DE1596222B1

DE1596222B1 - Durch gas aktivierbares galvanisches element dessen positive und nagative elektroden in einen elektrolyten eintauchen

Info

Publication number: DE1596222B1
Application number: DE19661596222
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Current assignee: SAFT Societe des Accumulateurs Fixes et de Traction SA
Priority date: 1965-05-12
Filing date: 1966-04-01
Publication date: 1971-04-22
Also published as: NL6606184A; US3434884A; GB1112116A; LU50573A1; SE318924B; FR1468699A; NL127859C; CH429855A; BE677199A

Description

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Die Erfindung betrifft ein durch Gas aktivierbares vanischen Elements nach der Erfindung ist der Elek-

galvanisches Element, dessen positive und negative trolyt eine wäßrige Chromat-, Phosphat- oder Man-

Elektroden in einen Elektrolyten eintauchen und ganat-Lösung oder auch eine Kombination dieser

welches auf sehr vielen Anwendungsgebieten und ins- Lösungen. Die negative Elektrode kann aus einem besondere dort verwendbar ist, wo bisher nur durch 5 Metall wie Zink, Aluminium, Blei oder Magnesium

Übertragung von flüssigem Elektrolyt aktivierbare und die positive Elektrode aus Silber, Kupfer, Nickel,

Zellen verwendet werden konnten. platiertem Metall, Kohlenstoff od. dgl. bestehen. Die

Dieser in Behältern neben der Zelle oder der Zellen- positive Elektrode kann wahlweise aus Silberoxid batterie befindliche flüssige Elektrolyt mußte bisher oder Silberchlorid hergestellt sein,
zum Zeitpunkt der Aktivierung in die Zellenbatterie io Die zeitweilige Außerbetriebsetzung des Elements

eingeführt werden. nach der Erfindung erfolgt ausschließlich durch die

Derartige Zellen weisen Nachteile auf; so ergeben Passivierung einer seiner Elektroden; dabei kann es sich beispielsweise Schwierigkeiten bei der Elektro- sich entweder um die positive oder um die negative lytübertragung sowie eine ungenügende Massen- Elektrode oder je nach den besonderen Gegebenenergie und eine ungenügende Volumenenergie. 15 heiten auch um beide Elektroden handeln. Die Passi-

Bisher versuchte man, diese Nachteile mit Hilfe vierung wird durch eine äußerst dünne Schicht er-

von aktivierbaren Elementen zu beseitigen, bei denen reicht, die im allgemeinen aus einem Oxid oder aus

sich der Elektrolyt im festen Zustand von Anfang an einem basischen Salz besteht, welches elektroche-

zwischen den Elektroden befand und die Aktivierung mische Austauschvorgänge im Innern der Zelle ver-

der Zelle durch Schmelzen des Elektrolyten bewirkt 20 hindert.

wurde. Bei diesem Verfahren müssen die Zellen wäh- Im folgenden soll das Prinzip, nach welchem das

rend des Betriebs auf einer verhältnismäßig hohen galvanische Element nach der Erfindung arbeitet,

Temneratur gehalten werden, und die Entladezeit ist kurz geschildert werden.

auf Grund des Abkühlens verkürzt. Es sei z. B. angenommen, als flüssige Ausgangs-

In der USA.-Patentschrift 2 945 079 ist eine Zelle 35 lösung diene eine wäßrige Chromatlösung, in welche beschrieben, in der zwischen den Elektroden ein in- Zink- und Kohlenstoffelektroden eintauchen; unter aktiver Elektrolyt untergebracht ist, der bei der In- diesen Bedingungen werden die Elektroden schnell betriebnahme der Zelle durch ein Gas aktiviert wird. passiv und können sehr lange Zeit in einwandfreiem Das bedeutet aber, daß sich der Elektrolyt im festen Zustand gehalten werden. Wird dagegen in diese Zustand befinden muß, und bei Inbetriebsetzung des 30 Lösung Salzsäuregas eingeführt, welches von der Lö-Elements muß dieser feste Körper mit dem Zünd- sung sehr stark absorbiert wird, dann ändert sich der gas chemisch reagieren und sich in dem Hydratwasser pH-Wert der wäßrigen Lösung sehr rasch, und die die auflösen, welches durch die vorhergehende chemische Elektroden verkleidende und schützende Passivie-Reaktion frei geworden ist. Dadurch verlängert sich rungschicht wird zerstört. Dadurch ist das Element die Zeit für die Inbetriebnahme der Zelle nicht un- 35 oder die Batterie aus mehreren Elementen in Beerheblich, triebsbereitschaft gebracht.

Bei der vorbekannten Zelle nach der USA.-Patent- Sämtliche Ingredienzien, die für diese chemischen

schrift 2 948 767 gelangt ein Scheider zur Anwen- Vorgänge erforderlich sind, befinden sich in dem

dung, der mit Wasser angefeuchtet ist. Zur Verhin- galvanischen Element und sind zu ihrem Einsatz für

derung des Einfrierens des Wasserinhaltes muß ein 40 den Betrieb des Elements bereit; dabei darf nicht

Stoff zur Herabsetzung des Gefrierpunktes eingeführt übersehen werden, daß die Elektroden mit ihren

werden. Stoffe dieser Art sind üblicherweise Salze, aktiven Substanzen bedeckt sind und daß sich der

die ionische Leiter darstellen, nämlich Zinkchlorid Elektrolyt bereits im Zustand der ionischen Leit-

und Litiumchlorid, so daß der Elektrolyt nicht mehr fähigkeit befindet.

inert ist und ionischen Ausgleichsvorgängen keinerlei 45 Aus diesem technischen Sachverhalt ergeben sich

Widerstand entgegengesetzt. Bei einer solchen Zelle die beiden entscheidenden Vorteile des Erfindungs-

besteht daher kein Schutz gegen die Gefahr der gegenstandes; es sind dies folgende:

Selbstentladung. 1. Es ist nur eine sehr kleine Menge Gas erforder-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein lieh, um die außergewöhnlich dünne passiviedurch Gas aktivierbares galvanisches Element zu 5° rende Schicht zu zerstören,
schaffen, dessen positive und negative Elektroden in 2. Die Aktivierung des galvanischen Elements ereinen Elektrolyten eintauchen und welches Sicherheit folgt außerordentlich rasch, weil das neue EIegegen Selbstentladung bietet. Außerdem soll gleich- ment nach Zerstörung der Schicht, die praktisch zeitig seine Aktivierüngsgeschwindigkeit mit relativ momentan erfolgt, sofort betriebsbereit ist.
einfachen Mitteln und unter Verwendung einer mini- 55 In der nun folgenden Beschreibung soll die Erfinmalen Menge an Aktivierungsmitteln erheblich er- dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einhöht werden. zelnen näher erläutert werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da- Die einzige Figur der Zeichnung zeigt die Ansicht

durch gelöst, daß sich vor der Aktivierung minde- eines Längsschnitts durch zwei Batterien aus meh-

stens eine der Elektroden infolge der im Elektro- 60 reren durch Gas aktivierbaren galvanischen Elemen-

lyten vorhandenen passivierenden Salze im passiven ten nach der Erfindung.

Zustand befindet und daß dieser Zustand der Passi- Wie die Figur zeigt, sind beispielsweise zwei Batte-

vität nach der Einleitung des Gases aufgehoben ist. rien 1 nebeneinander angeordnet und mit Hilfe des

Vorzugsweise ist das Aktivierungsgas ein Gas zum Inhalts einer einzigen Gasflasche 2 aktivierbar. Die

Verändern des pH-Wertes des Elektrolyten. 65 Gasflasche 2 enthält z. B. unter Druck stehendes

Als Gas eignet sich Salzsäuregas, Chlorgas oder oder im flüssigen Zustand befindliches Salzsäuregas.

Ammoniak. In diesem Beispiel ist angenommen, daß der Elektro-

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des gal- lyt 3 eine wäßrige Chromatlösung ist und die nega-

tiven Elektroden 4 aus Zink und die positiven Elektroden 5 aus Kohle bestehen. Die beiden Batterien 1 sind durch eine Verbindungslasche 6 in Serie geschaltet, welche die Klemmen 7 und 8 entgegengesetzter Polarität der beiden Batterien 1 miteinander verbindet. Der Stromkreis ist durch Ausgangsklemmen 9 und 10 vervollständigt.

Bei diesen Gegebenheiten befinden sich die Elektroden in der Chromatlösung im passiven Zustand.

Eine Rohrleitung 11 verbindet die Gasflasche 2, die unter Druck stehendes Salzsäuregas enthält, mit den beiden Batterien 1. Die Verbindung zwischen der Rohrleitung 11 und der Gasflasche 2 ist normalerweise durch einen Pfropfen 12 oder einen anderen geeigneten Verschluß der Gasflasche 2 unterbrochen.

Eine vorzugsweise elektrische Betätigungsvorrichtung dient zum Zerbrechen oder öffnen des Pfropfens 12. Zwei Ventile verhindern den Rückfluß des Elektrolyten 3 in die Leitung 11 und in die Gasflasche 2 hinein.

Beim Aktivieren der Vorrichtung wird der Pfropfen 12 zerbrochen oder geöffnet, worauf das in der Gasflasche 2 befindliche, unter Druck stehende Salzsäuregas durch die Rohrleitung 11 strömt und in die Batterien 1 eindringt. Das Salzsäuregas wird sofort von der Chromatlösung absorbiert, verändert deren pH-Wert, macht sie zu einem Elektrolyten und aktiviert auf diese Weise die Batterie. Diese ist dann augenblicklich betriebsbereit.

Wegen der geringfügigen erforderlichen Menge und des äußerst kleinen Gewichtes des Zündgases sowie der besonders einfachen Art, dieses Gas ins Innere der Batterien zu leiten, ist das galvanische Element nach der Erfindung ganz besonders vorteilhaft.

Selbstverständlich sind zahlreiche Änderungen an dem Erfindungsgegenstand denkbar. So kann z. B. ein und derselbe Gasreservebehälter verschiedene Batterien mit Hilfe von Leitungen und geeigneten Verteilervorrichtungen gleichzeitig oder nacheinander zünden.

Claims

Patentansprüche:

1. Durch Gas aktivierbares galvanisches Element, dessen positive und negative Elektroden in einen Elektrolyten eintauchen, dadurch gekennzeichnet, daß sich vor der Aktivierung mindestens eine der Elektroden infolge der im Elektrolyten vorhandenen passivierenden Salze im passiven Zustand befindet und daß dieser Zustand der Passivität nach der Einleitung des Gases aufgehoben ist.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungsgas ein Gas zum Verändern des pH-Wertes des Elektrolyten ist.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Salzsäuregas, Chlorgas oder Ammoniak ist.

4. Element nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine wäßrige Chromat-, Phosphat-, Manganatlösung oder eine Kombination dieser Lösungen ist.

5. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Elektrode aus Zink, Aluminium, Blei oder Magnesium besteht.

6. Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die positive Elektrode aus Silber, Silberoxid, Silberchlorid, Nickel, platiniertem Metall oder Kohle besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1<0ργ