CH445587A - Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators - Google Patents
Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen AkkumulatorsInfo
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Description
Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorberei ten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators. Sobald beim Wiederaufladen von Akkumulatoren die aktive Masse der Elektroden vollständig regeneriert ist, werden bei fortgesetzter Stromzufuhr an den Elek troden Gase freigesetzt, die als kleine Bläschen im Elektrolyten aufsteigen und sich in dem Raume, der nicht mit Elektrolyt ausgefüllt ist, anreichern. Sofern die Elektroden nicht vollständig von Elek- trolytflüssigkeit überflutet sind, können sich die Gase jeweils an der ihrer Erzeugungselektrode entgegenge setzt gepolten Elektrode unter Rückbildung flüssiger oder fester Stoffe wieder umsetzen. Man kann daher Akkumulatoren grundsätzlich gas- und flüssigkeitsdicht verschliessen. Bei Anwendung höherer Ladestromstärken verläuft jedoch in den bekannten Akkumulatoren die Entste hung der Gase, Wasserstoff und/oder Sauerstoff, rascher als ihre Aufzehrung, so dass relativ hohe in nere Überdrücke sich einstellen, die zur Zerstörung des Akkumulators führen können. Es ist bereits bekannt, aus diesem Grunde gasdicht betreibbare Akkumulatoren mit einem Sicherheitsventil zu versehen, das beim Auftreten unzulässig hoher inne rer Überdrücke in Tätigkeit tritt und kurzzeitig kleine Gasmengen aus dem Akkumulator entweichen lässt. Bei diesen Ventilen tritt gewöhnlich der Übelstand auf, dass Elektrolytflüssigkeit in ihren inneren Mecha nismus eindringt. Vor allem neigen alkalische Elektro lyte dazu, in engste Poren und Ritzen hineinzukrie chen, wobei in Berührung mit der hussenluft die festen Bestandteile, beispielsweise Kaliumhydroxyd, auskri stallisieren und häufig auch an der Aussenseite des Akkumulators wahrzunehmen sind. Da ein gasdichter Verschluss unter diesen Umstän den nicht mehr zu erreichen ist, diffundiert Luftsauer stoff ins Innere des Akkumulators und führt dadurch eine mehr oder weniger rasche Selbstentladung der negativen Elektrode herbei. Zugleich verkleben oder korrodieren einzelne Teile des Ventils so stark, dass auch seine Funktion als Sicherheitsorgan gegen einen spontan sich einstellenden höheren überdruck ausfällt. Auf die Dauer ermöglicht also ein derart von Elek trolyten angegriffenes Ventil weder den notwendigen gasdichten Abschluss des Akkumulators, noch bietet es zuverlässige Sicherheit gegen spontan sich einstellende innere überdrücke. Es besteht somit die Aufgabe, diese Schwierigkeit bei einem elektrischen Akkumulator, der mit Elektro den und einem sie verbindender. Elektrolyten sowie mit einem Sicherheitsventil versehen ist, zu vermeiden. Nach der Erfindung wird dieses Ziel dadurch er reicht, dass der Akkumulator mit hoher Stromstärke so lange überladen wird, bis die Gasentwicklung so klein geworden ist, dass sich das Ventil selbsttätig schliesst und dass dann die Ventilöffnung ständig dicht ge schlossen wird. Der Akkumulator bleibt nun bei Nichtüberschrei tung obiger Stromstärke dauernd geschlossen. Da die Ventilöffnung dicht verschlossen ist, besteht keine Ge fahr mehr, dass sein Mechanismus, z. B. durch eindrin genden Elektrolyt, beschädigt wird. Im folgenden sind weitere Einzelheiten von Aus führungsbeispielen der Erfindung erläutert: Bei weiterem Laden mit einer nicht höheren Stromstärke ist die Gasbildung dann so gering, dass sich kein Ventil öffnender überdruck mehr ergibt. Die Verringerung der Gasbildung ist eine Folge der Verar mung des Elektrolyten an Lösungsmittel, insbesondere an Wasser. Diese Verarmung erfolgt hauptsächlich durch die beim überladen stattfindende Elektrolyse und zu einem weiteren Anteil, je nach Erwärmung des Akkumulators, durch ein Verdampfen des Lösungsmit tels. Mit zunehmender Konzentration wächst die freilie gende, nicht von Elektrolyt umgebene Elektrodenober- fläche, und im Innern des Separators entstehen zahlrei che mehr oder weniger grosse trockene Kanäle, durch die die an den Elektroden entstehenden Gase unmittel bar zu den entgegengesetzt gepolten Elektroden hin- wandern und dort in Reaktion treten können, ohne zuvor in einen Gassammelraum ausweichen zu müssen. Mit fortschreitender Konzentration des Elektroly ten erhöht sich also zwar der innere Widerstand des Akkumulators, zugleich erhöht sich aber infolge der genannten Ursachen auch die Geschwindigkeit, mit der die entstehenden Gase im Innern des Akkumulators wieder aufgezehrt werden können. Bei hinreichend lan gem Überladen mit vorzugsweise konstanter Strom stärke stellt sich schliesslich ein dynamischer Gleichge wichtszustand ein, in dem die in irgendeinem Zeitinter vall entstehende Gasmenge stets gleich der aufgezehr ten ist. In diesem Gleichgewichtszustand ist der im Innern des Akkumulators herrschende Druck gleich dem Ansprechdruck des Ventils. Unter diesen Umstän den verschliesst sich das Ventil und verhindert damit den Austritt weiterer Gasmengen. Der Druck und die Temperatur sind innerhalb der durch Material und Konstruktion des Akkumulators bedingten Grenzen bei der Gleichgewichtseinstellung frei wählbar. Ebenso ist die Stromstärke, mit der der Akkumulator längere Zeit überladen werden kann, bis zur Grenze der grössten zulässigen Erwärmung frei wählbar. Die zu konzentrie rende Lösungsmittelmenge im Elektrolyten und damit der innere Widerstand des Akkumulators ist eine Funktion dieser unabhängigen Veränderlichen. Um die Anwendung einer hohen Ladestromstärke bei niedri gem Innenwiderstand des Akkumulators zu ermögli chen, soll das Ventil so eingestellt sein, dass es auf einen möglichst hohen, für die Gehäusekonstruktion noch zulässigen Innendruck sich öffnet. Man kann aber auch das Ventil auf einen Innen druck einstellen, der zumindest annähernd dem äusse- ren Atmosphärendruck gleich ist. Man erhält dann einen mit hoher Stromstärke überladbaren Akkumula tor, jedoch mit einem grösseren inneren Widerstand. Ein derartiger Akkumulator bedarf keiner beson ders ausgeprägten druckstabilen Gehäusekonstruktion. Die partielle Konzentrierung des Elektrolyten über das nur relativ kurze Zeit geöffnete Ventil ermöglicht ein Laden und Überladen des danach ständig gasdicht verschlossenen Akkumulators mit so hohen Stromstär ken, wie sie bisher nicht anwendbar waren. Bezeichnet man mit C die Ladekapazität des Akkumulators in Ampere-Stunden, so kann man nach Division durch die Zeiteinheit die Ladestromstärke in Ampere mit Hilfe von C ausdrücken. Für die bekannten Akkumu- latorentypen sind Ladestromstärken von etwa C110-C15 vorgeschrieben. Unter diesen Umständen benötigt ein vollständig entladener Akkumulator für seine vollständige Wiederaufladung 10-5 Stunden. Es ist auch eine Aufladung mit einer Stromstärke von C/2 an einer herkömmlichen Nickel-Cadmium- Zelle beschrieben worden. Jedoch überstieg der beim Überladen mit dieser Stromstärke im Innern des Akku mulators entstehende Überdruck 12 atü. Derart hohe Überdrücke erfordern für die Gehäuse-Konstruktion und ihren gasdichten Verschluss einen beträchtlichen technischen Aufwand. Demgegenüber sind die für Akkumulatoren gemäss der vorliegenden Erfindung anwendbaren Stromstär- ken, die ein gefahrloses Überladen zulassen, grösser als C/6, oder auch als ca. 1 C, beispielsweise 10 C. Solange die vorgewählte maximale Ladestrom stärke nicht überschritten wird, entstehen im Akkumu lator keine höheren Drücke als während der Verfah rens zur Vorbereitung zu seiner Benutzung und das Ventil ist damit überflüssig geworden. Das Ventil kann so ausgebildet sein, dass es nach Ausübung seiner Aufgabe ständig dicht verschlossen oder entfernt und gegen einen dicht schliessenden Teil, z. B. eine aufschraubbare Dichtung oder eine aufzu- schweissende Folie ausgewechselt werden kann, oder zusätzlich abgedichtet ist, beispielsweise durch Verkle ben mit Äthoxylinharz oder durch Aufschrauben eines dicht abschliessenden überwurfteils. Weiterhin kann es zweckmässig sein, dass das Gerüst der Elektroden an sich bekannte Stoffe enthält, insbesondere gepresstes Nickelpulver und/oder feinkörnige gesinterte Metalle, wie Nickel, Cobalt, Silber und/oder Metalle der Platin gruppe, die die chemischen Reaktionen, die zur Bin dung der während der Überladung im Akkumulator ständig neu entstehenden Gase führen, katalytisch be schleunigen. Der Ansprechdruck des Ventils ist den Anwen dungszwecken anzupassen; bei einfacher Bauart mit vergleichsweise hohem inneren Widerstand dadurch, dass das Ventil sich bei relativ niedrigem inneren Überdruck von weniger als 1 atü öffnet; bei einem be sonders gegen inneren Überdruck stabilen Gehäuse und vergleichsweise niedrigem inneren Widerstand dadurch, dass das Ventil sich erst bei höheren über drucken von mehr als 1 atü öffnet.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators, der mit Elektroden und einem diese verbindenden Elektrolyten, sowie mit einem Sicherheitsventil versehen ist, dadurch gekenn zeichnet, dass der Akkumulator mit hoher Stromstärke so lange überladen wird, bis die Gasentwicklung so klein geworden ist, dass sich das Ventil selbsttätig schliesst, und dass dann die Ventilöffnung ständig dicht abgeschlossen wird. PATENTANSPRUCH 1I Akkumulator, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung durch einen dichtschliessenden, mit dem Gehäuse fest verbundenen Teil abgeschlossen ist. UNTERANSPRÜCHE 1.Akkumulator nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper des Sicherheits ventils mit dem Gehäuse dicht verschliessend fest ver bunden ist. 2. Akkumulator nach Patentanspruch 1I oder Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er Stoffe enthält, die die Bindung der während der Überladung entstehenden Gase katalytisch beschleunigen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH704265A CH445587A (de) | 1965-05-19 | 1965-05-19 | Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators |
DE19661596113 DE1596113A1 (de) | 1965-05-19 | 1966-04-13 | Elektrischer Akkumulator und Verfahren zur Vorbereitung der Benutzung desselben |
FR61729A FR1482263A (fr) | 1965-05-19 | 1966-05-16 | Accumulateur |
Applications Claiming Priority (1)
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CH704265A CH445587A (de) | 1965-05-19 | 1965-05-19 | Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators |
Publications (1)
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CH445587A true CH445587A (de) | 1967-10-31 |
Family
ID=4319014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CH704265A CH445587A (de) | 1965-05-19 | 1965-05-19 | Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH445587A (de) |
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1965
- 1965-05-19 CH CH704265A patent/CH445587A/de unknown
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