DE1032802B - Staendig gasdicht verschlossener Akkumulator - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ständig gasdichte Akkumulatoren, d. h. auf Akkumulatoren, die normalerweise ständig, also sowohl während des Ladens als auch während des Entladens gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen sind.

Ständig gasdichte Akkumulatoren sind bereits beschrieben worden. Das ständig gasdichte Verschließen ist dadurch ermöglicht worden, daß den sich im Innern des Akkumulators entwickelnden Gasen die Möglichkeit gegeben wird, sich mit der aktiven Masse der Gegenelektroden zu verbinden. Ferner ist auch schon vorgeschlagen worden, bei gasdichten Akkumulatoren als Sicherheitsmaßnahme einen selbsttätigen Ausschalter vorzusehen, der den Ladestrom ausschaltet, wenn der Gasdruck im Innern des Akkumulators aus irgendwelchen Gründen einen gewissen Wert überschreitet. Dieser bekannte Sicherheitsausschalter liegt jedoch in Reihe mit den Elektroden, so daß bei Hintereinanderschaltung mehrerer gasdichter Akkumulatoren zur Bildung einer Batterie die Ladung der ganzen Batterie unterbrochen wird, wenn auch nur bei einem der die Batterie bildenden Akkumulatoren ein Gasüberdruck auftritt.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der selbsttätige, durch den Innendruck des Akkumulators zu betätigende Schalter in einen parallel zu den Elektroden des Akkumulators liegenden Kurzschlußkreis eingeschaltet ist und diesen Kurzschlußkreis, der normalerweise geöffnet ist, schließt, wenn der Innendruck im Akkumulator einen gewissen Wert erreicht. Vorzugsweise ist in den Kurzschlußkreis auch noch ein elektrischer Widerstand eingeschaltet, wobei es zweckmäßig ist, die Größe dieses Widerstandes in Abhängigkeit von dem Druck, der in den Akkumulatorzellen herrscht, veränderlich zu gestalten.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung dient der genannte Widerstand als Heizwiderstand, der Wärme zur Erwärmung des Akkumulators entwickelt, um auf diese Weise die Verbindung der entstandenen Gase, welche durch ihren Druck die Schließung des Kurzschlußkreises bewirkt haben, mit der aktiven Masse der Elektroden zu beschleunigen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt einen Akkumulator gemäß einer ersten A.usführungsform der Erfindung;

Fig. 2 und 3 zeigen im schematischen Längsschnitt zwei weitere Ausführungsformen eines erfmdungsgemäß ausgebildeten Akkumulators;

Fig. 4 schließlich zeigt in vergrößertem Maßstab die heizende Kontakteinrichtung des Akkumulators nach Fig. 3.

Ständig gasdicht
verschlossener Akkumulator

Anmelder:

Georg Neumann,
Heilbronn/Neckar, Klettstr. 5

Georg Neumann, Heilbronn/Neckar,
ist als Erfinder genannt worden

In den Figuren ist mit 1 eine positive Elektrode und mit 2 eine negative Elektrode bezeichnet. Zwischen den Elektroden befindet sich ein mit Elektrolyt getränkter Separator, welcher, einerseits Teile 3 aufweist, die eine gewisse Menge des Elektrolyten durch Kapillarität zurückhalten, während zwischen diesen Teilen 3 Hohlräume 4 vorhanden sind, die durch den Separator vollkommen hindurchgehen und deren Abmessungen derart gewählt sind, daß auf den Elektroden ein Film oder Häutchen von Elektrolytflüssigkeit durch Oberflächenspannung zurückgehalten wird. Die sich im Akkumulator bildenden Gase können also durch diese Hohlräume hindurch von der einen Elektrode zur anderen gelangen und so mit der aktiven Masse der Elektroden in Verbindung kommen. Unterhalb der Elektroden befindet sich im Innern des Behälters 7 ein Raum 5, in dem sich freie Elektrolytflüssigkeit sammeln kann und in den das untere Ende des Separators S, 4 hineinragt.

Gemäß Fig. 1 ist der Behälter 7 an seinem oberen Ende durch eine den Strom leitende Platte 6 gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen. Zwischen der Wandung des Behälters 7 und dieser Platte ist ein Isolierring 8 vorgesehen, der einerseits eine gute Abdichtung bewirkt und andererseits die genannten Teile voneinander elektrisch isoliert.

Die Platte 6, die den Deckel des Behälters bildet, steht in elektrischem Kontakt mit der Zuleitung 9,

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welche die positive Klemme 10 des Akkumulators mit der positiven Platte 1 verbindet, vorausgesetzt, daß nur eine solche vorhanden ist.

Gegenüber dem Deckel 6 und in der Nähe desselben ist mindestens ein Kontaktstück 11 angeordnet, das vermittels eines leitenden Ringes 12 und des Gehäuses 7 mit der negativen Elektrode 2 elektrisch verbunden ist. Die den Deckel bildende Platte 6 ist mechanisch deformierbar, so daß der Deckel unter der Wirkung eines im Innern des Akkumulators auftretenden Überdruckes mit dem Kontakt 11 in Berührung gebracht werden kann. Wenn dies eintritt, wird der Strom, welcher normalerweise während der Ladung von der positiven Klemme 10 durch, den Akkumulator hindurch zu dem die negative Klemme bildenden Gehäuse 7 verläuft, mindestens teilweise durch den Deckel 6, den Kontakt 11 und den Ring 12 kurzgeschlossen, so daß mindestens ein Teil des Stromes nicht mehr durch den Akkumulator hindurchgeht.

Ist eine solche Akkumulatorzelle mit anderen Akkumulatorzellen in Reihe geschaltet, so wird infolge dieses Kurzschlusses die Ladung der übrigen Akkumulatorzellen nicht unterbrochen, sondern die Ladeunterbrechung tritt nur bei derjenigen Zelle ein, die infolge des Gasüberdruckes kurzgeschlossen ist.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht der Teil, der unter der Wirkung eines im Innern des Gehäuses auftretenden Gasüberdruckes deformiert werden kann, aus einem Ansatz 13, der von dem Gehäuse 7 vorspringt. Dieser Ansatz kann einen Kontakt zwischen zwei Stäbchen, Federn 14 und 15 od. dgl. herbeiführen, welche mit der positiven Klemme 16 bzw. mit der negativen Klemme 17 des Akkumulators verbunden sind.

Gemäß der in Fig. 3 der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung besteht das deformierbare und den Kurzschlußkreis unter der Wirkung eines Überdruckes schließende Organ aus einer Kapsel, welche im Innern des Akkumulators untergebracht und in Fig. 4 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Diese Kapsel besitzt zwei deformierbare, leitende Wandungen 18 und 19, die gegeneinander durch einen Isolierring 20 isoliert sind und die zwischen sich einen dichten Hohlraum einschließen. Die Wandung 18 ist mit der positiven Elektrode 1 verbunden, während die Wandung 19 mit der negativen Elektrode 2 in Verbindung steht. Wenn diese Kapsel einem Druck unterworfen wird, der von außen auf die Wandungen 18 und 19 wirkt, entsteht ein Kontakt zwischen den von diesen Wandungen auf ihren Innenseiten getragenen Kontaktstücken 21 und 22, derart, daß mindestens ein Teil des Stromes, welcher normalerweise den elektro-chemischen Austausch zwischen den Elektroden 1 und 2 herbeiführt, kurzgeschlossen wird.

Durch die Schließung des Kurzschlußstromkreises wird der Ladestrom des Akkumulators entweder völlig unterbunden oder zum mindesten geschwächt, so daß eine weitere Drucksteigerung in dem so kurzgeschlossenen Akkumulator nicht erfolgt und die Gase Zeit finden, sich mit der aktiven Masse der Elektroden zu verbinden. Zweckmäßig ist es, in den Kurzschlußkreis einen Widerstand einzuschalten. Selbstverständlich darf dieser Widerstand nicht zu groß sein, da sonst die Wirkung des Kurzschlußstromkreises beeinträchtigt würde. In Fig. 2 der Zeichnung ist ein solcher Widerstand 23 schematisch dargestellt worden.

Dieser Widerstand kann so ausgebildet sein, daß seine Größe in Abhängigkeit von dem im Akkumulator erzeugten Gasdruck veränderlich ist. Diese Änderung soll in dem Sinne stattfinden, daß sich der Widerstand vermindert, wenn der Druck ansteigt.

Hierzu ist zu bemerken, daß die Vermehrung des Druckes im Akkumulator ein Zeichen dafür ist, daß sich die Vernichtung der entwickelten Gase weniger rasch vollzieht als die Gasentwicklung selbst. Es kann dann infolgedessen zweckmäßig sein, diese Gasentwicklung zu vermindern, und zwar um so mehr, je stärker der Innendruck wird, d. h. um so mehr, als diese Entwicklung zunimmt.

Zur Erzeugung eines solchen in Abhängigkeit von dem Druck veränderlichen Widerstandes sind insbesondere Kohlekontakte geeignet, deren Widerstand von dem Anpreßdruck abhängig ist. Die oben beschriebenen Kontakte 11, 14, 15, 21 und 22 können also aus Kohle bestehen.

Die von dem Widerstand in dem Kurzschlußkreis erzeugte Wärme wird zweckmäßigerweise zur Erwärmung des Akkumulators benutzt. Es hat sich herausgestellt, daß bei niedriger Temperatur der Umgebung, beispielsweise in hohen Schichten der Atmosphäre, die Erwärmung des Akkumulators die Vernichtung der Gase durch die aktive Masse der Gegenelektroden beschleunigt. Der in dem Kurzschlußkreis liegende Widerstand wird also zweckmäßigerweise in der Nähe des Akkumulators angeordnet, wie dies für den Widerstand 23 in Fig. 2 dargestellt ist. Gemäß Fig. 1 wird die bei dem Kontakt zwischen dem Deckel 6 und dem Kontaktstück 11 entwickelte Wärme direkt auf den Deckel und von dort auf das Innere des Akkumulators übertragen. Gemäß Fig. 3 liegt die die Kontakte 21 und 22 enthaltende Kapsel 19 im Innern des Akkumulatorgehäuses, was besonders günstig für eine gute Ausnutzung der entwickelten Wärme ist.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf solche Akkumulatoren anwendbar, bei denen die Elektroden jeder Polarität aus mehrere Platten umfassenden Plattensätzen bestehen. Ferner kommt die Erfindung auch für solche Akkumulatorzellen in Frage, deren Eigenkapazität außerordentlich schwach oder sogar gleich Null ist, so daß sie nicht als Stromspeieherorgan dienen, sondern als Organ zur Verhinderung von Spannungsschwankungen, z. B. als Gegenzellen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ständig gasdicht verschlossener Akkumulator, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Elektroden jeder einzelnen Zelle ein einen Schalter enthaltender Kurzschlußkreis geschaltet ist, der unter der Wirkung eines im Innern des Gehäuses auf- ' tretenden Überdruckes sich schließt.

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kurzschlußkreis ein elektrischer Widerstand eingeschaltet ist.

3. Akkumulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Widerstandes in Abhängigkeit von dem Innendruck der Akkumulatorzelle veränderlich ist.

4. Akkumulator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schließung des Kurzschlußkreises bewirkenden Kontakte Kohlekontakte sind, die einen Widerstand erzeugen, dessen Größe von dem Druck abhängt, welcher die Kohlekontakte aneinanderpreßt.

5. Akkumulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Kurzschluß- -

kreis eingeschaltete Widerstand in unmittelbarer Nähe des Akkumulators oder im Innern des Akkumulators angeordnet ist.

6. Akkumulator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter aus einer im Innern der Zelle liegenden, durch Druck deformier-

baren, geschlossenen Kapsel besteht, auf deren Innenwandungen voneinander isolierte Kohlekontakte angebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 004 176.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen