei  tenden Kohlen- oder     Graphitschicht    bedeckt  ist.  



  In dieser Figur ist<B>10</B> die schalenförmige  Metallelektrode,<B>11</B> die leitende Kohlen- oder       Graphitschicht,    welche sich aussen auf der  Seitenwand 12 der Schale in Form der iso  lierenden Lackschicht<B>13</B> fortsetzt. Der Bo  den der Schale ist mit einer     Elektrolytmasse     14 bedeckt, und auf ihm befindet sieh eine       Depolarisationsmasse   <B>15,</B> welche hinsichtlich  ihrer Höhe und Breite gerade in die Schale  <B>10</B>     passt.    Die Stelle, an     welcher'die        Kohlen-          schiebt        und    die     Laekschieht    aneinander an  schliessen,

   befindet sich vorzugsweise mög  lichst weit vom Rand der Schale entfernt..  beispielsweise an der Stelle, wo der Boden  und die Seitenwand der Schale ineinander  übergehen,     damit'der    Abstand zwischen dem  Elektrolyten 14 und der     Kohlensellicht   <B>11</B>  gross ist.

   Durch das     Aufeinanderstapeln    von  verschiedenen der in     Fig.   <B>3</B> dargestellten     me-          chanisellen    Einheiten wird eine Batterie mit  einer     selir    günstigen Energieausbeute erhal-         len.    Gleich wie bei -der in     Fig.   <B>1</B> dargestellten  Batterie, kann die     Elektrolytmasse    14 ein       Diaphragma    aus z. B.

   Papier oder Gewebe  enthalten, um zu vermeiden,     dass        Kohlen-          oder        Graphitteilchen    aus der     Depolarisations-          masse    durch die     Elektrolytmasse    hindurch       bis,    zum Boden der     Metallschaleil        durclidrin-          gen,    welche Möglichkeit insbesondere bei  Batterien mit     Luftsauerstoffdepolarisation     bestellt.  



  Ein direkter elektrischer Kontakt<B>-</B>     zwi-          sehen    den Kohlen- oder     Graphitteilchen    der       Depolarisationsmasse    und der Innenseite der  Seitenwand 12 der Schale<B>10</B> kann in für       sthalenförmige    Elektroden an sich bekannter  Weise durch eine Schicht<B>16,</B> beispielsweise  aus Papier, welche mit einem Elektrolyten  getränkt sein kann, vermieden werden.

       Ge-          wünselitenfalls        lässt    sich die Schicht<B>16</B> mit       dem'Diaphragma    für den     Eläktrolyten    zu  einem Ganzen vereinigen.<B>- --</B>  Die Schicht<B>16</B> kann auch völlig oder  teilweise durch eine isolierende     Lacks#,hicht     ersetzt werden, entweder. nur am Rande der  Seitenwand 12, oder sowohl am Rande als  auch auf der Innenseite. In     letzterem*Falle     wird die Seitenwand dann sowohl auf der  Innenseite, am Rande als auch auf' der  Aussenseite mit einer durchlaufenden     isoli6-          renden        Lackschielit    versehen.  



  Eine Batterie, welche aus Einheiten der  in     Fig.   <B>3</B>     darg'estellten    Art besteht, besitzt  nicht nur eine hohe Energieausbeute pro Vo  lumeneinheit, weil ihr Bruttovolumen     prak-          tisell    völlig durch elektromotorisch wirksame  Bestandteile eingenommen wird;

   sie bietet  auch noch den Vorteil,     dass    sie sieh auf ein  fache Weise herstellen     lässt,    insbesondere  wenn die mit einer Kohlen- und     Lackschiellt     versehene     schalenförmige    Duplexelektrode vor  dem Stapeln zunächst auch noch mit der       Elektrolytmasse    14 und gegebenenfalls der  Schicht<B>16,</B> welche bei Verwendung eines       Diaphragmas    im     Elektrolyten    14 verzugs  weise mit diesem     Diaphragma,    ein Ganzes<B>bil-</B>  det, versehen wird.

   Der Aufbau einer Bat  terie kann in diesem Falle einfach durch Sta  peln der mit einer Kohlen-, Lack-, Elektro-           lyt-        und    gegebenenfalls     Trennungsschiclit   <B>16</B>       vexsehenen    Metallschalen und der     Depolari-          sationskuchen    erfolgen.  



  Statt jede Duplexelektrode einzeln mit  einer isolierenden     Lacksehicht    zu versehen  und dann zu stapeln, kann auch zunächst  gestapelt und dann diese     Lackschicht        auf-          etragen    werden.

   Tu diesen Fällen wer  den zunächst in den schalenförmigen Du  plexelektroden, welche noch nicht mit  einer isolierenden Schicht aussen auf der  Seitenwand versehen sind, der Elektrolyt, ge  gebenenfalls 'samt dem     Diaphragma,    die       *Tren-nungsschiellt   <B>16</B> und die     Depolarisations-          kuchen    angebracht, darauf die gefüllten  Schalen gestapelt und dann dieser Stapel       duxr,hL    Eintauchen, Aufstreichen, Aufsprit  zen oder dergleichen auf der Aussenseite mit  einer     Lackschicht    versehen.  



  Obwohl die Lackschicht dabei gewisser  massen in die Öffnungen zwischen zwei auf     -          einanderfalgenden    Schalen eindringt, ist es  vorteilhaft,     dass    die leitende     Kolilenschielit     auf der Unterseite des Bodens einer Schale  sich bis aussen auf die Seitenwand fortsetzt,  um einen guten     Anschluss    der     Lackschicht     und der Kohlenschicht zu gewährleisten.  



       Als    Isoliermaterial für die     Seitenwand     der schalenförmigen Metallelektroden     lässt     sich ein Isoliermaterial auf Basis von Schel-    lack oder Kolophonium oder von     Phenol-          formaldeliydharz    verwenden, welches gegen       Anfressung    durch Bestandteile der Batterie,  namentlich durch den Elektrolyten, bestän  dig ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Aus flachen- Elementen bestehende, trok- kene elektrische Stapelbatterie m Duplex elektroden, insbesondere mit Luftsauerstoff - depolarisation, dadurch gekennzeichnet.
    dass die Duplexelektroden aus einer sehalenförmi- gen Metallelektrode bestehen,- deren Boden auf der einen Seite mit einer für den Elektro lyten undurchlässigek, leitenden, Kohlenstoff enthaltenden Schicht bedeckt- ist, welche sich über die Seitenwand der Schale in einer an die Kohlenstaffschicht anschliessenden, für den Elektrolyten gleichfalls -undurchlässigen Isolierschicht fortsetzt.
    UNTEMNSPRUCII: Aus flachen Elementen bestehende, trohk- kene elektrische Stapelbatterie nach Patent- auspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die an die Kohlenstoff enthaltende Schicht an schliessende Isolierscbicht sieh über den Rand auf die andere Seite der schalenförmigen Metalleleli:,trOdE) fortsetzt.
CH246796D 1943-02-27 1944-02-25 Elektrische Batterie. CH246796A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE944257C (de) * 1950-12-11 1956-06-14 Burndept Ltd Trockenbatterie aus Plattenzellen und Verfahren zu ihrer Herstellung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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