DE1156127B - Galvanische Zelle, besonders Akkumulatorenzelle, in der eine Zirkulation des Elektrolyten durch aufsteigende Gasblasen bewirkt wird - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine galvanische Zelle, insbesondere Akkumulatorenzelle. Eine gute Durchmischung des Elektrolyten innerhalb einer Zelle ist ein wichtiges Problem. Bei einer Akkumulatorenzelle, welche mit verhältnismäßig hohem Strom entladen wird, ist die Zirkulation des Elektrolyten unbefriedigend. Ungenügende Elektrolytzirkulation hat jedoch verschiedene Nachteile zur Folge, welche auf die Kapazität und Lebenslange nachteilig einwirken. Um hohe Kapazität in einer Akkumulatorenzelle zu erhalten, ist unter anderem notwendig, daß dar Elektrolyt, der sich jeweils zwischen den Elektroden befindet, nach und nach durch Elektrolyten ersetzt wird, der sich oberhalb oder unterhalb des Elektrodensatzes befindet.

Der Elektrolyt, welcher auf Grund ungenügender Zirkulation nicht an den elektrochemischen Reaktionen innerhalb der Zelle teilnimmt, trägt auch nur in geringem Grad zur Verteilung der in der Zelle entwickelten Wärme bei. Dies hat unter anderem zur Folge, daß Elektroden und Separatoren oft so erwärmt werden.;, daß der Bestand der Zelle gefährdet ist, und aus diesem Grunde muß die Stromentnahme begrenzt bleiben, was mit Rücksicht auf die Kapazität bei kurzzeitiger Entladung von Nachteil ist. Bei gewissen Battexietypen ist jedoch die kurzzeitige Entladung von großer Bedeutung.

Um dieses Mißverhältnis zu steuern, wurden besondere Elektrolytspeicher und Pumpvorrichtungen vorgesehen. Es sind auch galvanische Zellen bekannt, bei denen durch Elektrolyse Gasblasen erzeugt werden, welche der Umrührung dar Elektrolyten dienen. Auch ist es bekannt, für den Elektrolyten vertikale Kanäle vorzusehen, die zur Durchmischung des Elektrolyten von einem Gas durchströmt werden.

Bei der Ausbildung dieser bekannten Zellen tritt eine zwangläufige Zirkulation des Elektrolyten auf. Wenn Kanäle vorgesehen sind, steigt das dem Elektrolyten zugeführte Gas in einem Rohr auf und bewegt den Elektrolyten.

Um die Zirkulationswirkung der Gase zu verbessern, sieht die Erfindung demgegenüber vor, das Gas in einem röhrenförmigen Körper zu einer größeren Blase zu sammeln, so daß die Gasblase etwa kolbenartig in dem rohrförmigen Körper aufsteigt und daher die oberhalb der Gasblase befindliche Elektrolytmenge vor sich her drückt, nach oben fördert, so daß neuer Elektrolyt durch eine untere Öffnung nachströmen kann.

Mit der Erfindung wird die Kapazität wesentlich erhöht. Bei der galvanischen Zelle nach der Erfindung ist in bekannter Weise ein röhrenförmiger Körper mit Galvanische Zelle,

besonders Akkumulatorenzelle,

in der eine Zirkulation des Elektrolyten

durch aufsteigende Gasblasen bewirkt wird

Anmelder:
Aktieboläget Tudor, Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Krögerstr. 5

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 31. Oktober 1958 (Nr. 10 133)

Erik G. Sundberg, NoI, Osbacken (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

wenigstens einer Zulauföfmung für den Elektrolyten und wenigstens einer Ausflußöffnung für Elektrolyt und Gas vorgesehen. Die Ausflußöffnung ist vorzugsweise etwas unterhalb der Oberfläche des Elektrolyten und die Zuflußöffnung etwas oberhalb des Zellenbodens angeordnet. Die Bildung größerer, den Innenquerschnitt des röhrenförmigen Körpers ausfüllender Blasen wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in dem röhrenförmigen Körper eine oder mehrere Engstellen in der Durchflußöffnung vorgesehen sind. Die Engstellen können durch Elektrodenteile gebildet werden, die in das Profil des röhrenförmigen Körpers hineinragen, und/oder durch eine nasenförmige Ausbildung der inneren Elektrodenwand geschaffen sein.

In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise in einigen Ausführungsfarmen veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform des röhrenförmigen Körpers;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Akkumulatorenzelle nach der Linie A-A der Fig. 3,

Fig. 3 eine Draufsicht gemäß Fig. 2,

Fig. 4 und 5 zwei weitere Ausführungsformen.

Ein aus isolierendem elektrolytbeständigem Material bestehendes Rohr 1 ist durch nasenförmige Ausbildung der Innenfläche, wie aus Fig. 1 ersichtlich, mit einer Engstelle ausgebildet.

Bei genügend kleinem Durchmesser kann, wie aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, innen die nasenförmige Aus-

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bildung entfallen. Die EngsteMe wird dann durch in das Profil hineinragende Elektroden 2, 3 gebildet. Die Elektroden sind flüssigkeitsdicht durch die Rohrwandung geführt und befestigt und mit Anschlußleitungen 4 und 5 versehen. Beispielsweise können die Leitragen innerhalb der Rohrwand untergebracht oder auf andere Weise gegen schädliche Berührung mit dem Elektrolyten 8 geschützt sein.

Die Anschlußleitungen können an den Plus- bzw. Minuspol der Zelle oder auch an eine außerhalb der Zelle gelegene Stromquelle angeschlossen werden. Wie aus Fig. 2 und¹3 ersichtlich, sind die positiven Elektroden mit 10 und die negativen mit 11 bezeichnet. Zwischen den Elektroden sind Scheider 12 in dem Zellengefäß 7 angeordnet, das mit Elektrolytflüssigkeit 8 gefüllt ist. Die Arbeitsweise ist wie folgt:

Der röhrenförmige Körperl hat seine obere Öffnung ein Stück unterhalb des Elektrolytspiegels 9 und seiine untere Öffnung in der Nähe dies Zellenbodens. Beim Stromduirchgang wird der Elektrolyt zwischen den Elektroden 3, 2 des Elektrolyseurs zersetzt und dabei Gas entwickelt. Der röhrenförmige Körper ist so geformt, daß große Gasblaisen 6 gebildet werden, die, wenn sie sich vom Elektrodensystem lösen, den Innenquerschnitt des Rohres ausfüllen. Beim Aufsteigen der Gasblase 6 im Rohr 1 hebt die Gasblase den oberhalb befindlichen Elektrolyten wie ein Kolben io die Höhe, wobei gleichzeitig Elektrolyt von unten nachströmt. Die Elektrolytbewegung geschieht von unten nach oben, so wie in Fig. 1 durch den Pfeil erläutert.

Der notwendige Stromverbrauch für die Elektrolyse ist unbedeutend und kann, verglichen mit der Selbstenüadung der Zelle, außer acht gelassen werden, dahingegen· steigt 'die Zellenkapazität erheblich an. Mehrene röhrenförmige Körper können an verschiedenen Stellen 'innerhalb der Zelle angeordnet sein. Desgleichen ist die Anzahl dieser Zirkuktionsanordnungen, die in einer Zelle angeordnet werden, nach Bedarf und mit Rücksicht auf Belastungsverhältnisse zu wählen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Galvanische Zelle, insbesondere Akkumlatorenzelle, in der eine Zirkulation des Elektrolyten durch aufsteigende Gasblasen bewirkt wird, mit einem oder mehreren im Elektrolyten befindlichen Elektrolyseuren aus einem röhrenförmigen Körper aus elektrolytbeständigem, elektrisch isolierendem Material, mit wenigstens einer Zuflußöffnung für den Elektrolyten und wenigstens einer Ausflußöffnung für den Elektrolyten und für die durch den Elektrolyseur erzeugten Gase, wobei die Ausflußöfmung sich etwas unterhalb der Oberfläche des Elektrolyten und die Zuflußöffnung sich etwas oberhalb des Zellenbodens befindet, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des röhrenförmigen Körpers (1) eine oder mehrere Engstellen vorgesehen sind.

2. Galvanische Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Engstelle aus in das Innere des röhrenförmigen Körpers (1) hervorstehenden Elektrodenteilen (2, 3) gebildet ist, die an eine Stromquelle angeschlossen sind.

3. Galvanische ZeUe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der durch die hervorstehenden Elektrodenteile gebildeten EngsteUe eine weitere Engstelle versetzt zu der ersten vorgesehen ist, die durch eine nasenf örmige Ausbildung der inneren Wand des röhrenförmigen Körpers gebildet ist (Fig. 1).

4. Galvanische Zelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Akkumulatoren die Stromquelle für die Gaserzeugung in dem röhrenförmigen Körper eine positive und eine negative Elektrode der Akkumulatorenzelle ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 596 391;
USA.-Patentschrift Nr. 2584 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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