DE1251836B - Primärelement - Google Patents
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTW^ PATENTAMT
Int. Cl.:
Deutsche Kl.:
Nummer:
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Auslegetag:
Aktenzeichen:
Änmeldetag:
Auslegetag:
HOIm
1251 836
E 21276 VI b/21 b
22. Juni 1961
12. Oktober 1967
E 21276 VI b/21 b
22. Juni 1961
12. Oktober 1967
Es ist bekannt, daß bei einer normalen Trockenzelle Zink als Lösungselektrode und Mangandioxyd als
Depolarisator verwendet wird. Das Mangandioxyd ist normalerweise mit Kohle gemischt, und dieses Gemisch
ist um einen Kohlestab herumgepreßt, der als positiver Pol der Trockenzelle dient.
Obwohl die Leclanche-Zelle immer noch weitgehend
Anwendung findet, haben sich für bestimmte Zwecke mehrere Nachteile ergeben. Beispielsweise ist in Anwendungsfällen,
in denen ein geringstmögliches Gewicht erforderlich ist, der Mangandioxiddepolarisator
je Einheit des abgegebenen Stroms verhältnismäßig schwer.
Aufgabe der Erfindung ist die Aufrechterhaltung einer in höherem Maße konstanten Entladespannung
und die Verringerung des Gewichts des Depolarisators solcher Zellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Primärelement mit einer Lösungselektrode aus Zink
oder Magnesium, einem Elektrolyten, einer positiven Kohleelektrode und einem Depolarisator, welches
dadurch gekennzeichnet ist, daß der Depolarisator aus Hydroxylamin oder einem Salz des Hydroxylamins
besteht, gelöst.
Zellen, bei denen dieser Depolarisator verwendet wird, haben eine verhältnismäßig konstante Entladespannung.
Außerdem ist Hydroxylamin ein Depolarisator von verhältnismäßig geringem Gewicht, da
Mangandioxyd das Mehrfache des Gewichts von Hydroxylamin, bei einer äquivalenten Menge des
Reaktionsteilnehmers, hat.
In den nachstehend angeführten Versuchen wurde das Hydroxylamin dem Elektrolyten in Form von
Hydroxylaminhydrochlorid zugesetzt. Das Hydroxylamin kann der Zelle auch in reiner Form oder in Form
von anderen Salzen oder Derivaten von Hydroxylamin zugeführt werden. Es kann entweder dem Elektrolyten
zugesetzt oder mit der Kohleelektrode vereinigt werden. Es ist wichtig darauf zu achten, daß das Hydroxylamin
(NH2OH) an der positiven Elektrode der Zelle verfügbar ist.
Primärelement
Anmelder:
Engelhard Industries, Inc.,
Newark, N.J. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Pienzenauer Str. 28
Als Erfinder benannt:
Johann G. E. Cohn,
Anna P. Hauel, West Orange, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Juni 1960 (39 289)
Zur Prüfung von Depolarisatoren ist es üblich, die Reaktion von der an der Lösungselektrode stattfindenden
Reaktion zu isolieren. Außerdem wird der Strom durch die Zelle vorzugsweise mit einer konstanten
Stromstärke hindurchgeleitet. Bei den vorliegenden Beispielen wird ein konstanter Stromfiuß von 15 Milliampere
dadurch aufrechterhalten, daß eine Gleichstromquelle und ein veränderlicher Widerstand in den
Stromkreis geschaltet werden und der Widerstand eingestellt wird.
Bei den nachstehenden, teilweise unter Verwendung von Hydroxylamin als Depolarisator durchgeführten
Versuchen wurden in jedem Falle die Betriebsminuten vom Schließen des 15-Milliampere-Stromkreises an
gerechnet. Die Prüfbedingungen für vier Beispiele sind in der nachfolgenden Tabelle I gegeben:
ZeUeA | ZeUeB | keiner Kohle Zink |
ZeUeC | ZeUeD | |
Depolarisator Positive Elektrode Lösungselektrode |
3 g NH2OH Kohle Zink |
3 g NH2OH Kohle Mg |
keiner Kohle Mg |
709 677/140
Tabelle I (Fortsetzung)
Zelle A | ZeUeB | Zelle C | ZeIIeD | |
Elektrolyt | 60 ecm einer wäßri gen Lösung, enthal tend je Liter 200 g ZnCl8, 250 g NH4Cl und den Depolari sator |
60 ecm einer wäßri gen Lösung, enthal tend je Liter 200 g ZnCl8, 250 g NH4Cl |
60 ecm einer wäßri gen Lösung, enthal tend je Liter 25OgMgBr2OH2O und den Depolari sator, gesättigt mit Mg(OH)2 |
60 ecm einer wäßr; gen Lösung, enthal tend je Liter 250 g MgBr2OH2O, gesättigt mit Mg(OH)2. |
Betriebstemperatur, 0C | 28 | 28 | 28 | 28 |
Konstante Stromstärke, Milliampere |
15 | 15 | 15 | 15 |
In den Beispielen A und C ist unter dem Gewicht von Hydroylamin das Gewicht des Hydroxylamins zu
verstehen, das im Hydroxyaminhydrochlorid enthalten ao ist, welches dem Elektrolyten, wie vor angehend erwähnt,
zugesetzt wurde. Der Elektrolyt für Beispiel A war geringfügig sauer (etwa pH 5) und der für Beispiel C
war basisch (etwa pH 8,5.)
Bei den Reaktionen der Beispiele A und C wird das as
Metall oxydiert und das Hydroxylamin reduziert. Die durch diese Reaktionen erzeugte Energie ist als Elektrizität
nahezu in gleicher Weise wie im Falle der vorangehend beschriebenen Leclaache-Zelle verfügbar.
Tabelle II zeigt die Spannung der positiven Elektrode
für die in Tabelle I beschriebenen Prüfbedingungen. Die Beispiele B und D sind KontroUbeispiele und
beziehen sich auf Prüfungen, bei welchen kein Depolarisator verwendet wurde;
35
Minuten | Spannung der positiven Elektrode (Volt) |
ZeIIeB | ZeUeC | ZeIIeD |
kumulativ | ZeIIeA | -0,145 | +0,086 | -0,325 |
30 | +0,126 | -0,236 | +0,003 | -0,541 |
60 | +0,064 | -0,031 | -0,703 | |
90 | +0,033 | -0,041 | -0,811 | |
120 | +0,019 | -0,061 | -0,898 | |
180 | -0,020 | -0,090 | -0,939 | |
240 | -0,090 | -0,122 | -0,939 | |
300 | -0,164 | -0,174 | ||
360 | -0,253 | -0,255 | ||
420 | -0,325 |
45
Die Spannung ist in üblicher Weise in Volt ausgedrückt, welche den Spannungsunterschied zwischen
der positiven Elektrode und einer Bezugswasserstoffelektrode
darstellt. Die Messungen wurden zwischen der positiven Elektrode und einer handelsüblichen
Kalomelbezugselektrode durchgeführt, worauf die Kalomelablesungen dann in Normal-Wasserstoffpotentiale
umgerechnet wurden.
Die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Hydroxylafflindepolarisators
gegenüber einem MnO2-Depolarisator
in Gegenwart eines alkalischen Elektrolyten ergibt sich aus einem Vergleich der Zelle C, welche
eine geringe Spannungsabnahmegeschwindigkeit in Gegenwart eines Elektrolyten von einem pH-Wert von
8,5 istigt, mit einem MnO2-Depolarisator von gleichem
pH-Wert. Der letztere Depolarisator wurde in einer Zelle mit einer Kohleelektrode, einer Magnesium-Lösungselektrode
und einem Magnesiumbromidelektrolyten geprüft. Es wurde ein Abfall des Potentials der
positiven Elektrode von +0,3 Volt 1 Stunde nach dem Einschalten der Zelle in den Stromkreis auf —0,7 Volt
aach dem Zeitraum von 4l/a Stunden festgestellt. Im
Gegensatz dazu hatte die Zelle C ein Potential der positiven Elektrode nach einer Stunde voa 0 Volt und
nach 41Z2 Stunden von —0,1 Volt. Hydroxylamin ist
daher dem Mangandioxyd als Depolarisator unter den alkalischen Efektrolytbedmgungen klar überlegen.
Claims (5)
1. Primärelement mit einer Lösungselektrode aus Zink oder Magnesium, einem Elektrolyten, einer
positiven Kohleelektrode und einem Depolarisator, dadurch gekennzeichnet, daß der
Depolarisator aus Hydroxylamin oder einem Salz des Hydroxylamins besteht.
2. Primärelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Depolarisator im Elektrolyten gelöst ist.
3. Primärelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Depolarisator in der Kohleelektrode
enthalten ist.
4. Primärelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt Zinkchlorid
oder Magnesiumchlorid enthält.
5. Primärelement nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt alkalisch ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 836 645.
USA.-Patentschrift Nr. 2 836 645.
709 677/140 10.67 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US39289A US3080444A (en) | 1960-06-28 | 1960-06-28 | Electric cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1251836B true DE1251836B (de) | 1967-10-12 |
Family
ID=21904683
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DENDAT1251836D Pending DE1251836B (de) | 1960-06-28 | Primärelement |
Country Status (3)
Country | Link |
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US (1) | US3080444A (de) |
DE (1) | DE1251836B (de) |
GB (1) | GB926593A (de) |
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Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2589635A (en) * | 1945-03-13 | 1952-03-18 | Polytechnic Inst Brooklyn | Electrochemical process |
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-
1960
- 1960-06-28 US US39289A patent/US3080444A/en not_active Expired - Lifetime
-
1961
- 1961-06-26 GB GB23047/61A patent/GB926593A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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