DE2011136B2 - Electric energy storage device - Google Patents

Electric energy storage device

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Description

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (52, 54) Teil eines die Kohleelektrode (12) und den Scheider (44) aufnehmenden Korbes (46) ist4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the metal grid (52, 54) is part of a basket (46) which holds the carbon electrode (12) and the separator (44)

Die Erfindung betrifft eine elektrische Energiespeichervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruchs.The invention relates to an electrical energy storage device with the features of the preamble of the main claim.

Energiespeichervorrichtungen dieser Art sind bekannt (vergleiche BE-PS 6 92 056), wobei die Aluminium-Lithium-Elektrode von dem das Wachstum von Dendriten verhindernden Metallgitter umhüllt ist Dies ist jedoch nachteilhaft, weil diese Elektrode im Betrieb durch Aufnehmen und Abgeben von Lithium große Volumenänderungen erfährt Das Metallgitter ist daher starken Belastungen ausgesetzt, die häufig dessen Festigkeit überschreiten, was zu einem Ausfallen der betreffenden Zelle führt Auch der Elektrolyt erfährt im Betrieb aufgrund von Temperaturschwankungen und dem abwechselnden Laden und Entladen der Zelle große Volumenänderungen, die zu einer Veränderung der Lage der Elektroden führen können, wodurch Kurzschlüsse entstehen können, wenn das zwischen den Elektroden angeordnete Metallgitter gebrochen istEnergy storage devices of this type are known (see BE-PS 6 92 056), the aluminum-lithium electrode of which the growth of Dendrite-preventing metal mesh is encased. However, this is disadvantageous because this electrode is in operation undergoes large volume changes by absorbing and releasing lithium. The metal grid is therefore exposed to heavy loads that often exceed its strength, resulting in failure of the The cell in question also undergoes the electrolyte during operation due to temperature fluctuations and the alternating charging and discharging of the cell large volume changes that lead to a change the location of the electrodes, which can lead to short circuits if the between the The metal grid arranged on the electrodes is broken

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Energiespeichervorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß Volumenändcrungen der AIuminium-Lithium-Elektrode und/oder des Elektrolyten das zwischen den Elektroden befindliche so Metallgitter nicht beschädigen und daher auch nicht zu Kurzschlüssen führen können.The invention is based on the object of providing an electrical energy storage device of the type initially introduced to improve said type so that volume changes of the aluminum-lithium electrode and / or the Electrolyte that is located between the electrodes Do not damage metal grids and therefore cannot lead to short circuits.

Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Energiespeichervorrichtung der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptan-Spruches gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der UnteransprUche.This task is performed in the case of an electrical energy storage device of the type mentioned at the beginning solved with the features of the characteristic of the main claim Advantageous embodiments of the Invention are the subject of the subclaims.

Da die starken Volumenänderungen unterworfeneSince the subject to strong changes in volume

Aluminium-Lithium-Elektrode bei der erfmdungsgemäßen Energiespeichervorrichtung nicht vom Metallgitter eingehüllt ist und sich zwischen dem Metallgitter und der Kohleelektrode ein mit Elektrolyt gefüllter Scheider befindet, wird das Metallgitter während des Betriebs nicht überbeansprucht, ebensowenig wie es möglich ist, daß die Elektroden entgegengesetzter Polarität miteinander in Kontakt kommen können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Metaligitter Teil eines Ka bes ist, der die Kohleelektrode und den Scheider aufnimmt Da die Kohleelektrode während des Betriebes keine größeren Volumenänderungen erfährt, besteht auch nicht die Gefahr von Uberbeanspruchungen und Beschädigungen des Metallgitters bzw. des dieses enthaltenden Korbes. Die Wände des Gehäuses der Vorrichtung können dünn und flexibel ausgebildet sein, um Schwankungen des Volumens und des Druckes auszugleichen. Unter dem äußeren atmosphärischen Druck werden die Wände des Gehäuses normalerweise nach innen gedrückt, wodurch die zunächst frei in das Gehäuse eingesetzten Elektroden festgeklemmt und in ihrer gewünschten gegenseitigen Lage gehalten werden. Dabei herrsch^zwischen den gegenüberliegenden Elektroden ständig ein gewisser Druck, der das Volumen des Scheiders klein hält, so daß nicht allzuviel Elektrolyt zum Füllen des Scheiders benötigt wird.Aluminum-lithium electrode in the energy storage device according to the invention not from the metal grid is encased and a separator filled with electrolyte is located between the metal grid and the carbon electrode the metal grille is not overstressed during operation, any more than is possible, that the electrodes of opposite polarity can come into contact with each other. It is particularly advantageous if the metal grille is part of a Ka bes that takes up the carbon electrode and the separator Since the carbon electrode does not have any during operation experiences major changes in volume, there is also no risk of overuse and Damage to the metal grid or the basket containing it. The walls of the housing of the Devices can be made thin and flexible to withstand fluctuations in volume and pressure balance. Under the external atmospheric pressure, the walls of the case are normally pressed inwards, whereby the electrodes, which are initially freely inserted into the housing, are clamped and in their desired mutual position are kept. Thereby prevail ^ between the opposite Electrodes always have a certain pressure, which keeps the volume of the separator small, so that not too much Electrolyte is needed to fill the separator.

Es ist zwar bekannt, in elektrischen Zellen mit schmelzflüssigem Elektrolyten zwischen der positiven und der negativen Elektrode einen Scheider anzuordnen (vergleiche US-PS 33 61556 und 34 04 141), jedoch handelt es sich hierbei nicht um Zellen mit Metallgitter zum Verhindern des Wachstums von Dendriten.Although it is known in electrical cells with molten electrolyte between the positive and to arrange a separator on the negative electrode (see US Pat. No. 3,361,556 and 34 04 141), however these are not cells with a metal mesh to prevent the growth of dendrites.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichervorrichtung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of the electrical energy storage device according to the invention is shown, namely shows

Fig. i eine Draufsicht auf eine zum Speichern elektrischer Energie geeignete Sekundärzelle,1 shows a plan view of a secondary cell suitable for storing electrical energy,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Ebene 2-2 durch die in F i g. 1 dargestellte Zelle,F i g. FIG. 2 shows a cross section along the plane 2-2 through the FIG. 1 cell shown,

Fig.3 eine Ausführungsform der Kathode (positive Elektrode),Fig. 3 an embodiment of the cathode (positive Electrode),

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Ebene 4-4 durch die Kathode,F i g. 4 shows a section along the plane 4-4 through FIG Cathode,

F i g. 5 einen Stromabnehmerstab,F i g. 5 a pantograph rod,

F i g. 6 eine vergrößerte Teilansicht des Verbindungsstabes und seiner Anordnung in bezug auf die Kathode,F i g. 6 is an enlarged partial view of the connecting rod and its arrangement with respect to the cathode;

F i g. 7 einen Querschnitt entlang der Ebene 7-7 in Fig. 6,F i g. 7 shows a cross section along the plane 7-7 in FIG. 6;

Fi g. 8 eine weitet« vergrößerte Ansicht teilweise im Schnitt, in der eine flexible Verbindung zwischen der Kathode und dem Stromabnehmerstab dargestellt ist, undFi g. 8 is a further enlarged view partially in FIG Section showing a flexible connection between the cathode and the current collector rod, and

Fig.9 eine perspektivische Ansicht eines offenen Siebkorbes.9 is a perspective view of an open Strainer basket.

In F i g. 1 sind Klammern 58 mit den Behälterwandungen 56 punktverschweißt, um ein Zusammenfallen der Behälterwände 56 in den freien Raum in dem oberen Raumteil 60 zu verhindern. Die Klammern 58 werden dadurch hergestellt, daß aus einem Metallstreifen, der etwa aus einem korrosionsfesten Stahl besteht, eine rechteckig« Figur gebildet wird. Ein Verschlußdeckel 62 wird auf dem Behälter angebracht und mit diesem verschweißt, wobei der Stromabnehmerstab 24 in einem Stutzen 66 angeordnet ist Der Zwischenraum zwischen einer metallischen Hülse 30 und dem Stutzen 66 ist zum Beispiel durch Schweißen hermetisch abgedichtet An dem Verschlußdeckel 62 ist eine Einfüllröhre 64 befestigt, die als Zugang zu dem Inneren der Zelle zurIn Fig. 1 brackets 58 are spot-welded to the container walls 56 to prevent the collapse of the Container walls 56 to prevent the free space in the upper space part 60. The brackets 58 are produced in that from a metal strip, which consists for example of a corrosion-resistant steel, a rectangular «figure is formed. A closure cap 62 is attached to the container and welded to it, the current collector rod 24 in one Nozzle 66 is arranged The space between a metallic sleeve 30 and the nozzle 66 is for Example, hermetically sealed by welding. A filling tube 64 is attached to the closure cover 62 attached, which is used as access to the interior of the cell

Einführung von Elektrolyt dient, wenn diese notwendig wird. Die Atioden (negative Elektroden) 10 sind in F i g. 1 in Gruppen zu vier angeordnetIntroduction of electrolyte is used when necessary will. The atiodes (negative electrodes) 10 are shown in FIG. 1 arranged in groups of four

In F i g. 2 ist die Kathode 12 von einem Scheider 44 umgeben. Die Anoden 10 sind angrenzend an den Scheider angeordnet und durch einen Siebkorb 46 getrenntIn Fig. 2, the cathode 12 is surrounded by a separator 44. The anodes 10 are adjacent to the Arranged separator and separated by a sieve basket 46

In Fig.3 ist eine zusammengesetzte Kohlekathode dargestellt, die so ausgebildet ist, daß ein Sieb 20 und ein langgestreckter Streifen 22 aus einem gut leitenden Material zwischen zwei Graphitstromabnehmern 18 angeordnet werden, wobei diese Anordnung sodann zwischen zwei Kohleplatten 14 und 16 eingesetzt und ausgefugt wird.In Fig.3 is a composite carbon cathode shown, which is designed so that a screen 20 and a elongated strip 22 made of a highly conductive material between two graphite current collectors 18 are arranged, this arrangement then inserted between two carbon plates 14 and 16 and is grouted.

Bei einer anderen, in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform werden zwei Graphitstromabnehmer 18 zwischen zwei Kohleplatten 14 und 16 eingesetzt und ausgefugt, und die zusammengesetzte Anordnung wird sodann unter Wärme und Druck behandelt, um das Bindemittel auszuhärten und zu verkohlen.In another, shown in FIG. 4 are two graphite pantographs 18 between two carbon plates 14 and 16 inserted and grooved, and the assembled assembly is then treated under heat and pressure to harden and char the binder.

Der in Fig.5 dargestellte metallische Stromabnehmer 24 besteht vorzugsweise aus einem Stab cus Wolfram. Dieser Stab besitzt an einem Ende eine konische Spitze 26, und er ist in der Nähe der konischen Spitze 26 von einer flüssigkeitsundurchlässigen Abdichtung 28 dicht umschlossen. Die Abdichtung 28 kann aus einer metallischen Hülse 30 und einem inerten, feuerbeständigen Material 32 bestehen. Die Abdichtung dient dem Zweck, das Entweichen von Gas und Flüssigkeit aus dem Inneren der Zelle zu verhindern.The metallic current collector 24 shown in Figure 5 preferably consists of a rod cus Tungsten. This rod has a conical tip 26 at one end and is close to the conical one Tip 26 is tightly enclosed by a liquid-impermeable seal 28. The seal 28 can be made from a metallic sleeve 30 and an inert, fire-resistant material 32 consist. The waterproofing serves the purpose of preventing gas and liquid from escaping from inside the cell.

Die Befestigung des Stromabnehmerstabes 24 an der Kathode 12 ist in den Fig.6 und 7 dargestellt Eine Befestigungshilfs- bzw. Anpassungsvorrichtung 34 ist zur Aufnahme des Stromabnehmers 24 mit einer Bohrung 36 versehen. In die Anpassungsvorrichtung 34 ist eine Nute 38 eingeschnitten, um die Graphitstromabnehmer 18, das Sieb 20 und den Streifen 22, die zwischen die Graphitstromabnehmer eingefügt und vergossen werden, richtig anzuordnen. Die Nute 38 steht, wie es aus Fig.7 ersichtlich ist, mit der Bohrung 36 in Verbindung. Wie aus den F i g. 6 und 7 zu ersehen ist, ist in der Kathode 12 dadurch eine Aussparung ausgebildet, daß aus den Kohleplatten 14 und 16 rechteckige Kohleabschnitte entfernt worden sind, wodurch die Unteranordnung des Graphitstromabnehmers freigelegt ist Diet Hilfs- bzw. Anpassungsi-orrichtung 34 wird dadurch in die Aussparung eingeführt, daß die Unteranordnung des Graphitstromabnehmers in die Nute 38 gedruckt wird. Um die anliegenden Flächen der Anpassungsvorrichtung mit der Unteranordnung des Graphitstromabnehmers zu verbinden, wird ein Bindemittel verwandtThe attachment of the current collector rod 24 to the cathode 12 is shown in FIGS Fastening aid or adaptation device 34 is for receiving the current collector 24 with a Hole 36 is provided. In the adapter device 34 a groove 38 is cut to accommodate the graphite current collector 18, the screen 20 and the strip 22, which is between the graphite pantographs are inserted and potted, to be arranged correctly. The groove 38 stands like it can be seen from Figure 7, with the bore 36 in Link. As shown in FIGS. 6 and 7, a recess is thereby formed in the cathode 12, that rectangular coal sections have been removed from the carbon plates 14 and 16, whereby the The sub-arrangement of the graphite pantograph is exposed, the auxiliary or adaptation device 34 is thereby introduced into the recess that the sub-assembly of the graphite pantograph into the Groove 38 is printed. To the adjacent surfaces of the A binder is used to connect the adapter to the subassembly of the graphite pantograph

Die obere Lippe der Anpassungsvorrichtung ist mit einem abnehmbaren komplementären Graphitabschnitt 40 versehen. Diese;' Abschnitt ist an der Anpassungseinrichtung und der Unteranordnung des Graphitstromabnehmers mit Hilfe eines Bindemittels und Stiften 42 befestigt, die vorzugsweise aus Graphit hergestellt sind. Ein Bindemittel wird dazu verwandt, die Stifte in ihrer Lage zu halten.The upper lip of the adapter is made with a detachable complementary graphite section 40 provided. These;' Section is attached to the adapter and the sub-assembly of the graphite pantograph with the aid of a binder and pins 42 attached, which are preferably made of graphite. A binder is used to hold the pins in their Able to hold.

Um eine elektrische Verbindung zwischen dem Stromabnehmerstab 24 und der Kathode zu schaffen, ist ein Teil der Graphitblätter 18 entfernt, um den Streifen 22 freizulegen, wie es in Fig.8 dargestellt ist Der Stromabnehmerstab 24 ist in die Bohrung 36 der Anpassungsvorrichtung 34 so weit wie möglich eingeführt, so daß der Streifen 22 durch die konische Spitze 26 verbogen wird. Durch den Kontakt zwischenIn order to create an electrical connection between the current collector rod 24 and the cathode, is a portion of the graphite sheets 18 removed to expose the strip 22, as shown in Fig.8 Current collector rod 24 is in the bore 36 of the adapter 34 as far as possible inserted so that the strip 22 is bent by the conical tip 26. Through the contact between dem Stromabnehmerstab 24 und dem Streifen 22 wirdthe current collector rod 24 and the strip 22 ein elektrischer Verbindungsweg von der Kathode undan electrical connection path from the cathode and über den Stromabnehmerstab zu einem außerhalb dervia the pantograph rod to an outside of the

Zelle liegenden Punkt geschaffen. Gleichfalls wird eineCell lying point created. Also becomes a

parallele elektrische Verbindung zwischen der Kathodeparallel electrical connection between the cathode und dem Abnehmerstab über den Paßsitz zwischen demand the doffer over the snug fit between the

Abnehmerstab und der GraphitanpassungsvorrichtungPick-up bar and the graphite adapter

bzw. dem Graphiteinsatzstück hergestelltor the graphite insert

Die Kathode 12 wird in den Scheider 44 eingewickeltThe cathode 12 is wrapped in the separator 44

in und sodann in einen Siebkorb 46 eingebracht, wie es in F i g. 9 gezeigt ist Der Korb besteht aus einem dünnen Metallstreifen 48, der an die Siebe 52 und 54 angeschweißt ist Wenn die eingewickelte Kathode in dem Korb 46 angeordnet ist, wird das Sieb 54 gegen denin and then introduced into a strainer basket 46, as shown in F i g. 9. The basket is made up of a thin strip of metal 48 that attaches to screens 52 and 54 When the wrapped cathode is placed in the basket 46, the screen 54 is against the

Metallstreifen 48 hin hochgeklapptMetal strip 48 folded up

Die Siebe 52 und 54 bestehen vorzugsweise aus korrosionsfestem Stahl, und sie können eine lichte Maschenweite von 0,84 bis über 0,15 mm mit 15 bis 35% offener Fläche aufweisen. Die Siebe dienen dazu, dasThe screens 52 and 54 are preferably made of corrosion-resistant steel, and they can be a light Have mesh sizes from 0.84 to over 0.15 mm with 15 to 35% open area. The sieves are used to do that Wachsen von Dendriten zu verhindern, die aus den Aluminium-Lithium-Anoden austrete"?.Prevent the growth of dendrites that leaked from the aluminum-lithium anodes "?.

Als eine besondere Ausführungsfonn gemäß der vorliegenden Erfindung wurde die folgende elektrische Energiespeichervorrichtung zusammengebautAs a special embodiment according to the According to the present invention, the following electric energy storage device was assembled

Beispielexample

Der Behälter 56 ist aus 0,025 cm 304 korrosionsfestem Stahl hergestellt und weist die Außenabmessungen von 203 x 15,2 χ Z5 cm auf. Der Behälter wird 15 bis 20The container 56 is made from 0.025 cm 304 corrosion-resistant steel and has external dimensions of 203 x 15.2 χ Z5 cm. The container turns 15 to 20 Sekunden lang mit einer Lösung ausgewaschen, die annähernd gleiche Mengen an Salpetersäure und Salzsäure enthält, und wird auf eine Undichtigkeit geprüft Der Behälter wird sodann mit allen Bestandteilen während einer Zeitdauer von mehreren Stunden beiWashed out for seconds with a solution containing approximately equal amounts of nitric acid and Contains hydrochloric acid, and is checked for a leak. The container is then with all components for a period of several hours ungefähr 500° C im Vakuum gebranntFired about 500 ° C in a vacuum

Die in den Fig.2, 4, 7 und 8 dargestellte Kohleelektrode enthält einen Tellurzusatz der Art, wie er im einzelnen näher in der DE-Patentanmeldung P 20 11 135.7-45 beschrieben ist, und die Kathode wirdThe one shown in Figures 2, 4, 7 and 8 Carbon electrode contains a tellurium additive of the type detailed in the DE patent application P 20 11 135.7-45 is described, and the cathode is in ihrem entladenen Zustand verwandt Das Sieb 20 besteht aus Wolfram und weist eine 0,59 mm lichte Maschenweite auf. Der Streifen 22 besteht gleichfalls aus Wolfram und weist die Abmessungen 14 χ 0,64 χ 0,0127 ein auf. Der Stromabnehmer 24related in its discharged state. The sieve 20 is made of tungsten and has a 0.59 mm clearance Mesh size. The strip 22 is also made of tungsten and has the dimensions 14 χ 0.64 χ 0.0127 a. The pantograph 24 besteht aus einem Wolframstab mit einem Durchmesser von 032 cm. Graphitstromabnehmer 18, die in ihren Abmessungen der Kohlekathode entsprechen, sind aus einer 0,025 cm dicken Graphit-Folie hergestellt In der untenstehenden Tabelle sind einige der Eigenschaftenconsists of a tungsten rod with a diameter of 032 cm. Graphite pantograph 18, which in their The dimensions of the carbon cathode are made from a 0.025 cm thick graphite foil The table below are some of the properties des Graphit-Materials aufgeführtof the graphite material

Eigenschaftcharacteristic Ungefährer WertApproximate value R.iurr.ätchte (g/cm3)R.iurr.ätchte (g / cm 3 ) 0,96 bis 1,280.96 to 1.28 55 Aschegehalt (Gewichtsprozent)55 ash content (weight percent) <0.1<0.1 Schmelzpunkt - schmilzt nicht;Melting point - does not melt; sublimiert bei 3615°Csublimed at 3615 ° C Zugfestigkeit (OberflächenebeneTensile strength (surface plane 103 bis 173103 to 173 M oder »a« Richtung/ (N/mm2) M or »a« direction / (N / mm 2 ) Zugelastizitätsmodul (N/mm2)Tensile modulus of elasticity (N / mm 2 ) 13731373 Höchste KompressionsfestigkeitHighest compression strength 6969 (N/mm2)(N / mm 2 ) Heliumleitwert:Helium conductance: in einer 0,0127 cm dicken Foliein a 0.0127 cm thick film 2 X 10"4 2 X 10 " 4 (cmVSek.)(cmVsec.) geschichtete Körper (cmVSek.)layered bodies (cmVsec.) 5 x 10"5 5x10 " 5

Fortsetzungcontinuation

Eigenschaftcharacteristic

Ungefährer WertApproximate value

Reibungskoeffizient (gegen korro- 0,49Friction coefficient (against corro- 0.49

sionsfesten Stahl bei 5,6 X 10"3 Sion proof steel at 5.6 X 10 " 3

N/mm2)N / mm 2 )

Wärmeleitfähigkeit bei 10930C:Thermal conductivity at 1093 0 C:

(Oberflächenebene oder »a« 156.103 (Surface plane or "a" 156.10 3

Richtung) (i/m XhX C)Direction) (i / m XhX C)

(Durch die Dicke oder »c« 12.5· K)'(Through the thickness or »c« 12.5 · K) '

Richtung) (J/m XhX C)Direction) (J / m XhX C)

Elektrischer Widerstand:Electrical resistance:

Spezifischer Widerstand 8Specific resistance 8

(Oberflächenebene oder »a«
Richtung) (10 " Ohm/cm)(Surface plane or "a"
Direction) (10 "ohms / cm)

Flächenwiderstand (Oberflächen- 0.02
ebene oder »a« Richtung für
0.0127 cm dickes Band)
(Ohm/cm2)Sheet resistance (surface 0.02
plane or "a" direction for
0.0127 cm thick tape)
(Ohm / cm 2 )

Die Außenabmessungen der Kathode betragen 15,2 χ 14,6 χ 1,63cm und die Kathode enthält ungefähr 328 cm1 Kohle. Die Kathode wird vor der Verwendung vorbehandelt.The external dimensions of the cathode are 15.2 14.6 1.63 cm and the cathode contains approximately 328 cm 1 of carbon. The cathode is pretreated before use.

Die Kathode wird in eine 0,127 cm dicke Bornitridfasermatte eingewickelt, die ungefähr 30 g Lithiumchlo- i< > rid-Kaliumchloridsalz mit der Zusammensetzung von 59 Molprozent Lithiumchlorid-41 Molprozent Kaliumchlorid enthält, das einen Schmelzpunkt von 352° C besitzt. Die eingewickelte Kathode wird in einen Sieb korb 46 eingebracht, der aus einem aus korrosionsfestem Stahl r> hergestellten Sieb mit 0,15 mm lichter Maschenweite besteht Der Siebkorb wird geschlossen gehalten, wenn er in den Behälter eingebaut wird.The cathode is wrapped in a 0.127 cm thick boron nitride fiber mat containing approximately 30 g of lithium chloride > Ride potassium chloride salt with the composition of 59 Mole percent lithium chloride-41 mole percent potassium chloride contains, which has a melting point of 352 ° C. The wrapped cathode is placed in a sieve basket 46 introduced, which consists of a sieve made of corrosion-resistant steel r> with a mesh size of 0.15 mm The strainer basket is kept closed when it is installed in the container.

Der Siebkorb wird zusammen mit der eingewickelten Kathode in den Behälter abgesenkt Ein Satz von vier Aluminium-Lithium-Anoden, die 13% Lithium enthalten, wird zwischen den Siebkorb und die Wand des Behälters auf der einen Seite und ein anderer Satz von vier Anoden in gleicher Weise auf der anderen Seite angeordnet Die Anoden befinden sich im entladenen ■>> Zustand. Die Gesamtabmessungen eines Satzes von vier Anoden betragen 14,8 χ 15,47 χ 0,127 cm. Die Größe des Siebkorbes ist so gewählt daß seine obere Kante über die Kathode vorsteht. Die vorstehenden oberen Kanten der Siebe 52 und 54 werden mit den Wänden des "'> Behälters punk*.verschweißt um die Anoden in ihrer Stellung zu halten. Der Streifen 48 wird umgebogen, um die Matte der Trenneinrichtung und die Kathode in ihrer Lage zu halten.The screen basket is lowered into the container along with the wrapped cathode. A set of four Aluminum-lithium anodes containing 13% lithium, is placed between the strainer basket and the wall of the container on one side and another set of four anodes arranged in the same way on the other side The anodes are in the discharged ■ >> State. The overall dimensions of a set of four anodes are 14.8 15.47 χ 0.127 cm. The size of the screen basket is chosen so that its upper edge protrudes over the cathode. The foregoing upper Edges of screens 52 and 54 are aligned with the walls of the "'> Container punk *. Welded to hold the anodes in place. The strip 48 is bent over to hold the separator mat and cathode in place.

Rechteckige Klammern 58, die aus korrosionsfestem Stahl hergestellt sind, werden wie es in F i g. 1 dargestellt ist, punktverschweißt Der Verschlußdeckel 62 wird mit dem Behälter verschweißt wobei der Stromabnehmerstab 24 in dem Ansatz bzw. dem Stutzen 66 angeordnet ist Durch Verschweißen wird eine hermetische Abdichtung zwischen der Metallhülse 30 und dem Stutzen 66 erhalten. An dem Verschlußdekkel 62 ist eine Einfüllröhre 64 befestigt die als Zugang zu dem Inneren der Zelle dient, um in diese Zelle Elektrolyt einzufüllen, falls dies nötig sein sollte.Rectangular brackets 58 made of stainless steel are used as shown in FIG. 1 is shown, spot-welded The sealing cap 62 is welded to the container with the current collector rod 24 in the extension or the Nozzle 66 is arranged by welding a hermetic seal between the metal sleeve 30 and the nozzle 66 received. On the cap 62 a filling tube 64 is attached which serves as access to the interior of the cell in order to put electrolyte into this cell to be filled in if this should be necessary.

Wenn der Verschlußdeckel in seiner Stellung festgeschweißt worden ist wird die Zelle über die Schmelztemperatur des Lithiumchlorid-Kaliumchloridelektrolyten erhitzt und auf ungefähr 0,133 mbar Druck evakuiert, um die durch den Elektrolyten in der Matte der Trenneinrichtung eingeschlossenen oder festgehaltenen Gase freizusetzen. Durch diesen Arbeitsvorgang wird gleichfalls das Tränken der Matte der Trenneinrichtung mit Elektrolyt erleichtert Der Zelle wird geschmolzener Lithiumchlorid-Kaliumchloridelektrolyt zugesetzt, bis die Niveauhöhe in die Einfüllröhre 64 ansteigt. Die Zelle wird sodann auf 33 Volt aufgeladen. Da sich die Elektroden in ihrem entladenen Zustand befinden, wird ein Teil des Elektrolyten bei der Aufladung aus der Kohlekathode ausgestoßen bzw. herausgedrückt. Hierdurch fiießt Saiz aus dem Behälter über. Als letzter Schritt des Zusammenbauverfahrens wird die gefüllte Röhre zusammengeschnürt und durch Verschweißen verschlossen.When the sealing cap has been welded into place, the cell is over the Melting temperature of the lithium chloride-potassium chloride electrolyte and heated to about 0.133 mbar pressure evacuated to those trapped or trapped in the separator mat by the electrolyte To release gases. This operation also impregnates the mat of the separating device Lightened with electrolyte The cell becomes molten lithium chloride potassium chloride electrolyte added until the level in the filling tube 64 rises. The cell is then charged to 33 volts. Since the electrodes are in their discharged state, some of the electrolyte is used in the Charge ejected or pushed out of the carbon cathode. This causes Saiz to flow out of the container above. As the final step in the assembly process, the filled tube is tied up and passed through Welding closed.

Die obige Zelle hat ein Volumen von 730,6 cm3 und wiegt 1,32 kg. Die Packungsfähigkeit beträgt 111,4 cm1 Kohle/0,454 kg der Zelle. Die Zelle wird auf 1,0 Volt bei einem konstanten Entladestrom von 30 Ampere entladen, wodurch sich die folgenden Eigenschaften ergebt1!:The above cell has a volume of 730.6 cm 3 and weighs 1.32 kg. The packability is 111.4 cm 1 carbon / 0.454 kg cell. The cell is discharged to 1.0 volts at a constant discharge current of 30 amps, which results in the following properties 1 !:

Zellenwiderstand Kapazität -Cell resistance capacity -

6,7 Milli-Ohm6.7 milliohms

50 Amperestunden50 ampere hours

98,7 Wattstunden98.7 watt hours

34 Wattstunden/0,454 kg34 watt hours / 0.454 kg

2,21 Wattstunden/16,4 cm3 2.21 watt-hours / 16.4 cm 3

Der Verlust- oder Leerstrom beträgt 630 MiIIi-Ampere bei 1,75 Volt 650 Milli-Ampere bei 2,76 Volt und 283 Milli-Ampere bei 3,25 VoltThe leakage or idle current is 630 milli-amps at 1.75 volts 650 milli-amps at 2.76 volts and 283 milli-amps at 3.25 volts

Der oben beschriebene Zellenaufbau zeichnet sich durch Einfachheit der Anordnung und Nachgiebigkeit bzw. Anpassungsfähigkeit der Bauteile aus. Die Einfachheit des Aufbaues rührt daher, daß die Elektroden hauptsächlich lediglich in einen Behälter eingeführt zu werden brauchen, und daß auf diesen Behälter ein Verschlußdeckel aufgesetzt wird. Durch die flexible bzw. nachgiebige Ausbildung kann sich die Zelle ausdehnen und zusammenziehen, ohne daß Bauteile reißen oder ausfallen. Dies wird durch die Nachgiebigkeit zwischen den Zeüenbsuteiten erreicht (das heißt die nachgiebigen Verbindungen zwischen dem Graphitadaptor bzw. dem Graphiteinsatzstück und der Kohlekathode, und der Nachgiebigkeit der Bornitridfassjr, die die Anoden und die Kathoden voneinander trennt). Durch dünne und flexible Behälterwände wird eine Kompensation der Volumenänderung des freien Elektrolyten während der Aufladung und Entladung der Zelle erreicht Die Wände des Behälters können extra dünn sein, da der Atmosphärendruck als Halterung dient wenn die Zelle unterhalb Atmosphärendruck betrieben wird Aufgrund der Ausgestaltung der Zelle erhält man eine gute elektrische Verbindung der Anode mit dem Zellenbehälter, was durch den Anodenkontakt über beide Seiten des Behälters erreicht wird.The cell structure described above is characterized by simplicity of arrangement and flexibility or adaptability of the components. The simplicity of construction stems from the fact that the Electrodes mainly only need to be introduced into a container, and that on this Container a closure lid is placed. Due to the flexible or resilient training, the cell can expand and contract without cracking or failing of components. This is due to the indulgence reached between the Zeüenbsuteiten (i.e. the flexible connections between the graphite adapter or the graphite insert piece and the carbon cathode, and the compliance of the boron nitride barrel that separates the anodes and cathodes). The change in volume of the free electrolyte is compensated for by thin and flexible container walls During the charging and discharging of the cell, the walls of the container can be extra be thin as atmospheric pressure acts as a support when the cell is below atmospheric pressure is operated Due to the design of the cell, a good electrical connection to the anode is obtained with the cell container, which is achieved by the anode contact on both sides of the container.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektrische Energiespeichervorrichtung, mit frei1. Electric energy storage device, with free in einem bei Betrieb schmelzflüssigem Elektrolyten enthaltenden hermetisch verschlossenen Behälter angeordneter positiver Kohleelektrode und negativer Aluminium-Lithium-Elektrode und mit einem zwischen diesen in der Nähe der Aluminium-Lithium-Elektrode angeordneten Metallgitter zum Verhindern des Wachstums von Dendriten auf der Aluminium-Lithium-Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (56) beidseits der aus Aktivkohle bestehenden Kohleelektrode (12) je eine Aluminium-Lithium-Elektrode (10) angeordnet ist, sich zwischen der Kohleelektrode und den Aluminium-lithium-Elektroden ein mit Elektrolyt gefüllter mattenartiger Scheider (44) befindet und das Metallgitter (52,54) zwischen dem Scheider (44). und der AIwninium-Litnium-EIektrode (10) liegtin a hermetically sealed container containing molten electrolyte during operation arranged positive carbon electrode and negative aluminum-lithium electrode and with one between these in the vicinity of the aluminum-lithium electrode arranged metal grids for Preventing the growth of dendrites on the aluminum-lithium electrode, characterized in that in the container (56) on both sides the carbon electrode (12), which consists of activated carbon, has an aluminum-lithium electrode (10) each is arranged between the carbon electrode and the aluminum-lithium electrodes with Electrolyte-filled mat-like separator (44) is located and the metal grid (52,54) between the Scheider (44). and the aluminum-lithium electrode (10) lies 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohleelektrode (12) in den Scheider (44) eingehüllt ist2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the carbon electrode (12) in the Scheider (44) is encased 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheider (44) eine Bornitrid-Fasermatte ist3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the separator (44) is a boron nitride fiber mat
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