DE1771292C

DE1771292C - Chargeable alkaline galvanic element with a positive electrode consisting essentially of manganese dioxide

Info

Publication number: DE1771292C
Application number: DE19681771292
Authority: DE
Inventors: Yäsuji Hirakata Ogawa Hiromichi Monguchi Umeo Yoshiyuki Kadoma Ohira Tsukasa Nara Murakami Kaoru Kadoma Amano (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-06-26
Filing date: 1968-04-30
Publication date: 1973-02-08

Description

35 niedrig wird und daß der Zelle eine hohe Ent-35 becomes low and that the cell has a high

ladungsspannung entnommen werden kann, da imcharge voltage can be taken because im

Vergleich zu dem aus Ammoniumchlorid und Zinkchlorid bestehenden Elektrolyten die Ionen beweglicher sind und die Reaktion schneller abläuft.
40 Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, dieCompared to the electrolyte consisting of ammonium chloride and zinc chloride, the ions are more mobile and the reaction proceeds faster.
40 An object of the invention is to provide the

Die Erfindung bezieht sich auf ein aufladbares sogenannte Entladungstiefe der positiven Elektrode alkalisches galvanisches Element mit positiver mit Hilfe der negativen Elektrode zu regeln. Eine Mangandioxidelektrode, bei dem die Entladungs- weitere Angabe der Erfindung besteht in der Verfähigkeit der negativen Elektrode innerhalb des Be- besserung der Entladungstiefe dadurch, daß dem reichs geregelt wird, innerhalb dessen die Depolari- 45 Material der positiven Elektrode Nickelpulver beisation der im wesentlichen aus Mangandioxid be- gemischt wird. Ferner sieht die Erfindung aufladstehenden positiven Elektrode möglich ist. bare alkalische Manganzellen vor, die einen nied-Bei den in großem Umfang verwendeten rigen inneren Widerstand aufweisen, die eine hohe Leclanche-Trockenzellen handelt es sich um typische Spannung abgeben können, die eine lange Lebens-Zellen, bei denen Mangandioxid als Hauptbestand- 50 dauer erreichen, die sich mit geringen Kosten herteil verwendet wird. Zwar lassen sich solche stellen lassen und bei denen die Entladungsfähigkeit Leclanche-Trockenzellen mit sehr geringen Kosten der negativen Elektrode innerhalb des Bereichs geherstellen, doch ist ihre Entladungsspannung nicht regelt wird, innerhalb dessen die im wesentlichen stabil, und insbesondere läßt ihr Verhalten bei nied- aus Mangandioxid bestehende positive Elektrode rigen Temperaturen viel zu wünschen übrig. Der 55 depolarisiert werden kann.The invention relates to a chargeable so-called depth of discharge of the positive electrode to regulate alkaline galvanic element with positive with the help of the negative electrode. One Manganese dioxide electrode, in which the discharge further specification of the invention consists in the capability the negative electrode within the improvement of the depth of discharge by the fact that the Reichs is regulated, within which the depolarization 45 Material of the positive electrode nickel powder which is essentially mixed with manganese dioxide. The invention also provides for charging positive electrode is possible. bare alkaline manganese cells, which have a low have the widely used internal resistance that is high Leclanche dry cells are typical voltage that can give off a long life cells, in which manganese dioxide as the main component reach 50 duration, which can be achieved at low cost is used. It is true that these can be set and that the discharge capacity Produced Leclanche dry cells with very low negative electrode cost within the range but its discharge voltage is not regulated, within which the essentially stable, and especially their behavior in the case of a positive electrode consisting of low manganese dioxide Much to be desired at low temperatures. The 55 can be depolarized.

Arbeitsbereich solcher Zellen ist begrenzt, und die Weitere Einzelheiten und Vorteile der ErfindungThe working range of such cells is limited, and the further details and advantages of the invention

Ladung solcher Zellen reicht für praktische Zwecke ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehkaum aus. rerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeich-The charge of such cells is hardly sufficient for practical purposes out. rer exemplary embodiments on the basis of the drawing

Im Gegensatz hierzu zeigt eine Quecksilberzelle nuiigen.In contrast, a mercury cell shows nuiigen.

eine hervorragende Spannungsstabilität, und ihr 60 Fig. 1 zeigt teilweise in einer Seitenansicht und innerer Widerstand während der Entladung ist nur teilweise im Längsschnitt eine aufladbare alkalische geringfügigen Schwankungen unterworfen. Trotz der Manganzelle bekannter Art;excellent tension stability, and its 60 Fig. 1 shows partially in a side view and internal resistance during discharge is only partially in longitudinal section a chargeable alkaline subject to slight fluctuations. Despite the manganese cell of known type;

guten Eigenschaften bei hohen Temperaturen und F i g. 2 zeigt teilweise in einer Seilenansicht undgood properties at high temperatures and F i g. 2 shows partially in a cable view and

der guten Haltbarkeit eignen sich jedoch Queck- teilweise im Längsschnitt eine Ausführungsform silberzellen nicht für Anwendungsfälle, bei denen 65 einer aufladbaren alkalischen Manganzelle nach der die Zellen mit einer hohen Stromstärke entladen Erfindung;However, due to the good durability, mercury, partly in a longitudinal section, is an embodiment silver cells are not used for applications in which 65 a rechargeable alkaline manganese cell is used after the the cells are discharged with a high amperage invention;

werden, und außerdem sind Quecksilberzellen sehr F i g. 3 zeigt teilweise in einer Seitenansicht undand besides, mercury cells are very f i g. 3 shows partially in a side view and

kostspielig. teilweise im Längsschnitt eine weitere Ausführungs-expensive. partly in longitudinal section another embodiment

form einer erfindungsgemäßen aufladbaren alka- tiven Elektrode, d.h. das Mangandioxid, nicht da-form of a chargeable, alkaline electrode according to the invention, i.e. the manganese dioxide, not

lischen Manganzelle; durch depolarisiert werden, äa& es so aufgeladenlischen manganese cell; by being depolarized, äa & it so charged

Fig. 4 veranschaulicht in einer graphischen Dar- wird, daß wieder der Zustand vor der Entladung4 illustrates in a graphic representation that the state before the discharge is again

stellung die EntladungscharakterUdk der in Fi g. 1 herbeigeführt wird; bei einer zu starken Entladungposition the discharge character Udk of the in Fi g. 1 is brought about; if the discharge is too strong

gezeigten bekannten aufladbaren alkalischen Man- 5 wird die Zelle daher unbrauchbar. Die Ursache hier^The known rechargeable alkaline man- 5 shown in the figure therefore makes the cell unusable. The cause here ^

ganzelle; für besteht darin, daß das Mangandioxid sein Kristall-whole; for consists in the fact that manganese dioxide is its crystal

Fig.5 zeigt den charakteristischen Aufladungs- gefüge verändert, d.h., daß ein niedereres Mangan-Fig. 5 shows the characteristic charge structure changed, i.e. that a lower manganese

und Entlaaudgszyklus einer aufladbaren alkalischen oxid, z.B. Monoximanganhydroxid (MnOOH) undand discharge cycle of a chargeable alkaline oxide such as monoxime manganese hydroxide (MnOOH) and

Manganzelle nach der Erfindung; Dimangantrioxid (MoX)₃HjO), auf der Reaktions-Manganese cell according to the invention; Dimanganese trioxide (MoX) ₃ HjO), on the reaction

Fig. 6 veranschaulicht die Entladungscharakte- io fläche der positiven Elektrode2 entsteht. Daher istFig. 6 illustrates the discharge character- io surface of the positive electrode 2 is created. thats why

ristik einer erfindungsgemäßen Zelle; es nicht einmal durch eine übermäßige Aufladungristics of a cell according to the invention; not even by overcharging it

F i g. 7 gibt die Entladungscharakteristik einer möglich, das aktive Material wieder in seinen Zunegativen Zinkelektrode wieder, die bei einer erfin- st&jid vor der Entladung zu bringen,
dungsgemäßen Zelle verwendet wird, und zwar im Aus den erwähnten Gründen ist es daher erforder-Vergleich zu einer Quecksilberoxidelektrode; 15 Uch, die Entladungstiefe aufladbarer , alkalischerF i g. 7 gives the discharge characteristics of a possible way to bring the active material back into its zinc negative electrode, which in the case of an invent & jid before the discharge,
cell according to the invention is used, namely in For the reasons mentioned, it is therefore necessary-comparison to a mercury oxide electrode; 15 uch, the depth of discharge more rechargeable, more alkaline

Fig. 8 gibt jeweils den Aufladung^ und Ent- Manganzellen innerhalb der erwähnten Grenzen zuFig. 8 gives the charge ^ and de-manganese cells within the limits mentioned

Iadungszyklus erfindungsgemäßer aufladbarer alka- halten. Die Entladung einer solchen Zelle, die nurCharge cycle of rechargeable alkaline batteries according to the invention. The discharge of such a cell that only

lischer Manganzellen wieder, wobei sich diese Zellen innerhalb dieser Grenzen betrieben wird, muß beimLischer manganese cells again, whereby these cells is operated within these limits, must be

bezüglich ihrer Entladungsiiefe unterscheiden; Erreichen einer bestimmten Spannung bzw. in einemdiffer with regard to their depth of discharge; Reaching a certain tension or in a

F i g. 9 veranschaulicht den Verlauf bzw. die ao bestimmten Zeitpunkt unterbrochen werden. L¹ roF i g. 9 illustrates the course or the ao specific point in time are interrupted. L ¹ ro

Charakteristik der gesamten Entladungsfähigkeit der jede übermäßige Entladung zu vermeiden, ist esCharacteristic of the overall discharge capacity is to avoid any excessive discharge

Zellen nach Fig. 8. daher erforderlich, z.B. einen EntladungszeitgeberCells according to Fig. 8 are therefore required, e.g. a discharge timer

Bevor auf die Erfindung eingegangen wird, soll und ein Gerät zum Überwachen der Entladungs-Before going into the invention, and a device for monitoring the discharge

zuerst eine Beschreibung des Aufbaus einer auflad- spannung vorzusehen; hierdurch wird die Benutzungfirst to provide a description of the build-up of a charging voltage; thereby the use

baren alkalischen Manganzelle bekannter Art ge- ?5 solcher Zellen komplizieit. Zwai lassen sich solcheA known type of alkaline manganese cell complicates such cells. Zwai let such

geben werden. Zellen mit geringen Kosten herstellen, doch ver-will give. Manufacture cells at low cost, but

In F i g. 1 erkennt man bei 1 ein positives Flek- teuert sich ihre Verwendung durch die Notwendig-In Fig. 1 you can see a positive spot at 1 - its use is determined by the necessary

trodengehäuse, in welchem der Reihe nach von keit der Benutzung der soeben erwähnten Hilfs-trode housing, in which, in sequence, the use of the just mentioned auxiliary

außen nach innen eine positive zylindrische Elek- einrichtungen.outside inward a positive cylindrical elec- tric device.

trode 2 in Form eines Gemisches aus Mangandioxid 3° Gemäß der Erfindung wird das Entladen einer und Graphit, eine alkalibeständige, einem Beutel aufladbaren alkalischen Manganzelle dadurch unterähnelnde Separatorwand 3 und eine gelförmige brachen bzw. geregelt, daß eine negative Elektrode negative Elektrode 4 angeordnet sind; bei der Elek- verwendet wird, die aus Zink besteht, wodurch die trode 4 handelt es sich um ein Gemisch aus amal- Entladungstiefe der posriven Elektrode geregelt garniertem Zinkpulver, einem alkalischen Elektro- 35 wird. Bei dieser Konstruktion ist es nicht erforderlyten und einem pastenförmigen zusammengesetzten Hch, die Entladung beim Erreichen einer bestimmten Material. Bei 5 erkennt man einen aus Messing her- Spannung oder nach Ablauf einer bestimmten Zeit gestellten geschlitzten zylindrischen Stromsammler zu unterbrechen. Ferner ist es nicht erforderlich, oder Stromabnehmer, der im mittleren Teil der einen Zeitgeber oder ein Gerät zum Überwachen negativen Elektrode 4 angeordnet und mit einem 4° der Entladungsspannung zu verwenden.
Material 6 aus Baumwolle od. dgl. gefüllt ist. Bei 7 Wie vorstehend erwähnt, darf eine Zelle, bei der ist eine aus einem Kunststoff hergestellte Dichtung die positive Elektrode aus einem zusammengepreßten für das positive Elektrodengehäuse 1 dargestellt, Gemisch aus Mangandioxid und Graphitpulver usw. und bei 8 erkennt man eine Dichtung in Form einer besteht, nur bis herab zu 2O°/o der tatsächlichen Metallplatte, die mit einer Bohrung 9 versehen ist, 45 Kapazität der Primärzelle entladen werden. Messunüber die Gase entweichen können. Bei 10 ist ein gen, bei denen eine alkalische Manganzelle bekannleitfähiges Bauteil dargestellt, das sich durch den ter Art mit einer zylindrischen positiven Elektrode mittleren Teil der Dichtung 7 erstreckt und das aus geformtem Mangandioxid und Graphitpulvot untere Ende des Stromabnehmers verschließt. Bei verwendet wurde, zeigten, daß sich eine solche Zelle 11 ist eine Bodenplatte für die negative Elektroden- 5° 40- bis 60mal aufladen und wieder entladen läßt anschlußplatte dargestellt; bei 12 erkennt man die Bei deT Zelle, bei der das aktive Material der posi positive Elektrode, bei 13 eine ringförmige isolie- tiven Elektrode durch die aus Zink bestehende negarende Packung und bei 14 einen die gesamte Zelle tive Elektrode geregelt bzw. gesteuert wird, wire umschließenden äußeren Zylinder. die Entladungskapazität der negativen Elektrodetrode 2 in the form of a mixture of manganese dioxide 3 ° According to the invention, the discharge of a and graphite, an alkali-resistant, a bag-chargeable alkaline manganese cell under similar separator wall 3 and a gel-like broken or regulated that a negative electrode negative electrode 4 are arranged; in the case of the electrode, which consists of zinc, is used, whereby the electrode 4 is a mixture of amal- discharge depth of the positive electrode regulated garnished zinc powder, an alkaline electrode. With this construction it is not required and a paste-like compound Hch, the discharge when reaching a certain material. At 5 one recognizes a brass made voltage or after a certain time set slotted cylindrical current collector to be interrupted. Furthermore, it is not necessary to use or current collector, which is placed in the central part of a timer or a device for monitoring negative electrode 4 and with a 4 ° of the discharge voltage.
Material 6 made of cotton or the like. Is filled. At 7 As mentioned above, a cell in which a seal made of a plastic, the positive electrode is shown from a compressed for the positive electrode housing 1, mixture of manganese dioxide and graphite powder, etc. and at 8 can be seen a seal in the form of a , only down to 20% of the actual metal plate, which is provided with a bore 9, 45 capacity of the primary cell can be discharged. Messun over which gases can escape. At 10 is a gene in which an alkaline manganese cell known conductive component is shown, which extends through the ter type with a cylindrical positive electrode middle part of the seal 7 and closes the lower end of the current collector made of molded manganese dioxide and graphite powder. When was used, showed that such a cell 11 is a base plate for the negative electrode 5 ° 40 to 60 times can be charged and discharged again connection plate; at 12 one recognizes the Bei deT cell in which the active material of the positive electrode, at 13 a ring-shaped insulating electrode through the negative packing made of zinc and at 14 the entire cell tive electrode is regulated or controlled, wire enclosing outer cylinder. the discharge capacity of the negative electrode

Die gemäß Fig. 1 aufgebauten aufladbaren alka- 55 aufrechterhalten. Jedoch iat nach 40 bis 60 LadungsThe rechargeable alkaline 55 constructed according to FIG. 1 are maintained. However, after 40 to 60 charges

lischen Manganzellen weisen den Nachteil auf, daß und Entladungszyklen keine Depolarisation deiLischen manganese cells have the disadvantage that and discharge cycles no depolarization dei

keine gute Elektronenleitung zwischen dem gel- positiven Elektrode in Richtung auf den Zustancno good electron conduction between the gel-positive electrode towards the state

förmigen negativen Elektrodenmaterial 4 und dem vor der Entladung als Folge der Tatsache möglichshaped negative electrode material 4 and that before the discharge as a result of the fact possible

Stromabnehmer 5 während des Ladens bzw. Ent- daß eine erhebliche Schädigung des aktiven MaCurrent collector 5 during charging or Ent- that significant damage to the active Ma

ladens besteht. Die Entladungsspannung ist niedrig, 60 terials der positiven Elektrode eintritt. Ein Grun<store exists. The discharge voltage is low when the positive electrode enters. A green <

und gemäß Fig. 4 nimmt sie allmählich ab. für die erwähnte Erscheinung besteht darin, daland as shown in Fig. 4 it gradually decreases. for the phenomenon mentioned is that dal

Insbesondere darf bei einer solchen aufladbaren die aus Mangandioxid und Graphit geformte positiviIn particular, in the case of such a chargeable one, the one made of manganese dioxide and graphite may be positive

alkalischen Manganzelle, bei der die positive Elek- Elektrode aufquillt und feucht wird, wenn die Zeil· trode 2 hauptsächlich aus Mangandioxid besteht,. wiederholt geladen und entladen wird, wobei sielalkaline manganese cell, in which the positive elec- trode swells and becomes moist when the cell trode 2 consists mainly of manganese dioxide. is charged and discharged repeatedly, falling

die Entladung nur bis zu etwa 20"/O der tatsäch- 65 auf der Oberfläche der Elektrode ein niederere liehen Leistungsfähigkeit der positiven Elektrode der Manganoxid bildet. Die Bindekraft zwischen denthe discharge is only lower down to about 20 "/ 0 of the actual 65 on the surface of the electrode borrowed efficiency of the positive electrode which forms manganese oxide. The binding force between the

Primärzelle erfolgen. Wenn die Zellen noch stärker aktiven Material und dem leitfähigen Material, d. hPrimary cell take place. If the cells have more active material and the conductive material, i. H

entladen werden, kann das aktive Material der posi- zwischen dem Mangandioxid und dem Graphit, verbe discharged, the active material of the positive between the manganese dioxide and the graphite, ver

ringen sich allmählich, so daß sich die genannten tiven Material, d.h. dem Mangandioxid und demgradually wrestle, so that the named tive material, i.e. the manganese dioxide and the

Materialien voneinander trennen. Die Leitfähigkeit Graphitpulver, gemischt, und dieses kombinierteSeparate materials from one another. The conductivity graphite powder, mixed and this combined

für Elektronen wird erheblich geringer, und es ergibt Material wird dann mit Hilfe von Druck in derfor electrons will be considerably less, and it will then yield with the help of pressure in the material

sich ein hoher innerer Widerstand. In einem be- gleichen Weise geformt wie die bis jetzt bekanntenthere is a high level of internal resistance. Shaped in the same way as those known up to now

stimmten Fall wird 'die positive Elektrode schon 5 positiven Elektroden.In the right case, the positive electrode becomes 5 positive electrodes.

nach 10 bis 20 Ladungs- und Entladungszyklen zer- Die Verwendung einer positiven Elektrode, der stört, so daß die Lebensdauer der Zelle begrenzt ist Nickelpulver zugesetzt wurde, kann dazu führen, Ferner ist zu berücksichtigen, daß sich bei einer daß sich die Lebensdauer im Vergleich zu einer zunehmenden Zahl von Ladungs- und Entladungs- bekannten Zelle, bei der nur Mangandioxid und zyklen der Elektrolyt in die positive Elektrode io Graphit verwendet werden, auf das Zwei- oder Dreihineinbewegt und daß der die Reaktionsfläche um- fache verlängert. Die Beigabe von Nickel verbessert gebende Elektrolyt von der positiven Elektrode auf- die Elektronenleitung der positiven Elektrode, und genommen wird. Auf diese Weise wird der Wider- sie führt außerdem zu einer erheblichen Erhöhung stand der Reaktionsfläche in einem sehr erheblichen ihrer mechanischen Festigkeit. Gleichzeitig wird die Ausmaß vergrößert. Infolgedessen nimmt die Be- 15 Gefahr erheblich verringert, daß die positive Elektriebsspannung der Zelle erheblich ab. Selbst wenn trode aufquillt und sich abschält, wenn die Zelle die Zelle mit einer konstanten Spannung geladen wiederholt geladen und entladen wird,
wird, wird das aktive Material, d. h. das Mangan- Das Beimischen von Nickelpulver führt außerdem dioxid, wegen der Erhöhung des inneren Wider- zu einer besseren Bindung zwischen dem Graphit Standes kaum depolarisiert ao und dem Mangandioxid. Das Quellen der positiven !«clanche-Trockenzetlen, bei denen der Elek- Elektrode, das durch die Aufnahme des Elektrotrolyt hauptsächlich aus Ammoniumchlorid und lyten von dem Materialgemisch hervorgerufen wird, Zinkchlorid besteht, haben gewöhnlich eine positive kann verhindert werden. Die Verbesserung der Elektrode, die aus einem Gemisch aus Mangandioxid Elektronenleitung führt zu einem gleichmäßigen und Graphit usw. hergestellt ist, wobei der Elek- »5 Ablauf der Ladungs- und Entladungsvorgänge. Sotrolyt anfänglich in der Elektrode enthalten ist mit nimmt der innere Widerstand nur in einem sehr Selbst dann, wenn eine solche Trockenzelle wäh- geringen Ausmaß zu, und zwar auch dann, wenn rend einer langen Zeit unbenutzt bleibt, ist der Über- die Zelle sehr häufig aufgeladen und wieder entgang des Elektrolyten in die positive Elektrode kaum laden wird. Wenn die erfindungsgemäße positive zu beobachten, so daß sich der innere Widerstand 30 Elektrode verwendet wird, der Nickelpulver zunur wenig ändert gesetzt ist, kann eine Entladungstiefe von bis zu Bei einer alkalischen Manganzelle ist es jedoch 30·/· der tatsächlichen Kapazität der Primärzellen schwierig, dafür zu sorgen, daß die positive Elek- zugelassen weiden, während bei der Verwendung trodenmasse anfänglich eine ausreichende Menge positiver Elektroden bekannter Art nur eine Entdes Elektrolyten aufnimmt denn das in dem Elek- 35 ladungstiefe von 20 »/β zulässig ist
trolyten enthaltene Kaliumhydroxid wird in Kalium- Somit kann eine aufladbare alkalische Mangankarbonat verwandelt; hierdurch wird die elektrische zelle mit einer erfindungsgemäßen positiven Elek-Leitfähigkeit des Elektrolyten verringert, und der trode, deren Material Nickelpulver beigemischt ist Reaktionswiderstand der Zelle erhöht sich. Die posi- bei jedem Lade- und Entladezyklus eine tatsächliche tive Elektrode von aufladbaren alkalischen Mangan- 40 Kapazität erhalten, die dem 1,5fachen der Kapazität zellen wird so gepreßt daß sie eine Porosität von der bis jetzt bekannten Manganzellen entspricht 30 bis 40·/· aufweist Wegen ihrer geringen mecha- Ans Fig.8 ist ersichtlich, daß die Entladungstiefe nischen Festigkeit müssen solche Elektroden vor- auf etwa 30·/· der tatsächlichen Kapazität der posisichtig behandelt werden. Da die positive Elektrode tiven Elektrode beschränkt werden soll,
aus einem Gemisch von Mangandioxid und Graphit 45 Fig.8 zeigt die Abkiingcharakteristiken in Abbesteht verursacht jede stärkere Beanspruchung eine hängigkeit von der Zahl der Lade- und Entlade-Verformung der Elektrode, oder es entstehen Risse zykien für den Fall, daß die Entladungstiefe der in der Elektrode. Zwar würde die Anwendung eines positiven Elektrode 100°/· (vollständige Entladung) höheren Preßdrucks zu einer Steigerung der Festig- bzw. 50 bzw. 30 bzw. 20 bzw. 10·/· beträgt wobei keit der Elektrode führen, doch würde sich hierbei so die Entladungstiefe dadurch geregelt wird, daß die die Porösität der Elektrode verringern, und die Elek- tatsächliche Kapazität der negativen Elektrode aus trode könnte nicht mehr die erforderliche Menge Zink variiert wird. Man erkennt somit daß, je gedes Elektrolyten aufnehmen, so daß sich die Eigen- ringer die Entladungstiefe der positiven Elektrode schäften der Zelle insgesamt verschlechtem. Wenn ist die ZeDe eine um so größere Zahl von Ladungseine solche Zelle wiederholt während einer relativ 55 and Enüadungszyklen aushält und daß die Dekurzen Zeit aufgeladen und auf normale Weise en:- polarisation der im wesentlichen aus Mangandioxid laden wird, wobei die Zelle unter Verwendung einer bestehenden positiven Elektrode durch das Aufladen solchen Masse für die positive Elektrode hergestellt entsprechend verringert wird,
ist bricht ein Teil der geformten positiven Elektrode wird jedoch die Entladungstiefe zu niedrig, wird zusammen, und dieses Material haftet wie eine Paste 60 die tatsächliche Kapazität der Zelle so klein, daß an der Trennschicht Hierdurch wird an einer sehr eine praktische Verwendung der Zelle ausgescMoskleinen Stelle ein Kurzschluß zwischen der positiven sen istafter 10 to 20 charge and discharge cycles, the use of a positive electrode, which interferes, so that the life of the cell is limited, nickel powder can be added to an increasing number of known charge and discharge cells, in which only manganese dioxide and cycles the electrolyte are used in the positive electrode io graphite, moved in by two or three times and that this lengthens the reaction area by a factor. The addition of nickel improves the giving electrolyte from the positive electrode to the electron conduction of the positive electrode, and is taken. In this way, the resistance also leads to a considerable increase in the reaction surface and its mechanical strength. At the same time, the extent is increased. As a result, there is a considerable reduction in the risk that the positive electrical voltage of the cell will decrease considerably. Even if the trode swells and peel off, if the cell is charged with a constant voltage, the cell is repeatedly charged and discharged,
the active material, ie the manganese, is also hardly depolarized because of the increase in the internal resistance to a better bond between the graphite stand and the manganese dioxide. The swelling of the positive clanche dry cells, in which the electrode, which is produced by the uptake of the electrolyte mainly from ammonium chloride and lytes from the mixture of materials, usually has a positive effect, can be prevented. The improvement of the electrode, which is made from a mixture of manganese dioxide electron conduction leads to a uniform and graphite etc., whereby the elec- »5 sequence of the charging and discharging processes. If the electrode is initially contained in the electrode, the internal resistance only increases to a very high degree. Even if such a dry cell increases to a small extent, and even if it remains unused for a long time, the over-cell is very common charged and again escaping the electrolyte in the positive electrode will hardly be charged. When the positive according to the invention can be observed, so that the internal resistance of 30 electrode is used, the nickel powder changes zunur bit is set, a depth of discharge of up to When an alkaline manganese cell, it is, however, 30 · / · the actual capacity of the primary cells difficult to ensure that the positive electrolyte grazes, while when using electrode mass, initially a sufficient amount of positive electrodes of a known type only absorbs one discharge of the electrolyte than is permissible in the electrolyte depth of 20%
Trolyte containing potassium hydroxide is converted into potassium- Thus, a rechargeable alkaline manganese carbonate can be converted; As a result, the electrical cell with a positive electrical conductivity of the electrolyte according to the invention is reduced, and the electrode, whose material nickel powder is mixed in, the reaction resistance of the cell increases. The positive electrode of rechargeable alkaline manganese 40 capacity obtained with each charge and discharge cycle, the cells 1.5 times the capacity is pressed so that it corresponds to a porosity of the manganese cells known up to now 30 to 40 · / · Because of their low mechanical properties, it can be seen that the depth of discharge niche strength, such electrodes must be treated in advance to about 30 · / · the actual capacity of the positive. Since the positive electrode should be restricted to the tive electrode,
from a mixture of manganese dioxide and graphite 45 Fig. 8 shows the cooling characteristics in Abbestist, any greater stress causes a dependency on the number of charge and discharge deformations of the electrode, or cracks occur in the event that the depth of discharge is in the Electrode. It is true that the use of a positive electrode 100 ° / · (complete discharge) higher pressing pressure would lead to an increase in the strength or 50 or 30 or 20 or 10 · / · with the speed of the electrode, but this would be the case here the depth of discharge is regulated by reducing the porosity of the electrode, and the actual capacitance of the negative electrode from the electrode could no longer vary the required amount of zinc. It can thus be seen that every time you take up the electrolyte, so that the self-wrestlers worsen the depth of discharge of the positive electrode in the cell as a whole. If the cell is the greater the number of charge such a cell can withstand repeatedly during a relatively 55 and charge cycles and that the short time is charged and charged in the normal way: - polarization which is essentially made of manganese dioxide, the cell using an existing one positive electrode produced by charging such mass for the positive electrode is correspondingly reduced,
If a part of the molded positive electrode is broken, however, the depth of discharge becomes too shallow, collapses, and this material adheres like a paste 60, the actual capacity of the cell is so small that at the separating layer, this makes the cell very practical for use there is a short circuit between the positive sen

Elektrode und der negativen Elektrode aus Zink In Fig.8 gibt die SchaulinieA die BeziehungElectrode and the negative electrode made of zinc In Fig.8, the sight line A gives the relationship

herbeigeführt zwischen der Zahl der Ladungs- und Enüadungs-brought about between the number of charge and discharge

Bei einer erfindungsgemäßen aufladbaren alka- 65 Zyklen und der Entladungskapazität für den Fall an,With a rechargeable alkali according to the invention and the discharge capacity for the case of

tischen Manganzetle, bei der die Entladungstiefe daß eine Zelle wiederholt zu 100"/· aufgeladen undtables Manganzetle, at which the depth of discharge that a cell is repeatedly charged to 100 "/ · and

durch die Entladungsfähigkeit der negativen Elek- dann vollständig entladen wird- Die Schaulinie B by the discharge capacity of the negative elec- then it is completely discharged- the sight line B

trode geregelt wird, wird Nickelpulver mit dem ak- gilt für Lade- und Entladezyklen, bei denen dietrode is regulated, nickel powder with the ac- applies to charge and discharge cycles in which the

Batterie jeweils nur bis zu 50% entladen wird. Die weiteren Schaulinien C, D und E gelten jeweils für eine Entladungstiefe von 30 bzw. 20 bzw. 10%. Die in F i g. 8 dargestellten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.Battery is only discharged up to 50% at a time. The other sight lines C, D and E apply to a depth of discharge of 30, 20 and 10% respectively. The in F i g. The results shown in FIG. 8 are compiled in the following table.

Zahl der ZyklenNumber of cycles GesamtzahlTotal number EntladungstiefeDepth of discharge der Amperestundenof ampere-hours
währendwhile 66th der Lebensdauerthe service life 100%100% 1515th 25 bis 2925 to 29 50%50% 3535 34 bis 3634 to 36 30%30% 8484 70 bis 8070 to 80 20%20% über 90over 90 100 bis 120100 to 120 10%10% über 100over 100

F i g. 9 veranschaulicht die Ergebnisse der vorstehenden Tabelle. Man erkennt, daß die Abnahme der Gesamtkapazität der Zelle bei einer Entladungstiefe von über 50% eine erhebliche Größe annimmt und daß eine weitere Entladung bei einer Entladungstiefe von weniger als 10% unzweckmäßig ist, da die verwendbare Kapazität für jeden Verwendungszweck klein ist. Wird die Zelle jedoch bei einer Einrichtung verwendet, bei der die Zelle bei einer niedrigen Belastung entladen und zum Ausgleich wieder geladen wird, kann die Gesamtkapazität einen hohen Wert erhalten, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten auftreten.F i g. 9 illustrates the results of the above Table. It can be seen that the decrease in the total capacity of the cell with a depth of discharge of over 50% assumes a considerable size and that a further discharge at a depth of discharge less than 10% is inconvenient because the usable capacity is for each purpose is small. However, if the cell is used in a facility where the cell is at a low The total capacity can be high Get value without encountering any difficulty.

Wenn man den Aufbau der aufladbaren alkalischen Manganzellen im Hinblick auf die beiden vorstehend genannten Tatsachen verbessert, läßt sich eine bessere Charakteristik der Zelle erreichen.When you look at the build up of the rechargeable alkaline manganese cells in terms of both If the above-mentioned facts are improved, a better characteristic of the cell can be obtained.

Die in F i g. 1 dargestellte aufladbare alkalische Manganzelle bekannter Art ist in der nachstehend beschriebenen Weise aufgebaut. Die positive Elektrode 2 steht in inniger Berührung mit der Innenwand des Zellengehäuses 1, und auf der Innenseite der Elektrode 2 ist ein einem Sack ähnelndes Trennorgan 3 angeordnet, das aus einem alkalibeständigen Material besteht. Die negative Elektrode 4, die aus einem Gemisch aus amalgamiertem Zinkpulver, einem alkalischen Elektrolyten und einer zusammengesetzten Paste besteht, bildet ein klebfähiges Gel, das in dem Sack oder Beutel 3 enthalten ist. Die aus Messing hergestellte geschlitzte zylindrische negative Elektrode bzw. der Stromabnehmers ist im mittleren Teil der negativen Elektrode angeordnet. Bei dieser Konstruktion nimmt die positive Elektrode an der Reaktion nur an der Innenfläche der positiven Elektrode teil, denn da die Reaktionsflächen der negativen Elektrode 4 und der positiven Elektrode 5 nur durch deren einander zugewandte Seitenflächen gebildet werden, nimmt der Ausnutzungsgrad bei einer schnellen Entladung ab, ohne daß eine flache Spannungscharakteristik zu beobachten ist Beispielsweise wird eine Zelle vom Typ UM-I in einem erheblichen Ausmaß geschädigt, wenn man ihr einen konstanten Strom von 500 Milliampere entnimmtThe in F i g. The known type of rechargeable alkaline manganese cell illustrated in FIG. 1 is as follows described manner. The positive electrode 2 is in intimate contact with the inner wall of the cell housing 1, and on the inside of the electrode 2 is a sack-like separator 3 arranged, which consists of an alkali-resistant material. The negative electrode 4, which consists of a mixture of amalgamated zinc powder, an alkaline electrolyte and a composite Paste exists, forms an adhesive gel which is contained in the sack or bag 3. the slotted cylindrical negative electrode or current collector made of brass placed in the middle part of the negative electrode. With this construction, the positive Electrode participates in the reaction only on the inner surface of the positive electrode, because there are the reaction surfaces of the negative electrode 4 and the positive Electrode 5 is only formed by their mutually facing side surfaces, the degree of utilization increases in the event of a rapid discharge, without observing a flat voltage characteristic For example, a UM-I type cell is damaged to a considerable extent, if you take a constant current of 500 milliamps from it

Wenn die vorstehend beschriebene bekannte Zelle verbessert werden soll, d.h., wenn eine aufladbare alkalische Manganzelle so aufgebaut wird, daß eine Regelung durch die negative Zinkelektrode bewirkt wird, kann man die Packungsdichte der gelartigen negativen Zinkelektrode verringern, so daß ein erheblicher freier Raum im mittleren Teil des Batteriegehäuses verbleibt. Wenn man der aktiven Materialschicht der positiven Elektrode eine große Dicke gibt, kann der in der Zelle verfügbare Raum gut ausgenutzt werden, denn die Packungsdichte des positiven Elektrodenmaterials kann gesteigert werden. Jedoch bewirkt eine Verkleinerung des Innendurchmessers der positiven Elektrode eine Verkleinerung der mit der negativen Elektrode in Berührung stehenden Fläche, d. h. der Reaktionsfläche. Dies führt lediglich zu einer Verschlechterung der Kennlinie der Zelle. Wenn man dem aktiven Material auf der positiven Elektrode eine geringe Dicke gibt, um so die Reaktionsfläche zu vergrößern, nimmt die Packungsdichte ab, so daß man keine gute Kennlinie erwarten kann. Hierin besteht der Nachteil der bis jetzt bekannten alkalischen Manganzellen. When the above-described known cell is to be improved, that is, when a chargeable one alkaline manganese cell is built up in such a way that regulation is effected by the negative zinc electrode becomes, one can reduce the packing density of the gel-like zinc negative electrode, so that a considerable free space remains in the middle part of the battery housing. If you are the active If the material layer gives the positive electrode a large thickness, the space available in the cell can be reduced can be used well because the packing density of the positive electrode material can be increased. However, a decrease in the inner diameter of the positive electrode causes a decrease the surface in contact with the negative electrode, d. H. the reaction area. This only leads to a deterioration in the characteristic curve of the cell. If you look at the active material gives a small thickness on the positive electrode so as to enlarge the reaction area, the packing density decreases, so that a good characteristic cannot be expected. This is where the Disadvantage of the previously known alkaline manganese cells.

ao Gemäß der Erfindung wird die Entladungskapazität aufladbarer alkalischer Manganzellen mit Hilfe der negativen Zinkelektrode geregelt, deren Kapazität innerhalb eines Bereichs gehalten wird, innerhalb dessen die hauptsächlich aus Mangandioxidao According to the invention, the discharge capacity of rechargeable alkaline manganese cells is determined by means of of the zinc negative electrode, the capacitance of which is kept within a range, within its which mainly consists of manganese dioxide

»5 bestehende positive Elektrode depolarisiert werden kann. Die Reaktionsfläche wird vergrößert, so daß sich der weiter oben erwähnte Nachteil beseitigen läßt. Bestimmte Ausführungsformen von Zellen nach der Erfindung werden im folgenden beschrieben.»5 existing positive electrodes are depolarized can. The reaction area is enlarged, so that the disadvantage mentioned above is eliminated leaves. Certain embodiments of cells according to the invention are described below.

Eine erfindungsgemäße Zellenkonstruktion ist in F i g. 2 dargestellt. Diese Zelle umfaßt ein positives Elektrodengehäuse 21. Die positive Elektrode 22 wird in der Weise hergestellt, daß man Mangandioxid als das aktive Material mit Graphitpulver als dem leitfähigen Material sowie mit pulverförmigem Nickel mischt; aus diesem Gemisch wird die positive Elektrode mit Hilfe von Druck geformt und in innige Berührung mit der Innenfläche des Gehäuses 21 gebracht Ein Separator 23 wird aus einem oxydations- und alkalibeständigen Polyamid hergestellt und dieses Trennorgan steht in inniger Berührung mit der Innenfläche der positiven Elektrode 22; innerhalb des Separators 23 sind ein ungewebter Stoff aus Cellulose und eine halbdurchlässige Membran vorgesehen, die beide in fester Berührung mit dem Polyamidgewebe stehen. Bei 24 erkennt man eine pastenähnliche negative Elektrode, die durch Mischen und Kneten von amalgamiertem Zinkgel oder Zinkpulver und einer Paste hergestellt wird;A cell construction according to the invention is shown in FIG. 2 shown. This cell includes a positive one Electrode housing 21. The positive electrode 22 is manufactured in such a way that manganese dioxide as the active material with graphite powder as the conductive material as well as powdery Nickel mixes; the positive electrode is formed from this mixture with the aid of pressure and brought into intimate contact with the inner surface of the housing 21 A separator 23 is made of a made of oxidation- and alkali-resistant polyamide and this separating element is in intimate contact with the inner surface of the positive electrode 22; inside the separator 23 are a non-woven Cellulose fabric and a semi-permeable membrane are provided, both of which are in firm contact with the polyamide fabric. At 24 you can see a paste-like negative electrode through Mixing and kneading amalgamated zinc gel or zinc powder and a paste is made;

5» bei dieser Paste handelt es sich z.B. um Natriumcarboxymethylcellulose, und das Gemisch wird auf ein Metallnetz aus Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,2 mm aufgetragen. Bei 25 erkennt man einen in den mittleren Teil der negativen Elektrode eingebetteten Stromabnehmer. Das eine Ende des Stromabnehmers 25 wird mit Hilfe eines Rohres aus einem alkalifesten Material oder eines Harzüberzugs daran gehindert, in Berührung mit der positiven Elektrode zu kommen. Ein Zuführungsdraht 26, der5 »This paste is e.g. sodium carboxymethyl cellulose, and the mixture is applied to a metal mesh made of copper wire with a diameter of 0.2 mm. At 25 you can see a current collector embedded in the central part of the negative electrode. One end of the Current collector 25 is made with the help of a tube made of an alkali-resistant material or a resin coating prevented from coming into contact with the positive electrode. A lead wire 26, the

«ο den Stromabnehmer mit der Anschlußplatte 27 der negativen Elektrode verbindet, ist in das leitfähige Bauteil 29 eingeformt, das sich durch eine Öffnung der aus einem Harz bestehenden Abdichtungsplatte 28 erstreckt Ein alkalibeständiges isolierendes Harz in Form einer Platte 30 trennt die positive Elektrode 22 sowohl vom unteren Ende der negativen Elektrode 24 als auch dem oberen Teil des Stromabnehmers 29. Bei 31 erkennt man eine durchlässige«Ο the pantograph with the connecting plate 27 of the negative electrode connects, is molded into the conductive component 29, which extends through an opening the sealing plate 28 made of a resin extends An alkali-resistant insulating resin in the form of a plate 30 separates the positive electrode 22 from both the lower end of the negative Electrode 24 as well as the upper part of the current collector 29. At 31 one recognizes a permeable one

1010

ist und einen taschenformigen Behalter bili3et, ui negativen Elektrode anand a pocket-shaped container holds a negative electrode

welchem die geformte Masse 22 der positiven Elek- Flache te^ ^ ^^ ^ ^which the shaped mass 22 of the positive elec- Flache te ^ ^ ^^ ^ ^

trode angeordnet ist. _Zelle* _{nur e}ine Fläche an der Reaktion teünimmttrode is arranged. _Cell * _only participates in one area in the reaction

Somit ist die positive Elektrode 22 sowohlI auf der _vorstehend beschriebene erfmdungsgemaße ZdIeThus, the positive electrode 22 is both on the _above- described target according to the invention

Innenseite als auch auf der Außenseite denega _der ^ ^ _daß -_{h em} ^„,tenterInside as well as on the outside denega _the ^ ^ _that - _{h em} ^ ", tenter

tiven Elektrode 24 angeordnet, wobei die Elektroden entnommen wurde und daß sie durch das Trennorgan 23 vo^^g „ ?S_{nden la}'_{ng mit} einer konstanten Spannung vontive electrode 24, wherein the electrode has been removed and that it by the separator member 23 vo ^^ g "? S _{ligand la} _{'ng with} a constant voltage of

halten werden. Bei dieser Kon st ukt.on nehmen _y ,_aden ^ Das Entladenwill hold. In this construction, _y , _aden ^ take the unloading

beide Flächen der negativen Elek^troJJ« ^a" ^er _{und Auf},_aden der Zelle wurde zyklisch wiederholtboth surfaces of the negative elec ^tro JJ ^"a" ^ he _{and On,} _aden of the cell was cycled

Reaktion teil, so daß sich eine g^le'^ch£f ^^ _Fig. ₅ zeigt die dabei gewonnene Kennlinie furReaction part, so that a g ^le ' ^ch £ f ^^ _Fig . ₅ shows the characteristic curve for

tion abspielt. Hierdurch verbessert.sich auch,der g s _Form der Kurvet. Die Kurve B gilttion is playing. This also improves the _{shape of} the curve. Curve B applies

Ausnutzungsgrad· des aktiven Materials der^ nega _bekannter ^ _{die nidu t Hll}f_e deDegree of utilization of the active material of the ^ nega _known ^ _{die nidu t Hll} f _e de

tiven Elektrode. Durch die Anordnung der posiüven 15 _zinke,_ektrode geregelt wurde und dertive electrode. The arrangement of the _prong 15 posiüven, _e was controlled ktrode and

Elektrode 22 im mittlererι Teil erhöht_b»«i ^d« Ant * _von entnommen wurde bis dieElectrode 22 in the middle part increased _b "" i ^d "Ant * _{from was} removed until the

..«. fuu:„u»;t für das Elektrodenmaterial, ferner ^ _<ncv u„»^,„. λ;»«, "Zelle wurde.. «. fuu: "u"; t for the electrode material, further ^ _<ncv u "» ^, ". λ; »«, "Cell became

naiiiiitiante«··«-" ·— --■ . ·_Μ|._,_ τνπ Η« die Spannung iiih.ii i,uj » uviii»_B, ~·— .naiiiiitiante «··« - "· - - ■ . · _Μ | ._, _ τνπ Η« the voltage iiih.ii i, uj »uviii» _B , ~ · -.

kann gemäß Fig. ί die im "¹^ISL21 anSorf- 16Stundin lang bei einer Spannung von 1,75 b.scan according to Fig. ί the im " ¹ ^ ISL21 anSorf- 16 hours at a voltage of 1.75 bs

positive Elektrode bildenden Gehaus es 21 «Jgort _{t gov aufgeladen}.housing forming positive electrode it is _{charged 21 «Jgort t gov} .

Sete positive Elektrodenmasse J^J¹JA_{1 Die} erfindungsgemäße Zelle, bei der die beschne-Set positive electrode ^{mass J ^ J 1} JA _{1 The} cell according to the invention, in which the

fläche eines hier nicht ^^ζ^.^^_ά^1^ bene positive Elektrodenmasse verwendet wurde,surface of one of the not ^ ^ζ ^. ^^ _ά ^ 1 ^ bene positive electrode mass was used,

verklebt weide«U der^ so eingeführtiwri ,daß em P zunehmender Zahl der Ladungs- undglued together so that the number of charge and

Berührung mit deni[j^^l^SSetang EnLdungszyklen nur eine geringe VerschlechterungContact with deni [j ^^ l ^ SSetang development cycles only a slight deterioration

trode kommt, wobei eine gute Hekteonenwuung s , dargestellte Entladungscharaktenstiktrode comes, with a good hectare s, depicted discharge characteristics

gewährleistet ist·. Wenn bei ^'^⁸^⁰⁰^ ⁵ nach 10 bis 20Zvklen läßt die Unterlegenhe.t vonis guaranteed·. If at ^ '^ ⁸ ^ ⁰⁰ ^ ⁵ after 10 to 20 cycles the inferiority leaves from

Masse der positiven Elektrode inAe: Form eines _bekannter Art erkennen; die Kurve A ptGround of the positive electrode inAe: form of a _known type recognize; the curve A pt

Zylinders gebracht und.in *»£^5StS. für eine erfindungsgemäße Zelle, während dieCylinder brought and.in * »£ ^ 5StS. for a cell according to the invention, while the

kann ^iJ _{einem konstanten Entladu}ngsstrom stark unter-can greatly undercut _{a constant discharge} current.

hid D di iti Elktode für welche^hid D di iti electodes for which ^

Mäche auf n^ez^₌-S^-- « ^^^^^^ΕΆ, für welche d* die Zelle kann mit emer höheren wm Nickelpulver enthält, wird der La-Might on n ^ ez ^ ₌ -S ^ - « ^^^^^^ ΕΆ, for which d * the cell can with emer higher wm contains nickel powder, the la-

stärkc entlader, werde^^ J*™*™Z«t\lnetz dungswirkungsgrad verbessen. Diese Tatsache kann hähcr kann aus Streckmetall, einem Nieiaune _auf ⁶ _{die Erh}|_h ^B _{ung der} Stromdichte zurückzuführenstärkc unloaders, will verbessen ^^ J * ™ * ™ Z "t \ Lmains-making efficiency. This fact can also be made from expanded metal, a neiaune _on ⁶ _{the increase} _h ^B _{ung the} current density

od. dgl. bestehen. B-hälters in Form 40 sein. Ferner ist die gleichmäßige Reaktion auf dieor the like exist. B-holder in form 40. Furthermore, the uniform response to the

Bei der ^Ve^"tV^ mtgS einl koT- Teilnahme beider Flächen der negativen Elektrode einer porösen Tasche istes mog cn, _{an d Reaktion} zurückzuführen, wodurch s.ch derWhen ^Ve ^ "tV ^ MTGS einl fecal participation of both surfaces of the negative electrode of a porous bag, it is MOG cn, due _{to d reaction} whereby the s.ch

stanten Abstand von dem Separate^™< ^ Ausnutzungsgrad erhöht. Diese Ergebnisse zeigen, SSS. Si ÄtÄ^ pLiven daß es J& ist, <iie theoretische ******£ BSb erscheint; auf diese Weise wird die ^ort- „ ^^STSTST^IS^^ leitung der Elektroden verbessert ^_rdnet £ _{2U verrin ern}.constant distance from the separate ^ ™ <^ degree of utilization increased. These results indicate SSS. Si ÄtÄ ^ pLiven that it is J & , <i the theoretical ****** £ BSb appears; in this way the ^ placeless "^^ ^ STSTST IS ^^ will lead the electrodes improves ^ _RDnet £ _{2U verrin ren.}

Im folgenden wird auf die Ejjg™^ _{Die in F} j ₇ dargestellten Meßergebnisse für dasRefer now to Ejjg ™ ^ _The measurement results shown _{in F} j ₇ for the will

Zdtente«c^tadmetoK«J^n« Einzelelektrodenpot7ntial der negativen Zinkelekeingegangen. Dadie^™¹^¹ ^""Seizug auf ₅o trode nach Fig. 2 lassen deutlich erkennen, daß übZdtente "c ^ tadmetoK" J ^ n "single electrode potential of the negative zinc cells. Dadie ^ ™ ¹ ^ ¹ ^ "" Seizug on ₅ o trode according to Fig. 2 clearly show that over

^lfTnn^SbrachTist, an beiden Flächen letzten Stadium eine schnelle Erhöhung des Potenem Metaltaete ausbracht ist ^^ ^ _{stattfindet md die} ^₁₁ ^„„g rasch ab^ lfTnn ^ SbrachTist, on both surfaces, in the last stage, a rapid increase in the potential of Metaltaete is brought about ^^ ^ _{takes place with the} ^ ₁₁ ^ "" g rapidly disappearing

«.^d5 A¹SS₁^S der Ausnutzungs- nimmt In Fig. 7 gibt die Kurve A die Klemmen S^efaktitnMaterSdTnegativen Elektrode oder Entiadungssp^nnung wieder, während*, grad ^d^^l" ^^_ordnung der positiven eek- 55 Kurve B für das Potential einer einzigen Elektrodi verbessert. HJ¹™*^?- _vereroßert sich die aufnehm- der negativen Zinkelektrode im Vergleich zu de ν ^ei!f ^HPr nosWven Elektrodenmasse. Infolge- Quecksilbenradelektrode während der Entiadun ?Si^SÄ ΤβΓΕλΪΕ^ tmd Entladungs- wiedergibt. Der Entladunpstrom wurde konstat SLndSt ie Flächeneinheit ab. Selbst wenn auf 0,4 A gehalten. Die durcH die Kurvet verat Sn H£Enüadungstiefe auf 40V. der tatsächlichen 6o schauüchte ZeUenspannung nimmt von 1,0 V a«. ^d 5 A ¹ SS ₁ ^ S the utilization rate In Fig. 7, curve A shows the terminals S ^ efactitnMaterSdTnegative electrode or discharge voltage, while *, grad ^d ^^ l "^^ _{order of} the positive eek- 55 curve B improved for the potential of a single Elektrodi HJ ¹ ™ * ^ -.? _vereroße rt, the pick of the zinc negative electrode in comparison to de ν ^e i f ^ HPr nosWven electrode mass conse- Quecksilbenradelektrode during Entiadun Si ^ SÄ!.? ΤβΓΕλΪΕ ^ tmd reproduces discharge. the Entladunpstrom was konstat SLndSt ie unit area from. Even if maintained at 0.4 A, by the Kurvet verat Sn H £ Enüadungstiefe to 40V. the actual 6o schauüchte ZeUenspannung decreases from 1.0 V a

pEunestiefe auf 40V. der tatsächlichen 6o schauüchte Zellenspannung nimmt von 1,0 V a It der Ssh?ven Elektrode oder der Primär- schnell ab. Hieraus ergibt sich, daß die Entladung! SS es sich bei Zellen des Typs tiefe der positiven Elektrode einer Regelung untei h l das Ufache liegt F btätit ih dß ih die positnpEunestiefe to 40V. the actual 6o looked cell voltage decreases from 1.0 V a It the ssh? Ven electrode or the primary quickly. It follows from this that the discharge! In the case of cells of the deep type, the positive electrode is subject to regulation h l the multiple is F btätit ih dß ih the positn

9XrSS es sich bei Zellen des Typs tiefe der positiven Elektrode einer Regelung u9XrSS, for cells of the type deep positive electrode a regulation u

Ttwr 1 daß ihre Kapazität um mehr als das Ufache liegt Ferner bestätigt es sich, daß sich die positnTtwr 1 that their capacity is more than the multiple. Furthermore, it is confirmed that the positn

«riuLr Ut al* die Kapazität einer Zelle bekannter Elektrode vonkommen wieder erholen kann, wer größer ist al die Kapaz. ^ ^ ^ ^^ ^ ^ ^^ ^ ^^ ^^ «RiuLr Ut al * the capacity of a cell known from an electrode can recover, who is larger than the capacity ^ ^ ^ ^^ ^ ^ ^^ ^ ^^ ^^

Ttm rfpn PinflnB der Erfindung zu untersuchen, hergestellt wird, der vor dem Entladen bestaftd. wtSn auSare alkalische Manganzellen des Wenn die Zelle bei einer relativ niedrigen StroiTo investigate Ttm rfpn PinflnB of the invention, which is established before unloading. wtSn auSare alkaline manganese cells when the cell is at a relatively low stroi

Typs UM-I hergestellt, und die Charakteristiken stärke oder einer geringen Leistung benutzt WWType UM-I manufactured using the characteristics of high or low power WW

ist es nicht erforderlich, das geformte positive aktive Elektrodenmaterial im mittleren Teil anzuordnen. Unter diesen Bedingungen genügt die in F i g. 3 dargestellte Konstruktion. In F i g. 3 erkennt man bei 41 ein Zellengehäuse, in welchem eine positive Elektrode 42 angeordnet ist, die durch einen Preßvorgang in feste Anlage an der Innenfläche des Gehäuses gebracht worden ist. Auf der Innenseite der positiven Elektrode 42 ist eis alkalibeständiger Seperator, ζ. B. ein ungewebter Stoff 43 aus einem Polyamid (Nylon) oder aus einem geeigneten Gewebe angeordnet Die Innenfläche des Separators ist mit einer negativen Elektrode 47 versehen, die in der Weise hergestellt wird, daß ein Gemisch aus Zinkpulver und Zinkoxidpulver zusammen mit einer zusammengesetzten Paste geknetet und dann auf ein Metallnetz 46 oder ein in hohem Maße poröses Material aufgebracht wird; es ist auch möglich, Zinkpulver durch Pressen in die Form eines Zylinders zu bringen. Innerhalb der negativen Elektrode 47 ao ist ein tlektrolyt-Aufnahmematerial 48 angeordnet, das aus einem porösen ungewebten Stoff, z. B. Baumwolle, besteht und geeignet ist, eine Flüssigkeit aufzunehmen. Bei 49 erkennt man einen Zuleitungsdraht, der zu der Anschlußplatte 50 der negativen »5 Elektrode führt und fest mit einem leitfähigen Bauteil 52 verbunden ist, das sich durch eine öffnung in der Mitte der Abdichtungsplatte 51 erstreckt. Bei dem Zuleitungsdraht kann es sich um eine Feder aus Metall oder um eine gelochte U-förmige Feder handeln. Es ist möglich, eine Platte aus Blei zu verwenden, um die Paste auf das Metallnetz bzw. das Streckmetall aufzubringen, so daß die negative Elektrode entsteht Bei 53 ist ein zusammengesetztes Rohr aus Harz dargestellt, das sich thermisch zu- ^ammenziehen kann.it is not necessary to arrange the molded positive electrode active material in the central part. Under these conditions, the one in FIG. 3 construction shown. In Fig. 3 can be recognized at 41 a cell case in which a positive electrode 42 is arranged, which is formed by a pressing process has been brought into firm contact with the inner surface of the housing. On the inside of the positive electrode 42 is more alkali-resistant Separator, ζ. B. a non-woven fabric 43 from a Polyamide (nylon) or made of a suitable fabric arranged The inner surface of the separator is provided with a negative electrode 47, which is produced in such a way that a mixture of Zinc powder and zinc oxide powder are kneaded together with a compound paste and then on one Metal mesh 46 or a highly porous material is applied; It is also possible to make zinc powder by pressing it into the shape of a cylinder bring to. A electrolyte absorbing material 48 is arranged within the negative electrode 47 ao, made of a porous non-woven fabric, e.g. B. cotton, and is suitable to absorb a liquid. At 49 one recognizes a lead wire which leads to the connection plate 50 of the negative »5 Electrode leads and is firmly connected to a conductive component 52, which extends through an opening extends in the middle of the sealing plate 51. The lead wire can be a spring made of metal or a perforated U-shaped spring. It is possible to use a lead plate, to apply the paste to the metal mesh or the expanded metal, so that the negative Electrode is created At 53 a composite tube made of resin is shown, which is thermally ^ can nurse.

Die aufladbaren alkalischen Manganzellen vom Typ UM-I, die gemäß Fig. 3 hergestellt waren, wurden mit einer konstanten Stromstärke von 0,2 A entladen und 16 Stunden lang mit einer konstanten Spannung von 1,75 bis 1,80 V geladen; diese Vorgänge wurden wiederholt Hierbei wurden die in Fig. 8 dargestellten Ergebnisse erzielt Fig. 8 läßt erkennen, daß sich bei niedrigen Leistungswerten nur eine relativ geringe Verschlechterung bei zunehmender Zahl der Lade- und Entladezyklen ergibt Somit sieht die Erfindung eine für den praktischen Gebrauch geeignete Zelle vor, die mit Hilfe der negativen Zinkelektrode geregelt bzw. gesteuert wird.The rechargeable alkaline manganese cells of type UM-I, which were manufactured according to FIG. 3, were discharged with a constant current of 0.2 A and for 16 hours with a constant Voltage from 1.75 to 1.80 V charged; these processes were repeated FIG. 8 shows the results shown. FIG. 8 shows that at low power values results in only a relatively small deterioration as the number of charge and discharge cycles increases Thus, the invention provides a cell suitable for practical use which is made with the aid of the negative zinc electrode is regulated or controlled.

Bei einer so geringen Entladungsleistung, wie sie in F i g. 8 dargestellt ist, ist es nicht erforderlich, bei der Herstellung der positiven Elektrode Nickelpulver zu verwenden.With such a low discharge power as shown in FIG. 8, it is not necessary to to use nickel powder in the manufacture of the positive electrode.

Wenn man Graphit und Nickelpulver dem aktiven Material, d. h. dem Mangandioxid, der positiven Elektrode beimischt zeigt es sich nach zahlreichen Versuchen, daß man die günstigsten Ergebnisse dann erzielt, wenn man 80 Teile Mangandioxid, 10 Teile Graphit und 10 Teile Nickelpulver verwendet Zwar genügen 5 Teile Nickelpulver, um eine Verbesserung der Elektronenleitung und der mechanischen Festigkeit zu erzielen, doch ist hierbei noch keine ausreichende Wirkung zu erwarten. Verwendet man mehr als 10 Teile Nickelpulver, ergibt sich keine Verbesserung bezüglich des Wirkungsgrades bzw. der Leistungsfähigkeit der Zelle, was auf die Verringerung der verwendeten Menge an Mangandioxid zurückzuführen ist.Adding graphite and nickel powder to the active material, i. H. the manganese dioxide, the positive one When the electrode is mixed in, it has been shown after numerous experiments that the best results are obtained obtained when using 80 parts of manganese dioxide, 10 parts of graphite and 10 parts of nickel powder 5 parts of nickel powder are sufficient to improve the electron conduction and the mechanical Achieve strength, but no sufficient effect is to be expected. Used if more than 10 parts of nickel powder is used, there is no improvement in terms of efficiency or the performance of the cell, suggesting the reduction in the amount of manganese dioxide used is due.

Aus konstruktiven Gründen wird die negativ. Elektrode vorzugsweise unter Aufbringen von Druck auf der Innenwand des Gehäuses geformt. Bei einer anderen Konstruktion kann man ein gesondertes Formteil auf der Innenwand des Gehäuses anordnen.For constructive reasons it will be negative. Electrode preferably with the application of pressure molded on the inside wall of the case. With a different construction you can use a separate one Arrange the molded part on the inner wall of the housing.

Zwar wurde in der vorstehenden Beschreibung davon gesprochen, daß Zinkpulver als Material für die negative Elektrode verwendet wird, doch sei bemerkt, daß man zur Erzielung der gleichen Wirkung auch Kadmium- bzw. Eisenpulver verwenden kann.Although it was spoken in the above description that zinc powder as a material for the negative electrode is used, but it should be noted that in order to achieve the same effect can also use cadmium or iron powder.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Recently, an alkaline Marsgan patent claims cell has become known, the middle thing between a patent claim. expensive mercury cell and a biffy Ledanche dry cell

1. Rechargeable alkaline galvanic EIe- 5 The voltage stability of such an alkaline element with a cell consisting essentially of manganese dioxide is similar to that of a mercury-based positive electrode and a cell, but such a cell can be subjected to a higher load than a Leclanche dry cell .
Electrode, characterized. In the alkaline manganese cell may be that the discharge capacity of the negative Elefc- to either a primary cell or a aufladtrode less than 4NC ° / o of the actual act KAPA bare secondary cell. When the positive electrode is normally used as a secondary cell, the manganese dioxide is off

2. Element according to claim 1, characterized in that the positive electrode essentially consists draws that the material of negative eek- between charge and discharge is not trode 3US consists of zinc, cadmium or iron. »5» reversible «. However, when the discharge is around

3. Element according to claim 1, characterized by 20% of the actual performance of the through a negative zinc electrode, the Ent primary cell of which is interrupted, it is possible through Charge capacity less than 20 per cent of the actual charge a considerable reversible To achieve the capacity of the positive electrode.

speaks. ao The positive electrode of the alkaline manganese

4. Element according to claim 1, characterized cells consists of the same material mixture by one made of manganese dioxide, graphite and like that of a Ledanche cell, d. H. from manganese dioxide, Nickel powder and the positive electrode with a conductive material, e.g. B. graphite, a zinc negative electrode. However, a different electrolyte is mixed

5. Element according to claim 1, characterized »5 used.

shows that the negative zinc electrode is between

between two essentially manganese dioxide lytes of a Leclanche dry cell to obtain a mixture,

existing positive electrodes is arranged. which mainly consists of ammonium chloride and zinc

6. Element according to claim 4, characterized in that there is chloride, while the electrolyte in the draws that the weight ratio between 3o alkaline manganese cells is essentially by one the manganese dioxide, the graphite and the aqueous solution of potassium hydroxide Nickel powder is 8: 1: 1. will.

The potassium hydroxide electrolyte can cause

that the internal resistance of the cell is extraordinary