DE1771604C3 - Wiederaufladbares Braunstein/Zink Element mit alkalischem Elektrolyten, bei dem die Kapazität der Zinkelektrode weniger als 40% der tatsachlichen Kapa zitat der Braunsteinelektrode betragt - Google Patents

Description

Bekanntlich lassen sich alkalische Braunstein/Zink- Die Eigenschaften des Elements lassen sich verElemente in praktisch vertretbaren Zeiträumen nur bessern, wenn man die Menge des Zusatzmetalls in dann wiederaufladen, wenn bei dem vorangegangenen 50 bezug auf den Zinkanteil so groß wählt, daß auf Betrieb das Element nicht über ein gewisses Maß hin- jedes Zinkatom etwa 2 bis 3 Atome des Zusatzmetalls aus entladen wurde; eine Wiederaufladung ist nur kommen. Als sehr brauchbar hat sich beispielsweise möglich, wenn die in der unverbrauchten Elek- eine Mischung von 90 g Zinkgranulat mit 340 g trode vorliegende Braunsteinstruktur durch die Re- Silbergranulat oder mit 220 g versilbertem Kupferduktion bei der Entladung nicht vollständig zerstört 55 pulver erwiesen,
worden ist. Die Hautpmenge der positiven Elektrode besteht

Da es in der Praxis ohne aufwendige Hilfsmittel aus ^-Braunstein, wobei das elektrolytisch gewon-

nicht zu verwirklichen ist, den jeweiligen Entladungs- nene ^-Mangandioxid bevorzugt Anwendung findet,

zustand eines Elementes festzustellen, scheitert das Wegen der Wiederaufladbarkeit des erfindungsge-

Wiederaufladen zumeist daran, daß das Element zu 60 mäßen Elements ist die Auswahl des Separatormate-

weit aufgeladen wurde. Noch schwieriger läßt sich das rials von größerer Wichtigkeit als bei üblichen

mehrmalige Wiederaufladen eines Elementes durch- Primärelementen, denn Zink und gegebenenfalls

führen. Quecksilber müssen während der Lade- und Entlade-

Um die aufgezeigten Schwierigkeiten zu umgehen, vorgänge mit Sicherheit von der Braunsteinelektrode ist im älteren Recht gemäß deutscher Patentschrift 65 getrennt gehalten werden. Es sind daher alle Sepa-771 292 vorgeschlagen worden, die Kapazität auf- rationen geeignet, die sich bereits in Silber/Zinkladbarer alkalischer galvanischer Elemente mit einer Akkumulatoren bewährt haben. Ausgezeichnete im wesentlichen aus Mangandioxid bestehenden posi- Eigenschaften besitzen Separatoren aus einem mit

Kationen-Austauschermaterial beschichteten Stützgerüst aus Polyamiden. trodenJUDuo amu "TT" -_t- _Vu

Als alkalische Elektrolyte kommen alle Lösungen ration 4 und 5, die &^Ψ?^ in Betracht,-die schon für primäre Braunstein-Zink- voneinander getrennt. Mit & im ">= Elemente bekanntgeworden sind. Bewährte Elektro- - ~^:* " ^A" ™«*tunesnr. lytlösungen werden beispielsweise aus 50 Gewichtsteilen Kaliumhydroxid, 50 Gewichtsteilen Wasser und 8 Gewicbtsteilen Zinkoxid bzw. 4()Gbwichtsteilen Kaliumhydroxid, 60 Gewichtsteilen Wasser und 5 Gewichtsteilen Zinkoxid angesetzt. J

Der konstruktive Aufbau des erfindungsgemäßen Elementes ist praktisch keinerlei Beschränkungen unterworfen. Bevorzugt wird jedoch wegen der einfachen Fertigung die sogenannte »Knopfzellen«-

Form, wie sie schematisch in der Zeichnung wieder- 15 mittel. Das volumenvcniiu gegeben ist. Die im runden Flachbehälter 1 befind- steinmasse verhielt sich wie

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι ²

   tiven und einer negativen Elektrode durch die Em-

   Patentansprüche: ladungskapazität der negativen Elektrode zu begren-

   1. Wiederaufladbares Braunstein/Zink-Element zen, indem die Kapazitätdieser^ Elektrode!weniger-ate mit alkalischem Elektrolyten, bei dem die Kapazi- 40 ·/. der tatsächlichen Kapazrtat der posiüvenblektät der Zinkelektrode weniger als 40·/. der tat- 5 trode beträgt Unter diesen Bedingungen kann die sächlichen Kapazität der Braunstemelektrode be- Braunsteinelektrode bei Entladung.^djs ™ntes trägt und die Zinkelektrode ein Zusatzmetall ent- nicht so weit reduziert werden, daß die Anfangsstrukhält, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die tür des gesamten Braunsteins ^f °f ™^rd-Zinkelektrode Zinkpulver bzw. -granulat enthält, So ist gewährleistet, daß das Element nach.*&- dem zumindest die gleiche Gewichtsmenge eines io weiser und auch nach vohger Erdung ι,kurzen gegenüber dem alkalischen Elektrolyten und dem Zeiträumen wieder aufgeladen werden kann Diese Braunstein beständigen, elektrisch gut leitenden Funküonssicherheit ist überdies ohne Inanspruch-Zusatzmetalls beigemischt ist. nähme von Kontrollgeraten gegeben

   2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Um nun die Vorgänge beim Entladen undWwtozeichnet, daß das Zusatzmetall in Form flächiger 15 aufladen der Zmkelektrode gunstig zu beeinfluss», Gebilde, wie poröse oder unporöse Folien, Ge- hat es sich als vorteilhaft erwiesen dem elektronechte oder Netze, in der Zinkelektrode enthalten chemisch aktiven Zink z"™^ndest die gleicne Ue_ist wichtsmenge eines anderen Metalls, Metaligemisches

   3. Element nach den Ansprüchen 1 bis 2, da- oder einer Metallegierung zuzusetzen, wobei das Zudurch gekennzeichnet, daß neben dem Zink das *o satzmetall gegenüber dem alkalischen E ektrolyten Zusatzmetall amalgamiert ist. und den elektrochemischen Vorgängen bestandig sein

   4 Element nac5 den Ansprüchen 1 bis 3, da- und eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweiser,

   durch gekennzeichnet, daß das Zusatzmetall zu- muß; an das Zusatzmetall ist somit die Forderung zu

   mindest teilweise aus Silber, Silberlegierungen steHen, daß es weder unter Wasserstoffentwicklung

   oder versilbertem Kupfer, Nickel oder Legierun- as korrodiert noch vom Braunstein oxidiert wird Durch

   gen dieser Metalle besteht. Beimischen des Zusatzmetalls wird erreicht, daß das

   3. Element nach den Ansprüchen 1 und 2, da- erfindungsgemäß in geringer Menge vorhegende Zink

   durch gekennzeichnet, daß auf jedes Zinkatom einen guten Kontakt zum negativen Pol des tie-

   etwa 2 bis 3 Atome¹ des Zusatzmetalls kommen. ments hat und sich beim Wiederaufladen in gunstiger

   6. Element nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- 30 Form abscheidet. Das Zusatzmetall wird ublicherdurch gekennzeichnet, daß als Separationsschicht weise als Pulvergranulat oder in Spanform mit dem zwischen der positiven und negativen Elektrode Zinkpulver bzw. -granulat innig vermischt; es kann mit Kationen-Austauschmaterial beschichtete vorteilhafterweise aber auch m Form flächiger Ge-Träger aus Polyamid angeordnet sind. bilde — wie poröse oder nichtporose hohen Ue-

   7. Element nach den Ansprüchen 1 bis 6, da- 35 flechte, Netze — ein- oder mehrlagig in die Zmkdurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus masse der Elektrode eingebracht sein. ^

   einer Mischung von 50 Gewichtsteilen Kalium- Auch beim Element nach der vorliegenden Ernn-

   hydroxid, 50 Gewichtsteilen Wasser und 8 Ge- dung ist es zweckmäßig, amalgamiertes Zink zu ver-

   w'ichtsteilen Zinkoxyd besteht und gegebenenfalls wenden. Darüber hinaus hat es sich als gunstig ereinen Zusatz an Inhibitoren enthält. 4» wiesen, das Zusatzmetall ebenfalls zu amalgamieren.

   8. Element nach den Ansprüchen 1 bis 7, da- Es ist vorteilhaft, dem Zink als metallischen Zudurch gekennzeichnet, daß es als Knopfzelle aus- satz Silber, sei es als Pulver, Spane oder Geflechte, gebildet ist. beizugeben. Es besteht jedoch die Möglichkeit, das

   teure Silber durch seine Legierungen, insbesondere

   45 Kupferlegierungen, durch versilberte Metalle oder

   auch ganz oder zumindest teilweise durch Kupfer und oder Nickel zu ersetzen.