DE2062996A1 - Heizbarer Akkumulator - Google Patents
Heizbarer AkkumulatorInfo
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Description
Richard Philipp, App. Haus Maierhof 71, Triesen (Liechtenstein
Heizbarer Akkumulator
Zusatz zu Patent Nr. 2 024 081 (Pat.-Anm. Nr. P 20 24 081.7)
Das Hauptpatent betrifft einen heizbaren Akkumulator, bei dem
Heizelemente im Inneren des Akkumulators eingebaut sind.Dadurch ist es möglich, den Akkumulator vor Inbetriebnahme und nötigere
falls bei Wiederaufladung unter niedriger Umgebungstemperatur
zu beheizen, um seine elektromotorische Kraft und Kapazität durch eigene Heizleistung und/oder die einer Fremd stromquelle
zu erhöhen.
Nach dem Hauptpatent bestehen die Heizelemente vorzugsweise aui
für den Elektrolyten durchlässigen Flächenheizleitern, die zwi*
sehen den durch Separatoren voneinander getrennten Elektroden
angebracht sind und als Heizleiter im Elektrolyten bei Anwen-, dung von Gleich- oder Wechselstrom Joulesche Wärme erzeugen...
Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorteile einer solchen Beheizung des Akkumulators an der wirksamsten Stelle,
nämlich im elektrochemisch wirksamen Bereich des Akkumulators, mit den Vorteilen der sogenannten Leichtelektroden
zu verbinden und hierdurch einen besonders
Dr.Hk/Du.
209830/0095
raum- und gewichtssparenden Aufbau von Batterien zu ermöglichen.
Die bekannten Leichtelektroden bestehen aus einem Gewebe .oder.
Vlies aus Glasfasern oder aus elektrolytverträglichen Kunststoffen, die zwecks Stromzuführung metallisiert und dann nach verschiedenen
Methoden mit elektrochemisch aktivem Material beschichtet, gepreßt und getrocknet werden. Dadurch sollen die spezifisch
schweren metallischen Traggerüste für die elektrochemisch aktiven
Substanzen ersetzt werden.
Man könnte nun daran denken, solche Leichtelektroden mittels ihrer
Metallisierung unmittelbar zur Erwärmung des Akkumulators heranzuziehen. Dies ist aber aus verschiedenen Gründen unzweckmäßig.
Im Normalbetrieb soll nämlich der Widerstand1 der durch die Metallisierung
gebildeten Zuleitungen so gering wie möglich sein, um die Verluste der abgegebenen Leistung niedrig zu halten. Die Metallisierung
muß also einen sehr geringen Widerstand haben; zur W Aufheizung derselben müßten demgemäß enorme·Stromstärken angewandt
werden, was bei Batteriespeisung praktisch einer Kurzschlußentladung gleich käme.
Ferner würde sich der Heizstromfluß in dem metallischen Belag der
Leichtelektrode, der die elektrochemisch aktiven Substanzen trägt,
nachteilig auf die Formierung der aktiven Masse und damit auf den
Ladungszustand der Elektrode auswirken.
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■ - 3 -
Zur Ueberwindung dieser Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
einen heizbaren Akkumulator nach dem Hauptpatent so zu konstruieren, daß die Heizelemente als tragende oder mittragende
Glieder für eine oder mehrere Batterieelektroden ausgebildet, von diesen jedoch elektrisch isoliert sind.
Die Stromkreise für den Heizstrom und für den elektrochemisch erzeugten
Strom sind also erfindungsgemäß vollständig voneinander .getrennt,
so daß für beide Stromkreise die vorteilhaftesten Wider- standswerte
gewählt werden können. Trotzdem bleiben die Vorteile dey bekannten Leichtelektroden (geringes Gewicht, geringer Raumbedarf, '
geringer Zuleitungswiderstand) voll erhalten.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dient als
Gerüst für die Leichtelektrode ein Flächenheizleiter bekannter Art in Form einer Folie, eines Gewebes oder Gitters oder eines Vlieses·
aus durch leitende Partikel leitfähig gemachtem Isoliermaterial . ;
(z. B. Glasfasern oder Kunststoffe). Die Heizelemente können aber
auch Widerstandsdrähte aus Metall oder leitfähig gemachtem Kunststoff
enthalten. "
Ein derartiger Flächenheizleiter mit passendem Flächenwiderstand uni
der Flächengröße einer Elektrodenplatte des in Betracht gezogenen. · Akkumulators wird an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit
streifenförmigen dünnen Metallelektroden zur Zuleitung des Heizstromes
versehen und dann vollständig mit einer elektrisch isolierenden, gegen den Elektrolyten unempfindlichen Schicht überzogen.
Auf diese porendichte Isolierschicht wird eine gut leitende
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Metallschicht aufgebracht, die als Unterlage und Zuleitung für die elektrochemisch aktive Masse dient.
Die Metallschicht ist in bekannter Weise so ausgebildet, daß sie den Ablauf der elektrochemischen Vorgänge in der Batterie nicht
stört.
Einige Ausführungsbeispiele -der Erfindung werden nachstehend an
Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind
Fig. 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Elektrode,
Fig. 2 ein Schnitt derselben längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
und, 4
Fig. 3Yeine entsprechende Darstellung einer anderen Elektrodenart
Fig. 3Yeine entsprechende Darstellung einer anderen Elektrodenart
und
Fig. 5 und 6 verschiedene Schältungsbeispiele des Heizstromkreisei
Fig. 5 und 6 verschiedene Schältungsbeispiele des Heizstromkreisei
und '2
Bei dem in Fig. !^dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Elektrodenträger/ein
gitterförmiger Flächenheizleiter aus Glasfasern
oder Kunststoff, der mit einem elektrisch leitfähig gemachten Μ Kunststofflack oder einer Kunststoffdispersion (z. B. PTFE-Disto
persion mit Graphit und/oder Ruß als Leiterpartikel) überzogen,
■*** getrocknet und gegebenenfalls gesintert wurde. Im Falle eines
Q Kunststoffes als Träger ist esjauch möglich, die Lei t-er-part ikel
co bereits bei der Herstellung in die Kunststoffmasse einzubetten
oder Widers tandscUan ge. aus Metal V oder leitendem Kunststoff in
dieselbe einzulagern.
BAD ORIGINAL
_ 5 —
Der Träger 1 ist auf zwei gegenüberliegenden Seiten mit streifenförmig
en dünnen Metallelektroden/versehen, an die Zuleitungen 3
für den Heizstrom angeschlossen sind. Solche Elektroden können z. B. durch Metallspritzen, Galvanisieren oder Aufstreichen von
Leitsilber hergestellt werden.
Der so aufgebaute rechteckige oder quadratische Flächenheizleiter entwickelt nach Anlegen einer passenden elektrischen Spannung
Joulfsche Wärme, deren Betrag von der Höhe der Spannung und dem
quadratischen Flächenwiderstand des Flächenheizleiters, sowie vom Kontaktabstand abhängt. Dieser kontaktierte Flächenheizleiter
in Elektrodengröße, der eine ausreichende Festigkeit besitzt, um als Träger für die-Elektrode zu dienen, wird nun vollständig
mit einer Isolierschicht 4 umhüllt. Die Isolierschicht ist so gewählt, daß sie mit dem für den Akkumulator verwendeten Elektrolyt
keine Reaktionen eingeht; sie besteht z. B. aus Polypropylen, Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Es ist darauf zu achten, daß
die Isolierschicht den Flächenheizleiter porendicht umhüllt und fest an diesem haftet. Dies läßt sich durch bekannte Beschichtungsverfahren
erreichen, z. B. mittels des Wirbelsinterverfahrens oder durch Bestäuben des elektrostatisch aufgeladenen Trägers
mit Kunststoffpud er und Schmelzen desselben zu einer zusammenhängenden
dichten Schicht, oder durch elektrostatische Lackierung.
Die Isolierschicht 4 wird nun (gegebenenfalls nach Aufrauhung) zur Erzielung eines möglichst geringen Innenwiderstandes des
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-6-
Akkumulators mit einer gut leitenden Metallschicht 5 überzogen. Dies kann z. B. durch Bedampfen im Vakuum, Galvanisieren, chemische
Abscheidung durch Reduktion von Metallionen oder Metallspritzen geschehen. Das Metall ist so gewählt, daß es den Ablauf
der elektrochemischen Vorgänge in dem Akkumulator nicht stört". Entweder geschieht dies dadurch, daß Metalle verwendet werden·, '
die ohnehin an den elektrochemischen Umsetzungen teilnehmen (z. B. Blei für Bleiakkumulatoren, Eisen oder Nickel für Nickel- ;
Cadmium-Akkumulatoren), oder es werden Metalle verwendet, die sich
im jeweiligen Elektrolyten (Säure oder Alkali) praktisch nicht lösen,
d. h. keine störenden Ionenkonzentrationen an den Elektrolyse abgeben. .
Auf diese metallische Leitschicht 5 wird nun in bekannter Weise
6/
die elektrochemisch aktive Masse'fest aufgetragen und getrocknet.
Zum Anschluß der Elektrode an den Batteriestromkreis dient eine Elektrodenlasche 7, die in bekannter Weise an der Elektrodenbrücke
des Akkumulators befestigt ist.
Die fertigen Leichtelektroden können dann z. B. in Taschen aus
Polypropylen-Vlies gesteckt werden, die nach Einbau der Elektroden in den Batteriekasten als Separator dienen und z. B. im
Falle der Anoden eines Blei-Akkumulators das sogenannte "Abschlämmen"
des aktiven Bleidioxyds verhindern.
Bei einem Blei-Akkumulator sind die Anoden häufig als sogenannte ■
Panzerplatten ausgeführt, d.h. die Elektrodenplatten bestehen
20983070095 ~7~
aus röhrenförmigen Taschen aus Polypropylen-Vlies, die mit elektrochemisch
aktivem Bleidioxyd gefüllt sind, wobei ein Bleidraht in der Röhrenmitte die Stromableitung besorgt. Entsprechend dem in
Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein solches
röhrenförmiges Vlies 8 mit einer mittragenden Einlage versehen,
die aus einem kontaktierten und isolierten Heizleiter 9 besteht. .
Die Drähte zur Ableitung des Batteriestromes aus der aktiven Masse -15 sind mit 10 bezeichnet.
Je nach dem Flächenwiderstand der Flächenheizleiter, welche die
Träger der Leichtelektroden bilden, können diese entweder parallel
oder in Serie geschaltet und mit Wechsel- oder Gleichstrom betrieben
werden. Fig. 5 zeigt eine Serienschaltung der Flächenheizleitel
1 zum Anschluß an die Klemmen 11 und 12 der Heizstromquelle, während die Batteriepole mit 13 und 14 bezeichnet sind. In Fig. 6 sinr
die Flächenheizleiter 1 parallel geschaltet.
Der Heizstrom kann entweder einer Fremd stromquelle oder auch der (noch genügend geladenen) Batterie selbst entnommen werden.
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Claims (8)
1.) Heizbarer Akkumulator (primäres oder sekundäres galvanisches
Element), in dessen Innerem,Heizelemente eingebaut sind, nach
W Patent 2 024 081, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiselemente (l)
als tragende oder mittragende Glieder für eine oder mehrere Batterieelektroden (6) ausgebildet, von diesen jedoch elektrisch isoliert
sind .
2. Akkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektrodenträger aus einem mit HeizstromeleTctroden (2) versehenen
Flächenheizleiter (l) besteht, der mit einer gegen den Elektrolyten
unempfindlichen Isolierschicht (4) vollständig überzogen
ist, daß die Isolierschicht (4) eine als Unterlage und Stromzuführung
für die Batterieelektroden dienende Metallschicht (5) trägt und daß auf die Metallschicht die elektrochemisch aktive
Elektrodenmasse (6) aufgetragen ist.
3. Akkumulator nach Anspruch 1 mit röhrenförmigen Taschen für die Batterieelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß Heizelemente
(9) in die Taschen (8) eingearbeitet sind.
Dr. Hk/Du.
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4. Akkumulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente aus leitenden
Folien oder Vliesen bestehen.
5. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizelemente gitter- oder netzförmig ausgebildet sind.
6. Akkumulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente aus durch leitende
Partikel leitfähig gemachten Glasfasern oder ebensolchem Kunststoff bestehen.
7. Akkumulator nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizelemente Widerstandsdrahte aus
Metall oder Kunststoff enthalten.
8. Akkumulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Umhüllung der Heizelemente
aus einer elektrolytunempfindlichen Kunststoff- : schicht (z.B. Polypropylen, Polyäthylen oder PVC) besteht.
209830/0095
L e er s e i t e
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Cited By (1)
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JPS5369581U (de) * | 1976-11-09 | 1978-06-10 | ||
JPS544870U (de) * | 1977-05-31 | 1979-01-12 | ||
JPS5679033A (en) * | 1979-12-03 | 1981-06-29 | Du Pont Mitsui Polychem Co Ltd | Manufacture of sound insulating carpet for automobile |
US5240530A (en) * | 1992-02-10 | 1993-08-31 | Tennessee Valley Performance Products, Inc. | Carpet and techniques for making and recycling same |
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1971
- 1971-12-21 IT IT5489371A patent/IT945567B/it active
- 1971-12-21 FR FR7145994A patent/FR2118986A3/fr active Granted
- 1971-12-22 JP JP10514771A patent/JPS4728438A/ja active Pending
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Also Published As
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IT945567B (it) | 1973-05-10 |
JPS4728438A (de) | 1972-11-01 |
FR2118986A3 (en) | 1972-08-04 |
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