DE1209181B - Akkumulator - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21b-25/01

Nummer: 1 209 181

Aktenzeichen: K 44168 VI b/21 b

Anmeldetag: 4. Juli 1961

Auslegetag: 20. Januar 1966

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Akkumulator, insbesondere ein Akkumulator hoher Leistung, der nach einem völlig neuen und von den bekannten Batterien abweichenden Prinzip konstruiert wurde.

Bisher wurden Akkumulatoren vom sogenannten Blci-Säuretyp und solche vom sogenannten alkalischen Typ in Vorsehlag gebracht. Beim Bleiakkumulator nimmt das vn der Kathode beim Entladen entstehende Material die chemische Form von Bleisulfat (PbSO₄) an, ein Produkt, das durch die Oxydation des aktiven Materials oder des an der Kathodenplatte haftenden Blcischlammes entsteht. Beim sogenannten alkalischen Akkumulator hingegen besteht das Entladungsprodukt an der Kathode aus Eisen- oder Cadmiumhydroxyd, das sich durch Oxydation des aktiven Materials sehr rasch an der Kathode bildet. Alie diese aktiven Stoffe werden durch das Aufladen reduziert und so wieder in den geladenen Zustand versetzt. Die eben genannten Batterietypen haben jedoch Nachteile, die einmal darin bestehen, daß Wasser bei der Elektrolyse zerfällt, was zu Oxydation und Reduktion der beiden Elektroden führt, daß ferner Gase an den beiden Elektroden frei werden, was ein Ansteigen des inneren Widerstandes der Batterie durch Polarisation zur Folge hai, und schließlich, daß während des Entladens die durch das Freiwerden von Gasen bedingte Polarisation zunimmt, was bei Stromleistung die Leistungsfähigkeit der Batterie herabmindert.

Gerade im Hinblick auf diese eben genannten, bei den bekannten Akkumulatoren auftretenden Nachteile wurde der Akkumulator gemäß Erfindung entwickelt, der nach einem neuen und sich von den bekannten Akkumulatoren grundsätzlich unterscheidendem Prinzip arbeitet. Hierbei wird der durch Wechsel der physikalischen Phase des Materials verursachte Energietausch im Verlaufe des Entladungsvorganges zwischen flüssiger und fester Phase als zusätzliche elektromotorische Kraft ausgenutzt, während gleichzeitig die Bewegung der festen Phase in der elektronischen Lösung, d. h. die Kataphorese des Sols dazu benutzt wird, den Metabolismus des aktiven Materials, wie nachstehend noch dargelegt wird, zu bewirken. Der Akkumulator gemäß Erfindung nutzt den Vorgang, bei dem das aktive Material sich zu den entsprechenden Gegenelektroden bewegt, dazu aus, um während des Ladens und Entladens eine metabolische Wirkung durchzuführen. Die besonderen Verbesserungen des erfindungsgemäßen Akkumulators im Vergleich mit bekannten Akkumulatoren sind folgende: (1) Herstellung von Akkumulatoren mit einem stark reduzierten inneren Widerstand, der unabhängig ist von der Stromleistuns.

Akkumulator

Anmelder:

.Tiro Konishi, Tokio

Vertreter:

Dr. Dr. J. Reitstötter und Dr.-Ing. W. Bunte,
Patentanwälte, München 15, Haydnstr. 5

is Als Erfinder benannt:
Jiro Konishi, Tokio

(2) Herstellung von Akkumulatoren mit einer doppelten oder sogar mehrfachen Leistung im Hinblick auf Volumen und Gewicht.

(3) Die neuen Akkumulatoren haben eine längere Lebensdauer als die bekannten alkalischen Batterien, unabhängig von der Anwesenheit von Alkalisalzen der Schwefelsäure oder schwefligen Säure, von denen man glaubte, daß sie die herkömmlichen alkalischen Akkumulatoren, die eine stark alkalische Lösung als Elektrolyt benutzen, bedrohlich beeinträchtigen. Das heißt im erfindungsgemäßen Falle, daß, nachdem ein Material wie Magnesium als aktives Material benutzt wird, dessen Neigung zur Ionenbildung größer ist als die Ionisationstendenz des Plattenmaterials, die durch den Ladestrom herbeigeführte Elektrolyse keine Oxydation, die zur Korrosion der Platte führt, bewirkt.

(4) Magnesium, das bisher bei den herkömmlichen Akkumulatoren in der Herstellung nicht verwendet werden konnte, kann nunmehr wirkungsvoll in einer stark alkalischen Lösung eingesetzt werden.

Die nun folgende Beschreibung dient der Darlegung der Arbeitsweise, auf die sich die Erfindung gründet. Gemäß Erfindung (vgl. die Zeichnung) schlägt sich das aktive Material M der Kathode auf der Kathodenplatte JV (negative Elektrode) nieder und wird durch diese im Verlauf der Ladung, da sie elektrischleitend ist, absorbiert, während beim Entladen das aktive Material M ionisiert und aus der Kathode N herausge-

509 779/157

3 4

löst wird, wobei sich zuerst ein Entladungsprodukt MX begründet ist. Der Miederschlag auf der Kathode wird bildet, das später einen Ionenaustausch sofort reduziert durch den Ladestrom auf der Katho-, denseite. Es bildet sich kathodenaktives Material oder Μλ τ-1 KUH. -> M(UH)₂ + K₂X Metall, das während der Ladung wirksam ist. Das mit der elektrolytischen Lösung, z. B. KOH, zwischen 5 kathodenaktive Material ist von Natur aus im Elektroden Elektroden bewirkt und schließlich in die feste tyt der Zelle unlöslich.

Phase übergeht. Diese feste Phase absorbiert flüchtige, Mit anderen Worten, beim erfindungsgemäßen Vorfrei gewordene Anionen X~, die sich während des gang in der Zelle wandert das Metall an der Kathode Ionenaustausches im Elektrolyt gebildet haben, um während der Entladung in der oxydierten Form der eine negative Ladung zu haben, dabei bilden sich io Metallverbindung zur Anodenplatte und schlägt sich negative lyophobe Solpartikeln [M(OH)₂] in Gestalt dort nieder. Beim Aufladen hingegen wird die Metalieiner festen Phase. Die elektrolytische Lösung dient verbindung an der Anode reduziert und wandert zur dabei als Disperisonsmedium. Kathodenplatte in Gestalt des Metalls und schlägt sich

Da sich die feste Phase fortschreitend und korre- als Metall auch nieder.

spondierend mit dem Entladestrom entwickelt, wird 15 Bei der Akkumulatorenbatterie gemäß Erfindung sie fortlaufend einer Abstoßung der gleichen Ladung werden also ein Metall und eine Verbindung des unterworfen, was eine aktive Kataphorese zur Folge gleichen Metalls, wie z. B. Magnesium und Magnehat. Die feste Phase wird zur Anode P (positive Elek- siumhydroxyd, zur Herstellung der Batterie verwendet, trode) hinbewegt und schlägt sich an der Anodenplatte bei der, im Verlauf des Aufladens, das Magnesiumnieder. Erfindungsgemäß wird ein geeignetes Metall, 20 hydroxyd reduziert und metallisches Magnesium als z. B. ein Erdalkalimetall, wie Magnesium oder Beryl- aktives Material der Kathode gebildet wird, das sich lium, als aktives Material für die Kathode verwendet, an der Kathode niederschlägt.

das mit einer Elektrolytlösung zusammenarbeitet, die, Beim Entladen wird dagegen das metallische Magne-

was ihre Zusammensetzung betrifft, geeignet ist, den sium an der Kathode oxydiert und schlägt sich in

obengenannten Effekt sicherzustellen. Dies ist bei- 25 Gestalt einer Magnesiumverbindung, z. B. MgO, an

spielsweise eine Lösung aus Natriumhydroxyd (NaOH) der Anode nieder — sie wird während der Entladung

oder Kaliumhydroxyd (KOH), die mit Natrium- oder aktives Material der Anode. Auf diese Weise wechseln

Kaliumsalz einer Schwefel-, Halogen- oder Phosphor- Metall und Metallverbindung ständig in ihrer chemi-

sauerstoffsäure, z. B. K₂SO₄, K₂SO₃, KClO, NaClO₃, sehen Zusammensetzung, und gleichlaufend damit

K₂HPO₄ u. dgl., abgesättigt ist. Das Ergebnis ist, daß 30 wechseln das Material der Kathode und das aktive

das Metall, welches das aktive Material der Kathode Material der Anode ständig ihre Position, indem sie

bildet, auf Grund der Entladung herausgelöst wird, beim Aufladen von der Anode zur Kathode und

sich ein Metallsalz bildet, das im Elektrolyt der Zelle während des Entladens von der Kathode zur Anode

wiederum feste Partikeln bildet, dabei eine wirksame wandern.

Kataphorese durchführt, und daß schließlich die zur 35 Die vorstehend beschriebene Wirkungsweise des

Anode sich hinbewegenden Partikeln auf dieser nieder- Akkumulators wird an Hand einer schematischen

geschlagen werden und dort das aktive Anoden- zeichnerischen Darstellung näher erläutert,

material bilden. Es bedeutet M ein positives Metall (Magnesium,

Ein ähnlicher Vorgang spielt sich beim Aufladen ab. Beryllium), X ein negatives Ion (wie SO₃—, SO₁—), Das aktive Material M an der Anode P, d. h., das 40 1 leitende Grundplatte (z. B. Stahl), 2 Legierungs-Material, das sich während des Entladens dort nieder- schicht (z. B. Fe-Zn), 3 aktives Material der Kathode, geschlagen hat, wird von der Anodenplatte wegbewegt, 4 leitendes Grundmaterial (z. B. poröser Körper für wandert zur Kathode N und schlägt sich dort nieder, Ni + C), 5 Sauerstoff, 6 aktives Material der Anode, und zwar durch Oxydation, die durch die elektroly- Als Elektrolyt wird eine wässerige Lösung genannt, tische Wirkung des Ladestromes auf der Anodenseite 45 die KOH und K₂X enthält.

Entladung
Kathode

Aktives Material geht in Lösung:
M -> M⁺⁺ + ee

M++ + X— = MX (Entladungsprodukt)

MX + 2 KOH = [M(OH)₂] + K₂X .,, (Vereinigung aus Ionenaustausch)

(feste Phase)
[M(CH)₂] + e = [M(OH)₂]-

Anode Auf ihr schlägt sich zugewandertes [M(OH)₂]⁴-

Die feste Phase [M(OH)₂]- wandert zur Anode unter Zerfall (MO + H₂O) nieder, wobei die

und schlägt sich dort nieder, wobei unter Zerfall ^6o Metallverbindung (MO) zum aktiven Material

(MO + H₂O)^ ^e die Metallverbinduna MO als der Kathode reduziert wird,

aktives Anodenmaterial gebildet wird. Die Batterie gemäß Erfindung unterscheidet sich

also bedeutsam von den Batterien bekannter Art, und

Ladung _zwar durch folgende Tatsachen:

Anode ⁵5 (a) Beim Akkumulator gemäß Erfindung ver-

₊ sehwindet während der Entladung das kathodenaktive

M ■ + λ -*- Μλ Material von der Kathodenplatte. Diese Tatsache

MX + 2 KOH -*■ M(OH)₂ -r K₂X stellt einen grundsätzlichen Unterschied dar gegenüber

dem Bleiakkumulator und dem alkalischen Akkumulator. Das dort infolge der Entladung an der Kathode sich bildende Material verbleibt nämlich —■ bei diesen bekannten Batterien — an der Kathodenplatte, und zwar beim Bleiakkumulator in Gestalt von Bleisulfat und beim alkalischen Akkumulator als Cadmiumhydroxyd.

(h) Infolge des Verschwindens von der Kathodenplatte ■— gemäß Erfindung — bewirkt das Eiitbdungsprodukt zusammen mit dem Elektrolyt einen Ionenaustausch, es bildet sich eine feste Phase, die die flüchtigen, während des lonenaustausches frei gewordenen Ionen absorbiert und negativ geladen werden kann, und löst, durch die Abstoßung der gleich geladenen, im elektrischen Feld zwischen den Elektroden verschiedenen Potentials während des Entladens an der Kathode sich bildenden Festphase, eine starke Kataphorese aiis. Die Partikeln der festen Phase werden folglich sofort zur Anodenplatte bewegt und schlagen sich dort nieder, während beim Akkumulator mit alkalischer Zinkoxydlösung das bei der Entladung entstehende Produkt (ZnO) als ZnOKOH in KOH gelöst ist.

(c) Da bei der erfindungsgemäßen Batterie, als aktives Material das bereits erwähnte Metall und seine Metallverbindung, ein Erdalkalimetall wie Magnesium, wirkungsvoll verwendet werden kann — ein MeIaIl, das bei den bekannten Batterien gar nicht eingesetzt werden konnte —, ergibt sich für die erfindungsgemäße Batterie eine bedeutende Leistungsverbesserung, was Volumen und Gewicht der Batterie betrifft,

(d) Infolge des erfindungsgemäßen Vorganges in der Zelle kann die Leistung der Batterie noch zusätzlich dadurch gesteigert werden, daß der Energieaustausch des von der flüssigen zur festen Phase wandernden Entladungsproduktes als elektrische Energie zu der elektromotorischen Kraft der Zelle hinzukommt.

Aus diesem Grund können die verschiedenen eingangs der Beschreibung unter (1), (2), (3) und (4) genannten Effekte in die Tat umgesetzt werden. Für die Herstellung der elektrolytischen Lösung der Zelle, der Gestaltung der Elektrodenplatten und des gemäß E rfi nd ungsprinzips brauch baren Aktivmaterials müssen folgende Bedingungen erfüllt werden:

1. Bedingung ist, daß die elektrolytische Lösung chemisch mit den aktiven Materialien nicht reagiert und diese aktiven Stoffe in der elektrolytischen Lösung nicht- oder nur schwerlöslich sind. Die Lösung muß außerdem die Eigenschaft aufweisen, daß sie während des Entladens den Ionenaustausch mit dem Entladungsprodukt bewirkt und so das letztere in die feste Phase überführt. Eine solche Elektrolytlösung kann sowohl sauer als auch neutral, aber auch basisch sein, sofern nur die beschriebene Festphase flüchtig als lyophobes Sol bestehen kann. Der elektrolytischen Lösung kann man außerdem eine kleine Menge elektrolytischen Materials zufügen, wie ein Kalium- oder Natriumsalz einer Schwefel-, einer Halogen- oder Phosphorsauerstoffsäure, z. B. K₂SO₄, K₂SO₃, KClO, KC10_:i, K₂HPOj, K₃PO₄. Dieses Elektrolytmaterial bewirkt eine geringe Lösung der Elektrodenteile, ist aber in der Lage, mit einer sehr kleinen Menge, z. B. l°/₀ oder weniger der Elektrolytlösung, diese abzusättigen und besitzt die für die Entladung notwendigen Anionen.

Im Zeitpunkt der Entladung wird nämlich ein ionenbildender Stoff, z. B. K₂SO₄, der in kleiner Menge in der elektrolytischen Lösung enthalten ist, beispielsweise einer KOH- oder NaOH-Lösung, als Quelle für das elektrolytische Dissoziation-Anion benutzt, das, z. B. SO,", korrespondierend mit der Entladung, mit der Ionisation des kathodenaktiven Materials, ein Entladungsprodukt, z. B. MgSO₄, zusammen mit dem genannten Material bildet. Der Ionen bildende Stoff kann regeneriert werden, wenn gleichzeitig mit dem Entstehen des Entladungsproduktes dieses Produkt

ίο von der flüssigen zur festen Phase übergeführt wird, und zwar durch den zwischen Entladungsprodukt und dem Hauptbestandteil der elektrolytischen Lösung — z. B. irn obengenannten Teil KOH oder NaOH — stattfindenden Ionenaustausch. Die Folge ist, daß der

ig Ionen bildende Stoff in kleinsten Mengen ausreichend ist.

Als Beispiel für eine elektrolytische Lösung gemäß Erfindung möge das folgende dienen:

Man kann z. B. eine stark alkalische Lösung mit Magnesium als kathodenaktivem Material anwenden. Man kann bei einer stark alkalischen Elektrolytlösung eine Lösung aus Kaliumhydroxyd (KOH) anwenden, der Kaliumsulfat (K₂SO₄) in einer Menge zugesetzt wird, die ausreicht, um die Lösung bei Zimmertemperatur abzusättigen. Üblicherweise ist es eine 25%ige Kaliumhydroxydlösung, der die entsprechende Menge K₂SO₄, in einer beispielsweise etwa 0,43 Gewichtsprozent der Lösung betragenden Menge zugesetzt wurde.

Die genannte elektrolytische Lösung kann aber auch mit NaOH und, entsprechend, Na₂SO₁ erstellt werden. Außerdem kann an Stelle von Na₂SO₄ jedes Salz einer Schwefelsauerstoffsäure treten. Dort, wo ein säurefestes, elektrisch leitendes Material für die Akkumulatorenplatte verwendet wird, kann man mit Natriumhydrosulfat gesättigtes Wasser als Dispersionsmedium anwenden. Die gleiche Wirkung wird erzielt, wenn man ein Salz einer Halogen- oder Phosphorsauerstoffsäure benutzt.

2. Sowohl die Anoden- wie die Kathodenplatte sollte so beschaffen sein, daß sie fähig ist, das aktive Material zu absorbieren oder völlig verschwinden zu lassen und sich in der elektrolytischen Lösung nicht löst, dies besonders dann, wenn eine Anodenplatte Verwendung findet, die hochabsorbierend und porös ist, und aus gepulvertem Material besteht oder eine sogenannte Sinterplatte ist.

Beispiele, sowohl für die Beschaffenheit der erfindungsgemäßen Anodenplatte als auch für die Kathodenplatte, werden im folgenden Text gebracht:

Anodenplatte

{a) Als Anode kann in einer alkalischen elektrolytischen Lösung eine nickelplattierte Stahlplatte verwendet werden, die absorbierend wirkt und deren Taschen mit Graphit oder Nickelhydroxyd oder einer Mischung aus beiden gefüllt sind.

(b) Als Platte kann Verwendung finden ferner eine solche, die dadurch hergestellt wurde, daß man Graphit oder Nickelhydroxyd oder eine Mischung aus beiden Stoffen, als adsorbierendes Material auf einer schwammigen, gesinterten Nickelpulvermasse niederschlägt bzw. in diese einfüllt.

(c) Als Anode in einer neutralen oder sauren elektrolytischen Lösung kann eine Platte verwendet werden, die dadurch hergestellt wurde, daß man eine Elektrode, die aus einer Bleilegierung oder Kohle besteht, in eine aus Ebonit, anderen Kunst-

stoffen oder Glasfaser bestehenden Röhre einsetzt und den Raum rund um die Elektrode mit Bleioxyd, Mangandioxyd, Graphit oder Graphit und Bleioxyd oder Graphit und Mangandioxyd ausfüllt.

Kathodenplatte

Handelt es sich z. B. um eine Batterie, bei der als Elektrolyt eine stark alkalische Lösung und als kathodenaktives Material Magnesium Verwendung finden soll, so kann man eine perforierte Stahlplatte oder ein Gitter aus Stahl benutzen, das, um die Entladung des aktiven Materials zu erleichtern, oberflächenbehandelt wurde. Diese Oberflächenbehandlung kann in der Weise erfolgen, daß man über die Stahloberfläche Zink verteilt und so eine Zink-Eisen-Legierung bildet, oder die Stahloberfläche wird mit Nickel plattiert, und Magnesium wird auf der Nickelschicht verteilt, so daß sich eine Nickel-Magnesium-Legierungsschicht ergibt, oder Zink wird auf der Nickelschicht fein verteilt, so daß eine Schicht aus Nickel-Zink-Legierung entsteht. Der gleiche Effekt, der — wie eben beschrieben — durch Überziehen des Stahles mit einer Legierungsschicht erzielt wird, kann übrigens auch dadurch erreicht werden, daß man vorher in der alkalischen Lösung eine kleine Menge Zinkoxyd auflöst. Das Zink schlägt sich nämlich bei der ersten Entladung auf dem Wege der Elektrolyse auf der Stahloberfläche nieder und bildet so einen Überzug.

Wird nämlich Magnesium unmittelbar auf die Stahloberfläche aufgebracht, so besteht die Gefahr, daß sich infolge örtlicher Zellenbildung das Magnesium abschält oder abblättert. Wird die Zinkschicht aber auf die Stahloberfläche aufgebracht, so wird das Abblättern verhindert, weil der Spannungsunterschied usw. herabgesetzt wird.

Bei Verwendung einer sauren elektrolytischen Lösung für die Zelle kann die Elektrodenplatte aus einem Bleiblech oder einer bleiüberzogenen Stahlplatte, die mit einer Schicht aus Bleiamalgam gedeckt ist, bestehen.

Beispiel 1
Anode und Anodenflächen

45

Eine Mischung aus 100 Gewichtsteilen Nickelpulver und 10 Teilen Graphitpulver wird mit 2 Teilen Stearinsäure und 2 Teilen Zinkstearat als Bindemittel und 2 Teilen Nickelhydroxyd vermischt. Das Gemenge wird durch Pressen zu Platten oder Flächen verformt, worauf diese bei einer Temperatur von 1100 "C 3 Stunden lang versintert werden, wodurch poröse Platten entstehen. Diese poröse Platte wird in einen nickelplattierten Stahl-Rahmen eingesetzt und ergibt die Anode. Gegebenenfalls können die Poren der Platte mit einem oxydierbarem Material, wie Nickelhydroxyd oder Quecksilber, imprägniert werden. Die anschließende Oxydierung erfolgt im Wege der Elektrolyse in einer alkalischen elektrolytischen Lösung.

Die auf diese Weise entstandene Anodenplatte wird zuerst in Lösung aus Magnesiumsulfat und dann in eine solche aus Natriumhydroxyd eingetaucht oder aber in ähnlicher Weise so behandelt, daß sich das Magnesiumhydroxyd als anodenaktives Material niederschlägt oder sich als Füllung in die Platte einbaut. Es entsteht eine Anode im Zustand der Entladung.

Kathode und Kathodenplatte

Ein mit Perforierungen versehenes Eisenblech oder ein netzförmiges Stahlgitter wird mit einer Schicht überzogen, die entweder aus einer Zink-Eisen-Legierung oder einer Nickel-Zink-Legierung oder einer Nickel-Magnesium-Legierung besteht oder auf irgend eine andere Weise oberflächenbehandelt ist, damit sich kathodenaktives Material niederschlagen kann und so eine Kathode entsteht. Es entsteht eine entladene Kathode.

Als Elektrolyt wird eine Lösung verwendet, die dadurch hergestellt wurde, daß man eine 25°/_oige wäßrige Lösung aus Kaliumhydroxyd bzw. Natriumhydroxyd bei Zimmertemperatur mit Kalium- oder Natriumsalz einer Schwefelwasserstoffsäure absättigt.

Hat man nun Anode, Kathode und Elektrolytlösung vereinigt und fließt Ladestrom durch die Zelle, so wird das anodenaktive Material in Form von Magnesiumhydroxyd oxydiert, bildet flüchtige, feinverteilte feste Partikeln, diese feste Phase wird von der Anode abgestoßen und wandert zur Kathode. Auf der Kathode wird diese Phase niedergeschlagen und sofort zu metallischem Magnesium reduziert, das auf der Kathode als kathodenaktives Material verbleibt.

Wird nun entladen, so wird dieses kathodenaktive Material, metallisches Magnesium, ionisiert und löst sich spontan heraus. Es verbindet sich z. B. mit dem Schwefelsäuresalz der elektrolytischen Lösung, es bildet sich ein Entladungsprodukt, wobei gleichzeitig ein Ionenaustausch mit dem Kaliumhydroxyd bzw. Natriumhydroxyd der elektrolytischen Lösung bewirkt wird. Das Produkt wird zu Magnesiumhydroxyd in fester Phase umgesetzt. Diese feste Phase wird negativ geladen, setzt sich in ein negatives Sol um, bewirkt die Kataphorese und schlägt sich unmittelbar darauf als anodenaktives Material an der Anode nieder. Man erhält den Entladungszustand.

Die Partikeln des negativ geladenen Sols entstehen als unmittelbare Folge des Entladevorganges. Die vorher gebildeten Partikeln werden also abgestoßen als Folge der gleichen elektrischen Ladung, die bei den neugebildeten Partikeln vorliegt, und bewirken eine verstärkte kataphoretische Bewegung. Da andererseits die Elektroosmose der elektrolytischen Lösung der Zelle in Zusammenhang mit der Kataphorese wirksam wird, wird die Elektroosmose der Lösung, die die für die Entladung notwendigen aktiven Ionen enthält, aktiviert, während der Metabolismus des Entladungsproduktes nach Abschluß der Entladung angeregt wird. Es ist also klar erkennbar, daß dieses Phänomen konträr zum Polarisationsvorgang der alten Zelle sich abspielt, der innere Widerstand der Batteriezelle nimmt nicht zu, sondern wird herabgesetzt.

Im vorliegendem Falle beträgt bei offenem Stromkreis die Spannung an den Polen 2,05 Volt und mehr, die durchschnittliche Entladespannung liegt bei annähernd 1,85 Volt.

Beispiel 2

Man verwendet eine nickelplattierte und perforierte Stahlplatte, deren Taschen mit Graphit in Pulverform ausgefüllt sind. Man läßt Magnesiumhydroxyd oder eine andere unlösliche Magnesiumverbindung, wie Magnesiumsulfid oder Magnesiumoxyd, absorbieren oder füllt damit auf. Man erhält eine Anode im entladenen Zustand. Eine Eisen- oder Stahlunterlage wird mit einer Blei-Eisen-Legierung, die an der

10

Oberfläche amalgiert ist, überzogen, und man erhält eine als Kathode verwendbare Platte. Als Elektrolyt verwendet man eine 10%ige wäßrige Lösung von Kaliumhydroxyd, die bei Zimmertemperatur mit Kaliumhydrosulfit K₂S₂O₁ abgesättigt wurde. Ladet man eine solche Batterie auf, so beträgt die Polspannung bei offenem Stromkreis 1,95 Volt und darüber, die durchschnittliche Entladespannuns beträst etwa 1,82 Volt.

Beispiel 3

Man läßt eine poröse, gesinterte Nickelplatte Berylliumhydroxyd aufnehmen, wodurch eine Anodenplatte entsteht im entladenem Zustand. Als Kathode dient eine mit einer Zink-Cadmium-Legierung überzogene Stahlplatte. Als elektrolytische Lösung wird eine 10%ige wäßrige Lösung aus Kaliumhydroxyd, die bei normaler Temperatur mit Kaliumsulfit gesättigt wurde, verwendet. Anode, Kathode und Elektrolyselösung bilden eine Batterie. Spannung an den Polen — offener Stromkreis — 1,45 Volt und darüber, Entladespannung etwa 1,20 Volt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Akkumulator mit Magnesium- oder Berylliumelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine konzentrierte Alkali-

hydroxydlösung ist, welche sehr geringe Mengen von Alkalisalzen einer Schwefel-, Phosphor- oder Halogensauerstoffsäure enthält, die positive Elektrode aus einem nickelplattierten Stahlblech besteht und im aufgeladenen Zustand die negative Elektrode als aktiven Stoff Magnesium oder Beryllium aufweist, welches auf einem perforiertem Stahlblech niedergeschlagen ist, während im entladenen Zustand das an der negativen Elektrode gebildete Metallhydroxyd durch Kataphorese an der positiven Elektrode abgeschieden ist.

2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als positive Elektrode dienendes nickelplattiertes Stahlblech Hohlräume aufweist, die mit Graphit-, Nickelhydroxyd- oder Nickelpulver bzw. einem Gemisch dieser Pulver oder mit einem Graphit-, Nickelhydroxyd- und Nickelpulver enthaltenden gesinterten Produkt gefüllt sind.

3. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als negative Elektrode dienendes perforiertes Stahlblech mit einer Schicht aus einer Legierung von Zink—Eisen, Zink—Nickel oder Magnesium—Nickel versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 078 143.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 779/157 1.66 © Bundesdruckerei Berlin