DE1771081C3

DE1771081C3 - Accumulator battery in which each cell is separated into an anolyte zone filled with alkali metal and a catholyte zone filled with a sulphurous substance

Info

Publication number: DE1771081C3
Application number: DE19681771081
Authority: DE
Inventors: Robert W. Lathrup Village Mich. Minck (V.St.A.)
Original assignee: Ford-Werke AG, 5000 Köln
Priority date: 1967-04-03
Filing date: 1968-03-30
Publication date: 1977-04-07

Description

F i g. 2 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Zellenausführung mit einem zum Teil geschnittenen Gehäuse und an der Batteriehalterung leitend angeordneten Führungen,F i g. Fig. 2 is a side view of another according to the invention Cell design with a partially cut housing and on the battery holder guided tours,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eines der Führungsrad Befestigungsglieder des in Fig. 2 gezeigten Beispiels,F i g. 3 is a top plan view of one of the guide wheel attachment members of the one shown in FIG Example,

F i g. 4 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung mit einem zum Teil geschnittenen Gehäuse,F i g. 4 shows a side view of a further embodiment according to the invention with a partially cut housing,

F i g. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung gemäß der Erfindung mit einem teilweise geschnittenen Gehäuse und längsverschieblichen Führungsgliedern, die in F i g. 6 in Draufsicht dargestellt sind,F i g. 5 is a side view of a further embodiment according to the invention with a partial cut housing and longitudinally displaceable guide members, which are shown in FIG. 6 shown in plan view are,

F i g. 7 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Akkumulatorenbatterie mit einem Teil des äußeren Gehäuses, welches zur Darstellung der übereinanderliegenden und in Serie geschalteten Zellen teilweise geschnitten ist,F i g. 7 shows the side view of a storage battery according to the invention with a part of the outer one Housing, which partially to the representation of the superimposed and in series connected cells is cut,

F i g. 8 ein Ausschnitt der Akkumulatorenbatterie gemäß F i g. 7 längs der Linie 8-8 mit einer weiteren Ausführung der Befestigungsvorrichtung der Einzelzellen im Zellengehäuse der Batterie.F i g. 8 shows a section of the accumulator battery according to FIG. 7 along line 8-8 with another Execution of the fastening device for the individual cells in the cell housing of the battery.

In den F i g. 1 und 2 ist eine Zelle in einem geschlossenen Zellengehäuse 11 gezeigt. Das Zellengehäuse 11 besteht aus einem Zellendeckel 11-1, der aus einer im wesentlichen ebenen, starren Oberplatte oder Anode 11-12 und einem sich an diese·, anschließenden Ringflansch 11-11 gebildet wird, einem axial zusammen- und auseinanderdrückbaren Wandteil oder oberen Balg 11-2 mit einer Anzahl Falten bzw. Akkordeonfalzen 11-21, einem dichten Isolationsring 11-3 und einem zweiten mit Falzen 11-41 versehenen Wandteil oder unterem Balg 11-4 und einer im wesentlichen ebenen, starren Bodenplatte oder Kathode 11-42. Eine Platte 13, ein kationenleitender polykristalliner Festelektrolyt, teilt das Gehäuseinnere 11 in eine Anolytzone 15 und in eine Katholytzone 17. Die Platte 13 ist im wesentlichen elektronisch nichtleitend.In the F i g. 1 and 2, a cell in a closed cell housing 11 is shown. The cell housing 11 consists of a cell cover 11-1, which is formed from an essentially flat, rigid upper plate or anode 11-12 and an annular flange 11-11 adjoining this, a wall part or upper bellows that can be axially compressed and pushed apart 11-2 with a number of folds or accordion folds 11-21, a tight insulation ring 11-3 and a second wall part or lower bellows 11-4 provided with folds 11-41 and a substantially flat, rigid base plate or cathode 11-42. A plate 13, a cation-conducting polycrystalline solid electrolyte, divides the housing interior 11 into an anolyte zone 15 and a catholyte zone 17. The plate 13 is essentially electronically non-conductive.

Der Zellendeckel 11-1, der obere 11-2 und untere 11-4 Balg bestehen aus einem oder mehreren Metallen oder Legierungen, die gegen die sie umgebenden Substanzen und Reaktionsprodukte chemisch resistent sein müssen. Die Anode 11-12 und die Kathode 11-42 müssen gute Leiter sein. Der obere 11-2 und untere 11-4 Balg sollten gute elektrische Leiter sein, brauchen es aber nicht, wenn andere leitende Verbindungen zwischen dem Festelektrolyten 13 und jeder der Elektroden vorgesehen sind. In diesem ^usführungsbeispiel bestehen der Zellendeckel 11-1, der obere 11-2 und der untere 11-4 Balg aus mit Aluminium beschichtetem Stahl. Der Zellendeckel 11-1 ist so gebaut und am oberen Balg 11-2 befestigt, daß durch nichtgezeigte Befestigungsmittel, wie beispielsweise Spannklammern, eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung geschaffen wird.The cell cover 11-1, the upper 11-2 and lower 11-4 bellows consist of one or more metals or alloys that must be chemically resistant to the substances and reaction products surrounding them. The anode 11-12 and the cathode 11-42 must be good conductors. The upper 11-2 and lower 11-4 bellows should be good electrical conductors, but do not need to be if other conductive connections are provided between the solid electrolyte 13 and each of the electrodes. In this embodiment, the cell cover 11-1, the upper 11-2 and the lower 11-4 bellows are made of steel coated with aluminum. The cell cover 11-1 is constructed and fastened to the upper bellows 11-2 in such a way that a gas-tight and liquid-tight connection is created by fastening means (not shown) such as, for example, tensioning clamps.

Die Platte 13 kann aus einem polykristallinen Material bestehen, daß durch Sintern von gitterartig aufgebauten Kristallen in die gewünschte Form gebracht werden kann, aus deren Gitter unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes Natriumionen freite;etzt werden. Das Strukturgitter enthält einen wesentlich größeren Gewichtsanteil Aluminium- und Sauerstoffionen und einen kleineren Gewichtsanteil von Metallionen mit nicht mehr als zwei Valenzen im Kristallwie z. B. Lithium oder Magnesium.The plate 13 can consist of a polycrystalline material that can be brought into the desired shape by sintering crystals having a lattice-like structure, from the lattice of which sodium ions are released under the influence of an electric field. The structural lattice contains a much larger proportion by weight of aluminum and oxygen ions and a smaller proportion by weight of metal ions with no more than two valences in the crystal such as e.g. B. lithium or magnesium.

Die Platte 13 dieses Ausführungsbeispiels wurde wie folgt hergestellt:The plate 13 of this exemplary embodiment was produced as follows:

1. Pulverförmiges Na₈CO₃, LiNO₃ und Al₄O₃ wurde 30 Minuten in einem Behälter mechanisch gemischt. Die Größe der verwendeten Al₂O₃-Partikel betrug 0,05 μΐη. Die Gewichtsverteilung der einzelnen Oxide war wie folgt:1. Powdered Na ₈ CO ₃ , LiNO ₃ and Al ₄ O ₃ were mechanically mixed in a container for 30 minutes. The size of the Al ₂ O ₃ particles used was 0.05 μm. The weight distribution of the individual oxides was as follows:

Li₂O 0,99Gew.-%Li ₂ O 0.99% by weight

Na₄O 0,99Gew.-%Na ₄ O 0.99% by weight

Al₂O₃ 89,02 Gew.-%Al ₂ O ₃ 89.02 wt%

2. Die Mischung wurde 1 Stunde bei 125O⁰C erhitzt.2. The mixture was ^{heated at 125O 0} C for 1 hour.

3. Anschließend wurde die Probe mit einem Bindewachs (Karbowachs) vermischt und mechanisch zu flachen Platten gepreßt.3. The sample was then mixed with a binding wax (Karbowax) and mechanically pressed into flat plates.

4. Diese Platten wurden dann bei einem Druck von 6300 kg/cm³ isostatisch gepreßt. 5. Die Entfernung des Bindewachses aus den Preßplatten erfolgte durch langsames Erwärmen auf 55O⁰C.4. These plates were then isostatically pressed at a pressure of 6300 kg / cm ^3. 5. The removal of the binding wax from the press plates was carried out by slow heating to 55O ⁰ C.

6. Es folgte eine Sinterung in einem elektrischen Ofen bei 1460⁰C, bei der die Platten in einem abgedeckten Hafen in Anwesenheit von Backpulver lagen, der die gleiche Zusammensetzung wie die Ausgangsmischung hatte.6. This was followed by sintering in an electric oven at 1460 ^° C., in which the plates were in a covered port in the presence of baking powder, which had the same composition as the starting mixture.

In diesem Beispiel ist der Festelektrolyt 13 eine Kreisplatte, die in einer Ringnut 11-31 eines Glasträgerteiles 11-3 sitzt, welches als gas- und flüssigkeitsundurchlässige Dichtung wirkt. Das Trägerteil 11-3 kann ebenso aus einem gebräuchlichen feuerfesten Material bestehen, dessen Ausdehnungskoeffizienten in etwa gleich dem der Platte 13 sind, das Temperaturen von mindestens 300⁰C aushält und gegen chemische Angriffe der angrenzenden Reaktionsprodukte beständig ist.In this example, the solid electrolyte 13 is a circular plate that sits in an annular groove 11-31 of a glass carrier part 11-3 , which acts as a gas and liquid-impermeable seal. The carrier part 11-3 can also consist of a conventional refractory material, the expansion coefficient of which is approximately the same as that of the plate 13 , which can withstand temperatures of at least 300 ^° C. and is resistant to chemical attack by the adjacent reaction products.

Unmittelbar über der Platte 13 und in Berührungskontakt mit ihr befindet sich in der Anolytzone 15 eine poröse Metallplatte 19, deren Porendurc'.imesser vorzugsweise im Kapillarbereich liegt. In diesem Beispiel besteht die Platte 19 aus porösem Stahl mit Porendurchmessern von durchschnittlich 20 bis 30 μπι. Unmittelbar über dieser Platte 19 und in Berührungskontakt mit ihr ist eine zweite poröse Stahlplatte 21 oder ein Gitter mit einem wesentlich größeren mitt-Immediately above the plate 13 and in contact with it is a porous metal plate 19 in the anolyte zone 15, the pore diameter of which is preferably in the capillary area. In this example, the plate 19 consists of porous steel with pore diameters of on average 20 to 30 μm. Immediately above this plate 19 and in contact with it is a second porous steel plate 21 or a grid with a much larger central

♦5 leren Porendurchmesser angeordnet, der hier vorzugsweise zweimal so groß wie der der inneren Platte 19 ist. In diesem Ausführungsbeispiel liegt der überwiegende Teil der Porendurchmesser im Bereich von 100 bis 200 μΐη. Diese Platten dienen als Führungs-♦ 5 leren pore diameter arranged, which is preferred here twice as large as that of the inner plate 19. In this exemplary embodiment, the predominant one lies Part of the pore diameter in the range from 100 to 200 μm. These plates serve as guide

mittel zur gleichmäßigen Verteilung des Alkalimetals auf der Oberfläche der Platte 13 in der Anolytzone 15. Sie dienen weiterhin als Halterung und zur Verhinderung einer zu stürmischen Vermischung des Alkalimetalls mit der schwefelhaltigen Kathodensubstanz im Falle eines Bruches der Platte 13. Poröse Metallplatten sind allgemein bekannt und können wie die folgenden Literaturstellen beweisen mit verschiedensten Porengrößen hergestellt werden. Porous Powder Metallurgical Products, R.means for evenly distributing the alkali metal on the surface of the plate 13 in the anolyte zone 15. They also serve as a support and to prevent the alkali metal from mixing too violently with the sulphurous cathode substance in the event of the plate 13 breaking. Porous metal plates are well known and can As the following references show, they can be produced with a wide variety of pore sizes. Porous Powder Metallurgical Products, R.

Bishop and G. M. Collins, in Chemical Engineering Practice, Vol. 2 at pp. 464—482, 1956, Academic Press, N. Y. and Forms and Properties of Porous Metal Products, H. Mourven and T. R. F r u d a in Progress in Powder Metallurgy, Vol. 18 at pp. 166—171, 1962, Capitol City Press, Montpelier, Vermont.Bishop and G. M. Collins, in Chemical Engineering Practice, Vol. 2 at pp. 464-482, 1956, Academic Press, N.Y. and Forms and Properties of Porous Metal Products, H. Mourven and T. R. F r u d a in Progress in Powder Metallurgy, Vol. 18 at pp. 166-171, 1962, Capitol City Press, Montpelier, Vermont.

Die Anolytzone 15 ist bis zu einer Höhe über die Platten 21 mit schmelzflüssigem Natrium gefüllt. DieThe anolyte zone 15 is filled with molten sodium to a level above the plates 21. the

Platten 19 und 21 werden durch nichtgezeigte, be- des Gehäuses in eine Katholytzone 115 und eine kannte Befestigungsmittel in ihrer Lage gehalten. Anolytzone 117. Die Platte 133 ist ein kationenleiten-Diese Befestigungsmittel können die Form von elek- des polykristallines Festdiaphragma. Der Balg 135 trischleitenden Klemmspangen haben, die zwischen ist chemisch resistent gegen die Anoden- und Kader Anode 11-12 und der Platte 13 angeordnet oder 5 thodensubstanzen und gasdicht mit der Platte 133 an dem Trägerteil 11-3 befestigt sein können. Falls und dem Glasring 137 verbunden, der durch Schweißen nicht ein Metall mit dem annähernd gleichen Aus- oder eine andere Abdichtungsart am Zellendeckel dehnungskoeffizienten wie der der Platte 13, wie bei- 111-1 bündig befestigt ist. Zur Verhinderung einer spielsweise eine Eisen-Nickellegierung mit 41% Ni, Berührung zwischen den Bälgen 135 und 111-3 sind gewählt wird, sollte die Befestigungsvorrichtung durch io sie durch ein Glasschild 139 getrennt, das von einer Temperaturwechsel hervorgerufene Größenänderungen Vielzahl von Glasstäben gebildet oder auch ein zuim Metall zulassen. Das Material der Platten 19 und 21 sammenhängender Glasring sein kann,
soll von der Alkalimetallschmelze gut benetzbar sein. In diesem Beispiel befindet sich in der Zone 115 vor-Unmittelbar unter der Platte 13 liegt eine poröse zugsweise ein schwefelhaltiges Oxid. Das Natrium Platte 23 und direkt darunter eine weitere poröse 15 oder die anderen alkalischen Metallsubstanzen ver-Platte 25. Ebenso wie die Platten 19 und 21 ist auch lassen während des Entladevorganges ihre Zone als hier der mittlere Porendurchmesser der Platte 21 er- Ionen bis diese Zone von der entsprechenden Substanz heblich kleiner als der der Platte 25. Die Platten 23 faßt geleert ist. Die Vergrößerung des Flüssigkeitsund 25 sind vorzugsweise aus einem elektrischleiten- volumens des die Ionen aufnehmenden Katholyten ist den Material hergestellt. In diesem Beispiel sind die 20 nicht gleich der Abnahme der Flüssigkeit in der Platten 23 und 25 poröse Kohlenstoffplatten mit Anolytzone. Folglich entsteht in der Zone 115 bei einem mittleren Porendurchmesser von 20 bis 30 μΐη jedem Halbzyklus eine geringere Raumänderung, was bzw. 100 bis 200 μΐη. Poröse Kohlenstoffplatten sich bei Verwendung der Zone 115 als Katholytzone sind in einem weiten Porositätsbereich durch ver- in einem geringeren Verschleiß des oberen Balges 135 schiedene Verfahren herstellbar, wie z. B. durch 25 äußert. Entsprechend entsteht in der Zone 117 eine Mischen von feinverteiltem Kohlenstoff mit einem größere Volumenänderung, die zu der maximal erorganischen Bindemittel, Verdichten der Mischung in reichbaren Abnahme des Gesamtvolumens der Zelle einer gewünschten Form unter hohem Druck und am Ende der Entladung führt.
Erhitzen der erhaltenen Probe in einer geregelten Von der Anode 111-32 und der Kathode 111-12 Atmosphäre, wie beispielsweise CO₂, bis die gewünschte 30 ausgehend erstrecken sich seitlich eine Anzahl innerer Porosität erreicht ist. Bei bestimmten Ausführungen Führungsteile 140, die in F i g. 3 im einzelnen dargekann es vorteilhaft sein, die Kohlenstoffplatten zu stellt sind. Diese Führungen 140 haben eine kreisarmieren oder sie mit flexiblen oder federnden Zwi- förmige Bohrung 141 in die als Haltevorrichtung einer schenlagen zu versehen. Das Material der Platten 23 nichtgezeigten Zellenverankcrung dienende Führungsund 25 sollte von der die Katholytzone 17 zum Teil 35 stangen 143 eingreifen. Die Stangen 143 bestehen aus ausfüllenden schwefelhaltigen Kathodensubstanz be- oder sind beschichtet mit einem nichtleitenden Manetzbar sein, welche die unterste Platte umgibt und terial.Plates 19 and 21 are held in place by means of the housing, not shown, in a catholyte zone 115 and known fastening means. Anolyte zone 117. The plate 133 is a cation guide- These fasteners can be in the form of elec- tric polycrystalline diaphragm. The bellows 135 have trischleitenden clamping clasps, which are chemically resistant to the anode and cadre anode 11-12 and the plate 13 arranged or 5 method substances and gas-tight with the plate 133 can be attached to the support part 11-3. If and the glass ring 137 is connected, which by welding is not a metal with approximately the same expansion coefficient or a different type of seal on the cell cover expansion coefficient as that of the plate 13, as in the case of 111-1. To prevent, for example, an iron-nickel alloy with 41% Ni, contact between the bellows 135 and 111-3 is selected, the fastening device should be separated by a glass shield 139, the size changes caused by a temperature change or formed by a large number of glass rods admit one to the metal. The material of the plates 19 and 21 can be a continuous glass ring,
should be easily wettable by the alkali metal melt. In this example there is a porous, preferably a sulfur-containing oxide in the zone 115 in front of the plate 13. The sodium plate 23 and directly underneath it another porous 15 or the other alkaline metal substances ver-plate 25. Just like the plates 19 and 21, their zone as here the mean pore diameter of the plate 21 is also left to this zone during the discharge process of the corresponding substance considerably smaller than that of the plate 25. The plates 23 summarizes is emptied. The enlargement of the liquid and the material are preferably made from an electrically conductive volume of the catholyte which absorbs the ions. In this example, 20 is not equal to the decrease in liquid in plates 23 and 25 are porous carbon plates with an anolyte zone. Consequently, in the zone 115 with an average pore diameter of 20 to 30 μm, a smaller change in space occurs in each half cycle, which is 100 to 200 μm. Porous carbon plates, when using zone 115 as the catholyte zone, can be produced in a wide porosity range by using different processes with less wear on the upper bellows 135, such as B. expresses through 25. Correspondingly, in zone 117 there is a mixing of finely divided carbon with a greater change in volume, which leads to the maximum inorganic binder, compacting the mixture in a reasonable decrease in the total volume of the cell of a desired shape under high pressure and at the end of the discharge.
Heating the sample obtained in a controlled atmosphere such as CO ₂ , starting from the anode 111-32 and the cathode 111-12, until a number of internal porosities extending laterally is reached. In certain embodiments, guide members 140, which are shown in FIG. 3, it may be advantageous to show the carbon plates. These guides 140 have a circular reinforcement or they have to be provided with flexible or resilient Zwi-shaped bore 141 in which, as a holding device, a brace. The material of the plates 23, which serves to anchor the cells (not shown), and 25 of which rods 143 the catholyte zone 17 in part 35, should engage. The rods 143 consist of filling sulphurous cathode substance or are coated with a non-conductive material which surrounds the lowermost plate.

die in den Poren der zwei Platten bis zur Platte 13 In F i g. 4 ist eine weitere ZeHenausführung gezeigt,in the pores of the two plates up to plate 13 in F i g. 4 another toe design is shown,

aufsteigt. Diese Platten dienen als Führungsmittel zur bei der die äußere Zellenwand steif und die innerenascends. These plates serve as a guide to keep the outer cell wall rigid and the inner cell wall rigid

gleichmäßigen Verteilung des Schwefels auf der die 40 Wände der oberen Reaktionszone axial zusammen-uniform distribution of the sulfur on which the 40 walls of the upper reaction zone are axially

Zone 17 begrenzenden Oberfläche der Platte 13. In drückbar sind. Die Zelle 210 besitzt ein geschlossenesZone 17 delimiting surface of the plate 13. In can be pressed. Cell 210 has a closed one

Verbindung mit den Platten 19 und 21 dienen diese Zellengehäuse 211. Das Zeläengehäuse besitzt einenThis cell housing 211 is used to connect to the plates 19 and 21. The cell housing has a

Platten weiterhin noch der Verhinderung einer zu Deckel 211-1, der aus einem Kreisflansch 211-11 undPlates continue to prevent a cover 211-1, which consists of a circular flange 211-11 and

stürmischen Vermischung der Elektrolyten, falls die einer im wesentlichen ebenen, steifen Oberplatte oderStormy mixing of the electrolytes, if that of an essentially flat, rigid top plate or

Platten 13 gebrochen sind. Die Katholytzone 17 ent- 45 Anode 211-12 besteht, einen gläsernen Isolations- undPlates 13 are broken. The catholyte zone 17 consists of 45 anode 211-12, a glass insulation and

hält Schwefel oder Natrium- und Schwefelverbindung, Dichtungsring 211-2 und ein steifes Wandstück mitholds sulfur or sodium and sulfur compound, sealing ring 211-2 and a stiff wall piece with

die in diesen Ausführungsbeispielen das als Alkali- einem ebenen, steifen Boden, der als Kathode 211-3which in these exemplary embodiments is the alkali, a flat, stiff base, which is used as the cathode 211-3

metallanode benutzte Natrium enthält, z. B. Na₂S₂. dient. Eine Platte 233, ein axial drehbarer Balg 235metal anode contains sodium used, e.g. B. Na ₂ S ₂ . serves. A plate 233, an axially rotatable bellows 235

Die Kathodensubstanz kann fein verteilten Kohlen- und ein Tragring 237 teilen die Gehäusekammer inThe cathode substance can be finely divided carbon and a support ring 237 divides the housing chamber into

stoff enthalten, der die Leitfähigkeit so lange auf- 50 eine Anolytzone 215 und eine Katholytzone 217. Diesecontain substance that has the conductivity for so long an anolyte zone 215 and a catholyte zone 217. These

rechterhält, bis die Natriumionen die Platte 13 durch- Zonen sind austauschbar, wobei aber eine diesemright until the sodium ions through the plate 13- Zones are exchangeable, but one of these

wandert haben. Die Platten 23 und 25 werden in der Beispiel entsprechende Anordnung vorzugsweise dorthave wandered. The plates 23 and 25 are preferably there in the corresponding arrangement

gleichen Weise wie die Platten 19 und 21 in ihrer Lage angewendet wird, wo keine Änderung des Gesamt-the same way as the plates 19 and 21 is applied in their position where no change in the overall

■■ an der Platte 13 gehalten. ranmes erfolgt und der standige Kontakt zwischen ■■ held on the plate 13. ranmes takes place and the constant contact between

Il Fig.2 zeigt ein anderes Ausfuhnmgsbeispiel der 55 dem Alkalimetall -und der Trennplatte leichter auf-II Fig. 2 shows another exemplary embodiment of the 55 alkali metal and the partition plate easier to

fi Erfindung, bei dem beide äußeren Zellenwände und rechterhalten weiden kann. Um eine Berührung desfi invention in which both outer cell walls and right can graze. To get a touch of the

S die Waiide der <^ren Reaktionszone axial zusammen- Balges 235 und des Wandstückes 211-3 zu veriaüdern, S to cross the walls of the reaction zone axially together - bellows 235 and wall piece 211-3,

S und ausemanderdruekbar and. Die Zelle 110 hat eis ist zwischen beiden ein aas Glasstäben zusaHimen-S and can be pushed away from each other. The cell 110 has a glass rod between the two.

TerschBeÖbares ZeflengeJiänse 111« das gebildet wird gesetzter oder aas einem nichtleitenden GJasnng 339TerschBeÖbaren ZeflengeJiänse 111 «which is formed by a set or a non-conductive GJasnng 339

. aus csBeM ZeHendeckel 111-1 mit einem Kieisfiansch So bestehendes Schutzschild angeordnet.. Arranged from csBeM toe cover 111-1 with a Kieisfiansch So existing protective shield.

II MMl wad einer annähernd ebenen, starren Platte Die in F i g. S dargestellte wehste ZeBe zeichnet oder Ea&ode 111-32, einem gläsernen Isolations- sich durch eine ziehharmomkadehnbaie Außenwand V Sad lärdafungsring 111-2, einem axial zusammen- und eme starre Wand der ©beten ReafctioHSzöBe aus. f imdaiasefliai^eökäcaraien Waödiefl oder Balg 111-3 Die Zelle 310 besitzt cän aosgescalGssenes ZeBenge-Ä<e^|'«el^|y^e3BH-31raidÄttrBodeflplaOe «s faäase 311. Das ZeBengdWase 311 feesieht aas «äHäeai ! oder Anode 1H-32. Üne Platte 133» ein axial zieh- Deckel 311-11 nrit einem KseisfiasScn and einer ■f ijannenäaSidg znsammesdröcTdbarer Wandten oder ebenes, starren Oberplatte oder Aöode 311-12, emem § Ba%135oM4mtirags^l37lEamdenlDöedraitm gläsernen Isolations- ond ESentuagsring 3H-3» einemII MMl wad an approximately flat, rigid plate The in F i g. The wehste ZeBe shown is characterized by or Ea & ode 111-32, a glass isolation with a ziehharmomkadehnbaie outer wall V Sad noise ring 111-2, an axially together and eme rigid wall of the © pray reactioHSzöBe. f imdaiasefliai ^ eökäcaraien Waödiefl or bellows 111-3 The cell 310 has can aosgescalGssenes ZeBenge-Ä <e ^ | '«el ^ | y ^ e3BH-31raidÄttrBodeflplaOe « s faäase 311. The ZeBengdWase 311 fees looks aas! or anode 1H-32. Over plate 133 "an axially pulling lid 311-11 with a KseisfiasScn and a ■ f ijannenäaSidg znsammesdröcTdbaren wall or flat, rigid top plate or Aöode 311-12, emem § Ba% 135oM4mtirags ^ l37lEamdenlDöedraitm 3H -EamdenlDöedraitm glass insulation ring ond

993993

If I 1 \J VJ 1If I 1 \ J VJ 1

axial dehnbaren Wandteil oder Balg 311-3 und einer ebenen Bodenplatte oder Kathode 311-32, die die nächstfolgende Zelle berührt. Eine Platte333, eine feste Wand 335 und ein Tragring 337 teilen den Kammerinncnraum in eine Anolytzone 315 und eine Kutholytzone 317. Die Berührung der Bälge 311-3 mit dem Wandteil 335 wird durch ein Glasschild 339 verhindert, das wie in früheren Beispielen beschrieben, aus einer Vielzahl von Glasstäben oder aus einem Glasring bestehen kann.axially expandable wall part or bellows 311-3 and a flat bottom plate or cathode 311-32 which touches the next following cell. A plate 333, a solid wall 335 and a support ring 337 divide the chamber interior into an anolyte zone 315 and a cutolyte zone 317 Variety of glass rods or can consist of a glass ring.

Seitlich von der Anode 311-12 und der Bodenplatte 331-32 der Kathode 311-3 erstrecken sich mehrere Führungsteile 340, die in F i g. 6 im einzelnen dargestellt sind. Führungsnasen 340 greifen gleitend in als Halterrahmen einer nicht dargestellten Zellenverankerung ausgebildete U-förmige Führungsschienen 343, die aus nichtleitendem Material bestehend oder mit diesem beschichtet sind.To the side of the anode 311-12 and the base plate 331-32 of the cathode 311-3, several guide parts 340 extend, which are shown in FIG. 6 are shown in detail. Guide lugs 340 slide slidingly into U-shaped guide rails 343 which are designed as a holding frame of a cell anchorage (not shown) and which are made of non-conductive material or are coated with this.

Es ist selbstverständlich, daß die in F i g. 1 gezeigten Führungsplatten, die entgegengesetzt angeordneten Leiter zwischen den Elektroden und die Elektroden und die Diaphragmaplatte in anderen Ausführungen einschließlich der in den F i g. 2 bis 5 gezeigten Beispielen verwendet werden können.It goes without saying that the steps shown in FIG. 1 shown guide plates, the oppositely arranged Conductors between the electrodes and the electrodes and the diaphragm plate in others Executions including those in the F i g. 2 to 5 examples shown can be used.

F i g. 7 zeigt eine Akkumulatorenbatterie, deren übereinandergestapelte, in Serie geschaltete Einzelzellen in einem zylindrischen Behälter 401 liegen. Der Behälter 401 ist mit einer Innenwand 403 aus gewöhnlichem nichtleitenden Material, wie z. B. Glimmer, Glas oder glasähnlichen Werkstoffen usw., ausgekleidet und mit einem Deckel 405 versehen.F i g. 7 shows a storage battery, the individual cells of which are stacked on top of one another and connected in series are in a cylindrical container 401 . The container 401 is provided with an inner wall 403 made of ordinary non-conductive material, such as. B. mica, glass or glass-like materials, etc., lined and provided with a cover 405.

Durch eine Deckelöffnung 407 wird die elektrische Verbindung zwischen der obersten Platte, in diesem Fall der Anode der obersten Zelle, und einem äußeren Kreis durch die Leiterfeder 409 und den Leiter 411 hergestellt. Der Leiter 411 sitzt in einer die Öffnung 407 abdichtenden, nichtleitenden Federbuchse 413 aus beispielsweise Glas oder Glimmer oder in einer mit Glimmer oder Glas beschichteten Metallbuchse. Durch einen weiteren eine Bohrung 415 im Behälter 401 durchragenden Leiter 417 wird die unterste Platte der Bodenzellc, hier die Kathode, mit dem Außenkreis elektrisch verbunden. Der Leiter 417 wird in der Behälteröffnung 415 durch eine nichtleitende Federbuchse 419 oder ein ähnliches Befestigungsmittel gehalten. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Innenwand 403 eine Anzahl Nasen 403-1, von denen eine in F i g. 8 dargestellt ist. Am Umfang jeder Elektiodenplatte sind mehrere Haltekerben 405 eingelassen, in die die Nasen 403 der Behälterinnenwand eingreifen.The electrical connection between the top plate, in this case the anode of the top cell, and an outer circle through the conductor spring 409 and the conductor 411 is established through a cover opening 407. The conductor 411 is seated in a non-conductive spring bushing 413 which seals the opening 407 and is made, for example, of glass or mica or in a metal bushing coated with mica or glass. The lowermost plate of the floor cell, here the cathode, is electrically connected to the outer circle through a further conductor 417 protruding through a bore 415 in the container 401. The conductor 417 is held in the container opening 415 by a non-conductive spring sleeve 419 or similar fastening means. In this exemplary embodiment, the inner wall 403 has a number of lugs 403-1, one of which is shown in FIG. 8 is shown. A plurality of retaining notches 405, into which the lugs 403 of the inner wall of the container engage, are embedded on the circumference of each electrode plate.

Je nach der gewünschten Energieart können selbstverständlich mehrere der in F i g. 7 gezeigten Akkumulatorenbatterien in Serie und/oder parallel geschaltet sein. Weiterhin können die in den Beispielen übereinanderliegenden, mit dehnbaren Gehäusewänden ausgerüsteten Zellen auch nebeneinander angeordnet sein. Bei einer derartigen Lage können zur Erleichterung der Zellenkontraktion und zur Aufrechterhaltung der ständigen Berührung der Zelleninhalte und der Trennplatte Federglieder verwendet werden.Depending on the type of energy desired, several of the options shown in FIG. 7 accumulator batteries shown be connected in series and / or in parallel. Furthermore, the superimposed in the examples, cells equipped with expandable housing walls can also be arranged next to one another. In such a position can facilitate cell contraction and maintain constant contact of the cell contents and the partition plate spring members are used.

Derartige Zellen können bei Raumtemperatur zusammengebaut und anschließend auf ihre Betriebstemperatur erhitzt werden, die mindestens so hoch liegen sollte, daß der flüssige Zustand der Substanzen in der Katholytzone und in der Anolytzone erhalten bleibt. Da die Heizvorrichtungen nicht Gegenstand dei Erfindung sind, werden sie hier auch nicht näher beschrieben und dargestellt. Es kann innere oder außen Heizung verwendet werden. Bei Innenheizung sind in Zellengehäuse abgedichtete Anschlußstutzen vorzu sehen. Falls erforderlich kann eine Innen- oder Außen kühlung des Akkumulatorenmantels und/oder de Einzelzellen vorgesehen sein.Such cells can be assembled at room temperature and then returned to their operating temperature be heated, which should be at least so high that the liquid state of the substances is retained in the catholyte zone and in the anolyte zone. Since the heating devices are not the object of the Invention, they are also not described and illustrated here in more detail. It can be internal or external Heating can be used. In the case of internal heating, sealed connection pieces are to be provided in the cell housing see. If necessary, an internal or external cooling of the battery shell and / or de Individual cells can be provided.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

UU

Claims

which the accumulator housing (401) iso with patent claims: "lL A ^ umulatorenbatterje according to claim and 10, characterized in that the bottom

1. Accumulator battery in which each cell consists of 5 and cover plates of the individual cells at volume there is a housing whose opposite, changes in guides (403-1, 405) of the iso electrically conductive and mutually insulated transverse outer walls of the accumulator housing walls designed as anode or cathode slide.

and its interior into an anolyte zone filled with molten alkali metal and into an io
catholyte zone filled with sulfur-containing, electrically reversible cathode substance is separated,

characterized in that a
lying between the electrodes, known per se

Diaphragm plate (13, 133, 233, 333) opposite 15
at least one electrode is movably arranged
is.

2. Accumulator battery according to claim 1, the invention relates to an accumulator battery characterized in that at least one part in which each cell consists of a housing, the cell housing (11, 111, 311) as an accordion 20 opposite, electrically conductive and similarly similar, electrically conductive bellows (11-21, on the other insulated transverse walls as anode or cathode 111-31, 311-31) is formed. are designed and dessea interior in one with

3. Accumulator battery according to claim 2, the molten alkali metal-filled anolyte zone characterized in that the bellows (11-21, and in a sulfur-containing, electrically reversible 111-31, 311-31) formed wall part is separated in the catholyte zone essentially filled with cathode substance. borrowed from the same material as the cells of such accumulator batteries are Anode (11-12, 211-12, 311-12, 111-32) or through a diaphragm plate into an anolyte zone and Cathode (11-42, 111-12, 311-32). separated by a catholyte zone, with the diaphragm

4. Accumulator battery according to claim 1, there plate preferably made of a crystalline material characterized in that the diaphragm plate 3 "or a membrane consists, which opposite the (133, 233, 333) smaller than the top and bottom cations of the alkali metal anode, conductive to others plates of the cell housing is and in the housing constituents e of this zone, such. B. anode substance inner through electrically conductive inner walls (135, in elementary form, anions of the cathode substance 235, 335) is worn. and elemental or bound cathode substance,

5. Accumulator battery according to claim 1 35 is substantially impermeable.

and 4, characterized in that the dia- During the discharging process dissolves the alkaline metal

phragmatic plate (133, 233) supporting inner walls anode substance, e.g. B. sodium, electrons from the

(135, 235) partly as an accordion-like, gas anode, which is applied in an external electrical

and liquid-tight bellows are formed. Circle migrate, causing cations in the

6. Accumulator battery according to claim 1, back through 40 anode substance receiving chamber It indicates that the diaphragm remains. Take sulfur atoms in the catholyte zone plate (13i, 233, 333) supporting inner walls (135, electrons from the cathode and the outer elec-235, 335) against the cover plate (111-12, 211-12, tric circle and become anions 311-12) are attached to this in isolation. positively charged alkali metal ions are released from the

7. Accumulator battery according to claim 1 45 catholyte zone attracted, migrate through the cation and 4 to 6, characterized in that the conductive diaphragm plate passes through and unite Inner walls (135,235,335) against the cell housing with the negative sulfur ions. During the (111-31, 211-3, 311-3) through an insulating charging process, the processes play through on-protective wall (139, 239, 339) are separated. put an external source of electrical energy in

8. Accumulator battery according to claim 1 from 50 reverse direction, d. G. the alkali metal ions and 4 to 7, characterized in that the are through the diaphragm into the anolyte Part of the housing cover (111-12, 211-12, zone moved back.

311-12), the inner walls (135, 235, 335) and the object of the invention is to provide such batteries

Diaphragm plate (133, 233, 333) formed cam and cells to improve the cell volume per mer (115, 215, 315) as an anolyte or catholyte 55 electrical energy unit to reduce the effective

zone is provided. Effect of a cell without the use of leadership

9. Accumulator battery according to claim 1, because plates to improve and an accurate display of the characterized in that the charge or discharge status of the accumulator is closed with the cover plates (111-12, 211-12, 311-12) and create the floor slabs.

(111-32) connected and laterally protruding 60. According to the invention, the object is achieved by

Holding members (140, 340) in parallel to the housing - that one lying between the electrodes, per se

casing extending supports (143, 343) longitudinally known diaphragm plate opposite at least

are slidably slidably arranged. an electrode is movably arranged.

10. Accumulator battery according to claim 1, in the following the invention is based on several characterized in that several individual embodiments 65 shown in the drawing cells in a battery housing or explained in more detail. It shows

are arranged side by side and that the F i g. 1 is a side view of the invention

Current is drawn between conductors (411, 417), cell with a partially cut housing,