DE1671434A1 - Elektrodenanordnung - Google Patents
ElektrodenanordnungInfo
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- DE1671434A1 DE1671434A1 DE19681671434 DE1671434A DE1671434A1 DE 1671434 A1 DE1671434 A1 DE 1671434A1 DE 19681671434 DE19681671434 DE 19681671434 DE 1671434 A DE1671434 A DE 1671434A DE 1671434 A1 DE1671434 A1 DE 1671434A1
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Description
Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann, Dr. Ing. A. Weickmann
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke
Dipl.-Ing; R A.Weickmann
8 MÜNCHEN 27, DEN
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22
Ü-ulf G-eneral Atomic mc, 10955 John Jay Hopkins Drive,
San Diego, Oalif., V«ot.Ao
Elektrodenanordnung
Die Erfindung betrifft elektrochemische Zellen und insbesondere Elektrodenanordnungen für Zellen mit flüssigem Elektrolyt
und für öammlerbatterien.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Elektrodenanordnung für
eine elektrochemische Zelle und insbesondere eine dünne Elektrodenanordnung
zu schaffen, die für einen aus einer großen Zahl von elektrochemischen Zellen gebildeten fcjtapel geeignet
istο Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung
aus elektrochemischen Zellen zu schaffen, die eine mit der Anode der benachbarten elektrochemischen Zelle eines Zellenstapels
elektrisch und mechanisch verbundene Kathode enthält. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Elektrodenanordnung
au schaffen, die wenigstens eine Elektrode aus einem porösen Element aufweist, dem während des elektrochemischen
Prozesses ein Gas zugeführt wird. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Elektrodenanordnung für gasgespeiste und
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zu einem Stapel zusammengefaßte elektrochemische Zellen zu
schaffen, wobei die Anordnung entsprechende Einrichtungen aufweisen soll, um bei Beschädigung des porösen jJlsi.itmts
einen erheblichen- G-asverlust bzw» einen merklichen Abfall
des G-asdruckes zu unterbinden. Es ist weiterhin Aufgabe der
Erfindung, eine Elektrodenanordnung geeigneten G-ev.'ichta zu
schaffen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine für die Modul-Bauweise und zur Einfügung in Zellensteipel verschiedener
Beschaffenheit geeignete Elektrodenanordnung su
schaff en» Es i.st weiterhin Aufgabe der Erfindung» eir.en Überfluß an elektrischen Stroniwegen zu schaffen, derart,
daß ein merklicher Stromab fall oder Fehler in eii.er von
mehreren Anordnungen oder Plattenelementen einer Zelle nur geringfügig
die elektrische Ausgangsgröße eines uur-j Jerien geschalteten
zusammengesetzten Zellenstapels beeinflußt. Schließlich ist es weiterhin Aufgabe der Erfindung, einstückig
mit jeder Elektrodenanordnung verbundene Dichtungselement« zu schaffen, um eine Abdichtung des Elektrolytflussers innerhalb
jeder und zwischen, benachbarten Zellen zu er;ncglichen„
Diese Aufgabe wird durch eine durch die nachstehenden Ilerlcmale
ausgezeichnete Elektrodenanordnung gelöst: Eine poröse Platte aus elektrisch leitendem Material, eine
mit einer Vertiefung ausgebildete, undurchlässige Metallplatte,·
Einrichtungen zur flüssigkeitsundurchlässi^en, laechanlachen"
und elektrischen Verbindung der beiden Platten längs -
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der Peripherie dieser Vertiefung, um eine Füllkammer zu bilden
und wenigstens in einer der "beiden Platten angeordnete
Siiilaßeinrichtungeii zur Gaszufuhr zur Füllkammer.
Me Erfindung v;ird nachstehend anhand der Zeichnungen näher
erli'Utert. Darin zeigt:
1 ein Bauteil einer elektrochemischen Zelle eines erfindun^sgemäßen Zellenstapels in auseinandergezogener
sowie teilweise gebrochener perspektivischer Ansicht;
Figur 2 in auseinandergezogener-perspektivischer Ansicht
eine Elektrodenanordnung, die ein Teil des in Figur dargestellten Bauteiles eines Zellenstapels bildet;
Figur 3 eine vergrößerte sowie gebrochene perspektivische
Ansicht eines in Figur 2 dargestellten Elements}
Figur 4 eine perspektivische Ansicht, eines zusammengesetzten
Zellenstapels, der mehrere in Figur 1 dargestellte Bauteile enthält;
Figur 5 eine Torderansicht der Elektrodenanordnung nach Figur
2 in zusammengesetztem Zustand;
Figur 6 einen Schnitt gemäß der Linie 6-*6 in Pigur 5;
Figur 7 die Anordnung nach Figur 6 in teilweise gebrochener
und vergrößerter Darstellung^
Figur 8 in vergrößerter und teilweise gebrochener Darstellung
einen Schnitt gemäß der Linie 8-8 in J?igur 1 durch _
einen Teil des Bauteiles in seinem zusammengesetzten Zustand» ~ ■
Die Erfindung v/ird nachstehend -anhand einer Zink-Luft-Sammlerbatterie
beschrieben, obgleich die Lehre nach der Erfindung auch für andere elektrochemische Zellen für die ,Stromerzeugung
anwendbar ist» Eine für die Anwendung der Lehre nach der Erfindung geeignete Zink-Luft-Sammlerbatterie ist beispielsweise
in der US-Anmeldung Ser.ITOo 525,815 beschrieben.
Zum Verständnis der Erfindung ist zu bemerken, daß die vorgenannte
Sammlerbatterie eine Vielzahl von elektrochemischen Zellen enthält, die jeweils eine Anode aus metallischem Zink
und eine poröse Kathodenplatte enthalten, der ein Sauerstoff enthaltendes Gas zugeführt wird« Ein flüssiger Elektrolyt
wie ZoBt eine wässerige Lösung aus Kaliumhydroxyd zirkuliert
während der Auf- und Entladung der Sammlerbatterie durch jede der elektrochemischen Zellen. Bei Verwendung von Luft als
Sauerstoff enthaltendes Gas wird diese durch die poröse Kathode in d.en zirkulierenden Blektrolytfluß geblasen, wobei
die nicht in Reaktion getretenen Teile der Luft an einer ausserhalb
den elektrochemischen Zellen angeordneten Stelle aus dem rezirkulierenden Elektrolytfluß ausgeschieden werden. Die
während der Entladung der Zellen erzeugten Zinkoxydreaktions«
1 Ci-Iil2/-UiΘ
. - SADORIOfNAl.
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produkte werden von den elektrochemischen Zellen weggeführt und ebenfalls außerhalb der Zellen aus dem Elektrolytfluß'
ausgeschieden. Die ausgeschiedenen Reaktionsprodukte werden
in einem Zustand gespeichert, intern sie während der Entladung
der Sammlerbatterie durch den zirkulierenden Elektrolytflufö
zu den Zellen zurückgeführt werden kennen.
Eine durch vorteilhafte Charakteristiken ausgezeichnete
Elektrodenanordnung 11 ist erhältlich, wenn eine poröse ICathodeilplatte 13 im Bereich ihres Umfanges mit einem dünnen,
elektrisch leitenden Trägerelement 15 elektrisch und mechanisch
verbunden wird. Das Trägerelement 15 dient zwei Funktionen,
lis bildet zusammen mit der porösen Platte 13 eine Gas füllkammer
(plenum chamber) 17 und wirkt als Substrat, auf welches das elektrochemisch aktive Materials das die Gegenelektrode
bildet, aufgebracht werden kann. Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer aus Zellen zusammengesetzten,
im folgenden als Zellenstapel bezeichneten Anordnung 19· 2er
Zellenstapel 19 enthält eine "Vielzahl von Bauteilen 21, die
jeweils einen Rahmen 23 auf v/eisen, der gemäß der auseinandergezogenen
Darstellung nach Figur 1 mit einer Elektrodenanordnung 11 in Eingriff steht» Me Bauteile 21 besitzen eine
ziemlich flache Gestalt. Die aneinanderliegend en Bauteile
v/erden zwischen z-wei durch mehrere Schraubbolzen 29 miteinander verbundene Stirnplatten 25 geklemmt und dadurch ausgerichtet.
Viele der Schraubbolzen werden durch Lappenbohrungen 31 geführt, die an geeigneter Stelle der Rahmen 23 angeordnet
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sind ο Zur Schaffung einer Spannung sind die b'chraubbolaen
mit Dichtungen (belleville Viashers) oder starken ]?edern 23
und Muttern 27 versehen» Die Rahmen 23 sind aus einem geeigneten elektrisch isolierenden KaterIaI, v/ie z.B. Polypropylen.
o.der' Polyäthylen gefertigt. Zur Gewichtsersparnis YJunaen
anstelle der schweren feisten Platten 25 durch eritaijrechende
Verstrebungen versteifte dünnere Platten verwendet v/erden.
Zur Zufuhr des Sauerstoff enthaltenden Gh.sü& in die ]Püllkaramern
17 der einzelnen elektrochemischen Zellen sin-.] Durchlässe
vorgesehen. G-emäß Figur 1 und 2 weisen die einzelnen Rahmen 23 und Dlektrodenanordnungen 11 an declcungaz/ieieren
Stellen Durchlässe 33, 35 auf. Wenn die Bauteile 21 in den Zellenstapel 19 eingefügt sind, sind die in den H^hnien und
Blektrodenanordnungen vorgesehenen Durchlässe 33 bzw0 35
zueinander ausgerichtet und bilden Gaszuffthrkanäle, die si er*
vom einen zum anderen Stapelende erstrecken,. V/ie nachstehend
näher erläutert, enthält jedes der Bauteile 21 rjoine eigenen
Ein- und Auslaßkanäle für den Elektrolyt, durch die ein parallel ausgerichteter Elektrolytfluß durch jede einzelne
der elektrochemischen Zellen erfolgte
Nach Figur 1 enthält jedes der Bauteile 21 mehrere elektrochemische
Zellen. liach einem Ausführungsbeispiel aind
zuiji Teil durch jeden Rahmen 23 gebildete elektrochemische
Zellen in einer gemeinsamen Ebene, d.h. in einer Reihe nebeneinander
angeordnete Dementsprechend enthält jeder Rahmen vier rechtwinkelige leere Bereiche 37, deren längere Kanten
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bei üblicher Anordnung des Zellenstapels 19 senkrecht ausgerichtet
-".ι:,ο Ii s sei darauf hiu^ewiesen, daß vier getrennte
lilektrodenaiiurunungen verwendbar sind, wobei jeweils eine
:.Γ.t:-ktrodei:o.:iorunuiig einem der leeren Bereiche- 37 zugeordnet
iütc In dem dargestellten bevorzugten Aueführungsbeispiel
«ind die Elektrodeiianordnungen 11 für jeden Rahmen zu einer
einaäLiieii Anordnung zusaüiiaengefaßt, wobei vier poröse Kathoaenplatten
13 mit einer gemeinsamen Trägerplatte 15 verbunden
sind« - -
7ie aus der folgenden Erläuterung der einzelnen Elelctrodenanorä'iuiijen
11 ersichtlich ist, enthält jede Anordnung
die Kathode von einer elektrochemischen Zelle und die Halterung für die Anode von der nächsten angrenzenden elektrochemischen
Seile. Eine funktionell voll v/irkeame- elektrochemische
Zelle ist daher nur dann geschaffen, wenn zwei die-B
r Anordnungen miteinander verbunden sind«, Die Ausbildung
der-Elektrodenanordnung 11 ist derart, daß die Kathode der
einen Zelle mit der Anode der benachbarten Zelle elektrisch leitend verbanden ist. Hierdurch sind im Zellenstapel 19
die Zellen miteinander in Reihe geschaltet« Durch die gemein-B
..::e trägerplatte 15 sind die vier Zellen jedes Bauteils 21
aneinander elektrisch parallel geschaltet. Ein Vorteil der elektrischen Parallelschaltung besteht in dem durch diese
Schaltung erhältlichen elektrischen Stromüberfluß. Bei Erniedrigung ou<ιτ einem vollständigen Zusammenbrechen des elektrlachen
stromes in einer oder mehreren Zellen gewährleisten
die übrigen einwandfrei arbeitenden Zellen die Aufrechterhaltung
der Stromstärke,, die durch Parallelschaltung sämtlicher
Zellen erwünscht ist» ' ·
Die Erfindung wird nachstehend durch eine Beschreibung der
einzelnen Elektrodenanordnung 11 und durch eine anschließende Beschreibung des zur Aufnahme der Elektrodenanordnung dienen-■
den zusammengesetzten Rahmens 23 erläuterte Da die sämtlichen in'einer Reihe angeordneten Zellen im wesentlichen gleich
sind, genügt die Beschreibung einer einzelnen Zelle.
Mach Figur 2 weist jede Zelle der Elektrodenanordnung 11 eine rechteckförmige, flache, poröse Platte 13 auf, deren
Abmessungen so gewählt sind, daß sie. in den im Rahmen 23 ausgebildeten rechtwinkligen leeren Bereich 37 einfügbar ist·
Die poröse Platte 13 ist aus einem geeigneten elektrisch
leitenden Material gefertigt, das durch die elektrochemische
^ Reaktion, die entweder während der Aufladung oder Entladung der Sammlerbatterie erfolgt, nicht angegriffen wird. Pur
elektrochemische Zink-Sauerstoff-Zellen empfiehlt es sich,
eine poröse Platte 13 zu verwenden, die durch Heißpressen oder durch Pressen und Sintern eines geeigneten inerten Metallpulvere,
wie Karbonyl-Nickelpulver, gefertigt wird, das eine
große Oberfläohe pro Gewichtseinheit aufweist«
Sas Srägerelement 15 ist ebenfalls au® einem inerten Material
_ 9 —
wie weichem Stahl gefertigt, das durch Deformation eine
üblicherweise rechteckförmige Vertiefung erhält. Das Trägerelement
15 weist etwas kleinere Abmessungen als die poröse Platte 13 auf. Durch geeignete Verbindung des Trägerelements
15 mit der porösen Platte 13 > die üblicherweise längs den Stirnkanten der porösen Platte erfolgt, wird zwischen dem
Trägerelement 15 und der Platte 13 die Grasfüllkammer 17 geschaffen·
Palis bei Verbindung der porösen Platte mit dem Trägerelement 15 eine mechanische und elektrische Verbindung
geschaffen wird, wird gleichzeitig die elektrische Serienschaltung zwischen den benachbarten elektrochemischen Zellen
im Zellenstapel 19 hergestellt.
Es hat.sich gezeigt, daß eine etwa nur 0,13 mm dünne Trägerplatte
mit einer O95 bis 1,3.mm dicken porösen Kathoäenplatte
13 durch Schweißen mühelos verbindbar ist. Diese Mög«
lichkeit des Schweißens führt zur automatischen fertigung
und damit zu einer erheblichen Verringerung der Herstellungs*-
kosteix für einen Zellenstapel dieser Arto Um die Verwendung
eines dünnen Trägerelements und einer dünnen Kathoäenplatte
zu ermöglichen und gleichzeitig eine nahesu konstante Dicke
der Blektrodenanofdnung aufrechtzuerhaltenj wenn diese einem
in der PLlllkammer 17 herrschenden Gasdruck ausgesetzt ist,
sind im Bereich der füllkammer zwischen der porösen Platte 13 und dem Trägerelement 15 mehrere Sohweißungen 41 vorgesehen»
Zur Herstellung der Schweißungen 41 dienen in regelmäßigen
Reihen angeordnete Vertiefungen 43» die über den gesamten
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- ίο -
Bereich einer Vertiefung 59 (s0 Figur 2) verteilt sindβ Gemäß
Figur 7 und 8 ist der Scheitel jeder Vertiefung 45 mit der benachbarten Fläche der porösen Platte 15 verschweigt»
Durch diese Anordnung wird im Bereich der Fülllouiä&ier 17
eine' ausreichende Festigkeit für das ziemlich dünno Irägerelement
15 und die poröse Kathode 15 erreicht und damit jede erhebliche Krümmung oder Deformation vermieden, die
ansonsten durch das zwischen diesen Elementen herrsci ende
Druckgefälle verursacht würde, wenn in der Füllkam^er 17
ein höherer Druck als Atmosphärendruck herrschte
Das Sauerstoff enthaltende Gas· wird durch löcher 45 und in die Füllkammer 17 eingespeist» Die löcher 45 und 47 sind
in der porösen Platte 13 bzw0 im Trägerelement 15 ausgebildet»
Die beiden löcher 45 und 47 sowie ein Hing 49 bilden den Durchlaß 55 durch die Elektrodenanordnung 11„ Vie bereits
erwähnt 9 bilden im zusammengesetzten Zellenstapel 19 die
deckungsgleich ausgerichteten Durchlässe'35 und 55 eine C^nversorgungsleitungj
die sich von einem zum anderen S-fcirnericie
des Zellenstapels erstreckt. Es ist selbstverstän.!lieh, daß
die dargestellte Anordnung, die Gruppen von vier nebeneinander angeordneten elektrochemischen Zellen enthält, vier getrennte
Gasversorgungsleitungen aufweist» Um bei Auftritt eines Bruchs in einer der porösen Kathodenplatten 15 einen größeren Verlust
an Sauerstoff enthaltendem Gas zu vermeiden, enthält jede der Elektrodenanordnungen Einrichtungen zur Drosselung
des Gasflussesa
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&AD ORIGINAL
Im ,^e ζ ei ^t-m Au sführungsbeispiel erfolgt die Flußdrosselung
üuroh den Hing 49, der mehrere radial nach außen gerichtete
öffnungen 51 (s. Figur 2 und 3) aufweist. Gemäß Figur 3
l;o,jitzt der ILiivs 42 die Gestalt eines flachen Ringes, der ·
auf neiner einen Seite.mit'einem senkrecht zur Ringfläche
iaujgobildeten rohrförmigen Flansch 53 versehen ist. Mit
diesem Fl'irsch greift der Ring 49 in das im Trägerelement
15 ausgebildete Loch 47 ein. Die Dicke des Ringes 49 ist ie%
so j;evül-iltr daß dieser bändig in der im Träger element 15
ausgebildeten Vertiefung 39 ruht, wobei der Ring zwischen der porösen Platte 13 und dem Trägerelement 15 angeordnet
iBto Gemäß Figur 8 greift der rohrförmige Flanschteil 53
des Ringes 49 durch das Trägerelement 15, wobei sein über-,
stehendes Ende aur Sicherung des Ringes in dieser Stellung durch Hämmern, nach außen umgelegt ist» Gemäß Figur 3 ist der
Ring 49 mit vier radialen Öffnungen 51 versehene
Hie Zahl und Querschnittsfläche der Öffnungen 51 ist sorgfältig
bemessen, so daß durch diese Öffnungen während des normalen
Betriebs der Sammlerbatterie ein ausreichender Gasfluß fließt und kein unerwünschter großer Druckabfall erfolgt. Die
poröse Kathodenplatte 13 bildet das Ende der Leitung für den
Gasfluß in jeder elektrochemischen Zelle* Die mit Elektrolyt benetzte poröse Platte erzeugt bedingt durch die kleinen Poren
der X)OrOsen Platte und durch die Oberflächenspannung des Elek» ·
•ferolytea äen überwiegenden Teil des Gegendruckes in äer Leitung»
Die Querschnitte der Öffnungen 51 der Ringe 49 sind so
groß gewählt» daß ein durch diese Öffnungen strömender Gasfluß eine geringere Drosselung erleidet als durch die mit
Elektrolyt benetzten porösen Platten 13» Die durch die einzelnen Ringe 49 bewirkte weitere Drosselung des Gasflusses
führt daher zu einer nicht unbedeutenden Erhöhung der an die Gas untergestellten Forderungen. Den Ringen 49 kommt
daher keine wesentliche Bedeutung zu,, solange sämtliche poröse Platten 13 ihre erwartungsgemäße Unversehrtheit be-·
sitzen, Wenn jedoch aus irgend welchen Gründen eine der Platten
13 einen Schaden erleidet, wirkt der zugehörige Ring
49 als Drossel und unterbindet das Entweichen einer beträchtlichen Menge des in einer der leitungen befindlichen Gases
durch die zerstörte poröse Platte. Eine derartige Ableitung des Gasflusses würde zu einem unmittelbaren Druckabfall in
den. anderen elektrochemischen Zellen und zu einer Verringerung der Gaszufuhr zu diesen Zellen führen und damit eine erhebliche
Beeinträchtigung der Wirksamkeit des gesamten Systems verursachen« Da die durch den Ring 49 bewirkte Drosselung des ·
Gasflusses mit 'steigendem Gasfluß- rasch ansteigt, ist der
Ring derart beschaffen, daß ein Druckabfall erfolgt, der etwa gleich dem Druckabfall ist, der bei zulässigem Gasflußanstieg,
durch eine normal arbeitende, mit Elektrolyt benetzte poröse Platte verursacht wird. Hierdurch wird der Druckabfall im
gesamten System und der Gasverlust durch die zerstörte poröse Platte auf ein Minimum herabgesetzt. Die der porösen Knthodenplatte
13 zugekehrte Fläche des Trngerelements 15 dient als
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'V-:-r^'i BADORfGtNAL
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die eine Begrenzungsfläche für die JPüllkammer 17· -Die zur
füllkammer abgekehrte. Seitenfläche des lagerelements 15
dient als ein Substrat, auf das ein Anodenmaterial 55 aufgebraucht ist. (Siehe Figur 8) Bei einem "bevorzugten Ausfüh« ·
rungsbeispiel einer Zink-Sauerstoff-Sgunmlerbatterie ist eine
Anode durch ein galvanisch auf die entgegengesetzte Fläche des Trägerelements 15 aufgebrachtes dichtes metallisches
Zink 55 gebildet. Die niedergeschlagene Anode weist üblicherweise die gleichen Abmessungen wie die poröse Kathodenplatte
auf, doh« , daß die Anode sich quer über die- Fläche des
Trägerelements 15 bis zu dem Bereich erstreckt, in dem die
Fläche des Trägerelements durch di/^elektrisches Rahmenmaterial
unterbrochen ist. Torzugsweise wird zunächst die Anode
55 in den im Rahmen 23 ausgebildeten leeren Bereich 37 eingepaßt, wobei die Anode auf das Trägerelement 15 im zusammengesetzten
Zellenstapel galvanisch niedergeschlagen wird. Die Dicke der niedergeschlagenen Anode und des Rahmens 23
sind derart aufeinander abgestimmts daß zwischen den Punkten
geringsten Abstandes zwischen der Anode und der'porösen
ICathodenplatte der "benachbarten Elektroäananordnung 1I9 mit
dsr sie die elektrochemische Zelle "biläetj ein geeigneter
Spalt im leeren "bawo freien Teil öes Rahiasns verbleibt«, Wie
nachstehend näher erläutert, dient dieser Spalt als der Durchlaß,
durch den der flüssige Elektrolyt gepumpt wird0
Bedingt durch di© auf dem TrägeFelemeiit 15 ausgebildeten Ver«·
167U34
tiefungen ist die galvanisch niedergeschlagene Anode 55 nicht flach, sondern mit Senken Oodgl. versehen, die jeweils
in Übereinstimmung mit den einzelnen Tertiefungen angeordnet
sind. Eine Anode .dieser ungleichmäßigen Ausbildung i?it einer
Anode mit flacher Oberfläche vorzuziehen, da. bei gegebenen
rechtwinkeligen.Abmessungen ein etwas größerer Anodenbereich
dem Elektrolyt ausgesetzt isto Wenn der zirkulierende Elektrolyt
über eine nicht flache Tangentenebene gepumpt wird, läßt sich Turbulenz erzeugen. Durch eine etwas vergrößerte Oberfläche
und eine ungleichmäSige Ausbildung eignet ,sich, die
Trägerplatte 15 besonders als Substrat für die Anode 55»
Obgleich das Anodenmaterial bereits vor dem Zusammenbau des
Zellenstapels 19 auf das'Trägerelement 15 niedergeschlagen
werden kann, empfiehlt es sich, zunächst die Bauteile 21 zu einem Zellenstapel zusammenzufassen und anschließend die
Anoden 55 in einer der normalen Aufladung der Batterie entsprechenden Weise wie durch Zirkulation einer geeigneten galvanischen
lösung durch jede der elektrochemischer! Zellen ,.. niederzuschlagen, wobei ein Strom und eine Spannung geeigneter
Stärke angelegt werden, um einen galvanischen i,'i-i/:^rschlag
auf den Substraten sämtlicher Trägerelemente 15 au schaff "si:»
Durch diese Art dee Hie der Schlages des A-.odenmaterials 55
erfolgt eine Aufladung der zunächst durch die' dtrouerzeugiu^:
entladenen Sammlerbatterie»
Semäß !Figur 2 und 7 sind die Trägerplatten 15 mit vertikal
1091527 HSO ' *Δη
BAD
ι-·, u.'-" -.rieht et on TT-förnigeii Seitenflanschen 59 versehen, die Je
^eir.e jeweils an die äußeren Enden der Vertiefungen 39
angrenzen und parallel zur längeren Kante des Bereichs 37
?.>r-,^'«richtet rjiriot. Diese S eitexif lausche sind jeweils im Kündbar
jich der alt den porösen Kathodenplatten 13 verbundenen,
iirilt-rerpla-tte 15 ausgebildet und greifen in Schlitze 61
(οo Pigur 1 und 8) der Rahmen 23 ein. Beim Eingriff der
Saitenflau.'cLe 59 in die Schlitze 61 befindet sich die zu sam-
::i ■:;?:*: ersetz te Elektrodenanordnung in gewünschter Stellung im
H.'iLraen, üo Λ^κ- die vier rechteckförmigen Kathodenplatten 13
in den normalerweise rechteckföriüigen freien Bereichän der
H^.Lmen eiith-;.ltf;n sind ο Durch die Seitenf laiische 59 v/erden
die Se:!tenteile dar Rahmen 23 versteift und damit durch die
Drucke der ita Zellenstapel befindlichen Elektrolyte verursachte
7er— oder Durchbiegungen der Rahmenseiteil unterbunden,,
Eine durc}, den Elektrolyt druck auf die Rahmens eiiren ausgeübte
Belastung wird daher durch die in der Trägerplatte 15 herrschende Syannung a'Uielos getragene Diese Druckbelastungen
werden ande??nfalls durch Durchbiegungen der relativ schwachen
Rahmens eit ent eile" aufgefangene
G-eiaäß Figur 1 ist jeder Rahmen, 23 mit vier im wesentlichen
gleichen und in einer Reihe nebeneinander angeordneten Unterr;ihmen
ausgebildet. Durch die Zusammenfassung mehrerer Unterrahmen werden die Herstellungs- und Fertigungskosten verringert,
da einzelne elektrochemische Zellen gleichzeitig, z.B. durch den Spritzguß von Polyäthylen ofler Polypropylen herge.-stellt
und mühelos zu einem Zelleiistapel 19 zusammengesetzt
werden könnenf ohne daß es hierzu der mechanischen Verbindung
benachbarter Zellen bedarf.
Ausgenommen die gemeinsamen Elektrolytein- und Auslaßleitungen sind die Unterrahmen gleich, weshalb die Beschreibung eines
der Unterrahmen genügt. Üblicherweise weist jeder Rahmen 23 vier EechteckfÖrmige freie bzw«, leere Bereiche 37, sowie
ein unteres für den Flüssigkeitseinlaß und ein oberes für den Flüssigkeitsauslaß dienendes Leitungssystem 63 bzw. 65
auf. Das untere Leitungssystem 63 enthält einen rohrförmigen Elektrolyteinlaß 66, der sich durch einen Kragenteil 6?
erstreckt und in Öffnungen endet, die im mittleren Teil der unteren Viand des 'Rahmens angeordnet sind. Es sind abwechselnd
Rahmen 23 mit kurzen Kragenteilen 67 und mit nicht dargestellten längeren Kragenteilen vorgesehen, so daß ohne ihre räumliche
Überschneidung Einlaßrohre 66 $« kreisförmigen Querschnitts
verwendbar sind» Der Kragenteil 67 ist zu einer trapezförmigen, mit Flüssigkeit füllbaren Kammer 69 hin geöffnet*
Diese Kammer ist in einem Teil des Rahmens 23 ausgebildet. Zur zusätzlichen Gewährleistung einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung des Elektrolytflusses über die Breite jeder
Zelle enthält jeder Unterrahmen zwisohen der Kammer 69 . und dem Bereich 37 einen Flußverteilerstab 73. Zur flüssigkeit«-
10985 2/U60
durchlässigen Verbindung ist der Stab 73 mit zahlreichen umgekehrt
angeordneten normalerweise konischen Einlaßöffnungen oder Düsen 75 versehen* Unter der Wirkung dieser öffnungen
oder Düsen erfolgt eine llußdrosselung und damit ein Abfall ■
des Elektrolytdruckes, durch den ein jeweils mengenmäßig gleicher Elektrolytdurchfluß durch jede Öffnung bzw. Düse
angestrebt wird. Die Anordnung der sich in ihrem Querschnitt in Durchflußrichtung erweiternden öffnungen 75 gewährleistet
eine gute Verteilung des Flusses über den Bereich 37» der
im zusammengesetzten Zellenstapel den Flußweg dee Elektrolyten
durch die einzelnen elektrochemischen Zellen bildet«
Das Au'slaßleitungssystem 65 enthält einen mit einem Auslaßrohr
79 verbundenen Rahmenteil 77« Durch das Auslaßrohr 79 wird der Elektrolyt von den vier elektrochemischen Zellen zu einer
Auslaßleitung befördert. Die anderen Rahmen 23 sind ebenfalls
abwechselnd mit langen Kragenteilen 77 oder nicht dargestell·-
ten !Kürzeren Kragenteilen versehen. Üblicherweise mit zylindri·*
schem Querschnitt ausgebildete Löcher 80 schaffen'zwischen
den oberen Enden der Bereiche 37 und einer gemeinsamen, im allgemeinen trapezförmigen Kammer 81 sowie dem Auslaßrohr 79
eine flüsdigkeitsdur chlässige Verbindung»
Am jeweils unteren und oberen {Eeil>
der Bereiche 37 sind Vorsprünge 8£a (Figur 8) und 82b (Figur 1) angeordnet8 um die
oberen und unteren Kanten der KathOdenpiattek 13 von den benachbarten Innenkanten der Unter rahmen zu. 'trennen« Zur weiteren
; 109852/1400 *
Stützung, der Kathodenplatt en 13 sind gemäß !Figur 1 und 2
Abstandshalter 83a und 83"b vorgesehen. Die Elektrodenanordnung
11 ist primär durch die Trägerplatte 15 gehalten, üie Abstandshalter
83a und 83b dienen zur Begrenzung ¥cn Durchbiegungen
und möglichen Schwingungen der Elektrodenanordnung 11 „
Jeder der Unterrahmeη 23 ist mit den benachbarten Unterrahmen
selbstdichtend verbunden und benötigt keine zusätzliche liichtungc
Die selbstdichtende Wirkung erfolgt durch aufrechte Kanten 85a und 85b (s. Figur 1 und 8), die auf beiden Seiten
des rechteckförmigen Umfangs des Bereichs 37 angeordnet sind
und gegen die außerhalb des Bereichs der Vertiefung befindliche
flache Fläche der !Trägerplatte 15 dichtend wirken» Ähnliche
-^ichtungskanten 86a und 86b umgebea die mit 81 bezeichnete
Elektrolytauslaßkammer bzw. die Elektrolyteinlagkamiaer
69. Im zusammengefügten Zellenstapel stoSen die IDichtungskanten
86a und 86b gegen die gegenüberliegends flache Fläche des
benachbarten !Rahmens und unterbinden Jedes Ausströmen eines
Elektrolyts aus den von ihnen umgebenen Elektrolytkammern« Durch diese einstückigen Dichtungskantes. erübrigen sich getrennte Dichtungen zwischen "benachbarter! Bahnten, wodurch das
Zusammenfügen-der als Teil des Zellenetapels dienenen Aiiord— :
nungeja 21 vereinfacht wird»
Vervollständigung der einzelnen G-asleitungen für jede ausgerichtete
Zellenreihe ist jeder Unterrahmen 23 mit einem
.Verbindungselement 87 versehen, durch dessen Sestalt der
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Strömungswiderstand des Elektrolyts auf ein Minimum herabgesetst wird· B::*s Verbindungselement 8? 'ist einstückig mit
dem. E-.hüien 25 verbunden und gegen den Bereich 37 gerichtet.
IXs Verbindungselement 87 enthält das quer verlaufende Loch
35, das mit den Our cn die poröse Katliodenpl&tte und das
Trägerelement geführten Löchern,45 bzw« 47 deckungsgleich
ausgerichtet ist· Bas loch 33 ist auf seinen beiden Seiten
mit Aiisakungeii 91a und 91 b versehen, in denen Q-Ringe 92a
und 92b aii^&oränet sind« Darüber hinaus ist das umgelegte Ende
des Hinges 49 teilweise in der Ansenkung 91a angeordnete
Y#ena die Rahseii 25 im Zellenstapel angeordnet sind, bewirkt
der durch Ansug der Muttern 27 auf die Schraubbolzen 29 ausgeübte Druck, etaS die Verbindungselement 87 und die Q-Ringe
92a und 92b äen Durchlas 45 der porösen ICathodenplatte dicht
mit dem Burehlaß im 3?rägerelement verbinden, das die Anode
trägt und mit dieser die andere Hälfte der elektrochemischen
Zelle/bildete Sie Verbindungselemente 87 vervollständigen daher
die öasdurchlaSleitungen zwischen den einzelnen Elektrodenanordnungen
±m Zellenstapel·
ein mit einem auf die gewünschten Stellen der Trägerelemente
aufgebrachten Zink-JLnodenmaterial versehener Zellen·*
stapel, der in der Zeichnung dargestellten Art mit^den erforderlichen
Hilfseinrichtungen verbunden ist, ist der Stapel zum Betrieb unä zur Erzeugung eines elektrischen Stromes bereit,"
Obgleich jedes geeignete, Sauerstoff enthaltende Gas wie 2.B0
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·- 20 -
reiner Sauerstoff in der Sammlerbatterie- verwendet werden kann,
wird üblicherweise atmosphärische Luft benutzt» Die atmosphärische luft wird durch einen Luftkompressor zugeführt, der.
mit der zu den Gasleitungsrohren führenden Gräsversorgungsleitung verbunden ist. Die Elektrolytversorgungsrohre 66 sind
mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung verbunden, die mit einer Elektrolytquelle, z.B. mit einer 20 G-ew. pro ζ entigen
aus Zaliumhydroxyd in flüssigskeitsdurchlässiger Verbindung
steht, ^ie mit den Elektrolytauslaßrohren 79 der -einzelnen
elektrochemischen Zellen verbundene Elektrolytauslaßleitung
ist über einen Rezirkulationskreis mit der -ulektrolytversorgungsleitung
verbunden«
Der Rezirkulationskreis enthält üblicherweise einen Gk.s-Fliiüsigkeitsseparator,
in dem der Stickstoff und jeglicher nicht in Reaktion getretener Luftsauerstoff vom flüssigen Elektrolyt
getrennt und nach außen abgeführt wird. Zusätzlich ist
ein Sammelbehälter vorgesehen, in den der Elektrolyt nach Ausscheidung
der Gase geleitet wird» Zur Entnahme des Elektrolyts aus dem Sammelbehälter und zu seiner kontinuierlichen
Einspeisung in die Elektrolytversorgungsleitung dient eine
Pumpe. Die aus der Pumpe herausgeführte Leitung ist derart verzweigt, daß ein Teil des Elektrolytflusses durch eine T:'enn-
und Speichereinrichtung geführt wird, in der die während der elektrochemischen Entladung des Zellenstapels erzeugten Reak- w
tionsprodukte aus dem Elektrolytfluß ausgeschieden und in ;
einem Zustand gespeichert werden, in dem sie über den reairku* »· ν
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BAD ORIGINAL i/J
liierenden Elektrolyt^luß mühelos zum Zellenstapel zurückgeführt
werden können, wenn die Batterie wieder aufgeladen istσ
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach der Erfindung
verwendet einen aus vier in einer libene sowie in einer Reihe
nebeneinander angeordneten Zellen zusammengesetzten Rahmen
23 von etwa 6,35 ium Dicke, wobei die Abmessungen der Dichtung
sk&nt en 35a und 85b etwa 0,254 ^m betragen. Der Rahmen
weist vier rechteckförmige ca. 130 χ 91j5 mm große Bereiche
37 auf» Die etwa 1,2? mm dünnen Platten 13 können durch
Heißpressen oder Pressen und Sintern von Karbon'/ 1-Elckel-Pulver
hergestellt -./erden. Das dünne Trägerelement 15 ist aus etwa
0,13 um dickem weichem Btahl gefertigt. Auf die mit der porösen
K ruh ο den/platte verbundene Seite des Träger elements 15
iut ^iekel galvanisch, aufgebracht, um eine Oxydation oder
ein Rosten dea weichen 3t~ihl'j au verhindern, wenn die Kammer
17 mit einem Feuchtigkeit enthaltenden Gas wie Luft gefüllt
' 2 ist. 'Jn werden cu. 2,33 bis 5,67 g Zink pro 6,45 cm gelva-
niedergeschlagen, wobei die auf das ungleichmäßige >-*t aufgebrachte Zinkschicht etwa 0,76 bis ca, 2,54 mm
dick ist«, Falls die gesauite Dicke des Rahmens 6,3 Ms., die
größte Dicfce der Elektrodenanordnung 11 etwa 2,03 mm und die
mittlere Dicke des Zinkniederschlags etwa 1,8 mm beträgt, . weist der zusammengesetzte elektrochemische Zellenstapel
zwischen der Zinkanode und der dieser Anode zugekehrten Fläche
der porösen Platte einen Spalt auf, der im geladenen Zustand ■
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im Mittel etwa 2,54 mn und .im entladenen Zustand et\/a 4,32 um
beträft.'Es ist dieser opalt in den zusammengesetzt-m elektrochemischen
Zellen, der den Strömungsweg des Elektrolyts bewirkt und durch den der zirkulierende Elektrolyt voi.i unteren
zum oberen Teil Jeder elektrochemischen Zelle gepucipt wird.
Dieser kontinuierliche ElektrolytfluS während der Ent- und Ausladung
des Zellenstapels erleichtert die elektrociv-f-i iche
T,iirkuno's weise der- Seilen und verhindert einen l\ris'1o-v;chlci.g '
der Reaktionsprodukte auf der Kathode0
Die die Kaacier 17 bildende Vertiefung 39» die ϊϊιί ir'S^^relement
15 ist, mißt an der stelle ihrer größten Abrietunj etv/u
0,63 citiio Das 2r;i£verel£:-",nt eiithält der fjorösen Trtg:;rflutte
zugeordnete Yertiefungen, die in zwölf Reihen zu je fünf 7ertiefungen
angeordnet sind. In dem zur G-asleitung n". jLstbenachbarten
Bereich ist eine Vertiefung weggelassen. Jede Vertiefung endet in einer mit der porösen Platte verschv;ei!3ten
flachen, kreisförmigen Fläche, deren Durchmesser etwa 3,3 m.L
beträgt«
Auf einen Bereich der freien Substratfläche der Trägerplatten,
der etwa der Fläche der porösen Kathodenplatte, d.h, 177 x
88,9 mm entspricht, v/ird metallischer Zink galvanisch aufgebrachte
Die durch die poröse Platte 13 und das Trägerelement
15 jeder Elektrodenanordnung führenden Grasdurchläsae 45 und
47 besitzen einen Durohmesser von ca. 5,1 mm.
BAD ORtGfNAL
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16-7143 A
Die jeweils in die einzelnen Elektrodenanordnungen 11 eingesetzten
Eilige 49 sind aus einem geeigneten Material wie
3iaen, rostfreiem Stahl oder Wickel gefertigt. Me lichte
1'eite der--iuLrun-geii dieser Hinge beträgt etwa 4,8 mm, Die
■Js-'.-;.ntdiGli.e der Ringe 49 "beträgt bei nicht umgelegtem Teil
53 ca« 0,94 ium. Der in der Kammer 17 zwischen der porösen,
-latte unJ der* Trygerelement 15 angeordnete Hauptteil des
Ki'! ue 49 belltet eine Dicke von 0,63 mm. (die maximale Vertiefung
de:; rr;igerelein-ents) und einen Außendurchmesser von
Co 7,5 πι:.:. Die vier, radial ausgerichteten öffnungen 51
fed Hinges 49 h'iben jeweils eine Breite von ca0 1,6 min und
ei:ie Tie.C^ von ca0 0,5 muio Ds.s b'auerstoff enthaltende G-as
gelangt von der Gasleitung durch "diese vier Öffnungen 51 au jeder einzelnen Püllkammer« Es sind diese Schlitze bzv/„
öffnungen, die bei Eintritt einer Beschädigung der porösen
Pl tte 13 den gewünscht en Drosseleffekt bev,'irkeno
ir.s Rezirkulationssystem i^t mit einer Temperatur-Regeleinrichtung
verseilen, um während der Entladung der Batterie eine
Elektrolytteiiperatur von 70 O aufrecht zu erhaltene Der Elektrolyt
wird mit einer derartigen Durchflußrate in den Batteriein
zellenstapel gepumpt, daß/jeder der elektrochemischen Zellen während der Entladung eine lineare Plusrate des Elektrolyten von ca. 61■bis 91,5 cm pro Sekunde und während der Aufladung eine entsprechende Rate von 183 bis 244 cm pro Sekunde herrscht.-In-die Kammern 17 jeder elektrochemischen Zelle wird eine dem gewünschten Stromfluö durch das p.oröse Nickel angemessene
zellenstapel gepumpt, daß/jeder der elektrochemischen Zellen während der Entladung eine lineare Plusrate des Elektrolyten von ca. 61■bis 91,5 cm pro Sekunde und während der Aufladung eine entsprechende Rate von 183 bis 244 cm pro Sekunde herrscht.-In-die Kammern 17 jeder elektrochemischen Zelle wird eine dem gewünschten Stromfluö durch das p.oröse Nickel angemessene
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Luftmenge gepumpt, v/obei der Druck etwa 1,05 kg/cm beträgt.
Bei Aufrech-terhaltung dieses Luftdruckes, dieser Temperatur
und dieser Elektrolytflußrate während der Entladung der
Batterie beträgt die Spannung der einzelnen unbelasteten Zellen ca. 1,5 Volt. Bis etwa 100 mA/cm beträgt die Spannung
ca. 1,2 Volt. Bis ca« 300 mA/cm beträgt die Spannung ca. 1 Volt«· In einem Zellenstapel aus15 Rahmen, die jeweils vier
in einer Reihe nebeneinander angeordnete und durch eine gemeinsame
Trägerplatte parallel geschaltete elektrochemische Zellen aufweisen, werden bei einer Ausgangsleistung von
ca. 4 kW pro Ladezyklus ca. 4 bis 8 kWh elektrische Energie erzeugt, wobei die Anoden auf etwa 90 fo des metallischen
Zinks entladen werden.
Die als Einlaß für das Sauerstoff enthaltende Gas dienende
Klemmplatte 25 ist mit einer Grasentspannungsnut 93 versehen, die in der zu den Elektrodenanordnungen 1 gekehrten Fläche
ausgebildet ist. Durch diese Klemmplatte erstreckt sich ein mit der Nut 93 verbundenes Lüftungsloch 95· Bei unerwartetem
Auftritt eines Bruchs oder eines Lecks in der Leitung erfolgt
durch die Nut 93 und durch das Loch 95 eine Entspannung des
Gases. Hierdurch ist ein möglicher Bruch der porösen Kathoden·-
platten vermeidbar«
1 0 9 8 5 2 / U 6 0 ßAD original
Claims (1)
- Patentansprüche1. Elektrodenanordnung für einen Stapel aus elektrochemischen Zellen, gekennzeichnet durch eine poröse Platte (13) aus elektrisch leitendem Material,. eine mit-einer Vertiefung (39) ausgebildete, undurchlässige Platte (15)» Einrichtungen zur flüssigkeitsundurchlässigen mechanischen ^ und elektrischen Verbindung der beiden Platten längs der Peripherie dieser Vertiefung, um, eine Kammer (1?) zu bilden und wenigstens in einer der beiden Platten angeordnete Einlaßeinriohtungen zur Gaszufuhr zur Kammer.2e Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen mit Einrichtungen zur Drosselung des Glasflusses versehen sind, um bei schadhafter poröser Platte (13) den Gasfluß zu drosseln·3. Elektrodenanordnung nach Anspruch 2, daduroh gekennzeich*· net, daß die Platten (13, 15) quergeriohtete Gasdurchlässe aufweisen und daß die zur Drosselung des Grasflusses dienen»* de Einrichtung.mit einem mit radialen Öffnungen (5t) ausgebildete^ Ring (49) versehen ist * wobei lediglich die racjia*- len Öffnungen als fluiddurchläsaige Verbindungen zwischen diesen Gfasdurchläasen und der Kammer (17) dienen.109852/U60167 U34' - 26 - ■-4. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Platte (13) aus gesintertem lickel gefertigt ist und daß die Platten (13, 15) durch eine Schweißnaht (41)-miteinander verbunden sind.-5» Elektrodenanordnung nach wenigstens ainem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die undurchlässige Metallplatte (15) im Bereich der Vertiefung (39) eine Vielzahl von Vertiefungen (43) aufweist und daß die Vertiefungen (43) zur elektrischen Kontaktierung und zur Stützung der Platten gegen Durchbiegung durch Gasdruck jeweils mit der porösen Platte (13) verschweißt sind.6» Elektrochemisches Zellenbauteil mit einer Elektrodenanordnung nach Anspruch 1 und mit einem mit dieser Elektrodenanordnung verbundenen Rahmen,dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (23) einen freien Bereich (37) aufweist, der zur Aufnahme einer porösen Platte (13) einer benachbart zur einen Rahmenseite angeordneten Elektrodenanordnung (11) und zur Einfügung eines elektropositiven Metall— niederschlages (55) dient, der auf cfie der Kammer (17) einer anderen Elektrodenanordnung (11) gegenüberliegende Fläche der undurchlässigen Metallplatte (15) aufgebracht ist, daß der Rahmen (23) Ein- bzw. Auslaßeinrichtungen (66, 69, 73, 75 bzw, 80, 81, 79) zur Zufuhr und zur Entnahme eines Elektrolyts in den bzw. aus dem freien Bereich (37)*aw 109852/1460 ■ BAD 0R1GINAL167U34aufweist und daß der Rahinen (23) mit einstückig mit dem Halmen, verbundenen Einrichtungen zurr Dichtung des freien Bereichs versehen ist, um einen Elektrolytfluß/" außerhalb dieser Ein- und Auslaßeiiirichtungen zu unterbinden.β El elc.tr ο chemisches Zellenbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (23) zur Verbindung mit _der Elektrodenanordnung (11) längs paralleler Kanten des freien Bereichs (37) verlaufende Schlitze (61) aufweist, in die Einrichtungen (59) der undurchlässigen Metallplatte (15) eingreifen.8«, Elektrochemisches Zellenbauteil nach Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (23) zur Abstandshalterung der Kanten der porösen Platte (13) von den benachbarten Rahneninneiikanten des den freien Bereich (37) bildenden R.Utüiens mit in den freien Bereich (37) gerichteten Einrichtungen versehen ist und daß zur Begrenzung der Verschiebung der freien Fläche der porösen Platte in Richtung zu diesem freien Bereich mit dieser Plattenfläche in Eingriff stehende Einrichtungen vorgesehen sindo9e Elektrochemisches Zellenbauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet r daß die Elektrodenanordnung (11) eine Vielzahl getrennter poröser Platten (13) aufweist, die ' öurch die undurchlässige Metallplatte (15) elektrisch1 0 9 8 5 2 /§j146 0 : bAdparallel geschaltet sind und daß der Rahmen (23) mit einer Vielzahl von freien Bereichen (37) versehen ist,-die zur Aufnahme der porösen Platten dienen.10c Elektrochemisches Zellenbauteil nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (23) eine Elektrolyteinlaßkammer (69) aufweist, durch die Elektrolyt zu den freien Bereichen(37) förderbar ist, daß der Rahmen eine'Elektrolytauslaßkammer (81) aufweist, in die der Elektrolyt aus den freien Bereichen (37) fließt ,daß die Kammern auf einer Seitenfläche des Rahmens geöffnet sind und daß sich geratt- bzwi kantenartig ausgebildete Diohtungseinrichtungen von dieser Rahmenfläche erheben, jede dieser Kammern umgeben und dichtend gegen die zugekehrte Flache eines weiteren Rahmens angrenzen*11. Zellenstapel mit einer Vielzahl von Bauteilen nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (25, 27j 28,-29) zum Klemmen der zueinander ausgerichteten Bauteile (21) vorgesehen sind, derart, daß die porösen Platten (13) einer Elektrodenanordnung (11) in den freien Bereich (37) eines Rahmens (23) und der auf die undurchlässige Metallplatte (15) aufgebrachte elektropositive Metallniederschlag (55) in den freien Bereich (37) des nächstbenachbarten Rahmens (23) eingreifen, so daß bei · Zirkulation eines Elektrolyts durch den Zellenstapel (19) die elektrochemischen Zellen in Serien-paralleler Verbin- 'V09852/1A60BAD ORIGINALdung stehen und daß duroh die Vielzahl der Bauteile (21) Gasdurchlässe geführt sind, um zueinander ausgerichteten und elektrisch in Reihe geschalteten Zellen Gas zuzufüh« renB109852/1460
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