DE1496268A1 - Galvanisches Element - Google Patents
Galvanisches ElementInfo
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- DE1496268A1 DE1496268A1 DE1965T0028054 DET0028054A DE1496268A1 DE 1496268 A1 DE1496268 A1 DE 1496268A1 DE 1965T0028054 DE1965T0028054 DE 1965T0028054 DE T0028054 A DET0028054 A DE T0028054A DE 1496268 A1 DE1496268 A1 DE 1496268A1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/30—Deferred-action cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
Dipl.-Ing, Pentti Juuse lamminen» Otakallio, Otaniemi
Pinnland
G-alvaniach.es Element
Die Erfindung betrifft ein galvanisohea Element und
insbesondere - jedoch nicht notwendigerweise -»die Verbesserung
solcher Elemente, die für Batterien in Betraoht
kommen und eine Zinkanode und eine aua Kohle und
Kathode
Mangan bestehende/Sccstts aufweisen»
Mangan bestehende/Sccstts aufweisen»
Die bekannten Salmiakelemente l: die eine Zinkanode und
einen Mangandioxyd-Depolarisator aufweisen, sind im allgemeinen für solche Batterien, die stets einsatzbereit :
j (deferred action) sein sollen, kaum brauchbar. Vornehmliohj
deswegen nicht, weil die Arbeitsleistung jener Elemente .
bei Temperaturen unterhalb minus 20^C nur sehr gering ist,-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein galvanisches Element zu schaffen, das auch bei Temperaturschwankungen
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BAD ORJGlMAL
- U96268
von mindeetens ninue 6OU Me plus 75U eine verhältnismäßig
hohe Spannung und Stromstärke abgibt»
Site wird naoh der Erfindung dadurch erreicht, daß das
Element einen Kohle und Hangandioxyd aufweisenden Depolarisator besitzt, der mit einem vornehmlich Chlorwasserstoff
enthaltenden Elektrolyt kombiniert ist· Vorzugsweise handelt es sich um 25#igen Chlorwasserstoff,
den der erfindungsgemäß angeordnete Elektrolyt aufweist. Bs ist denkbar, daß der Elektrolyt zusätzlich Lithiumchlorid
und möglicherweise auch Quecksilberchlorid enthält·
Die Erfindung wird nunmehr als Ausführungabeispiel anhand
einer Zeichnung näher beschrieben· Es zeigen:
Pig. 1 einen !Längsschnitt durch ein konventionelles galvanisches
Element und
Fig. 2 ein Diagramm, das die Vor"teile in der Anwendung des
Elektrolyts in Kombination mit dem Depolarisator veranschaulicht.
Das in Fig. 1 gezeigte galvanische Element weist eine als Anode dienende Zinkplatte 1 auf sowie eine Zwischenlage 2
aus Filterpapier und eine Kathodenschicht 3» die aus einer
porösen Mischung von Mn(^ und Azetylenruß, z.B. im Mischungs-
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verhältnis von eins zu drei» besteht· Fernerhin ist eins
Kollektorplatte 4 vorhanden» die aus Zink bestehen kann und an einer Seite mit einer Graphltachicht 5 versehen
ist» wie sie normalerweise bei Flachbatterien verwendet wird· Die Kathodensohioht 3 kann überdies eine geringe
Hinge en Bindemittel» etwa Polyisobutylene, enthalten*
Dies ist insbesondere dann notwendig, wenn das Element bzw· die Batterie zum alsbaldigen Verbrauch bestimmt und
die Kathodensohioht nur sehr dünn ist. im letztgenannten \
fall ist es von Vorteil» den Azetylenruß und das Mangandioxyd mit einer ungefähr 5jC Lösung an Polyisobutylene
und Ohlorotene zu einer diokflüßigen Farbe zu mischen bzw· anzurühren, die auf die Graphitschicht 5 der Kathode
J aufgebracht wird. Durch das Verdunsten des Ohlorotenes
wird -diese*aufgebrachte Farbschicht alsbald porös* Die
so gebildete Schicht ist im übrigen außerordentlich flexibel»·; was von vielerlei Vorteil ist. Behalten werden die vorgenannten Schichten von aus Kunststoff bestehenden Hülsen 6»
die mit Ausnehmungen 7 und 8 versehen sind. Ansohlußdrähte
9 sind an den metallischen flatten 1 und 4 angelötet. Das
Element bzw· die Batterie kann dadurch geladen werden,
indem-sie für einige Sekunden in ein elektrolytisches Bad
BAD
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getaucht wird, das vorzugsweise aus
100 Teilen 2556 ECU
10 Teilen
0,1S Teilen
besteht.
Hierbei wird die aus Papier bestehende Zwischenlage 2
mit der elektronischen Lauge geträdt, wobei etwaige
Luftblasen durch die Ausnehmungen 7 und β entweichen können·
Die dem Element unmittelbar nach Aufladung «u entnehmende
Stromstärke Und «-Spannung ist vergleichsweise hoch, vornehmlich der außergewöhnlich guten Leitfähigkeit d·· Elektrolyts wegen, aber*auch durch die wesentlich verbesserte
Depolarisation, die als folge dtβ Entstehens von freiem
Chlor in den Poren der Kathodenschioht 3 ·ϊβ Ergebnis der
Reaktion zwischen HOL und MnC3 entsteht·
Die iniig* 2 dargestellte Kurve 1» veraaseaaulioht, wie
der gesehlasaene Stromkreis eines gebräuchlichen Salmiak-•lernentββ (Leohlancl) von der Temperatur beeinflußt wird·
Die Kurve 2* zeigt die korrespondierende Linie eines ,.
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bad
, ■ " , : ν· 1498208
gleichartigen Bleaentq, fcii dtm da» γ·ΓΪ>·β·βϊΉ tlektrochemisohe
System nach der Brfladung angewendet word·» ift. '
Die erzielten Spannungen wurden fünf ßtkunden neoh erfolgter
Aufladung gemessen. ·
Der Darstellung in fig· 2 ist unaohwer zu entnehmen» daß
das galvanische Element nach der Erfindung wesentlich besser ist, als jene, die konventionell mit C/tenQ2/Zn hergestellt werden, insbesondere bei niedrigen Temperaturen·
Infolge der hohen Selbstentladung der bekannten Elemente
ist deren Verwendung auf solche Zwecke begrenzt, wo btaohtliche
hohe Stromstärke mit stabiler Stromspannung nur für vergleichsweise kurze Zeitspannen benötigt wird. Solche
Elemente sind beispielsweise für meteorologische Apparate brauchbar.
Das Iiithiumohbrid im Elektrolyt verbessert die Stromspannungen
insbesondere bei niedrigen I6*mperaturenv und das Quecksilberchlorid
reduziert die Gasentwicklung der inodenplatte. Falls die Arbeittemperatur gering ist, kann die iemperatur
des LiOI um 20$ höher als die Temperatur des HOL und das
HgOLp kann in seiner Temperatur um etwa 0,15$ darunter sein
oder sie kann völlig außer Betracht bleiben. Um die Selbstentladung bei höheren Temperaturen (über plus 200C) zu
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BAD OTZOS-'A
- 6 -
reduiieren, «ollte der Temperaturanteil dee IdOL geringer -itIm und der femperaturanteil dea EgCH2 heber ·1β di· In
fig· 2 aufgeeeigten und bevorzugten Werte, weiche jedoch
eine bemerkenswerte gute irbeitaleiatung über den gesamten
Temperaturbereich von miniia 6O0C bis plua 7IS0O geben·
Anstelle von Zink kann Magnesium als anderes Material fttr
die Anode benutzt werden. In diesem Falle beträgt die Stromspannung des Elements etwa drei Volt, wobei die plötzllohe
Intladung jedoch entsprechend höher liegt. Oleichwohl ist
aber die Selbatentladung so hoch, daß das Element lediglich
für einige wenige Minuten brauchbar ist. Ss kann auch Aluminium ala inode benutzt werden, doch mit Aluminium muß
eine geringfügig kleinere Arbeiteleistung in Kauf genommen werden als dies bei Zink der Pail ist. Selbstverständlich
könnten auch Legierungen dieser verschiedenen Metalle in unterschiedlichen Kombinationen verwendet werden. Für die
meisten Zwecke wird zweifellos Zink bevorzugt werden·
In besonderen Fällen könnte es empfehlenswert sein, beträchtlich geringere Konzentrationen als 25?iige HCL-Lösungen
j
zu verwenden, z.B. 5 bis 10#ige. Dies, um die Selbatentladung der Elemente zu verhindern, wenn letztere nicht bei
extrem niedrigen Temperaturen benutzt werden. Hierbei gelangen
vornehmlich Anoden aus Magnesium zum Einsatz.
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Claims (1)
- Hamburg» dtn 22. Pebruar 1965_7_ H96268PatantanaprüchaGalvaniaohea Element, gekennzeichnet durch einen Kohle und Mangandioxyd aufweisenden Depolarisator in Kombination mit «Inem Elektrolyt, dar vornehmlioh Chlorwasserstoff enthält.2· <2alvaniaohea Element naoh Anapruoh 1, daduroh geleenn-■eiohnet, daß dar Elektrolyt iueätzlioh. lithiumchlor id enthält.3. Galvaniaohaa Element naoh Anspruch 2, daduroh gekenn-Beiohaatf daß dar Elektrolyt fernerhin Queokeilberohlorid enthftlt.4· Galvanisches Element naoh einem der Torhergehenden Ansprüohet gekenneeiohnet durch eine metallische Anode, wie Zink, Magnesium und Aluminium oder einer Legierung au« Bumindest awei dieser Metalle·909820/0543PA:-
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