DE2101829B2 - Thermalbatterle aus in Reihe geschalteten Zellen - Google Patents
Thermalbatterle aus in Reihe geschalteten ZellenInfo
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- 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
- H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Thermalbatterie aus in Reihe geschalteten 2ellen mit übereinander gestapelter«
Bestandteilen und einer mit allen zi zündenden Elementen in Verbindung stehenden Zündvorrichtung.
Eine solche Thermalbatterie ist beispielsweise aus der DT-OS 1 815 819 bekannt. Die einzelnen Elemente
der darin beschriebenen Thermalbatterien, die in einem Behälter zusammengefaßt sind, stehen mit einer Zündvorrichtung
in Verbindung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Thermalbatterie der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einen
besonders einfachen Aufbau hat und dadurch die durch Kriechströme bedingten Fehler vermindert und die
eine besonders große Leistung pro Masseneinheit aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung ausgehend von einer Thermalbatterie der eingangs beschriebenen
Art dadurch gelöst, daß jede Zelle aufeinanderfolgend aus folgenden Schichten aufgebaut ist: einer die positive
Ableitung bildenden leitenden Platte, einer Platte aus depolarisierendem Material, einem isolierenden,
mit einer festen elektrolytischen Substanz imprägnierten Block, einer Platte einer pyrotechnischen Mischung
und einem isolierenden Block, der mit einer fe- SS iten elektrolytischen Substanz der gleichen Zusammensetzung
wie die des ersten Blocks imprägniert ist, und einer Platte aus negativem Material, wobei die beiden
isolierenden Blöcke und die platte mit pyrotechnischer Mischung ta einem einzigen Teil vereinigt sind.
Eitle besonders vorteilhafte Ausführungsform zeichnet steh dadurch aus, daß auch die Platte aus depolarisierendem Material, die leitende Platte und die Platte
aus negativem Material zu einer bipolaren Elektrode verbunden sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben: in dieser zeigt
schen thermischen Batterie gemäß der Erfindung, die zwei Zellen umfaßt, und
Fig,2 ein Betriebsdiagramm einer zylindrischen
Thermalbatterie gemäß der Erfindung,
Nach Fig. 1 umfaßt eine Zelle einer thermischen
Batterie eine die positive Ableitung bildende metallische Scheibe 1, deren eine der Flächen mit einem Belag
bzw. einer Schicht 2 einer oxidierenden zusammengesetzten Feststoffmasse bzw. einer oxidierenden Feststoffmischung
bedeckt ist, die den Depolarisator bildet, während ihre andere Fläche mit einer Schicht 3 eines
leitenden Feststoffmaterials bedeckt ist, die die negative Elektrode bildet; die Scheibe 1 ist von der Scheibe 1'
der folgenden Zelle, die der Scheibe 1 gleicht und in der gleichen Weise wie diese ausgerichtet ist, durch einen
Elektrolyten getrennt, der von zwei isolierenden Platten 4 und 5 gebildet wird, von denen jede mit einer
festen elektrolytischen Substanz imprägniert ist und zwischen die eine Platte 6 einer zusamnenp^setzten
pyrotechnischen Masse bzw. einer pyrotechnischen Mischung eingesetzt ist; der Elektrolyt steht einerseits mit
der negativen Elektrode 3 durch die Platte 4 und andererseits mit der Schicht der oxidierenden Mischung
21. mit der die Scheibe 1' bedeckt ist. durch die Platte 5
in Berührung. Die Gesamtheit, die von den obigen Teilen gebildet wird, die aneinanderstoßend bzw. lückenlos
in der gleichen dargestellten Ordnung und Richtung übereinander gestapelt sind, bildet eine Zelle der thermischen
Batterie.
Es können so viele von den obigen gleiche Zellen wie gewünscht in Reihe angeordnet werden, wobei die
homologen Teile der verschiedenen Zellen bei allen die gleiche Ausrichtung beibehalten, um Batterien zu bilden,
deren Anzahl an grundlegenden Zellen nach Belieben variiert werden kann und bei denen unabhängig von
der Zahl der Zellen die äußeren Teile Platten wie 1 und Γ sind. In F i g. 1 ist beispielsweise ein Teil einer Batterie
dargestellt, die zwei nebeneinander angeordnete Zellen umfaßt von denen die homolugen Teile bis auf
die Striche die gleichen Bezugsziffern aufweisen. Bei einem Element, das durch diesen Teil mit zwei Zellen
gebildet würde, wäre der negative Pol die Platte I1
während der positive Pol die Platte 1" wäre; dabei würde die Verbindung in Reihe der zwei Zellen durch die
direkte Berührung zwischen der Platte Γ der ersten Zelle und der negativen Elektrode 3' der zweiten ausgeführt
Das, was für zwei Zellen zutrifft, gilt gleichfalls für irgendeine Zahl von diesen Zellen, die eine auf die
andere folgend mit der gleichen Ausrichtung angeordnet sind; dabei sind diese Zellen elektrisch in Reihe direkt
durch die Platten wie 1 und Γ verbunden; es ist infolgedessen nicht erforderlich, die negative Elektrode
einer Zelle mit der positiven Elektrode der folgenden durch die konventionellen Mittel elektrisch zu verbinden.
Wie bei den bekannten Batterien kann die elektromotorische Kraft der Thermalbatterie gemäß der Erfindung,
die ein Vielfaches der elektromotorischen Kraft einer jeder) Zelle ist, auf jedem gewünschten Wert
eingestellt werden. Ebenso kann die Leistung einer jeden Zelte und folglich die der von einer vorbestimmten
Anzahl von Zellen gebildeten Batterie gewählt werden, indem der Oberfläche der Teile jeder geeignete Wert
und jede geeignete Form gegeben wird und/oder indem Batterien oder Zellen gleicher elektromotorischer
Kraft richtig parallel geschaltet werden. Die Elektroden und folglich die fertiggestellte Batterie können
eine Kontur besitzen, die jede geeignete Form ebenso
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bei der Unterbringung der Elemente in den Verwendungsorganen
und -einrichtungen wie in den Lagerungsorten oder -gesteuert bekleidet.
Pie Anfertigung einer erfindungsgemäßen Thermalbatterie ist beachtlich vereinfacht in bezug aul die Anfertigung
von bekannten Thermalbatterien. Es genügt, die grundlegenden Teile der Zellen in einem Rohr oder
einer HQIIe 7 zu stapeln, die aus einem nichtleitenden geeigneten feuerfesten bzw. hochschmelzenden Material
besteht und dessen fazw. deren innere Kontur die gleiche Form und die gleichen Abmessungen wie die
sichtbare Kontur der verschiedenen Teile aufweist, um schnell diese Batterie zu erhalten. Das Anfertigungsverfahren
kann noch vereinfacht werden, indem vorher bei der Herstellung der elektrolytischen Platten 4 und 5
diese letzteren mit de; Platte 6 der pyrotechnischen Mischung vorher vereinigt werden, um einen einzigen
Block zu bilden; in diesem Fall sind nur zwei Sorten von Komponenten zur Bildung des Elements erforderlich,
die nur wechselweise in dem Umhöllungsrohr angeordnet
zu werden brauchen, wodurch Montagefehler auf ein Minimum reduziert werden und die Zuverlässigkeit
bzw. Betriebssicherheit dieser Elemente beachtlich erhöht wird.
Das Anzünden der pyrotechnischen Mischung, um die Verschmelzung des Elektrolyten während der
Funktionszeit des Elements zu erhalten, wird auf die gleiche Weise wie bei den bekannten thermischen Batterien
erreicht, d. h. indem die verschiedenen Platten 6 dieser Mischung mit einer Zündschnur verbunden oder
in Berührung gebracht werden, die beispielsweise in einer Längsnut des Rohres 7 angeordnet sein kann.
Bevorzugt sind in der Batterie die Platten wie 1 und Γ entweder aus Nickel oder aus Gold oder aus einem
mit einer Goldschichl überzogenen Metall; das negative Material wird von Kaizium, der' Depolarisator von
Kalziumchromat oder Ferrisulfat, der Elektrolyt von einem eutektischen Gemisch aus Lithiumchlorid und
Kaliumchlorid und die pyrotechnische Mischung von einer reduzierenden oxidierenden Mischung von Zirkonium-Barium-Chromat
gebildet. Das nicht leitende feuerfeste bzw. hochschmelzende Material, aus dem das
Rohr oder die Hülle 7 zur Stapelung der Elements be
ίο steht, ist Siliziumdioxid oder Glas oder auch Phenolharz.
In F i g. 2 ist ein Teil der Funktionskurve C einer
Thermalbatterie gemäß der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform dargestellt, dessen Durchmes-
ser 34 mm und dessen Länge einschließlich der Klemmen
40 mm beträgt und das mit einem Widerstand von 20 Ohm belastet ist Die Batterie, deren Gesamtgewicht
70 g beträgt, umfaßt zehn in Reihe geschaltete Zellen, von denen jede eine elektromotorische Kraft von
2,55 Volt liefert, und weist somit eine elektromotorische
Kraft von 25,5 Volt auf. Die Massenleistung einer solchen Batterie beträgt :.,40 Watt pro g während
die einer bekannten Batterie nur 0,26 Watt pro g beträgt, was einer Massenleistungssteigerung von 54%
entspricht. Die Zünddauer, die in der Größenordnung von 0,1 bis 0,2 Sekunden liegt, ist in bezug auf die übliche«
thermischen Zeilen um 0,05 bis 0,1 Sekunden vermindert. Die Betriebskurve Czeigt die Änderungen der
Spannung an den Klemmen U\r\ Volt auf der Ordinate
aufgetragen in Abhängigkeit von der Zeit in Sekunden auf der Abszisse aufgetragen. Die Betriebsdauer eines
solchen Elements liegt in der Größenordnung von 60 Sekunden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- 2! OiPatentansprüche:1,Thermalbatterie aus in Reihe gescheiteten Zel-Jen mit übereinander gestapelten Bestandteilen und «iner mit allen zu zündenden Elementen in Verbindung stehenden Zündvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle aufeinanderfolgend aus folgenden Schichten aufgebaut ist: einer die positive Ableitung bildenden leitende Platte (1), to einer Platte (2) aus depolarisierendem Material, einem isolierenden, mit einer festen elektrolytischen Substanz imprägnierten Block (5), einer Platte (6) einer pyrotechnischen Mischung und einem isolierenden Block (4), der mit einer festen elektrolytischen Substanz der gleichen Zusammensetzung wie die des ersten Blocks (4) imprägniert ist, und einer Platte (3) aus negativem Material, wobei die beiden isolierenden Blöcke (4, 5) und die Platte (6) mit pyrotechnischer Mischung zu einem einzigen Teil vereinigt sina
- 2. Thermalbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Platte (2) aus depolarisierendem Material, die leitende Platte (1) und die Platte (3) aus negativem Material zu einer bipolaren Elektrode verbunden sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7002342A FR2076664A5 (de) | 1970-01-22 | 1970-01-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2101829A1 DE2101829A1 (de) | 1971-07-29 |
DE2101829B2 true DE2101829B2 (de) | 1975-01-23 |
DE2101829C3 DE2101829C3 (de) | 1975-09-11 |
Family
ID=9049474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712101829 Expired DE2101829C3 (de) | 1970-01-22 | 1971-01-15 | Thermalbatterie aus in Reihe geschalteten Zellen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2101829C3 (de) |
FR (1) | FR2076664A5 (de) |
-
1970
- 1970-01-22 FR FR7002342A patent/FR2076664A5/fr not_active Expired
-
1971
- 1971-01-15 DE DE19712101829 patent/DE2101829C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2101829A1 (de) | 1971-07-29 |
FR2076664A5 (de) | 1971-10-15 |
DE2101829C3 (de) | 1975-09-11 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |