DE1201437B

DE1201437B - Anordnung zur Verhinderung der Selbstentladung von Akkumulatoren und Batterien

Info

Publication number: DE1201437B
Application number: DEY603A
Authority: DE
Inventors: Ricardo Salcedo Gumucio; Michel N Yardney
Original assignee: Yardney International Corp
Current assignee: Yardney International Corp
Priority date: 1961-07-12
Filing date: 1962-06-28
Publication date: 1965-09-23
Also published as: FR1351389A; GB1003045A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIm

Deutsche Kl.: 21b-25/02

Nummer: 1201437

Aktenzeichen: Y 603 VI b/21 b

Anmeldetag: 28. Juni 1962

Auslegetag: 23. September 1965

Die Erfindung betrifft die Verhütung der Selbstentladung elektrochemischer Stromerzeuger und Stromspeicher.

Eines der Probleme bei elektrochemischen Elementen, beispielsweise bei wiederaufladbaren Speicherbatterien, besteht darin, daß bei längerer Lagerzeit der Batterien ihre Kapazität infolge Selbstentladung verringert wird. Verursacht wird dies durch ein langsames aber fortlaufendes Abfressen der Elektroden. Ein typisches Beispiel dieser Erscheinung ist bei alkalischen Silberoxyd-Zink-Batterien zu finden. Hier verursacht die langsame, aber stetige Reaktion der Zinkelektroden mit der wäßerigen KOH-Lösung ein Lösen des Zinks, wodurch die Zinkelektroden zerstört werden. Die dabei in Erscheinung tretende allgemeine Reaktion kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

2KOH + Zn + H₂O -»· Zn(OH)₂ + H₂

Für den Edison-Akkumulator ist bereits vorge- ao schlagen, die Zersetzungsreaktion an den negativen Elektroden während der Lagerzeit durch Verwendung einer in den Elektrolyten einzutauchenden, mit der negativen Elektrode zu verbindenden Hilfselektrode aus Zink zu kompensieren.

Demgegenüber ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der zusätzliche Strom einer Atombatterie entstammt, die den Polanschlüssen des Akkumulators parallelgeschaltet ist und deren Stromleistung der Zersetzungsreaktion der Elektroden angepaßt ist. Die Atombatterie liefert also einen konstanten, in sich geschlossenen, von dem Akkumulator unabhängigen Strom, der eine Zersetzungsreaktion umkehrt. Die Folge ist ein Wiederausfällen des infolge der Zersetzungsreaktion in Lösung gelangten Zinks, und der Kapazitätsverlust ist wieder ersetzt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind der folgenden Beschreibung und der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu entnehmen.

In dieser Darstellung ist die der Selbstentladung ausgesetzte Batterie mit 1 bezeichnet. Sie kann einen beliebigen Batterietyp darstellen und eine übliche Anzahl von Zellen enthalten. Sie kann insbesondere eine Silberoxyd-Zink-Batterie sein, welche eine wäßrige KOH-Lösung (44°/o) als Elektrolyt verwendet, wie sie beispielsweise in den USA.-Patentschriften 2594711, 2594712 oder 2 812376 beschrieben ist.

Ziffer 3 bezeichnet eine Atombatterie, die aus einer evakuierten versiegelten Glasampulle 5 besteht, die ein inertes Gas, wie beispielsweise Argon oder Krypton, enthält. Die Ampulle 5 ist an einem Ende Anordnung zur Verhinderung der Selbstentladung von Akkumulatoren und Batterien

Anmelder:

Yardney International Corp.,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. G. Ackmann, Patentanwalt,

Duisburg, Zieglerstr. 32

Als Erfinder benannt:

Ricardo Salcedo Gumucio, Madrid;

Michel N. Yardney, New York, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St v. Amerika vom 12. Juli 1961 (123 522) --

mit einem leitenden Überzug 7 versehen, der ein

as radioaktives Material enthält, das die Kathode der Atomzelle bildet. In den Überzug 7 können alle üblichen Radioisotope eingelagert werden, deren Haltezeit länger ist als die normale Lebensdauer der Batterie. Promethium 147, das in einen üblichen Anstrich eingelagert ist, würde als Kathode ausreichend wirken. Dieses Radioisotop hat eine Haltezeit von 2,6 Jahren und kann zur Erzeugung eines Stroms verwendet werden, der in seiner Größe dem durch die normale Selbstentladung der Silberoxyd-Zink-Batterie verlorenen Strom entspricht. Die von der zum Gebrauch ausgewählten Atombatterie erzeugte Strommenge wird von Fall zu Fall variiert, und die Auswahl hängt von dem Grad der Zerstörung der konventionellen Batterieelektroden ab. Dies kann durch die Konzentration der Radioisotope, die beispielsweise in der Kathode eingeschlossen ist, kontrolliert werden. Die Größe des von der verwendeten Atombatterie verwendeten Stroms ist, obwohl er selbst keine praktische Arbeit zu leisten vermag, ausreichend, um die Selbstentladung der Batterie zu kompensieren.

Die Anode 9 der Atomzelle kann aus jedem üblichen elektrischen Leitmaterial bestehen. Metalle wie Kupfer, Nickel, Aluminium sind insbesondere für diesen Zweck verwendbar. Der Leiter 11 der Kathode 7 und der Leiter 13 der Anode 9 sind jeweils in der Glasampulle 3 versiegelt.

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Leiter 11 ist ebenfalls in dem Kathodenüberzug 7 eingebettet. Diese Leiter sind zwischen den Polen der Batterie, so wie es die Zeichnung darstellt, parallel geschaltet.

Während des Arbeitens ionisieren die Beta-Strahlen der radioaktiven Isotope die inerten Gase und verursachen einen stetigen Stromfluß durch die Atomzellen und die Batterie. Wegen des Beharrungsvermögens der Atomzellen sind keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen bei normaler Entladung notwendig. An Stelle der Atombatterie 3, die in der Zeichnung dargestellt ist, können auch andere Atombatterien verschiedener Konstruktionen, so wie sie durch den Stand der Technik bekannt sind, Verwendung finden.

So kann beispielsweise die Kathode eine Platte bilden, auf welcher ein Beta-Strahler, beispielsweise Promethium 147, aufgezogen oder elektrisch abgelagert ist. Der Kollektor kann aus gewöhnlichem Metall wie Kupfer, Nickel, Aluminium oder Messing bestehen. In einigen Fällen ist der Emitter von dem Kollektor durch ein festes Dielektrikum getrennt.

Wie bereits ausgeführt ist, wird der Betrag, bei dem die verschiedenen Elektroden eine Selbstentladung erfahren, von einem Batterietyp zum anderen verschieden sein. Bei Silberoxyd-Zink-Batterien mit einer wäßerigen KOH-Elektrolytlösung von etwa 44% wird der tägliche Kapazitätsverlust der Zinkelektrode infolge der Selbstentladung bei etwa 0,1 bis 0,2% liegen. Wenn die zugemessene Kapazität der Zelle beispielsweise 10 Amperestunden beträgt, wird der tägliche Kapazitätsverlust infolge Selbstentladung etwa 0,1 bis 0,2 Amperestunden betragen. In diesem Fall wird die Atombatterie so entwickelt sein, daß sie 0,1 bis 0,2 Amperestunden täglich an die Hauptbatterie liefert. Wenn eine einzelne Atombatterie zur Lieferung der benötigten Strommenge nicht ausreicht, können verschiedene Atombatterien in Serie geschaltet werden.

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur Verhinderung der Selbstentladung von Akkumulatoren und Batterien, insbesondere von alkalischen Silber-Zink-Akkumulatoren, bei welcher an die zersetzbaren Elektroden ein zusätzlicher Strom gleicher Polarität angeschlossen ist, der die Zersetzungsreaktion kompensiert, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Strom einer Atombatterie entstammt, die den Polanschlüssen des Akkumulators parallel geschaltet ist und deren Stromleistung der Zersetzungsreaktion der Elektroden angepaßt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 933 278.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 688/175 9.65 © Bundesdruckerei Berlin