DE1596113A1 - Elektrischer Akkumulator und Verfahren zur Vorbereitung der Benutzung desselben - Google Patents
Elektrischer Akkumulator und Verfahren zur Vorbereitung der Benutzung desselbenInfo
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Description
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Elektrischer Akkumulator und Verfahren zur Vorbereitung der Benutzung desselben Es ist bereits bekannt, Sicherheitsventile bei Akku-,nula-t#)rer# anzuwenden. F.iesen Ventilen tritt jedoch gewöhnlich ler Übelstand auf, dass Elektrolyt-L'lüssi#,'##eit in ihren inneren Mechanismus eindrinr-t. Vor allem alkalische Elektrolyte hei- gen dazu, in en.-#ste Poren und Ritzen hineinzukriechen, wo- bei in -,#,lerührui,.c- mit der Aussenluft die festen Bestandteile, beispielsweise Kaliumhydro-#,---.Td, au3kristallisieren und häufig auch an der Aussenseite dels Akkumulators wahrzunehrr#en"si-,#d, Da ein ge#s#,ic-'-lter Verschluss unter diesen Umständen nicht mehr zu erreichen ist, diffundiert Luftsauerstoff ins Innere des Akki-i..-n.ulators und führt dadurch eine mehr oder weniger rasche Selbstentladunc der ne.gativen Elektrode herbei. Zu-- gleich verkleben oder korrodieren einzelne Teile des Ven- tils so stark, dass --auch seine Funktion als Sicherheitsor- gan gegen ##in,n-n spontan sich einstellenden höheren Überdruck Auf die Dauer also ein derart von Elektrolyten angegriffenes Ventll weder den notwendi.gen gasdicii+er. Ab- ;3chlusz3 des noch bietet es zuverlä,-3ige Si- iic#-) 3instellende innere ÜbrIrdrucke. - Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Akkumu. lator nit Überdruckventil, vorzugsweise mit alkalischem Elektrolyten und porösem Separator zwischen den Elektroden unter Verraei(Luli"-" der erwähnten d-.durch erreicht, dass zur 'Vorbereitung seiner Benutzung solange und mit einer so hohen für die spätere Anwendung als mindestens annähernde betriebsstromstärke vor#zesehenen Stromstärke überladen wird, dass sich das Ventil öf-,#net und die-Überladung solange fortgesetzt wird, bis es sich wieder ver4-chliesst. Hierdurch wi.-d der 'Torteil erzielt,-dass - bei hinreichend langem Überladen und bei Anwendung-* einer hinreic-I-lend grossen C> Ladestromstärke unt-er entsprechend weitgehende--- Eint-rocknung des Elektrolyten eine so grosse Gasmenge dur3h das Ventil er-t-,!eicht, dass bei nachfol-enjen Ladu-.-.zen und Über-CD ladungen mit gewÜn:;chten hohen Stromstärken, die jedoch die erstmals angewandte Ladestromstärke nicht überschreiten, das Ventil ständig gasdicht verschlossen bleibt.
- Die hierzu notwendige Verarmung des Slektrol.,;,ten an Lösungsmittel, insbeson.dere '9111asser, erfolgt hierbei -hauptsächlich durch die beim Überladen stattfindende Elektrolyse und zu einem weiteren Anteil, je nach des Akk.#"-iuu-#-ators', durch Verdampfen des lösungs mittels.
Mit zunehmender Eintrocknung 'vIäcl-##st die freiliegendep nicht von Blektrolyt umgebene Elektrodenober4L'1*1:iclieg und' irl "Innern de-n Separators entstehen zahlreiche rnehr oder veni- grosse trockene Kanälee du,#,c",i die die an --,en Elektrouen .ger -entstehenden Gase-unmittelbar zu len -gepolten Zlektroden hinwandern u'.sid dort- in Reaktion treteli körnien, ohne zuvor in- einel) Gassammelrauin ausweichen zu Mit fortschreitender Eintrocknung des Elektrolyten erhUht sicl i-als-o zwar der innere Widerstand des Akl#i.:iulatDrsp -zugleieli-erhöbt sich aber i-nfolic, der-genani.ten lJrsa2h#--i-i auch die CleCchwindigke it, mit --,--r die entstehenden G-"se im Innern des Ak-kumul,-tors wirud,#r aufgezehrt werden können, ..Bei hinreichend langem ÜberlaJen vorzugsweise kon- stanter Stromstärke stellt sich schlies.slich ein dyri"i,#-ii.#z-cher Gleichnewichtszustand ein, in dem dic in irpendeinem Zeit- Inteitv,all entstehende Gaspienge stets C-leich der aufgezehrten - #m die Anwendunf-r, einer hohen ladestranstärke bei niedrigem Innenwiderstand des Akkumulatore zu ermöglichen, soll das Ventil so eingestellt seint dass es auf eirten r.n-ögl ichst hohen, für die Gehäusekonstruktion-noch zuläss igen Innendruck sich öffnet.
- Mar kann aber auch d.-.##s V-entil auf. einen Innendruck einstellen, der zumindest annähernd dem äusseren At mosphärendruck gleich ist. Man erhält dann einen -mit hoher Stromstärke überladbaren Akkumulator, jedoch mit einem grösseren inneren Widerstand. Ein derartiger Akkumulator bedarf 'keiner besond-ers ausgeprägten druckstabilen Gehäusekonstruktion.
- Die partielle-Eintr ocknung des Elektrolyten über--das-nur relativ kurze Zeit-geöffnete Ventil ermöglicht ein Laden und Überladen des danach ständig gasdicht verschlossenen Akkumulators mit so- hohen Stromstärken wie,sie bisher nicht anwendbar waren» L's ist auch eine Aufl,?,dung mit einer Stromstärke von-C/2 an einer herkömmlichen Nickel-Cadmium-Zelle beschrieben worden. Jedoch überstieg der.bei m Überladeh mit-dieser Stromstärke im Innern des Akkumulators- er-t-stehe-nde Überdruck 12 atü, Derart hohe Überdruckeerfordern für die Gehäuse-Konstruktion und ihren gaadichten Verschluss einen beträchtlichen technischen Aüfi-.sand, Demgegenüber sind-die für Akkumulatoren gemäss der vorliegenden Erfindung anwendbaren Stromstärken,_die ein gefahrloses Überladen zulassen, grösser als . 0/69 -oder auch als ca. 1 C, beispielsweise-10 Co Unter diesen Umständen benötigt ein-vollstlindig entladener Akkumulator für seine vollständige Wiederaufladung Stun-. den bis 6 P,1inuten.
Solange die vorgewählte maximale Ladestromstärke nicht überschritten wird, entstehen im Aklrlumulator keine höheren Drucke als während des Verfahrens zur Vorbereitung zu seiner Benutzung, Da-s- Ventil' ist damit überflüssig geworden,. wenn nicht für den Akkumulator die 3etrieb-sbedingiingen verschärft werden, indem man beispielsweise die maximale Ladestromstärke bei konstant bleib,endem -uruck durch eine erneute Gleichge- wicht8einsteilung ei-höht, vobei-das Ventil erneut in ,Funktion tritt und unter weiterer Eintrocknung des -Elektrolyten e. - ine zusätzliche Gasmenge aus deim Akkumula- tor entweichen lässt, bis es sich schliesslich wieder bleibend verschliesst. #Gemäss einer besonderen Ausführungsform des Erfindungs- -gegeli1,a,tande,s Ist vorgesehen, dass das Ventil so ausgebil- abe ständig dicht ,det-ist,- dass. es-nach, Ausübung seiner Auf,- verschl ossen-oder entfernt und gegen einen dicht schliessen- den Gehäusetell, z.B. eine aufschraubbare Dichtung oder eine äufzuschweissende.Folie ausgewechselt werden kann, -oder zusätzlich abdichtbar ist, beispielsweise durch Verkleben-mit Äthoxylinharz-oder durch Aufschrauben eines dicht abschliessenden Uberwurfteils. Weiterhin ..kann -es zweckmässig sein.. dass- das Gerüst der Elektroden an sich bekannte Stoffe enthält, insbesondere gepresstes Nickelpulver und/oder feinkörnige gesinterte Metalle, Cobalt, Silber und/oder Metalle der ilatin- gruppe, die die che-,iischen #Leaktionen, die zur Aufzehrung der während der Überladung im Akkumulator ständig neu entstehenden.Gase führen, katalytisch beschleunigen. Der#Ansprechdruck des Ventils ist den Anwendungszwecken anzupassen; bei einf-cher Bauart des Akkumulators mit vor- eleichsweise höherem inneren Widerstand ist vorgesehen, dass das Ventil sich bei relativ niedrigem inneren - Gemäss einer Weiteren #,ortbilclune-- des -#-rfin(lunL#,sgedankens kann die erwähnte katalytijche Beeinflussung zur Niedrighaltung des inneren Überdrucks statt durch katalytische Beschleunig:--ung -auch auf entgeUerigesetzte Weise herbeigeführt Verden. Hierbei ist folgendes zu beachten.
Die bekannten gasdicht ver3chlossenen Akkumulatoren-er- fordern einer. Gas-Sainr!.elraum oder einen Ausweichi#taum für einen Teil der blehtrolytmerige. Die beim -#-,b#;rladen frei i-"er#'-I.enden erhalten über ihn Zutritt zur-aktiven Uasse. der Elektroden, Da für Clie bekannter. gasdicht ver.z.3>--hlc.9s(;»----,eri. A-L%-_1_-umula- toren eine Überkapazit-adt der negativen gefenüber der positiven Elektrole vcrS#esci-ri-eber" ist, kann sich' -teim Überladen nur an der-ros-;L-."-i-Ven Elektrode entwiel-eln, der von der i--asse der nezativen Allehtrode unter ii»'-i--kbili-Lir.-- eines Oxids oder Hydroxids, z.B. Od (OH )22 sof-;rt gebund-n-wird. Eine nennenswerte Entwichlung von '-,Iasserstoff unterbleibt unter diesen Umständ'en. Unter diesen Vorau.--.setzungen besti-rA-Lit die kleinere Kapazität der positiven Elektrode die Ges2-intkapazität des Akkumulators. #Die grö.---.#-,ere Kapazität der negativer, Elektrode ist zur Speic.h,#rung elektril-Icher Energip nicht ,voll nutzbar. Ijlr Kapazitätsüberschuss dient vielLrehr nur als Sicherheit gegen eine Wasserstoffentwicklun beim Überladen. W4###-:t - Iman. die- Zapa-zität der negativen Elektrode gleich d'er_--där -iDasit.J-ven- Elektrode# so kömien beim liberladen -gleichzeitig Sauerstoff und iasserstoff de mulators jedpch,der an der pösitiven Elektrode entstehein -Wehrend itihende-Sau#4r0,-toft:xöl-ativ rasch von der aktiven entz -xäo'sd. der-.ne tive EIAktröde die aus unedlen Fietallen, ga VI A 0n:äbium dder Zink' bestehen kann, unter Rückbildung de a -Anteprecil:#naen-,Metallexids -oder -Hy-droxids auf gezehrt die ümägtZtmg des an der negativen Blektro- u- -,de -bej-kA#i en'en#ätehenden asserstoffs mit der al-,tiven -1 4gas e der ioxtrodep die zBo aus "Jickel-(III)- ox#d#, Si'lbei*okicl-,oder'deerleiohen bestehen kann, erheblich l#O libärlajen -entwickelt -sich im liuiern des Ukumula- t#re #.,din#-,etationäreir Zu-standj, in Odem -die pro Zeiteinheit asserstoff und off /oder Sauerst f W -me ge die pr Zeiteinheit wieder "pioh n.' ge. b eh r irtl,6 Je sich- im Auftreten. eines ist abhän- Überlade r6ästirke- die di e Geschwindig- er Ji liämt-0 söwie von der Gesehwin- bit Anit,-- er a10, #eti3taj#dezlen Sase wieder in ihre gäh,go"ei)# .-,n,turüpkverWandelt-werden.' Es, ##it ia#oh Akk=ulator mit impulsförmigem ie hh tckmz ze laden -und äbtahrlos zu üb#erlaaene ei-Obei, u* IMP'Ule-,#4aplituclen bzw* Impulsüpitzen mehr als 300 0 b6-17,#eineuf -!4ittelVe7t#:-von cae# 6 0 betragen können, Als #habet --oich# beispielsweise 50 Hz. als pie Unt e-,r% 4en.-Obl-ich-en ZadebedinguÜgen am langsamsten verlaufende - Reaktion ist die Urisetzung des #'asserstoffs mit der aktiven Masse der pc"itiven Elektrode unter Rückbildung von - Vas-ser.- Sie bedingt d'aher in erster Linie der,. beim Überladen,gewöhnlich im Iruie-rn des Akku- mulators sich einstellenden-hol,-ien inneren #überdruck. Die Geschwindigkeit der #iasserstoff-Ums etzung, ist ins- besondere deswegen so-niedrig, weil die an der negativen Elektrode in statu naseendi auftretenden reaktions- #reudigen #iässerstoff-Atöme sich sofort-zu-reaktions- trägen Wasserstoff-Idolekülen vereinigen: 2 H 12 Die vorliegende Erfindung setzt sich die in-diesem .üusarwj.eiLhang bereits neue Aufgabe,- den beim- Uberladen des Akkumulators an der iie,-"-ativen-Elektrode entstehenden WasserstoIrf Möglichst lange * im atomaren Zustand zu erhalten und e-ine Rekombination zu #iasserstoff-Mole- külen katjlyti#.ch zu-verzögern. Erfindungsgemäss wird . diese Aufgabe gelöst durch die-- Anwesenheit mindestens eines-die Rekombination des atomaren Wasserstofff's zum #-iasserstoff-Molekül katalytisch verzögernden Stoffes. Der Akkumulat-or enthält also Stoffe, die die Rekombination des atomaren Wasserstoffs -zum , iiasserstoff-liolel#jUl katalytisch verzÖgern. und damit seine Rückverw ndlung in ',Vasser mittelb"-:zr beschleunigen, da der atomare Wasserstoff mit erheblich grösserer Ge- sc--%:indigkeit mit der aktiven 11.-asse der positiven Blek- t.rzde undioder mit Ix.#r#-Ieich--LPalls ge,#,sförmig vorhgndenem Sauers-.cff reaciert a-is der i.Qolc-k-Ltlare. Solche Stoffe, die die 4asserstoff-Rekombination ver- zöLern, Szind beispielsweise Schwefel- und Selen-Verbin- du-,r'-iP.*el-.,#"V,'IF- T-iiioharr.sto--#'f, Selendicxyd u.a. In gleicher 'leise sind -u-ch Phosriho-rsäure, Piicspi-p-te und Siliciv-Im- - Die genannten Stoffe können beispielsweise als Paste Au±gest.tichen, auggespritzt oder durch Eintauchen in -entsprechen-de Lösungenlauf die z.u inaktivierenden Oberflächen- auf gebracIlit werden*
Die genannten Stoffe können ebenfalls dem Alektrolyten als Zusätze bäigefügt worden, Akk-Lunulatoren, die einen öder mehrere der genannten- S±öffe enthalten-) können mit höheren Stromstärken als bisher- geladen und überladän werden, da die hierbei C inätellenden inneren UbeI#drucke eeheblich j#eduz#iert sinde Aäumulatoren mit solchen Zusätzen e hn- rch erhöhte Sicherheit gegen inn re Uber-.;. z #ic --fin sich dü-- e drucke a--us- ,Ferner benötigt die negative,Elektrode unter dieAen üiüstä'-nd-en keine Ü w berschuss-Käpazität gegenüber der Pösi.## -tiven Mit VöMeil l#a;isä t 9ich die MäAs.nähme na(ih derk &#fl:ndung aüdh bei mit saurem Elektro-Iytöhi ihäble" äöi-ider'e,i3i-eiakkuiüüiätor-e:hi anWenden, Auch bel; deil Aj-üsgühfühää:Cörnien- dinej Akkumüläto2s geniäs-ä däm tigC>hen älteüeil, Pätentgösuch ität einä An-v)enduhg dieä-er Maijäj#iährao
Claims (1)
- P A T E li T A N S P R Ü-0 H E zur Vorbereitung der Benutzung eines-gas-i- una flüäsigkeitädicht verschlossenen Akkumtliäto'xsi vorzugsWeise mit alkalischem Elektrolyten, durch läddn.ünd'Uberladen der Elektroden unter Verwendung eines Überdruckventili# dadurch gekennzeichnet# dass die Elektroden, die Stoffe zur Aufzehrüng der entstehenc-en Gastenthalteh können') solange mit einer so hohen für die Wiederäuflädüng als mindestens annähernde jetriebäströmstärke vorgesehenen Stromstärke überladen verdeni dass sich'd"is Ventil öffnet, -und die Überladung solange fortgesetzt wird, bis en sich wieUr verschliesst, 2. Verfahren nach Anspruch li dadurch gekennzeichiieti dase bei mindestens' einem erneuten Überladen insbesondere zur Erzielung'anderer Anvendungsbedingungehi z.B. noch höherer Ladeströmstä.-.-kön und/oderhöherer Betrielstemperaturen, eine höhere Überladestromstärke angewendet wirdp_,viobei sich das Ventil ärneüt öffnetg bis dä sich n.ach-hinrdi; chend langem Überladen wiedeb
3. Ladeverfaheen gür einen Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2i dadurch gekennzdichnäti dass mIndestend vi-on dem Überlade-vorgang ab, bei dem sich das Ventil nicht mehr öffnet, stets mit höchstens annähernd der gleichen B-t#r--om- stärke geladen- biWw Überladen Wirdt 4i AkkumulatÖt niit Ventil zur Dü#'ch:tÜhrühg des Veefahrens- Üaöh einem de:ü AhäprÜdhü 1 *bj-ä 3-i dääÜ--i,-v-h gekärlhze-id-4üL-ti ,daäs däg Ventil dä ä.Üäg3#ebiidöt le-bi da-ieez- de nach A- übÜng' däiher Aüfgä#bd ständig didht ödet dicht schliessenden Gehäuseteilg z.B. e ine aufächraubbare Diähtung'oder eine aufzuschwieissen- 4e -ausgewechselt werd en kann, "50:-AkkuWülator zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 biä 4, dadurch üekennzeichnet, .dass-die -vorgesehene ladestromstärke mindestens ca. C/6, Vorzugsweise über 1 0 beträgt, wobei 0 die Ladäkapazität #iIe s- Akkumulators in Ampere-Stunden ist, und unterhalb #JKer g4Nfähltev-_, unter Betätigung des Ventils eingestellten Inexioalen Stro*M-s-ttirke-voii beispielsweise 10 0 bleibt. tor. zur Durchführung-#es Verfahrens nach #6,b' -Akkumula eiUM.- der Ansprüehö - 1 bis 5p dadurch [-"ekennzeichnet, dags -das Gez«st der Elektroden an sich behalinte Stof fe -Oütligiti insbesondere gepresetes Nickelpulver und/od-er fe;Lnkßr.nige gesinterte 1,lletalleg wie Lickel, Cobalt, 811,ber -Und/Oder Metalle der Ilatingruppe , die die chemi- .geh6n,9,eakttonenp die.zur Aufzehrung der während der Über- #gdung-imAkkumulator ständig neu entstehenden (Aase führen, ,katalytisch beschleunigen, 70-Gas--,Und-flUsBigkeitsdicht betreibbarer Akkumulator Ziach-einem der AnsprUche 1 bis 6, gekennzeichnet durch d» -Aniie"serd#ei-.t. ai-ndestens eines die Rekombination des #9#tö' n Wasserstoffs zum Wasserstoff-Molekül katalytisch .V,etlöbg«.tnden Stoffen, -8,b AkkUmulatEor nach -Anspruch 7, dadurch gekeiujzeielinet, -daas diedie Wasserstoff-Rekombinati= verzögernden Stoffe mi ndestens teilweise aus Verbindungen_von Elementen der 6,j-Hauptgruppe des Periodischen Systems bestehen. Akkumulater nach, Anspruch 8" dadu-rch gekennzeichnet» daso die wirksamen Stoffe mindestens teilweise aus Thio- harnstoff undioder Selendioxvd bestehen, 10. Akkumulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Wasserst-off-Rekombination verzögernden Stoff , e mindestens teilweise -aus 1-hosphor- und/oder-Silizium- Verbindungen beste#hen,- 11. Akkumulator nach einem der Ansprüche.7 bis 109 da- durch gekennzeichnet, dass die wirksamen Stoffe dem-Elek- trolyten als--Zusätze beigefilgt sind. 142. Ak.t#,-uiaulator nach einen der Ansprüche 7 - 11 e dadurch #lekennzeichnet-,-dass die inneren Gberflächen des Akkurnu- 1,%t,ol#-# #n.i+. (len -wirkse.r##en Stoffen belegt oder imprägniert sind.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH704265A CH445587A (de) | 1965-05-19 | 1965-05-19 | Verfahren zum Vorbereiten der Benutzung eines elektrischen Akkumulators |
CH704165A CH445586A (de) | 1965-05-19 | 1965-05-19 | Akkumulatoranordnung |
CH704065A CH453446A (de) | 1965-05-19 | 1965-05-19 | Akkumulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1596113A1 true DE1596113A1 (de) | 1970-08-13 |
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ID=27175671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661596113 Pending DE1596113A1 (de) | 1965-05-19 | 1966-04-13 | Elektrischer Akkumulator und Verfahren zur Vorbereitung der Benutzung desselben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1596113A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010037357A1 (de) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Elkamet Kunststofftechnik Gmbh | Kunststofftank |
-
1966
- 1966-04-13 DE DE19661596113 patent/DE1596113A1/de active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010037357A1 (de) * | 2008-09-30 | 2010-04-08 | Elkamet Kunststofftechnik Gmbh | Kunststofftank |
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