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Thermalbatterie Die Erfindung betrifft eine Thermalbatterie, die aus
einer Kathode, einem festen schmelzbaren Elektrolyten und einer Anode besteht. Eine
Thermalbatterie besteht üblicherweise aus einem zwischen zwei metallischen. oder
aus Metalloxyden bestehenden BlektroZUn eingeschlossenen Elektrolyten mit oxydischen
Bestandteilen, der vor der Inbetriebsetzung der Thermalbatterie im festen r:ggre#
gatszustand vorliegt. Zur Inbetriebsetzung der Thermalbatterie wird der Elektrolyt
durch'eine äußere Energiequelle in den geschmolzenen Zustand übergeführt, woraufhin
an den Elektroden der Thermalbatterie eine je nach der Auswahl der verschiedenen
Materialien unterschiedlich hohe Klemmenspannung auftritt. Ebenso wie die Klemmenspannung
hängt auch der jeweils entnehmbare Strom im wesentlichen von der getroffenen Materialauswahl
für Elektroden, Elektrolyt und dessen depolarisierenden Bestandteilen ab.
nls
Kathodenmaterial ist in erster Linie Nickel oder Nickeloxyd üblich.. Zur Erzielung
einer möglichst hohen Klemmenspannung ist man daher bestrebt, als Anodenmaterial
ein Metall oder eine getallverbindung auszuwählen, deren Potential. sich möglichst
weit von dem des Nickels bzw. des Nickeloxyds der Kathode unterscheidet. So ist
z. B. vorgeschlagen worden, als iznodenmaterial Kalzium in metallischer Form. zu
verwenden, das gegenüber dem als Anodenmaterial sonst üblichen Magnesium den Vorteil
einer wesentlich höheren Spannungsdifferenz gegenüber dem Kathodenmaterial aufweist.
Die Verwendung von Kalzium als ;modenmaterial scheitert jedoch weitgehend an der
großen Reaktionsfreudigkeit dieses Metalls, die eine Bearbeitbarkeit nur unter aufwendigen
Vorsichtsmaßnahmen überhaupt und auch dann nur kurzzeitig und nicht in jeder Form
zuläßt.
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Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Thermalbatterie zu entwickeln,
die sich einerseits durch eine wesentlich höhere verfügbare Klemmenspannung von
den bisherigen Thernalbatterien unterscheidet, die aber durchwegs mit Materialien
auskommt, die sich ohne übergroßen technischen Herstellungsaufwand verarbeiten lassen..
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anode aus
einer Legierung aus zwei oder mehreren der Metalle Kalzium, Magnesium und Lithium
besteht,.
Eine bevorzugte Äusführungsform einer erfindungsgemäßen
Anode besteht aus einer Legierung aus 7o Gewichts-% Kalzium mit 3o Gewichts 4o Magnesium.
In Verbindung mit einer -änode aus Nickel und einem Elektrolyten aus einem eutektischen
Gemisch von Lithiumchlorid und Kaliumchlorid, dem lo Gewichts-6 Bleichromat zugesetzt
sind, liefert eine solche erfindungsgemäße fnode eine --,rfügbare Klemmenspannung
von etwa 2,6 bis 2,8 Y.
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_i_n einer bevorzugten nusführungsform einer erfindungsgemäßen Chermalbatterie
ist die aktive Metallegierung auf eine flache Scheibe aus Keramik mit erhöhten Rändern
aufgepreßt, wobei die Berührungsfläche zwischen dem hnodenmaterial und der Keramikscheibe
durch eine Metallisierung belegt ist. Bei der .huswahl des Materials für die zwischenliegende
Metallisierung ist jede für die Metallisierung von Keramik übliche und bekannte
Substanz verwendbar, sofern sie nur keine Legierung mit dem .anodenmaterial eingeht.
In Betracht kommt z. B., ein Gemisch von pulverförmigem Mangan und Molybdän.
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Der Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung liegt darin, daß
auf diese Weise jeglicher innerer Kurzschluß, der bei einem stapelförmigem Äufbau
bisher üblicher Thermalbaticerien dadurch zustande kam, daß der auf der Rückseite
der Anode als Stromableiter dienende metallische Träöer mit dem Elektrolyten in
Berührung kam und nach <.rt eines T.r-kälelemerites einen Teil der zwischen
Anode
und Kathode verfügbaren Klemmenspannung wieder zuniehte machte, mit Sicherheit vermieden
bleibt.
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In der Figur ist ein mögliches .Ausführungsbeispiel fUr eine erfindungsgemäß
aufgebaute Thermalbatterie veranschaulicht. Mit der Ziffer 1 ist dabei eine kreisförmige
Xermikscheibe bezeichnet, die am Rand, wie bei 4 angedeutet; leicht erhöht ist.
Sie weist eine zentrische Bohrung 5 auf, deren Inrienfläehe ebenso wie die Oberseite
der Scheibe 1 mit einer Metallisierung 6 versehen ist. Die Metallisierung 6 setzt
sich auf die Unterseite der Scheibe 1 hin fort und dient zur Erleichterung
des Anlötens des Stromableiters 3! der aus Nickel bestehen kann und in der Figur
der Übersichtliohkeit halber in
-irrem geringen Abstand von der Metallisierung
6 dargestellt ist. Das iinodenmaterial 7 ist auf u.er Oberseite .der Scheibe
1 eingepreßt oder eingeschmolzen und füllt den gesamten Raum, der innerhalb der
erhöhten Ränder 4 der Scheibe 1 liegt.
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Der äußere Rand der Scheibe 1 ist mit einer weiteren ketallisierung
8 versehen, die dazu dient, daß die kappenförmig aus-
gebildete Kathode 2,
die in der Figur ebenfalls der 'Übersichtlichkeit halber nach oben abgehoben dargestellt
ist, mit der
Scheibe 1 verlötet werden kann. Der in der Figur nicht darge.
stellte Elektrolyt, der zugleich auch den Depolarisator enthält,
der
im wesentlichen eine Sauerstoff abgebende Verbindung istt ist in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel in den Zwischenrauen zwischen der Äa.ode 7 und den Wänden den
Kathodenbeohere 2 eingefügt zu denken.