Galvanische Batterie aus Zellen mit alkalischem Elektrolyt Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine galvanische Batterie, beispielsweise eine alkalische Luft sauerstoff- und Braunsteinbatterie, insbesondere auf eine alkalische Batterie wie sie zur Stromversorgung von Transistorempfängern und anderen Radiogeräten einge setzt wird.
Luftsauerstoffbatterien mit alkalischem Elektrolyt sind an sich bekannt. Bei den bekannten Batterien dieser Art ist aber eine Selbstentladung von negativen Elektro den infolge Wanderung des Luftsauerstoffs zum Zink so wie ein Kurzschluss zwischen der positiven und negati ven Elektrode durch die zur positiven Elektrode an der Becherwandung wandernden Zinkteilchen möglich. Aus- serdem ist das Fassungsvermögen dieser Batterien nur bei relativ schwachen Entladeströmen hoch und lässt bei grösseren Stromstärken rasch nach.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine galvanische Batterie mit alkalischem Elektrolyt und mit hohen elektrischen Kenndaten zu entwickeln, bei der auch bei längeren Lagerungszeiten keine Selbstentladung auftritt.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine galvanische Batterie aus Zellen mit alkalischem Elektrolyt und mit je einer positiven und einer negativen Elektrode, die sich in einem Becher befinden und voneinander durch eine Diaphragma getrennt sind, dadurch gelöst, dass erfin- dungsgemäss jeder Becher an seinem Inneren Umfang einen Absatz zur Abstützung des Diaphragmas und an zum Diaphragma gegenüberliegenden Oberfläche der positiven Elektrode einen metallenen Stromleiter be sitzt.
Bei einer derartigen Ausbildung von beispielsweise Luftsauerstoff- und Braunsteinbatterien mit alkalischem Elektrolyt weisen diese ein höheres Arbeitsvermögen gegenüber den bekannten Batterien mit Salzlösung als Elektrolyt sowohl bei kleinen als auch bei grossen Entladeströmen auf. Eine erfindungsgemäss aufgebaute Batterie in der Grösse, die nach dem Vorschlag des internationalen Ausschusses für Elektrotechnik mit 6F22 bezeichnet wird, konnte beispielsweise 100 Stun den mit einem äusseren Widerstand von 900 Ohm betrieben werden, während die herkömnfichen Batterien mit Salzlösung nur etwa 25-30 Betriebsstunden aushal ten. Dieser Vorteil ist umso wichtiger, als die Produktion von Batterien in der Grösse 6F22 einige Millionen Stück im Jahr erreicht.
Der Erfindungsgedanke wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Zelle der erfindungsgemässen Batterie, Fig. 2 den Becherabsatz der Zelle nach Fig. 1 als Einzelheit, Fig. 3 eine Batterie aus zwei Zellen in Nacheinander schaltung, Fig. 4 eine komplette Batterie, teilweise geschnit ten, Fig. 5 eine komplette Batterie im Isolierbeutel,
Fig. 6 die Entladekurven einer erfindungsgemässen und einer bekannten Batterie bei einem Widerstand von 900 Ohm, Fig. 7 die Entladekurven der gleichen Batterie bei einem Widerstand von 600 Ohm, Fig. 8 die Entladekurven der gleichen Batterien, bei einem Widerstand von 450 Ohm. Eine Zelle der erfindungsgemässen galvanischen Bat terie mit alkalischem Elektrolyt hat folgenden Aufbau. In einem Kunststoffbecher 1 mit einem Absatz 2 am Umfang befindet sich am Boden die negative Elektrode 3 aus pastenartigem Zink mit dem negativen Stromleiter 4.
Der Stromleiter 4 wird an der Stelle, wo er durch den Becherboden hindurchgreift, mit Kompoundmasse 5 abgedichtet. Die negative Zinkelektrode füllt den Be cher 1 bis zum Innenabsatz 2 aus. über der negativen Elektrode liegt, dicht an der Absatzpflanzfläche und Becherwandung gepresst, ein Diaphragma 6. Der Absatz 2 und das Diaphragma 6 sorgen somit für Abdichtung der negativen Elektrode 3 gegenüber dem Luftsauerstoff und Verhindern das Herauspressen der plastischen Mas se von Elektrode 3 über das Diaphragma 6 hinaus, beim Zusammenpressen der Batterie.
Die positive Elektrode 7 liegt auf dem Diaphragma 6. Eine Abrundung bzw. Abschrägung 8 an der Übergangsstelle (Fig. 2) von der Plan- zur Zylinderfläche bewirkt die Zusammenpressung vom Diaphragma an seiner Stirnseite 9 und trägt somit zur besseren Isolierung und Abdichtung der Elektrode 3 bei.
Auf der Oberfläche der positiven Elektrode 7 (Fig. 1) wird an der zum Diaphragma 6 gegenüberliegenden Seite der positive Stromleiter 10 (beispielsweise ein Gitter) angeordnet. Eine solche Unterbringung des Stromleiters 10 sichert einen guten Kontakt zwischen der negativen und positiven Elektrode der zusammenge stellten Zellen für die ganze Lagerungszeit und während der Entladung.
Eine Batterie wird aus den obenbeschriebenen Zellen wie in Fig. 3 gezeigt zusammengestellt. Die Elemente werden aufeinandergesetzt, derart, dass der negative Stromleiter 4 einer Zelle mit dem positiven Stromleiter 10 der anderen Zelle in Berührung kommt. Die zusam mengestellte Batterie wird in ein Gehäuse 11 (Fig. 4) eingesetzt. Infolge der unterschiedlichen Halbdurchmes ser der Seitenwände vom Gehäuse 11 und der vom Zellenbecher 1 entsteht ein Zwischenraum 12, in die durch die Öffnungen 13 im unteren Gehäuseteil und im Deckel 14 Luft einströmt.
Die komplette Batterie wird zum Schluss mit einem Isolierbeutel 15 (Fig. 5) beispiels weise aus Polyäthylen geschützt, der sie auch für die ganze Lagerungszeit gegen Umgebungsluft abdichtet. In Fig. 6, 7, 8 sind die Entladekennlinien einer erfindungsgemäss aufgebauten und einer bekannten Bat terie der Grösse 6F22 bei verschiedenen Widerständen von 900, 600 und 450 Ohm gegenübergestellt. Die Kurven 16, 17, 18 beziehen sich auf die vorgeschlagene Batterie und die Kurven 19, 20, 21 zeigen das Verhalten der bekannten Batterie derselben Grösse.
Wie die Fig. 6 erkennen lässt, bleibt bei einem äusseren Widerstand von 900 Ohm die Spannung der erfindungsgemässen Batterie unbedeutend höher als die Spannung der bekannten Batterie. Bei den Widerständen von 600 und 450 Ohm weist dagegen die erfindungsgemässe Batterie ein be trächtlich höheres Arbeitsvermögen (Fig. 8, 7). So ist beispielsweise die Betriebszeit der vorgeschlagenen Bat terie bei dem Widerstand 450 Ohm fünf Mal so gross wie die Betriebszeit der bekannten Batterie.
Der Erfindungsgedanke beschränkt sich selbstver ständlich nicht auf die Grösse 6F22. Es lassen sich Batterien beliebiger Grösse aus den beschriebenen Plat tenzellen zusammenstellen.