DE1284496B - Elektrisches Fuellelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Füllelement mit einem den Plattensatz enthaltenden Innenbehälter, der unten mit einer Eintrittsöffnung für eine Füllflüssigkeit und oben mit einer Entlüftungsöffnung versehen und von einem eine obere Einfüll- S Öffnung aufweisenden Außenbehälter umgeben ist.

Es ist bekannt, Trockenelemente, die einen Kohlepol, eine diesen umgebende Puppe, einen die Puppe umgebenden, in ein trockenes Kolloid gehüllten Elektrolyten und einen den Elektrolyten umschließenden Zinkbecher enthalten, der oben mit einer Isoliermasse verschlossen ist, durch eine im Becherboden vorgesehene Füllöffnung mit Wasser zu füllen, das seinen Weg von der Füllöffnung durch die Puppe zum Elektrolyten nehmen muß. Die vom Wasser verdrängte Luft kann durch ein Entlüftungsröhrchen entweichen, das den Isoliermasseabschluß durchsetzt (deutsche Patentschrift 400 386).

Es ist ferner aus der deutschen Patentschrift 103 438 bekannt, nebeneinanderliegende Batteriebehälter durch Öffnungen im Boden dieser Behälter gleichzeitig zu füllen und zu entleeren.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 474 611 ein Trockenelement mit zerstörbarem Elektrolytbehälter bekannt, der im Inneren des Elementes unterhalb der Puppe gelagert ist und bei Inbetriebnahme des Elementes durch einen Stoß von außen geöffnet wird. Der Zellenraum, in dem sich der Elektrolytbehälter befindet, ist dabei mit der Außenfläche der Puppe bzw. des Aufsaugemittels durch Kanäle verbunden, die beispielsweise durch Rillen in der Becherwandung, an der die Puppe bzw. das Aufsaugemittel anliegt, gebildet sind.

Schließlich ist aus der deutschen Patentschrift 111 406 eine Vorrichtung zum Füllen und Entleeren von Batterien bekannt, bei der an den Seitenwänden der die Platten aufnehmenden Behälter schmale, im wesentlichen geschlossene Kammern angeordnet sind, die oben eine nach außen zu einer Füllvorrichtung führende Öffnung und unten eine in das Innere des Behälters führende Öffnung aufweisen.

Füllelemente sollen im ungefüllten Zustand lange ohne Schädigung aufbewahrt werden können, bei Bedarf jedoch in kurzer Zeit einsatzbereit sein. Letzteres ist aber nur dann gewährleistet, wenn sich die Füllflüssigkeit bei der Aktivierung des Elementes rasch und gleichmäßig in diesem verteilt. Bei den bekannten Füllelementen ist dies nicht in ausreichendem Maße gewährleistet.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein lange lagerbares Füllelement anzugeben, das bei Bedarf rasch voll einsatzfähig ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Füllelement der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der oben bis auf die Entlüftungs-Öffnung geschlossene Innenbehälter den Plattensatz bis auf die untere offene Seite umschließt und im Abstand vom Außenbehälter angeordnet ist.

Der Innenbehälter kann starr sein oder aus einem durch eine flexible Folie gebildeten Beutel bestehen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Innenbehälter durch eine um den Plattensatz gewickelte flexible Folie gebildet ist.

Der Innenbehälter kann in bekannter Weise aus einem Werkstoff bestehen, der gegen den Elektrolyten des Elementes beständig ist. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besteht der Innenbehälter dagegen aus einem Werkstoff, der nach dem Füllen des Elementes durch den im Element verwendeten Elektrolyten zerstört wird.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 einen Längs- und einen Querschnitt durch ein Füllelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

F i g. 3 und 4 einen Längs- und Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die Erfindung läßt sich ganz allgemein auf elektrische Zellen anwenden, die durch Einfüllen einer Flüssigkeit kurz vor Gebrauch aktiviert werden, sie eignet sich jedoch besonders für Zellen mit saugfähigen Separatoren, insbesondere wenn diese Separatoren dünn sind und die Platten eine große Ausdehnung besitzen und nahe beieinander liegen.

Die Forderung, eine Zelle lange Zeit aufbewahren und dann durch Einfüllen einer Flüssigkeit schnell gebrauchsfähig machen zu können, wird meistens nur an Primärelemente gestellt oder zumindest in Verbindung mit Zellen, die theoretisch zwar wieder aufgeladen werden können, aber im allgemeinen nicht wieder aufgeladen werden oder die im einzelnen so aufgebaut sind, daß sie sich nicht für eine Wiederaufladung eignen. Ein spezielles Anwendungsgebiet der Erfindung sind daher Silberoxid-Zink-Akkumulatoren.

Die F i g. 1 und 2 zeigen einen solchen Akkumulator, der einen Plattensatz 12 enthält, welcher aus Silberoxid- und Zinkplatten besteht, die sich mit Separatoren abwechseln und durch diese getrennt werden. Die Separatoren können z. B. aus einem saugfähigen Papier oder aus einem ähnlichen vlies- oder filzartigen, blattförmigen Werkstoff bestehen.

Der Plattensatz 12 befindet sich in einem Gehäuse 13, das einen Deckel 14 umfaßt. Er ist außerdem mit Anschlußklemmen 15 versehen, die Öffnungen im Boden des Gehäuses durchsetzen. Die Öffnungen im Boden werden durch Unterlegscheiben und Dichtungen 17 abgedichtet.

Oben am Gehäuse befindet sich eine Einfüllöffnung 18, die mit irgendeiner geeigneten Anordnung zur automatischen Zuführung von Flüssigkeit verbunden sein kann, so daß der Akkumulator im Bedarfsfalle schnell aktiviert werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Plattensatz von einem dünnwandigen Innenbehälter 20 umgeben, der am Boden offen, oben jedoch bis auf ein hochstehendes Entlüftungsröhrchen 21 geschlossen ist und mit engem Abstand um den Plattensatz paßt.

Wenn also durch die Einfüllöffnung eine Flüssigkeit eingelassen wird, fließt sie über die geschlossene Oberseite des Innenbehälters und längs dessen Seiten nach unten, ohne in den Plattensatz eindringen zu können. Unten fließt die Flüssigkeit unter den Plattensatz und steigt dann allmählich nach oben, ohne daß Lufteinschlüsse entstehen, wie es häufig der Fall ist, wenn die Flüssigkeit von oben in den Plattensatz eindringt.

Die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit durch den Plattensatz nach oben steigt, kann durch die Zuführungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit oder durch entsprechend enge Bemessung des Zwischenraumes zwischen dem Innen- und Außenbehälter oder durch entsprechende Bemessung der Entlüftungsöffnung 21 sowie durch eine Kombination dieser Maßnahmen gesteuert werden. Der Plattensatz kann

auf diese Weise schnell und vollständig mit Flüssigkeit gefüllt werden, und die Luft kann entweichen, ohne daß Blasen eingeschlossen werden, auch wenn die Platten nahe benachbart sind und durch dünne Separatoren aus saugfähigem Material getrennt werden.

Wie F i g. 2 zeigt, kann der Plattensatz erforderlichenfalls exzentrisch innerhalb des Außengehäuses angeordnet werden, so daß längs einer Seite ein zusätzlicher Raum gebildet wird, durch den die Flüssigkeit strömen kann.

Der Innenbehälter kann aus irgendeinem geeigneten Werkstoff bestehen. Bei dem in F i g. 1 und 2 dargestellten Beispiel ist der dünnwandige Innenbehälter praktisch starr und besteht aus einem Kunststoff, wie Polystyrol, Polyvinylchlorid oder Polyäthylen, der von dem Elektrolyten nicht angegriffen wird und während der gesamten Lebensdauer des Akkumulators an Ort und Stelle verbleibt.

Der Innenbehälter kann aber auch die Form eines flexiblen Beutels oder einer flexiblen Hülle annehmen, beispielsweise aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid, die über den Plattensatz passen und ebenfalls mit einer geeigneten Entlüftungsöffnung versehen sind, die zwar ein Entweichen der Luft erlaubt, nicht jedoch die Flüssigkeit in das Innere des Beutels eindringen läßt, bevor sie nicht an dessen Seiten zum Boden der Zelle geströmt ist. An die Stelle eines vorgefertigten flexiblen Beutels kann der Plattensatz auch in eine geeignete flexible Kunststoff-Folie so eingewickelt werden, daß er an den Seiten und oben mit Ausnahme einer Entlüftungsöffnung abgedeckt ist.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Material zu verwenden, wie Polyvinylalkohol, das bezuglieh des verwendeten Elektrolyten ausreichend beständig bzw. unlöslich ist, um das Füllen der Zelle auszuhalten, später jedoch durch den Elektrolyten zerstört oder gelöst wird, so daß es verschwindet, nachdem es seinen Dienst getan hat. Bei Zellen, die so ausgelegt sind, daß sie sich erwärmen, wird die Zerstörung beschleunigt.

Das in F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht genau dem der F i g. 1 und 2, mit der Ausnahme, daß sich die Anschlußbolzen an der Oberseite des Gehäuses befinden. Die Ausbildung des Innengehäuses entspricht dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 und 2, nur ist es oben mit zwei Löchern versehen, durch die sich die Anschlußbolzen erstrecken, die mit zusätzlichen Muttern 24 und Abdichtscheiben 25 versehen sind, wo sie durch Löcher verlaufen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich die Füllflüssigkeit in einem Abteil oder Fach innerhalb des Gehäuses 13, und es sind Mittel vorgesehen, wie ein federbelasteter Dorn oder Bolzen, um eine Verbindung zwischen dem Abteil und dem Inneren des Gehäuses herzustellen. Wie bei den anderen Ausführungsbeispielen wird die aus dem Abteil austretende Flüssigkeit durch geeignete Mittel so geführt, daß sie an dem Plattensatz vorbei zu dessen Unterseite strömt und von dort nach oben durch den Plattensatz aufsteigt.

Die Flüssigkeit, die in das Element eingefüllt wird, um dieses gebrauchsfertig zu machen, muß nicht unbedingt der vollständige Elektrolyt sein, es kann sich vielmehr lediglich um ein Lösungsmittel, wie Wasser, handeln, das dann feste, im Plattensatz bereits vorhandene Stoffe löst und mit diesen den gewünschten Elektrolyten bildet.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Füllelement mit einem den Plattensatz enthaltenden Innenbehälter, der unten mit einer Eintrittsöffnung für die Füllflüssigkeit und oben mit einer Entlüftungsöffnung versehen und von einem eine obere Einfüllöffnung aufweisenden Außenbehälter umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der oben bis auf die Entlüftungsöffnung geschlossene Innenbehälter (20) den Plattensatz (12) bis auf die untere offene Seite umschließt und im Abstand vom Außenbehälter (13) angeordnet ist.

2. Füllelement nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter starr ist.

3. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter aus einem durch eine flexible Folie gebildeten Beutel besteht.

4. Füllelement nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter durch eine um den Plattensatz gewickelte flexible Folie gebildet ist.

5. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter in bekannter Weise aus einem Werkstoff besteht, der gegen den Elektrolyten des Elementes beständig ist.

6. Füllelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbehälter aus einem Werkstoff besteht, der nach dem Füllen des Elementes durch den im Element verwendeten Elektrolyten zerstört wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen