DE19522226C2 - Wasseraktivierte Primärzellen und deren Verwendung in einer wasseraktivierten Batterie - Google Patents

Wasseraktivierte Primärzellen und deren Verwendung in einer wasseraktivierten Batterie

Info

Publication number
DE19522226C2
DE19522226C2 DE1995122226 DE19522226A DE19522226C2 DE 19522226 C2 DE19522226 C2 DE 19522226C2 DE 1995122226 DE1995122226 DE 1995122226 DE 19522226 A DE19522226 A DE 19522226A DE 19522226 C2 DE19522226 C2 DE 19522226C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cathode
layer
cell according
anode
magnesium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1995122226
Other languages
English (en)
Other versions
DE19522226A1 (de
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MIKHAILOVA NINA
Original Assignee
MIKHAILOVA NINA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MIKHAILOVA NINA filed Critical MIKHAILOVA NINA
Priority to DE1995122226 priority Critical patent/DE19522226C2/de
Publication of DE19522226A1 publication Critical patent/DE19522226A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19522226C2 publication Critical patent/DE19522226C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/30—Deferred-action cells
    • H01M6/32—Deferred-action cells activated through external addition of electrolyte or of electrolyte components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/30—Deferred-action cells
    • H01M6/32—Deferred-action cells activated through external addition of electrolyte or of electrolyte components
    • H01M6/34—Immersion cells, e.g. sea-water cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
    • H01M6/46—Grouping of primary cells into batteries of flat cells
    • H01M6/48—Grouping of primary cells into batteries of flat cells with bipolar electrodes

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reser­ ve-, oder aktivierbare Primärzellen und -batterien, insbesondere auf duch Wasser aktivierte Zellen und Batterien.
Verschiedene Primärzellen für aktivierbare Batte­ riesysteme sind bekannt. Einige sind für diejenigen Systeme bestimmt, in denen sowohl der Elektroden- oder Zellensatz als auch der Elektrolyt sich von­ einander getrennt befinden bis zum Moment der Akti­ vierung.
(Siehe z. B.: US 3,653,972 und H.-D. Jaksch. Batterie-Lexikon, Pflaum Verlag, München, 1993, S. 9ff., 470 ff.). Andere sind für die Sy­ steme bestimmt, in denen der Elektrolyt, in der Re­ gel Seewasser, sich außerhalb des Systems befindet und für die Aktivierung von außen an die Elektroden zugeführt wird. (Siehe z. B. Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed., 1985, vol. A3, p. 395).
Die erfindungsgemäßen Primärzellen und -batterien sind in beiden genannten Varianten realisierbar. Ihre Vorteile treten jedoch vor allem bei der Akti­ vierung von außen hervor.
Es wurde eine Reihe von wasseraktivierten Zellen und Batterien vorgeschlagen, insbesondere solche mit Magnesiumanoden und mit Kathoden, die in sich Silberchlorid, Kupferchlorid oder Bleichlorid ent­ halten. Üblicherweise ist ein depolarisierendes Ma­ terial der Kathode mit einem leitenden Metallgitter oder einem Metallnetz verbunden. Als andere Depola­ risatoren beschreibt DE-OS 15 96 187 Kalium-, Ammo­ nium- und Natrium-Persulfate und deren Gemische, wobei man ein Gemisch eines feinverteilten Persul­ fats und feinverteilter Kohle benutzt. Als andere Depolarisatoren beinhalten DE 25 00 675 A1 und DE 28 07 852 A1 organische Chlor- oder Bromverbindun­ gen.
Die DE 29 47 236 A1 erhebt den Anspruch auf eine durch Meerwasser aktivierte Reservebatterie, die eine Anode aus Ma­ gnesium, Aluminium, Zink- oder Legierungen daraus und eine depolarisierende Kathode enthält, die aus einem leitenden Metallgitter besteht, das mit einem depolarisierenden Material überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodendepolarisatormate­ rial Cuprothiocyanat, Schwefel und Kohlenstoff ent­ hält.
Alle diese Primärzellen haben folgende Nachteile:
Meerwasser ist für die Aktivierung notwendig.
Die Wirkung ist instabil in dem Sinne, daß der Strom und Klemmenspannung laufend bei Entladung ab­ nehmen.
Die erreichbaren Stromdichten sind ziemlich niedrig und liegen zwischen 1 und 10 mA/cm2.
Der Ausnutzungsgrad des depolarisierenden Materials (des Oxidationsmittels) erreicht sogar in günstig­ sten Fällen nicht mehr als 80-90%.
Bei Batterien aus diesen Zellen ist die Umpolung möglich, was ihre Zuverlässigkeit vermindert; um die Umpolung zu vermeiden, fügt man besondere elektro­ nische Systeme ein, die das versagende Element ab­ schalten.
Endlich sind diese Elemente für die Umwelt ungün­ stig, weil sie gefährliche Komponenten, wie Schwer­ metalle, enthalten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine im wesent­ lichen von den genannten Nachteilen freie akti­ vierte Primärzelle von hohem Reaktantenausnützungs­ grad - und folglich leicht vorwählbarer Entladungs­ kapazität, stabilen Entladungsstrom- und Spannungs­ werten, Einfachheit und Sicherheit beim Betrieb, hohe Umweltverträglichkeit, sowie eine Batterie, in der diese Zelle verwendet werden kann, bereitzu­ stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Zelle mit einer Anode aus Lithium, Ma­ gnesium oder einer Magnesiumlegierung die Kathode aus zwei mit einem leitenden Metallgitter verbun­ denen Schichten besteht, wobei die der Anode zuge­ wandte Schicht aus einem leitenden porösen hydro­ phoben Material zusammengesetzt und mit dem Metall­ netz direkt verbunden ist, und die andere Schicht enthält mindestens eine aktive Substanz, die als Verbindungen oder im Gemische mit einem Füllstoff vorliegt und die eine depolarisiende, d. h. minde­ stens ein Oxidationsmittel enthaltende leitende Lö­ sung bei Wechselwirkung mit dem Wasser bilden.
Im folgenden werden, der Knappheit wegen, die lei­ tende poröse hydrophobe Schicht "die poröse Schicht" und die aktive Stoffe enthaltende Schicht "die aktive Schicht" genannt.
Die Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine erfin­ dungsgemäße Zelle, ohne Einzelheiten der Konstruk­ tionsausgestaltung, die sehr unterschiedlich sein kann, zu zeigen. Die Zelle enthält die Anode (1) aus einem leichten, gegenüber Wasser hochreaktions­ fähigen Metall oder einer Legierung; die Anode hat den entsprechenden Stromabnehmer (2). Die Kathode besteht aus einer porösen Schicht (3), einem stromableitenden Metallnetz (4) und aus einer akti­ ven Schicht (5); die beiden Schichten sind unter­ einander und mit dem Metallnetz (4) verbunden, die erste direkt und die zweite indirekt. Die Kathode ist von der Anode durch eine Zwischenlage (6) ge­ trennt, die eine Berührung der Elektroden aus­ schließt. Das Zellengehäuse (7) hat Einfüllöffnun­ gen (8), um zur Aktivierung Wasser an die Elektro­ den zu führen.
Bei der vorliegenden Erfindung kann als Anodenmate­ rial Lithium, Magnesium oder eine Magnesiumlegie­ rung verwendet werden; es gibt aber Preferenzen, die später erklärt werden.
Es ist auch wichtig anzumerken, daß unter verschie­ denen Materialien, die für das ableitende Metall­ netz getestet wurden (wie Kupfer, Monelmetall, nichtrostende Stähle), Nickel die besten Ergebnisse zeigte. Das ist bedingt nicht nur durch die Bestän­ digkeit des Nickels gegen Oxidation, sondern durch seine katalytischen Eigenschaften.
Eine der wichtigen Besonderheiten der erfindungsgemäßen Zelle ist wie folgt: Dank dem Vorhandensein der porösen leitenden Schicht, die die aktive Schicht der Kathode vom Elektrolyt trennt, wird das Oxidationsmittel vollständig und ausschließlich für die elektrochemische Reaktion verbraucht. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels kommt also an 100% heran. Das Oxidationsmittel erreicht den Zwischenelektrodenraum nicht; so ist irgendeine Passivierung des Anodenoberfläches wegen der Wechsel­ wirkung mit dem Oxidationsmittel ausgeschlossen. Das bedeutet seinerseits sowohl die Verhinderung der Anoden­ polarisation als auch eine Erhöhung des Anodenmaterials­ ausnutzungsgrads.
Die nächste Besonderheit der Zellenfunktion ist dadurch bestimmt, daß sich das Oxidationsmittel (Depolarisator) mittels der Wirkung des Wassers auf die aktive Schicht der Kathode bildet und in Lösung übergeht, wobei die Diffusionskinetik dieser Vorgänge einen stabilen Statio­ närzustand des Ausgleichs zwischen Stromdichte und Bildungsgeschwindigkeit des Oxidationsmitttels bedingt.
Selbstverständlich ist die letztere abhängig von der Natur der Substanzen, die die aktive Schicht der Kathode bilden. Bei gleichen übrigen Bedingungen ist aber die Stromdichte durch den Porengrößenaufbau und die Stärke der porösen Schicht der Kathode bestimmt.
Um die obengenannte Effekte zu erreichen, muß man also die Stärke der porösen Schicht entsprechend der benötig­ ten Stromdichte bestimmen; diese Stärke kann z. B. von 0,2 bis 1 mm sein. Es wurde festgestellt, daß das optimale Ma­ terial für die poröse Schicht der Kathode Aktivkohle ist, in Korngrößen von 0,1 bis 0,5 mm, die durch 1-15%, am besten 2-10% Polytetrafluorethylen hydrophobisiert und verbunden ist. Die aktive Schicht kann von verschiedener Stärke sein, je nach erwünschter Kapazität der Zelle: Die Schicht muß jedenfalls die notwendige Menge an gebundenem Oxidationsmittel enthalten.
Einige konkrete Varianten der erfindungsgemäßen Zelle sind möglich.
Wenn eine kurze, aber stromintensive Leistung nötig ist, muß die aktive Schicht der Kathode aus einer durch ein Bindemittel verbundenen leicht löslichen und sehr reaktionsfähigen anorganischen Peroxidverbindung, wie Natriumpercarbonat, vgl. Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, Bd. 4, 1991, S. 2933 (Bezeichnung für Natriumcarbonat-Peroxohydrat), zusammengesetzt sein; ein Gemisch aus Natriumperoxid und einem Alkalisalz, wie Kaliumcarbonat, ist auch verwendbar, wobei die optimalen Molarverhält­ nisse des Natriumperoxids und des Alkalisalzes bei 1 : 1, jedenfalls zwischen 1,5 : 1 und 1 : 1,5 liegen. Die poröse Schicht besteht dabei aus Aktivkohle, bevorzugt von Korn­ größe 0,3-0,5 mm. Als Anodenmaterial kann Lithium benutzt werden.
Wird eine langanhaltende, stabile Leistung benötigt, muß eine Magnesiumanode und eine Kathode mit poröser Schicht von mittlerer Porosität und mit aktiver Schicht aus durch ein Bindemittel verbunden Carbamidperoxid (Harnstoff- Wasserstoffperoxid) benutzt werden:
Es wurde festgestellt, daß eine Legierung von Magnesium mit 2% von Aluminium das beste Anodenmaterial für solche Fälle ist. Durch Anwendung dieser Legierung vermeidet man die durch Magnesiumhydroxidsanlagerung bedingte Anodenpo­ larisation; gleichzeitig ist die Wasserstoffentwicklung viel niedriger als bei reinem Magnesium, wobei Strom­ dichte und Klemmenspannung ebenso hoch sind, wie sie bei reinem Magnesium ohne Polarisation wären.
Von der anderen Seite ist die konventionelle Magnesium­ legierung für Korrosionsschutz (Magnesium mit 6% Alumi­ nium und 3% Zink) nur für geringe Stromdichten anwendbar. Z. B., unter denselben übrigen Bedingungen, und zwar bei Kathoden mit aktiver Schicht aus Carbamidperoxid und bei Klemmenspannung von 1,0 V, zeigten Anoden aus reinem Mag­ nesium die Stromdichte von 15-16 mA/cm2, Anoden aus Magnesiumlegierung mit 6% Al und 3% Zn - 3-5 mA/cm2 und Anoden aus Magnesiumlegierung mit 2% Al - 20-22 mA/cm2.
Im folgenden wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert, auf die sie sich jedoch nicht beschränkt.
Bei sämtlichen Beispiele wurden als leitende Metallgitter ein Nickeldrahtnetz von Maschenweite 0,5-1,0 mm und als Bindemittel Polytetrafluorethylensemulsion bzw. Polyethy­ lenpulver verwendet; die Elektroden haben die Ausmaße von 20 × 20 cm.
Beispiel 1
Die Anode wurde aus metallischem Magnesium hergestellt, die Kathode durch Aufpressen auf das Nickelnetz zuerst einer Mischung von Aktivkohle der Korngröße 0,3-0,4 mm mit 5% Polytetrafluorethylen und danach eines Gemisches aus Natriumpercarbonat mit 15% Polyethylen. Nach Einfül­ len von Meerwasser wurde während weniger als 1 sec die Stromdichte von 30 mA/cm2 bei einer Spannung von 1,0 V entwickelt. Sie blieben über 12 min stabil. Ausnutzungs­ grad des Oxidationsmittels war in diesem Fall 69%.
Beispiel 2
Die Zelle wurde wie im vorigen Beispiel hergestellt, aber mit einer Anode aus der Legierung von Magnesium mit 2% Aluminium. Bei derselben Klemmenspannung von 1,0 V wurde die Stromdichte von 32 mA/cm2 entwickelt, die während 15 min stabil blieb. Der Ausnutzungsgrad des Oxidations­ mittels war 93%.
Beispiel 3
Die Anode wurde aus einer Legierung von Magnesium mit 2% Aluminium hergestellt, die Kathode durch Aufpressen auf das Nickelnetz zuerst einer Mischung von Aktivkohle der Korngröße 0,3-0,4 mm mit 7% Polytetrafluorethylen und da­ nach eines Gemisches aus Natriumperoxid und Kaliumcarbo­ nat im Molarverhältnis 1 : 1 mit 12% Polyethylen. Bei Klem­ menspannung von 1,0 V wurde die Stromdichte von 31 mA/cm2 entwickelt, die während 15 min stabil blieb. Der Aus­ nutzungsgrad des Oxidationsmittels war 91%.
Beispiel 4
Die Zelle wurde wie im vorigen Beispiel hergestellt, aber mit dem Molarverhältnis Natriumperoxid. Kaliumcarbonat wie 1,5 : 1. Bei gleicher Klemmenspannung und Stromdichte war die Stabilbetriebszeit 10 min. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels war 70%.
Beispiel 5
Die Zelle wurde wie im vorigen Beispiel hergestellt, aber mit dem Molarverhältnis Natriumperoxid. Kaliumcarbonat wie 3 : 1. Bei gleicher Klemmenspannung und Stromdichte war die Stabilbetriebszeit nur 5 min. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels war 50%.
Beispiel 6
Die Zelle wurde wie im vorigen Beispiel hergestellt, aber mit dem Molarverhältnis Natriumperoxid. Kaliumcarbonat wie 1 : 1,5. Bei einer Klemmenspannung von 1,0 V wurde die Stromdichte von 29 mA/cm2 entwickelt, die während 11 min stabil blieb. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels war 80%.
Beispiel 7
Die Zelle wurde wie im Beispiel 3 hergestellt, aber mit einer Anode aus Lithium. Bei Aktivierung durch destil­ liertes Wasser wurde die Stromdichte von 350 mA/cm2 bei einer Klemmenspannung von 2,9 V während weniger als 1 sec entwickelt. Die stabile Stromentwicklung dauerte 10 min. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels war 90%.
Beispiel 8
Die Anode der Zelle wurde aus einer Legierung von Magnesium mit 2% Aluminium hergestellt und die Kathode durch aufeinanderfolgendes Pressen von mit 8% Poly­ tetrafluorethylen gemischter Aktivkohle (Korngröße 0,15- 0,2 mm) und von Peroxidcarbamid mit 4% von Polyethylen auf das Nickelnetz verfertigt. Bei Aktivierung durch Meerwasser entwickelte die Zelle nach weniger als 1 sec die Stromdichte von 22 mA/cm2 bei der Klemmenspannung von 1,0 V, die während 60 min stabil blieb. Der Ausnutzungs­ grad des Oxidationsmittels war 90%.
Beispiel 9
Die Zelle wurde wie im vorigen Beispiel hergestellt, aber mit 10% Polyethylen im Gemisch mit Peroxidcarbamid. Bei derselben Klemmenspannung von 1,0 V entwickelte die Zelle die Stromdichte von 21 mA/cm2, die während 100 min stabil blieb. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels war mehr als 99%.
Beispiel 10
Die Zelle wurde wie im vorigen Beispiel hergestellt, aber mit 20% Polyethylen im Gemisch mit Peroxidcarbamid. Bei derselben Klemmenspannung von 1,0 V entwickelte die Zelle die Stromdichte von 17 mA/cm2, die während 80 min stabil blieb. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels war 80%.
Beispiel 11
Die Zelle wurde wie im Beispiel 9 hergestellt, aber durch destilliertes Wasser aktiviert. Bei derselben Klemmen­ spannung von 1,0 V entwickelte die Zelle die Stromdichte von 21 mA/cm2, die während 100 min stabil blieb. Der Ausnutzungsgrad des Oxidationsmittels war mehr als 99%.
Beispiel 12
Die Batterie wurde aus 21 Zellen, die gleich der be­ schriebenen im Beispiel 9 waren, zusammengestellt. Dabei wurden 20 Zellen aus Elektroden, die für eine Betriebsdauer von 60 min geeignet sind, eine aber, die mittlere, aus Elektroden für eine nur dreißigminütige Betriebsdauer hergestellt. Bei Aktivierung durch Meerwasser entwickelte die Batterie den Strom von 180 A, der während 30 min stabil blieb. Danach sank der Strom bis 171 A und blieb stabil während der nächsten 30 min.
Der Vergleich der Beispiele 1 und 2 zeigt den Vorteil der Anoden aus Magnesiumlegierung mit 2% Aluminium gegenüber den Anoden aus reinem Magnesium.
Die Beispiele 3-6 zeigen die Wichtigkeit, das Molarver­ hältnis des Peroxids zu Alkalisalz zwischen 1,5 : 1 und 1 : 1,5 vorzunehmen.
Der Vergleich der Beispiele 9 und 11 zeigt die Unabhän­ gigkeit der Betriebsfähigkeit der Zellen von der Salz­ haltigkeit des Wassers für die Aktivierung.
Die Beispiele 8, 9 und 10 zeigen den Einfluß der Quantität des verwendeten Bindemittels in der aktiven Schicht der Kathode.
Die Beispiele 2, 3 und 7 zeigen die Möglichkeiten der Entwicklung hoher Leistungen während kürzerer Zeiten, und die Beispiele 8-11 die Möglichkeit der Erhaltung lang­ anhaltender stabiler Leistungen.
Man kann sehen, daß die Möglichkeiten der erfindungs­ mäßigen Zellen bedeutend höher sind, als bei bekannten wasseraktivierten Zellen.
In einigen Fällen ist es ausreichend, die erfindungs­ mäßigen Zellen zu benutzen, meistens ist es aber notwen­ dig, Batterien aus solchen Zellen zusammenzusetzen. Die Batterien können z. B. aus bipolaren Elektroden, den bekannten Prinzipien entsprechend, zusammengebaut sein.
Erfindungsgemäße Zellen und Batterien sind in verschie­ denen Konstruktionsausgestaltungen, je nach Bedürfnissen und Anforderungen, realisierbar; auch ihre absoluten Ausmaße, damit also die Leistungen können sehr ver­ schieden sein. Z. B., es ist möglich, kreisförmige Elektroden vom Durchmesser 50 cm herzustellen.
Im Allgemeinen sind die erfindungsgemäßen Zellen und Batterien durch folgende Eigenschaften ausgezeichnet:
  • - Aktivierung durch beliebiges Wasser, ohne besondere Anforderungen bezüglich Salzhaltigkeit oder Reinheit.
  • - Sehr kurze Aktivierungszeit: in allen Fällen dauert sie nicht länger als 1 sec.
  • - Unabhängigkeit der Betriebsfähigkeit von der Eintauch­ tiefe; diese wurde bis Eintauchtiefen von 5 km durch Hochdruckexperimente bestätigt.
  • - Hohe Sicherheit, besonders dank der Unmöglichkeit der Umpolung.
Stabilität von Strom und Spannung bis zum fast vollständigem Verbrauch der aktiven Materialien.
  • - Die durchschnittliche Leistung beträgt 0,3 kW pro kg oder 0,15 kW pro dm3.
Die Zellen und Batterien nach der vorliegenden Erfindung besitzen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Vor allem sind sie nützlich als Notstromquellen, besonders für Schiffe und andere Schwimmgeräte; weiter können sie als Signalgeber für Wassereintritt dienen; man kann solche Batterien auch in verschiedenen ozeanographischen Geräte verwenden; schließlich können sie in der Touristik, auf Fahrten und Reisen, beim Camping usw. benutzt werden.

Claims (8)

1. Wasseraktivierte Primärzelle, die aus einer An­ ode (1) aus Lithium, Magnesium oder einer Magnesi­ umlegierung und einer Kathode, die ein leitendes Metallnetz und einen Depolarisator in sich enthält, besteht, wobei die Kathode von der Anode durch eine Zwischenlage (6) getrennt ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kathode aus zwei mit einem leitenden Metallnetz (4) verbundenen Schichten besteht, wobei die der Anode zugewandte Schicht (3) aus einem lei­ tenden porösen Material zusammengesetzt und auf dem leitenden Metallnetz direkt aufgetragen ist und die andere Schicht (5) mindestens eine aktive Substanz enthält, die als Verbindung oder im Gemisch mit ei­ nem Füllstoff vorliegt und die eine depolarisie­ rende, mindestens ein Oxidationsmittel in sich ent­ haltende leitende Lösung unter der Wirkung des Was­ sers bildet.
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die mindestens eine aktive Substanz enthal­ tende Schicht (5) der Kathode aus einem Gemisch von Natriumperoxid mit Kaliumcarbonat im Molarverhält­ nis von 1 : 1, 5 bis 1,5 : 1 und mit 4-15% Polyethylen als Bindemittel zusammengesetzt ist.
3. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die mindestens eine aktive Substanz enthal­ tende Schicht der Kathode aus Natriumpercarbonat mit 4-15% Polyethylen als Bindemittel zusammenge­ setzt ist.
4. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die mindestens eine aktive Substanz enthal­ tende Schicht der Kathode aus einem Gemisch von Peroxidcarbamid mit 4-20% Polyethylen zusammenge­ setzt ist.
5. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende poröse Schicht der Kathode aus einem Gemisch von Aktivkohle von Korn­ größe 0,1-0,5 mm und 1-15% Polytetrafluorethylen zusammengesetzt ist.
6. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus einer Legierung von Magnesium mit 2% Aluminium besteht.
7. Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Metallnetz der Ka­ thode aus Nickel besteht.
8. Verwendung einer Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einer wasseraktivierten Batterie.
DE1995122226 1995-06-20 1995-06-20 Wasseraktivierte Primärzellen und deren Verwendung in einer wasseraktivierten Batterie Expired - Fee Related DE19522226C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995122226 DE19522226C2 (de) 1995-06-20 1995-06-20 Wasseraktivierte Primärzellen und deren Verwendung in einer wasseraktivierten Batterie

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1995122226 DE19522226C2 (de) 1995-06-20 1995-06-20 Wasseraktivierte Primärzellen und deren Verwendung in einer wasseraktivierten Batterie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19522226A1 DE19522226A1 (de) 1997-01-02
DE19522226C2 true DE19522226C2 (de) 1999-03-25

Family

ID=7764705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1995122226 Expired - Fee Related DE19522226C2 (de) 1995-06-20 1995-06-20 Wasseraktivierte Primärzellen und deren Verwendung in einer wasseraktivierten Batterie

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19522226C2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4661097B2 (ja) 2004-06-18 2011-03-30 富士ゼロックス株式会社 注水電池及び発電方法
US20070077488A1 (en) * 2005-10-04 2007-04-05 Kaimin Chen Power capability of a cathode

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1596187A1 (de) * 1965-06-24 1971-04-01 Philips Nv Stromversorgungsgeraet mit wenigstens einer durch Zusatz einer waessrigen Fluessigkeit aktivierbaren galvanischen Zelle
US3653972A (en) * 1969-11-03 1972-04-04 Minnesota Mining & Mfg Disposable reserve cell with encapsulated electrolyte
DE2500675A1 (de) * 1974-01-09 1975-08-14 Secr Defence Brit Wasseraktivierte primaerbatterien
DE2807852A1 (de) * 1977-02-23 1978-08-31 Secr Defence Brit Wasseraktivierte batterie und deren zelle
DE2947236A1 (de) * 1978-11-27 1980-06-12 Magnavox Co Einen verbesserten depolarisator enthaltende batterie mit verzoegerter wirkung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1596187A1 (de) * 1965-06-24 1971-04-01 Philips Nv Stromversorgungsgeraet mit wenigstens einer durch Zusatz einer waessrigen Fluessigkeit aktivierbaren galvanischen Zelle
US3653972A (en) * 1969-11-03 1972-04-04 Minnesota Mining & Mfg Disposable reserve cell with encapsulated electrolyte
DE2500675A1 (de) * 1974-01-09 1975-08-14 Secr Defence Brit Wasseraktivierte primaerbatterien
DE2807852A1 (de) * 1977-02-23 1978-08-31 Secr Defence Brit Wasseraktivierte batterie und deren zelle
DE2947236A1 (de) * 1978-11-27 1980-06-12 Magnavox Co Einen verbesserten depolarisator enthaltende batterie mit verzoegerter wirkung

Also Published As

Publication number Publication date
DE19522226A1 (de) 1997-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3532335C2 (de)
DE2610863C3 (de) Elektrochemische Batterie
DE2731197A1 (de) Akkumulatorzelle
DE2838857A1 (de) Metalloxid/lanthannickelhydrid- akkumulator
DE2720291B2 (de) Akkumulator mit einem wäßrigen Bromid-Elektrolyt
DE2420144C3 (de) Abgeschlossenes Silber-Zink-Element für niedere Entladungsrate
DE1496268A1 (de) Galvanisches Element
DE2947236C2 (de) Durch Meereswasser aktivierbare Batterie mit verzögerter Wirkung und Verfahren zur Herstellung eines Kathodendepolarisators für eine derartige Batterie
DE19522226C2 (de) Wasseraktivierte Primärzellen und deren Verwendung in einer wasseraktivierten Batterie
DE1771420A1 (de) Aufladbares Brennstoffelement
DE102011005599B4 (de) Elektrischer Energiespeicher und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers
DE102007029168A1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen von Wasserstoff und diesen verwendendes Brennstoffzellensystem
DE2557600A1 (de) Verfahren zur herstellung einer zelle mit einem nicht-waessrigen elektrolyten, der crotonsaeurenitril enthaelt
DE3025476A1 (de) Metall/luft-zelle
DE2612712C3 (de) Galvanisches Füllelement
DE3006564A1 (de) Hermetisch abgeschlossener bleiakkumulator
CH625084A5 (de)
CH656256A5 (de) Silberoxid-zellen.
WO2007112912A1 (de) Sicherheitsschaltung für batteriezellen einer batterie
DE2133264A1 (de) Primaeres galvanisches Element
DE2009063A1 (de)
DE2930099A1 (de) Galvanisches primaerelement
DE102008002108A1 (de) Elektrolytlösung für Wasserstofferzeugungsvorrichtung und Wasserstofferzeugungsvorrichtung mit derselben
EP1577423A2 (de) Elektrolytische Zelle zur Gaserzeugung
AT395080B (de) Wasserstoffelektrode fuer halogen-wasserstoff-zellen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee