Leclanche-Primärelement Die vorliegende Erfindung bezieht sich .auf ein Leclanche Primärelement mit einer zylindrischen, becherförmigen Zinkelektrode, einer in der Mitte derselben :angeordneten Kohleelektrode, welche von einer Depolarisierungsmasse und einer Elektrolyt paste umgeben ist, und mit einer von der @umge- bogenen Kante ,der Zinkelektrdde festgehaltenen Versch:lussscheibe.
Die Erfindung hat zum Ziel, ein flüssigkeitsdich tes Leclanche-Prim:ärelement zu liefern, so dass während der Lagerungs, und Betriebszeit kein. Elek trolyt aus dem Primärelement nach aussen ent weichen kann.
Die becherförmige Zinkelektrode dient gleich zeitig als negative Lösungselektrode und als Element- behälter und wird mit fortlaufenlder Entladung der Zelle mehr und mehr verbraucht, so dass sie schliess lich perforiert wird,
worauf meist auf Grund des hiermit ermöglichten Luftzutrittes zum Inneren der Zelle und in Verbindung mit oder immer vorhandenen Luftfeuchtikeit der Behälter schliesslich in so hohem Grade korrodiert, dass der Elektrolyt die Aussen wand der Zelle durchdringt und gleichzeitig in Folge von kräftiger Gasentwicklung die ganze Zelle auf schwillt und infolgedessen ihre Aussenhülse sprengt.
Um eine vorzeitige Zerstörung der Zelle zu ver hindern, lag es nahe, dem Zinkbecher eine verhält nismässig grosse Wandstärke zu geben. Abgesehen .davon, dass der damit verbundene grössere Material verbrauch bei der Herstellung der Elemente diese verteuerte, wurde nicht verhindert, dass sich der Becher .auflöste. Der Luftzutritt zum Element, wel cher durch Perforationen im Zinkbecher möglich wird, verursacht, besonders bei langwieriger Entladung mit geringer Belastung,
weitere Zinkkorrosion und Kar- bonisierung des Elementes, und demzufolge findet eine Raumerweiterung ides .mit zunehmender Entla- dung stark alkalischen und konzentrierten, hygro skopischen Elektrolyten, zusätzlich zum Schwellen durch die Gasentwicklung verursacht, statt.
Eine lange verwendete .Methode, ;deren Absicht war, eine vorzeitige Zerstörung von Primärelementen oben geschilderter Art zu verhindern, bestand darin, dass eine äussere Zellenumhüllung in Form einer Papphülse, die gleichzeitig zur Isolierung der Zink elektrode nach aussen diente, durch eine gleichartige Hülse aus Kunststoff ersetzt wurde. Es wurde auch versucht, .das mit einer isolierenden Hülse über zogene Element in eine Stahlhülse einzuschliessen. Es hat :
sich gezeigt, dass selbst eine Stahlhülse, welche auf mechanischem Wege .über den Zinkbecher und dessen Isolierung gepresst wurde, @Luftzutitt zur Zink- elektrode nicht verhindern kann. Was möglicher weise ;gewonnen wird, ist, dass die Elektrolytverluste nach aussen verringert und das Anschwellen des Ele mentes in ,Folge von Karbonisierung und Korrosion verhindert wenden.
Eine derartige Lösung ist jedoch sehr schwierig und teuer und gewährt darüber hinaus keine Sicherheit für luftdichten Verschluss in bezug auf die Zinkelektrode.
Diese Mängel werden durch das erfindungsge mässe Leclanche-@Primärelement beseitigt.
Das erfindungsgemässe Leclanehe-Primärele- ment ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zinkele mente, mit Ausnahme einer zentralen Partie ihres Bodens, .aussen mit einer Kunststoffschicht über zogen ist, die fest mit der Unterlage verbunden ist.
Dies kann auf die Weise geschehen, dass beispiels weise der Zinkbecher in härtenden Kunststoff, der sich in flüssigem Zustand befindet, getaucht wird. Als am vorteilhaftesten hat sich erwiesen, wenn ein ,dünner Kunststoffilm mittels eines Klebers auf der Beeheroberfläche angebracht wird, wobei der Kunst- stoffilm im höchsten Grad undurchdringlich für die Kohlensäure,
den Sauerstoff und Wasserdampf der Luft sein muss. Als besonders einfach und effektiv hat sich ein selbstklebender Kunststoffilm erwiesen, wie er von der Firma Minnesota Mining & Manu- facturing Co. hergestellt und unter dem Handels namen ;Scotch Tape (eingetragene Marke) ver kauft wird.
In :der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel ödes Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 zeigt Idas ;Primärelement im Längsschnitt. Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie A der Fig. 1 im grösseren Massstab.
Die Lösungselektrode d es Elements in Form eines Zinkbechers -1 umfasst eine in der Mitte .angeordnete Kohleelektrode 2, welche an ihrem oberen Ende mit einer Metallkappe 3 versehen ist. Diese Kappe dient als positiver .Anschlusspol und ist so ausgeführt, dass eine Verschlusssoheibe 4 am Platz gehalten wird, wo bei gleichzeitig die umgebogenen Kanten der Zink elektrode hierzu ausgenutzt werden.
Die Kohleelek trode 2 ist von einer Depolar isierungsmasse 5 umge ben, und diese ist von einer Elektrolytpasta 6 um schlossen. Eine Verschlussschicht 7 aus Wachs, Stearin, Pech oder dergleichen dichtet das Innere ,des Elementes gegen die umgebendeAtmosphäre ab.
Aussen ist nun der Zinkbecher mit einer poren freien ,Kunststoffschicht 8 überzogen, wobei eine zentrale Partie 9 seines Bodens frei bleibt.
Der untere Teil des Elements ist mit einer Me- tallabschlusskappe;10 versehen, so dass die Kunststoff schicht 8 von derselben teilweise umfasst wird und -der Bdden des Zinkbechers mit dieser Kappe in di rektem Kontakt steht.
Die Metallabschlusskappe 10 dient als negativer Anschlusspol. .Das in der beschrie benen Weise von .aussen gegen Korrosion geschützte Element ist in bekannter Weise mit einer Aussenbe- kleidung 11 in Form einer Papp- oder Kunststoff- hülse versehen, in welcher in ebenfalls bekannter Weise eine Öffnung fär die Metallkappe 10 vorge sehen ist. .Diese Aussenbekleidung greift mit Vorteil über den Aussenrand der Metallkappe 10, die ent sprechend geformt ist.
Leclanche primary element The present invention relates to a Leclanche primary element with a cylindrical, cup-shaped zinc electrode, a carbon electrode arranged in the center thereof, which is surrounded by a depolarization compound and an electrolyte paste, and with an edge bent over by the @ , the locking washer held on to the zinc electrode.
The aim of the invention is to provide a liquid-tight Leclanche primary element, so that no during storage and operation. Electrolyte can escape from the primary element to the outside.
The cup-shaped zinc electrode serves at the same time as a negative solution electrode and as an element container and is used up more and more as the cell continues to discharge, so that it is eventually perforated.
whereupon, mostly due to the air access to the interior of the cell made possible by this and in connection with or always existing air humidity, the container finally corrodes to such an extent that the electrolyte penetrates the outer wall of the cell and at the same time swells the whole cell as a result of strong gas development and as a result its outer sleeve bursts.
In order to prevent premature destruction of the cell, it made sense to give the zinc cup a relatively large wall thickness. Apart from the fact that the associated higher material consumption in the production of the elements made them more expensive, the cup was not prevented from dissolving. The access of air to the element, which is made possible by perforations in the zinc cup, is caused, especially in the case of protracted discharge with low loads,
further zinc corrosion and carbonization of the element, and consequently an expansion of space with increasing discharge of strongly alkaline and concentrated, hygroscopic electrolytes, in addition to swelling caused by the development of gas.
A method that has long been used, the aim of which was to prevent the premature destruction of the primary elements of the type described above, consisted in an outer cell covering in the form of a cardboard sleeve, which also served to isolate the zinc electrode from the outside, with a similar sleeve Plastic was replaced. Attempts have also been made to include the element in a steel sleeve with an insulating sleeve. It has :
It has been shown that even a steel sleeve, which was pressed mechanically over the zinc cup and its insulation, cannot prevent air from entering the zinc electrode. What is possibly obtained is that the electrolyte losses to the outside are reduced and the swelling of the element, as a result of carbonization and corrosion, is prevented.
However, such a solution is very difficult and expensive and, moreover, does not provide security for an airtight seal with respect to the zinc electrode.
These shortcomings are eliminated by the Leclanche @ primary element according to the invention.
The Leclanehe primary element according to the invention is characterized in that the zinc elements, with the exception of a central part of their base, are covered on the outside with a plastic layer which is firmly connected to the base.
This can be done in such a way that, for example, the zinc cup is immersed in hardening plastic that is in a liquid state. It has proven to be most advantageous if a thin plastic film is attached to the surface of the beher by means of an adhesive, the plastic film being extremely impervious to carbon dioxide,
must be the oxygen and water vapor in the air. A self-adhesive plastic film such as that produced by the Minnesota Mining & Manufacturing Co. and sold under the trade name Scotch Tape (registered trademark) has proven to be particularly simple and effective.
In: the accompanying drawing is an exemplary embodiment of the subject of the invention is shown. Fig. 1 shows Idas; primary element in longitudinal section. FIG. 2 shows a section along the line A of FIG. 1 on a larger scale.
The solution electrode of the element in the form of a zinc cup -1 comprises a carbon electrode 2 arranged in the middle, which is provided with a metal cap 3 at its upper end. This cap serves as a positive connection pole and is designed in such a way that a locking plate 4 is held in place, where at the same time the bent edges of the zinc electrode are used for this purpose.
The carbon electrode 2 is surrounded by a depolarization mass 5, and this is enclosed by an electrolyte paste 6. A sealing layer 7 made of wax, stearin, pitch or the like seals the interior of the element from the surrounding atmosphere.
The outside of the zinc cup is now covered with a pore-free, plastic layer 8, a central part 9 of its bottom remaining free.
The lower part of the element is provided with a metal end cap 10, so that the plastic layer 8 is partially surrounded by it and the bottom of the zinc cup is in direct contact with this cap.
The metal end cap 10 serves as a negative connection pole. The element, protected from the outside against corrosion in the manner described, is provided in a known manner with outer clothing 11 in the form of a cardboard or plastic sleeve in which an opening for the metal cap 10 is provided in a likewise known manner . .This outer clothing engages with advantage over the outer edge of the metal cap 10, which is shaped accordingly.