DE1671757C - Bleiakkumulator mit trocken lagerfähigen, geladenen Elektrodenplatten, in dessen Gehäuse oberhalb des Plattenblockes ein Behälter mit konzentrierter Schwefelsäure angeordnet ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bleiakkumulator mit trocken lagerfähigen, geladenen Elektrodenplatten, in dessen Gehüuse oberhalb des Plattenblockes ein Behälter mit konzentrierter Schwefelsaure angeordnet ist, dessen Boden von außen, zerstörbar ist und der zur Inbetriebnahme mit Wasser gefüllt wird.

Zweck der Erfindung ist ein Bleiakkumulator, bei dem innerhalb des Behälters konzentrierte Schwefelsliurc untergebracht ist und der durch einfache Zugabe von Wasser in kurzer Zeit aktiviert werden ,io kann. ,

Im USA.-Patent 2773 927 ist ein Bleiakkumulator mit einem oberhalb der geladenen Platten angebrachten Schwefelsäurebehälter beschrieben, Der Boden dieses Behälters besitzt eine kreisförmige, schwächere Stelle, die etwa über der Mitte der Plattensätze angeordnet ist.

In dieser Patentschrift heißt es: »Um eine trocken lagerfähige Zelle mit einem solchen Säurebehälter in Betrieb zu setzen, ist es nur notwendig, den Ver- ao schlußstopfen abzunehmen und den Zellenbehälter mit Wasser bis zu einer Höhe etwas oberhalb des Bodens des Schwefelsäurebehälters zu füllen. Die schwache Stelle in diesem Behälter wird dann mit Hilfe eines stumpfen Werkzeuges, beispielsweise as eines Dorns oder eines Lochstempels, zerstört.«

Diese Anordnung besitzt jedoch einen wesentlichen Nachteil. Sobald nämlich die Schwefelsäure aus dem Schwefelsäurebehälter herausläuft, werden die Separatoren verbrannt und damit zerstört. Versuche mit den verschiedensten Separatormaterialien, beispielsweise mit Harz imprägniertem Papier, mikroporösem Gummi und Kieselgur-Polyvinylchloridmischungen, wurden bei dieser Arbeitsweise zerstört. Dies konnte auch dadurch, daß die öffnungen im Boden des Schwefelsäurcbehälters nur sehr klein gemacht wurden, um einen langsameren Säurefluß auf die Separatoren zu erreichen, nicht vermieden werden.

Ein ähnlicher Vorschlag für einen trocken lagerfähigen, geladenen Bleiakkumulator, der durch Zugäbe von Wasser aktiviert werden kann, wuü in u«-i folgenden I iterat!>rstel!e ut:r

>..· ■ . ' ■ ·*.· «lie United States Army Tank Automotive Center, Kontrakt Nr. DA-I i-022-AMC-2236CO, vom 21.12.1965. Titel »Immobilized Electrolyte Feasibility Study«.

Die wichtigen Stellen dieses Berichtes lauten etwa wie folgt:

»Die Lagerung von flüssiger, konzentrierter -₀ Schwefelsäure . . . erfordert die Lagerung der konzentrierten Säure oberhalb der Platten eines Akkumulators. Wenn der Akkumulator aktiviert werden soll, wird Wasser in die Zellen gegossen und anschließend die Säure aus dem Behälter abgelassen . . .«

»Die Lösung ist bisher in den meisten Fällen verwendet worden, insbesondere da sie sehr naheliegt .. . Trotzdem bringt eine solche Arbeitsweise mehrere Probleme mit sich . . .«

»Die korrodierende Wirkung von konzentrierter Schwefelsäure schließt eine Lagerung in direktem Koniakt mit den Platten oder Separatoren einer trocken geladenen Batterie aus. Die Säure muß daher in einem vollkommen abgcsclilossencn, gegen Schwefelsäure beständigen Behälter im freien Raum oberhalb des Plattensatze:; untergebracht werden .. .«

55 »Da eich bei plötellchem Kontakt von Wasser und konzentrierter Schwefelsäure sehr viel WHrme bildet, werden die Platten und Separatoren sehr nachteilig beeinflußt, wenn die beiden Flüssigkeiten nicht sorgfältig vermischt werden. Die Säure muß daher in einem abgeschlossenen Behälter aufbewahrt werden und darf erst dann in den Akkumulator eintreten, wenn der größte Teil der notwendigen Wassermenge bereits eingeführt wurde. Um dies zu sichern, ohne die Bestandteile der Batterie zu gefährden, wurde der folgende einfache Versuch durchgeführt: In eine trocken geladene Batterie wurde die notwendige Wassermenge gegeben und anschließend die notwendige Menge an konzentrierter Schwefelsäure, verteilt über einen Zeitraum von 2 Minuten, zugefügt. Die maximale erreichte Temperatur lag bei 85° C. Nachdem die Batterie 1 Stunde gestanden hatte, wurden die Platten, die Separatoren und der Elektrolyt auf sichtbare Schäden hin untersucht. Solche Schäden wurden nicht gefunden.«
Ein anderer Teil dieses Berichtes führt aus:

»Die konzentrierte Schwefelsäure sollte, wenn sie mit dem Wasser vermischt wird, keine größeren Wärmemengen erzeugen. Die Entwicklung von großen Wärmemengen in kurzer Zeit kann zu hohen Temperaturen führen, die die Platten und Separatoren äußerst nachteilig beeinflussen. Es ist bekannt, daß einige Batteriebauteile sich bereits zersetzen bzw. zerstört werden, wenn die Elektrolyt-Temperatur über etwa 75° C steigt.«

Daß im in diesem Untersuchungsbericht beschriebenen Versuch bereits 85° C als Elektrolyt-Temperatur erreicht wurden, zeigt, daß es doch nicht ohne weiteres möglich ist, einen trocken lagerfähig geladenen Akkumulator auf diese Art und Weise ohne Schädigungen seiner Bestandteile zu aktivieren. Bei so hohen Temperaturen kann ein Verbrennen der Separatoren und eine Schad;»u':_r der Platten nicht vermied.,.· werden.

F stellt sich daher insbesoi-Jere die Aufg^-i·. diese Zerstörung der Separatoren und der Platten zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Plattenblock, bestehend aus geladenen positiven Elektrodenplatten, Separatoren und trocken lagerfähigen, geladenen negativen Elektrodenplatten, und der Zellenwandung ein Abstandshalter angeordnet ist, der mindestens einen von der Zellenoberfläche zum Boden des Akkumulators führenden Kanal enthält, und daß der Boden des Elektrolytbehälters oberhalb des Kanals im Abstandshalter zerstörbar ist.

Sobald die Schwefelsäure in das bereits vorher in in den Akkumulator eingefüllte Wasser läuft, wird Wärme erzeugt, die wiederum eine Konvektionsströmung bewirkt, so daß eine gute Vermischung von Schwefelsäure und Wasser erreicht wird, bevor die Schwefelsäure die Separatoren erreicht. An der Oberfläche der Plattenblöcke können Prellfolien oder Leitfolien angeordnet sein, die ein Verbrennen des Separators verhindern, wenn konzentrierte Schwefelsäure aus irgendeinem Grund nicht direkt in den Kanal im Abstandshalter fließt.

An Hand der Figuren ist der Gegenstand der Erfindung näher erläutert.

FIb. 1 zeißt «^ine Batteriezello mit den e/rfindunge-Hßen Abstandshaltern, die Kanüle besitzen, die S von der Oberfläche der Zellen m Ihrem Boden E-strecken,

FIb 2 zeigt den Plattenblock und die Abstandsti wie in Fig. 1 und zusatzlich den Behalter flir dta konzentrierte Schwefelsaure oberhalb des Platten-

3 schließlich zeigt das Werkzeug zur Zer-

Äff5fS

enthaltenen Elektrolytmenge den für den Akkumulator notwendigen Elektrolyten b Wen, . Iu Fig,l Ist welter eine Prellfolie oder LsIUoUe 38 gezeigt. Diese Folie ist zwischen der Bndpl«UJ

und⁸ derS zugehörigen Separator angeordnet ud würde die Oberseite des Plattenblockg bedetken. Diese Folie sollte aus einem Material bestehen, da porös ist, aber von Schwefelsäure nicht beneut wer den kann. Dazu eignet sich beispielsweise mikro-

.. ^m.J D„f.,„in«irhinrid. Wk bereits oben ausge-

^aswSTÄÄC:,

SSn voneinander getrennt sind. Die positiven Elek- ?odenp!atten sind durch die Polbrücke 18 mitein-Inder verbunden. Der positive Endpol der Zelle ist St 20 bezeichnet. Entsprechend ist die negative Pol-Scke nut 22 und der negative Endpol mit 24 be- »ο Sehnet Die negativen und eventuell auch die posi-Wen t ektrodenplatten sind trocken lagerfähig. ' Auf einer Seife des Plattenblocks 10 ist ein Ab_stand halter 26 angeordnet, der einen Kanal 28 enthält der sich vom oberen Rand des Plattensatzes b.s a₅ S Boden des Plattensatzes erstreckt. Zweckmäßieise ist ein weiterer solcher Abstandshalter auf S anderen Seite des Plattenblocks angeordnet. Die Abstandshalter können dabei gleichzeitig die Funk-Endplatte zurückzufallen. Daneben ist

mäßig, eine weitere Pf*»"?.™ ^.¹J,^S porös ebenfalls aus Polyvinylchlor d ,die jedoch, nicnt P°r

ist, oberhalb des Plattenblocks ™™$£ Folie schützt die Platten und Separatoren Beschädigungen bei Dichtemessung«. Die beschriebene Ausfuhrungsfo m lagerfähigen BIe»akkumulator» ^bes'^

Vorteile ί^^η^^^ rungsformen solcher
Schutz der Separatoren vor
durch, daß die konzentrierte Sch Plattenblock herumgcfuhrt mri, durch^d,e tionsstromung^^"g^T

_da-

_den üe

WSSSSS

FU- 3 zeigt auf welche ArI und Weise der Schwe-

faulbehälter» zerstört wird. Bei einem laugen dunstu η_ς des j ^ XkkuiPulaw wird zuerst der VcrschluP—pfen ent- ₄° Niederhalter., d.- £":. Li nachdem Wasser eingefüllt wurde, wird ein njulator wen^, ^ B,Mt'-„ M -r. J -~n Stelle eingesetzt. Dieses B-i;iei! ρ *«. ^t. d« gee^

\_{o Jaß der Akku}.

Werkzeug eingeführt, wobei der Schlitz das Werko führt, daß es den Boden du Schwefelsaure-

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   mit trocken lagerfähigen,

   SÄ ÄS

   ««τ

   die Battcriehöhe geringfügig vergroßert we:rden> muß. Während dies in den meisten Fallen ein besonderer Nachteil ist, gibt es aber besondere Battenetypen die festgelegte Abmessungen besilzen, so daß eine AndeiiS diener Abmessungen n^lU mögl.ch ,,Uj d««n

   ₍2_{6) angcordnc}t ist, der mindestens _d ^V _er ^llenüberfläche zum Boden des führenden Kanal (28) enthHIt, und Elektrolytbehälters (30) ober-_{) inl A}Ät.ndshalter (26) zer-

   platten des Plattcnsatzcs

   b:rs;

   taucht ^S'^^_Umulator nach Anspruch 1 dadurch ,,,.C_11n^iCh_nCt daß die uei;ativen Endplatten des

   taucht und getrocknet sind, während die übrigen negativen Elektrodenplatten trocken lagerfähig und geladen sind.

   3. Bleiakkumulator nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Endplatten des Plattenblockes und den zugehörigen Separatoren Prellfolien (38) angeordnet sind, die porös, aber von Schwefelsäure nicht benetzbar sind und deren Oberteile über den Plattenblock (10) zurückgeklappt sind.

   4. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen L bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine perforierte Folie (40) die Oberfläche des Plattenblockes bedeckt.

   5. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelsäurebehälter (30) mit Mitteln zur Führung des beim Durchstoßen benutzten Werkzeuges versehen ist.

   6. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugführung ein in die Wassereinfüllöffnung (32' im Behälter (30) einsetzbares, der Form des; Ver schlußstopfens angepaßtes Bauteil (34) ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen