DE1951027A1 - Mit Doppeldepolarisator ausgestatteter elektrischer Akkumulator - Google Patents
Mit Doppeldepolarisator ausgestatteter elektrischer AkkumulatorInfo
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Description
'Patentanwälte
l· *> Vrüneck»
. » OKt. 1963
. Yt- KinksideY
- W. Stoökmait 1 Q E 1 Γ» Ο 7
MEDIOOR MÜ"VM, Budapest XIII., Vaci
ut 48 e-f., Ungarn
MIT DOPPELDEPOLARISATOR AUSGESTATTETER ELEKTRISCHER
AKKUMULATOR
Die bekannten Akkumulatoreyeteme sind, in der Regel»
mit zwei reversiblen Elektroden ausgestattet, und weisen, als Einzelzellen vorzügliche Betriebseigenschaften auf, doch
sind sie in Bezug auf Ürapolarislerung sehr empfindlich.
Anlässlich der, der Tiefentladung folgenden ümpolari- .
elerung erfolgen im Inneren der Zelle irreversible vorgänge,
732-27. ält./Kne-
- 1 -009825/1162 8At>
original
die Gasentwicklung nach sich ziehen, wodurch die Zelle der
hermetisch verschlossenen Akkumulatoren anschwillt und schliesslich zugrund,egeht. '■-.-.
Die Gasentwicklung lässt sich bei Einzelzellen vermeiden,
soferne die positive Elektrode der Zellen der negativen Elektrode gegenüber überdimensioniert ist» Im Falle der Reihenschaltung
von zwei oder mehreren Zellen treibt jedoch die Zelle höherer Primärkapazität einen Zwangsentladestrom durch
die Zelle niederer Kapazität und umpolarisiert·diese.
Da nun in der Massenfertigung die Kapazitgtsstreuung
zwischen den einzelnen Zellen unvermeidlich ist, erfolgt eine Umpolar is lerung in einem gewissen Mass bei in Reihe geschalteten
Akkumulatorenbatterien in jedem Fall, wodurch die
Lebensdauer der Batterien kürzer sein wird, als die der Einzelzellen.
Dies hat folgende Begründung» elektrische Verbraucher funktionieren in der Regel auch dann weiter, wenn
die Speisespannung auf 50 - 70 % der Nennspannung sinkt. Im
Falle einer 9 V Batterie zum Beispiel, die aus Zellen von je
1,5 V Klemmspannung aufgebaut ist, kann die Senkung der Batteriespannung auf 4»5 V die Umpolarisierung einzelner Zellen
verursachen. '
Die Erfindung betrifft im Wesentlichen, einen, mit zwei
reversiblen Elektroden ausgestatteten, sogenannten hermetisch verschlossenen Doppeldepolarisator-Afckumulator mit zwei
abweichenden Spannungen! diese Spannungen Bind voneinander beträchtlich abweiohend. Eine der drei Elektroden ist die
Anode (die negative Elektrode), -und'die restlichen zwei, als
Depolarisator verwendet, bilden die Kathode (die positive .
Elektrode). ■ ' .
Zweck der Erfindung ist die Erzeugung von JUtkumulatoren-
zellen, die, eoi ea ale Äinzelzellen, eii es als in Reihe
geschaltete Batterie betrieben, ohne die Gefahr derUmpola-
rlaierung verwendet werden können, und bei denen auch die. Senkung der Batterieapannung auf 50 % der Ifannapannung
keine Umpolarisierung verursacht·
Gemäss der Erfindung löaat es sich auf folgende Weise
verwirklichen„ Die Spannung der Akkumulatorzellen sei 1,5 V
bei einer Belastung, die einer zehnstündigen Entladung ent-
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spricht; die Spannung des zweiten Depolarisator sei 0,6 .V
bei einer Belastung, die ebenfalls einer zehnstündigen Entladung entspricht» Angenommen eine aus sechs Zellen aufgebaute
Batterie, wird die anfängliche Spannung derselben 9 V
betragen,
Sollte im Verlaufe der Entladung des 1,5 V repräsentierenden
Depolarisator, irgend eine der Zellen sich entladen,
wird die Zellenspannung nicht auf 0 V slnkenj sondern die
Zelle wird am- 0»6-V-Potential des zweiten Depolarisator
weiter funktionieren und sich nicht umpolarisieren* Im weiteren Verlauf der Entladung beträgt die resultierende Klemmspannung
der!Batterie 5.1,5 + 0,6 = 8,1 Y* Uach Entladung
des Depolarisator höherer Spannung in der nächsten Zelle, wird die Klemmspannung der Batterie weiter sinken, und so
fort, bis die resultierende Klemmspannung der Batterie auf einen Pegel sinkt, bei dem der Betrieb zum Stillstand kommt«
Im Falle obigen Beispiels beträgt die Klemmspannung der Batterie, soferne alle sechs Zellen jener Stufe arbeiten,
die den zweiten Spannungspegel repräsentiert: 6*0,6 ■» 3»6 V,.
bei weloher Spannung der Verbraucher nicht mehr funktioniert.
Soferne auch der Betrieb des zweiten Depolarisator reversibel ist, wird sich der oben beschriebene Vorgang auch im
Verlauf der Zyklizität unverändert abspielen»
In Bezug auf den Betrieb gibt die beigeschlossene Zeiohnung Aufschluss·
Kurve 1. gibt den Betriebsverlauf der Akkumulatorzelle
Kurve 1. gibt den Betriebsverlauf der Akkumulatorzelle
ohne den Doppeldepolarisator an. Kurve 2. gibt den Betriebsverlauf der Akkumulatorzelle an,
die mit Doppel-Depolarlsator ausgestattet ist. Kurve 3J Entlang dieser Kurve erfolgt die Umpolarisierung
der Akkumulatorzelle ohne Doppel-Depolarlsator.
Bereich 4. stellt die Betriebsstufe des ersten Depolarisator^
dar.
Bereich 5» stellt die Betrlebsstufe des zweiten De pol arl sat ore
Bereich 5» stellt die Betrlebsstufe des zweiten De pol arl sat ore
dar. .
Auf der Zeichnung gibt V.die Klemmspannung und t die
Entladungsdauer in Stunden an.
— 3 —
. 009825/1162
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Eine Ausführungsforin des mit Doppel-Depolarisator ausgestattetem
Akkumulators, vom Zink-Silber-System, soll in der Folge ausführlicher beschrieben werden:
Die Anode der Akkumulatorzelle ist ein Preöskörper, gestanzt
aus hochreinem, chemisch aktivem Zink (grosser Oberfläche) und imprägniert mit einem Elektrolyt, erzeugt aus
der wässerigen Lösung von Kaliumhydroxyd.
Der erste Depolarisator der Akkumulatorzelle is-t eine
Silberelektrode, aktiviert durch elektrolytische Chlorung und
nachfolgende anodische Oxydation, und imprägniert mit obigem Elektrolyt.
Der zweite Depolarisator der Akkumulatorzelle ist eine
Elektrode, gestanzt aus einem Gemisch entsprechend ausgewählter Leiter (zum Beispiel Silber- oder Kupferpulver) mit
Kupferoxyd, und imprägniert mit obigem Elektrolyt. Die
Elektroden der Akkumulatorzeile werden bei Verwendung des
erforderlichen Separators (z.B. aus Cellophan) in ein Metall-,
oder Kunststoffgehäuse eingebaut· Danach werden die Akkumulatoren
hermetisch verschlossen.
Die Erzeugung der positiven Elektroden kann nach einer
verschiedenen Methode, z.B. auf folgende Art erfolgen»
1· Das Silber- und Kupferoxyd wird der erwünschten Kapazität
entsprechend den Kupferleitern beigemengt. Die Kupferleiter können in der Eorm von Granulat (Kupferpulver etc.)
Platten, oder Draht verwendet werden.
2· Die positive Elektrode kann auch auf die Art erzeugt
werden, dass die Stoffe, die die Punktion des Depolarisator
versehen, bereits vor der Aktivierung auf eine bekannte Art verbunden werden (z.B. als Gemisch, Legierung, chemische
Verbindung etc.). Der Akkumulator kann, zweckentsprechend, auch auf die Art erzeugt werden, dass die Amperestunden-Kapazität
des dem niederen Spannungspegel entsprechenden Depolarisatorstoffs 5 % der Kapazität des dem höheren Spannungspegel
entsprechenden Depolarisatorstoffs übersteigen soll. .
Es 1st vorteilhaft, die Anode so zu dimensionieren,
dass ihre elektrische Speicherungskapazität grosser ist als
die der Depolarisator-Komponente, die den höheren Spannungs-
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pegel bestimmt, jedoch geringer als die gemeinsame Speicherungskapazität beider Depolarisator-Komponenten.
- Patentansprüche -
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Claims (7)
1.) Elektrischer Akkumulator, dadurch gekemnzeich
net, daß derselbe mit einem Doppel-Depolarisator ausgestattet
ist, der die Quelle zweier Spannungen ist, und die geringere
Kiemmspannung O - 50 % der größeren Klemmspannung beträgt.
ι ' ■ - - ■
2.) Elektrischer Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dessen Depolarisator aus zwei
Elektroden besteht.
3.) Elektrischer Akkumulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß dessen Depolarisator,
nach Aktivierung, die zwei Spannungspegel sichert.
4·.) Elektrischer Akkumulator nach Ansprüchen 1-3» dadurch
gekennzeichnet , daß die Amperestunden-Kapazität des dem niederen Spannungspegel entsprechenden Depolarisatorstoffs
zumindest 5 % <ier Kapazität des dem höheren
Spannungspegel entsprechenden Depolarisatortoffs beträgt.
5.) Elektrischer Akkumulator nach Ansprüchen 1 - 4, dadurch
gekennzeichnet , daß die Depolarisator-Komponente,
die beiden Spannungspegeln entspricht, eine Reversibilität aufweist.
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6.) Elektrischer Akkumulator nach Ansprüchen 1-5» dadurch. gekennzeichnet , daß die elektrische Speicherungskapazität
der Akkumulator-Anode größer ist als die der Depolarisator-Komponente, die dem höheren Spannungspegel
entspricht, jedoch geringer ist als die gemeinsame Speicherungskapazität beider Depolarisator-Komponenten.
entspricht, jedoch geringer ist als die gemeinsame Speicherungskapazität beider Depolarisator-Komponenten.
7.) Elektrischer Akkumulator nach Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet , daß daraus Akkumulatorenbatterien
in Reihen-, Parallel-, oder gemischter Schaltung gebaut werden.
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Leerseite
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