DE2141344A1 - Bleiakkumulator mit festgelegtem Elektrolyten - Google Patents
Bleiakkumulator mit festgelegtem ElektrolytenInfo
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Description
Reg.-Nr. CHL 52 6233 Kelkheim, den 16.8.1971·
ELECTRIC POWER STORAGE LIMITED Clifton Junction, Swinton, Manchester,
Lancashire, England
Bleiakkumulator mit festgelegtem Elektrolyten
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bleiakkumulator, insbesondere
mit trocken lagerfähigen Elektrodenplatten9 in dessen
Gehäuse die Schwefelsäure in Form eines Gels vorliegt und
der zur Inbetriebnahme mit Wasser gefüllt wird, ein Verfahren zur Herstellung dieses Akkumulators sowie sine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
Nachdem sich in der Akkumulatorentechnik der Bleiakkumulator mit sogenannten trocken geladenen, lagerfähigen Elektroden
durchgesetzt hat, dessen besonderer Vorteil darin liegt, daß er zur Inbetriebnahme nur mit Schwefelsäure gefüllt werden muß,
wurden bereits verschiedene Vorschläge gemacht, durch die es
ermöglicht werden soll, den Akkumulator zusammen mit dem Elektrolyten
zu verkaufen und zu vertreiben«, Weitere Vorschläge sollen es möglich machen, daß der Akkumulator gur endgültigen
Inbetriebnahme hur noch mit Wasser gefüllt werden muß, während die benötigte Schwefelsäure in konzentrierter Form im fertigen
Akkumulator enthalten ist,
Beispielsweise wurde vorgeschlagen, auf dem Gehäuseboden Schwefelsäure
in konzentrierter und festgelegter Form anzuordnen^
so daß der Akkumulator durch Zugab© von Wasser in Betrieb gs-Sötzt'wird.
Als besonderer Kachteil dieser Methode ist ansuführen,
daß nach der Zugabe des Wassers· die
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tion in einer Zelle Örtlich sehr stark schwankt und daß es,
falls der Akkumulator sofort in Betrieb genommen wird, erforderlich
ist, ihn vorher zu schütteln, um eine gleichmäßige Elektrolytkonzentration herbeizuführen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kachteile der bekannten Ausführungsformen zu vermeiden und einen Bleiakkumulator
zu entwickeln, insbesondere einen mit trocken lagerfähigen Elektrodenplatten, der auch nach längerer Lagerzeit
ohne Einbuße an Leistung durch Zugabe von destilliertem Wasse, in Betriel>
gesetzt „erden Kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gel diskontinuierlich im Akkumulator verteilt ist.
Vorzugsweise besitzt die Säure eine molare Konzentration von 3, A, 7, 8 oder mehr. Das Gel ist innerhalb des Akkumulators
bo verteilt, daß zwischen den Elektrodenplatten und Separatoren und Tröpfchen oder Teilchen des Gels ein freies, zusammenhängendes
Volumen vorhanden ist, wodurch sofort nach Zugabe des Wassers dieses einen großen Teil der Säure aus dem
Gel herauslösen kann und der Elektrolyt innerhalb kurzer Zeit die erforderliche Konzentration aufweist und innerhalb kurzer
Zeit die aktive Masse überall mit dem Elektrolyten der erforderlichen
Konzentration in Kontakt steht.
Selbstverständlich können verschiedene Säuregelsysteme und Konzentrationen benutzt werden. Das System muß jedoch nach
dem Mischen der Säure mit dem oder der gelbildenden Mitteln so lange flüssig bleiben, bis die Wischung in den Akkumulator
eingeführt ist und in ihm verteilt ist. Die weiter an das System zu stellende Forderung ist, daß es nach dem Verteilen
im Akkumulator Innerhalb sehr kurzer Zeit zu einem Gel abbindet, damit es sich nicht am Boden des Akkumulators absetzt
und varsteift. Die Säure selbst kann am Gelbildungsmechanismus
beteiligt sein; beispielsweise kann eine Silikatlößung konzen-
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~3~ 2U1344
trierter Schwefelsäure für einen Bleiakkumulator benutzt werden.
Die Säure kann auch nur in dem Gel eingeschlossen seih, wobei
das Gel durch Reaktion von zwei ursprünglich flüssigen Komponenten,
z.B. zwei oder mehr organischen Harzsystemen, gebildet wird.
Es kann auch eine thixotrope Eigenschaften aufweisende Mischung benutzt werden, beispielsweise ein Silikagel. Diese thixotropen
Mischungen können unter Druck eingespritzt werden und binden bei Wegnahme des Druckes zu einem Gel ab.
Es ist selbstverständlich, daß, je höher die Säurekonzenträtion
in dem Gel ist, desto weniger Gel wird benötigt und desto, größer bleibt das zusammenhängende freie Volumen; das Gel kann
erfindungsgemäß 25 bis 80 % des Elektrolytvolumens einnehmen. Unter Elektrolytvolumen ist hier das Volumen zu verstehen, das
bei Verwendung eines herkömmlichen Elektrolyts für einen Akkumulator der gleichen Größe benutzt würde.
Erfindungsgemäß soll das Gel 10 % bis 90 %, vorzugsweise 40 %
bis 60 %, und besonders etwa 50 % der im Betriebszustand des
Akkumulators in den Elektrolyten eingetauchten Oberfläche der · Platten umfassen. Eine besonders günstige Verteilung wird erreicht,
wenn ungefähr 50 % der Oberfläche überdeckt ist und wenn jedes der einzelnen Gelteilchen bzw. Geltröpfchen zwischen
0,3 % bis 6 % der gesamten Oberfläche überdecken; über
40 %9 d.h. 50 % bis 60 % der von den Gelteilchen überdeckten
gesamten Oberfläche werden-von Gelteilchen überdeckt, von
denen jedes zwischen 1 % bis 4 % der gesamten Oberfläche der Platte überdeckt.
Der Mindestabstand zwischen zwei Gelteilchen beträgt erfindungegemäß
1 bis 5 «mn, vorzugsweise 2 bis 3 mm.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung ei- '
nta Bleiakkumulators, das dadurch gekennzeichnet, ist/äaß konzentrierte
Schwefelsäure mit einem oder mehreren gelbildenden Mitteln gemischt wird, wobei diese Mischung so vorgenommen
wird, daß sie nach einer kurzen Zeit zu einem Gel abbindet und daß die Mischung so auf die zusammengesetzten Batterieplatten
aufgebracht wird, daß sie im Gelzustand diskontinuierlich auf den Platten verteilt ist.
Das Aufbringen der Mischung kann durch Gießen oder Pumpen durch die Einfüllöffnuhgen des Akkumulators vorgenommen werden.
Die verwendete Mischung soll erfindungsgemäß innerhalb 0,5 bis 5 min. zu einem Gel abbinden, vorzugsweise Jedoch innerhalb
von 5 bis 25 sek. Die Mischung soll jedoch wenigstens während 5 sek. und vorzugsweise wenigstens während 15 sek.
flüssig bleiben. Auch soll das Gel bei umgekipptem Behälter während 48 Stunden kaum fließen. An den Widerstand gegen
Fließen werden jedoch geringe Anforderungen gestellt, da das Gel in relativ kleine Teilchen unterteilt ist.
Als Mischung kommt beispielsweise eine Mischung aus Schwefelsäure und eines verträglichen Metallsilikats in Frage. Unter
einem verträglichen Metallsilikat wird dabei ein Silikat verstanden, das nicht die Akkumulatorleistung beeinträchtigt,
z.B. Natriumsilikat.
Da die Oberfläche der Platten, die die Gelteilchen überdecken,
porös ist, genüget bereits ein geringer Widerstand gegen Fließen, um das Gel daran zu hindern, sich während der Lagerzeit des Akkumulators, die einige wenige Wochen oder Mo.nate
betragen kann, am Boden des Blockkastens zu sammeln.
Gele, die aus einer 1 m-Natriumsilikatlö'sung· (spezifisches
Gewicht 1,200) und Schwefelsäure verschiedener Konzentrationen
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hergestellt werden und die eine 7,15 m-Schwefelsäurekonzentration
aufweisen, besitzen folgende Eigenschafteni Wurden 7,40 m-Schwefelsäure mit 1 m-Natriumsilikat zu einem
Gel mit 0,035 m-Natriumsilikatkonzentration gemischt, so be-.
trug die Versteifungszeit (Abbindezeit, Aushärtezeit) in einem Becher 960 min.; wurde der Becher umgekippt, so legte das
Gel in 48 Stunden bei Raumtemperatur 10 cm zurück. Wurden zwecks Herstellung eines Gels von 0,070 m-Silikatkonzentration
7,82 m-Säure mit 1 m-Silikat gemischt, so betrug die Versteifungszeit 30 min. und das Gel legt in 48 Stunden 1,4 cm
zurück. Wurden 8,2 m-Säure mit 1 m-Silikat gemischt, um 'ein Gel von 0,105 m-Silikatkonzentration zu erhalten, so betrug
die Versteifungszeit 1 min. und der von dem Gel innerhalb von 48 Stunden zurückgelegte Weg war nicht mehr meßbar. Auch von
Gelen mit 0,140 m-Silikatkonzentration bzw. 0,175 m-Silikatkonzentration,
die durch Mischen von 8,6 m-Säure mit 1 m-Silikat bzw. 9 m-Säure mit 1 m-Silikat hergestellt wurden, war
die Fließgeschwindigkeit nicht mehr meßbar und beide Mischungen hatten eine Versteifungszeit von 0,5 min. Erfindungsgemäß
werden vorzugsweise Mischungen benutzt, in denen die Schwefelsäure eine molare Konzentration von wenigstens 8 und das .
Silikat iiätrjumsilikat ist mit einer Molarität von wenigstens
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Mischung der
Säure und des oder der gelbildenden Mitteln, Mitteln zum Ausgießen der Schwefelsäure und zum Austeilen der gelbildenden
Mitteln sowie Mitteln zum Einführen dieser Mischung in den
Akkumulator besitzt und daß durch diese Dosierungsmitteln die Gelbildung der in den Akkumulator eingeführten Mischung
seitlich bestimmbar ist. Die Gelbildung soll dabei innerhalb von 5 bzw. 2 oder 1 oder weniger min. nach Einführung der
Mischung in den Akkumulator erfolgen.
Die Mischung aus Säure und gelbildenden Mitteln kann dabei außerhalb der Vorrichtung erfolgen. Dadurch wird sicherg·-
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stellt, daß die Vorrichtung nicht so leicht verstopft.-^Jn diesem
Fall wird die Gelbildungszeit durch die Konzentration der Mischungskomponenten bestimmt, je höher die Säure- und Silikatkonzentration,
desto schneller erstarrt die Mischung zu einem Gel.
Die Dosierungsmitteln können aber auch so angeordnet sein, daß sie in eine Kammer münden und daß die Gelbildung innerhalb
dieser Kammer einsetzt. Die Gelbildungszeit innerhalb der Batterie kann in diesem Fall zusätzlich durch Kontrolle der Einbringgeschwindigkeit
der Mischung in den Akkumulator kontrolliert werden.
Die Vorrichtung kann für jede einzelne an der Mischung teilnehmende
Komponente ein Behälter aufweisen und Jeder Behälter kann eine der Anzahl der Füllöffnungen des Akkumulators entsprechende
Anzahl von Füllrohren besitzen. Jedes Füllrohr besitzt ein Meßventil und einen Absperrhahn und endet in einem
Einfüllstutzen oder einer Mischungskammer mit einem Einfüllstutzen. Die Füllrohre und die Einfüllstutzen bzw. Mischungskammer
mit Einfüllstutzen können koaxial angeordnet sein.
Im folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 7 der Gegenstand der Erfindung näher erläutert.
In Figur 1 ist ein Schnitt parallel zu den Platten eines erfindungsgemäßen
Akkumulators dargestellt.
Figur 2 zeigt im gleichen Maßstab wie Figur 1 die von den Gelteilchen
überdeckten Bereiche.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch die Plattenpakete eines erfindungsgemäßen
Akkumulators.
In Figur 4 ist die Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Akkumulators dargestellt,
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In Figur 5 sind die Mischungskaismer und ä®r ¥@rteiluagskopf
gemäß Figur 4 vergrößert dargestellt.
Figur 6 zeigt eine verbesserte Vorrichtung gemäß der Erfindung.
In Figur 7 ist die Säurekonzentration als Funktion der Zeit nach der Aktivierung eines erfindungsgemäßen Akkumulators dargestellt.
Es wurden zwölf herkömmliche 12 V Starterbatterien hergestellt.
Herkömmliche Gitter aus einer Bleilegierung mit 6 % Antimon
wurden benutzt. Die positive aktive Masse enthielt 40 % Blei ■und 60 % Bleimonoxid sowie 70,6 cnr H2SO/ einer spezifischen
Dichte von 1,400 je kg Oxid und 125,4 cm5 Wasser je kg Oxid.
Die Starterbatterien würden in herkömmlicher Weise 400 ml von 4,62 m-Schwefelsäure einer spezifischen Dichte von 1p270 besitzen,
d.h. das Elektrolytvolumen beträgt 400 ml.
Die Platten wurden im trockengeladenen Zustand in üblicher
Welse durch Laden jeder Platte in einem herkömmlichen Formierungselektrolyten
formiert und anschließend wurde die formierte Platte mit Hilfe eines Vakuums oder eines Inertgases getrocknet.
Vier positive Platten 10 einer Größe von 8,75 cm χ 9»2 cm *
■wurden mit fünf negativen Platten 11 entsprechend den Figuren
1, 2 und 3 zusammengesetzt. Zwischen den Platten wurden gerippte ρ mikroporöse Polyvinylchlorid-Separatoren angeordnet.
Die Plattenfahnen 16 und 17 der positiven und negativen Platten wurden in üblicher Weise mit den entsprechenden Endpolen
verbunden. Der Blockkasten 13 enthielt Abstandshalter 18 und
wurde mit einem Füllöffnungen besitzenden Deckel 14 versehen.
In diesen Akkumulatoren wurde dann ein Säuregel entsprechend
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der aus den Figuren 1 bis 3 ersichtlichen Verteilung diskontinuierlich
angeordnet. Hierzu wurde die gelbildende Mischung durch die Füllöffnungen mit Hilfe der in den Figuren 4 und 5
beschriebenen Vorrichtung eingebracht. Eine Mischung aus 38 ml eines 1 m-Natriumsilikats (spezifische Dichte 1,200)
und 264 ml 8,6 m-Schwefelsäure (spezifische Dichte 1,470), die in 30 sek. zu einem Gel abbindet, wurde hergestellt und
gleichgroße Mengen dieser Mischung wurden durch jede der sechs Einfüllöffnungen der Starterbatterie eingegossen. Von
dem Gesamtelektrolytvolumen von 400 ml wurden 302 ml oder ungefähr 75 % durch den diskontinuierlich verteilten GeI-elektrolyten
eingenommen. Zugabezeiten von zwischen 5 und 25 sek. ergaben eine zufriedenstellende Gelverteilung analog
den Figuren 1, 2 und 3· Bei einer Zugabezeit von 5 sek. betrug die eingebrachte Menge von Silikat 4,56 ml/min, und die
von Schwefelsäure 3168 ml/min. Bei einer Zugabezeit von 15 sek. betrug die zugeführte Silikatmenge 1,52 ml/min, und die der
Säure 1056 ml/min.; bei 21 sek. betrug die eingebrachte Menge des Silikats 1,14 ml/min, und der Säure 792 ml/min.; in Jedem
Fall blieb die Durchflußmenge während der gesamten Zugabezeit konstant. Die Starterbatterien wurden dann paarweise durch
Zugabe von 185 ml destilliertem Wasser aktiviert.
Im oberen Bereich der Zelle wurde die Elektrolytkonzentration nach der Zugabe des Wassers mehrfach gemessen (Figur 7). Aus
Figur 7 geht hervor, daß bereits nach einer Stunde die Säurekonzentration mehr als die Hälfte ihres 10-stündigen Wertes
erreicht hatte und daß somit bereits nach einer Stunde die Starterbatterie zum Starten eines Wagens benutzt werden kann.
Nach zwei oder drei Lade- und Entladezyklen hatte die Elektrolytkonzentration ihren theoretischen Wert von 4,62 m erreicht.
Zwei der Starterbatterien wurden sofort aktiviert, die anderen zehn wurden bei 40° ±1° C gelagert, um das Altern
zu beschleunigen. Eine Lagerung von einem Monat bei 40° C entspricht ungefähr einer Lagerung von drei Monaten bei normalen
Temperaturen.
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~9~ 2U13U
Jedes Starter"batteriepaar wurde drei aufeinander folgenden Versuchen unterworfen. Beim Versuch A wurden die Batterien mit·
15 A bis 10,2 V entladen und anschließend während 12 Stunden mit 3 A geladen. . .
Versuch B wurde über fünf Zyklen durchgeführt. Die Batterien
wurden dabei jeweils während 12 Stunden mit 15 A entladen und anschließend 12 Stunden mit 3 A geladen. Versuch C bestand
darin, die Batterie so vielen Zyklen zu unterwerfen, bis ihre Kapazität unter 15 Ah gefallen war; pro Zyklus wurden die Batterien
mit 15 A während 1 Stunde entladen und anschließend während 5 Stunden mit 4 A geladen.
Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 | Versuch A | Versuch | B | 3 Zyklus | 5 Zyklus | Versuch C |
Lagerzeit | (Ah) | 1 Zyklus (Ah) |
22.8 | 23.6 | Zyklenzahl | |
(Wochen) | 16.1 | 22.0 | 24.0 | 25.7 | - 350 | |
0 | 8.9 | 24.4. | 22.5 | 23.4 | 212 | |
2 | 8.3 | 21.8 | 22.4 | 24.4 | 385 | |
4 | 0 | 20.5 | 27.6 | 26.5 | 185 | |
6 | 0 | 20.4 | 24.7 | 25.9 | 245 | |
8 | 0 | 16.1 | 200 | |||
10 | ||||||
Eine Batterie mit völlig gleichen Daten, jedoch ohne die erfindungsgemäße
diskontinuierliche Gelverteilung hatte eine typische Zyklenlebensdauer von 175 Zyklen.
Auch wenn die ursprüngliche Kapazität durch eine verlängerte Lagerung auf 0 abgefallen war, konnte die Kapazität durch' Laden
und Zyklenfahren der Batterie wieder vollkommen hergestellt werden.
209011/1
~ 2U13A4
Zur Erreichung der erfindungsgemäßen diskontinuierlichen GeI-verteilung
über die Plattenflächen können verschiedene Gelzusammensetzungen und Gelmengen benutzt werden, wobei diese Zusammensetzungen
und Mengen sich bei den unterschiedlichen Batterietypen unterscheiden können; auch die diskontinuierliche
Verteilung des Gels kann sich innerhalb weiter Grenzen verändern. Wird z.B. die gleiche Gelzusammensetzung für die in den.
Figuren 1, 2 und 3 beschriebene Batterie benutzt, d.h. werden 1 m-Silikat mit 528 ml/min, und 8,6 m-Säure mit 2640 ml/min,
zugesetzt, so ergibt eine höhere Zugabemenge, daß die Batterie in weniger als 5 sek. gefüllt ist und daß das Gel die"Halfte
des Blockkastenbodens ausfüllt. Werden dagegen geringere Zugabemengen vorgesehen, so kann das Gel abbinden, bevor es
vollständig im Blockkasten verteilt worden ist; dies trifft z.B. zu, wenn 1 m-Silikat mit 88 ml/min, und die Säure mit
440 ml/min, zugeführt werden und die Zugabezeit über 25 sek.
beträgt.
In Figur 4 sind Säure- und Silikatbehälter 21, 22 über Regulierhähne
23 aufweisende Rohre 24 und 26 einer zylindrischen Mischungskammer mit einer Höhe von 10 cm und einem Durchmesser
von 25t3 cm verbunden. Diese Mischungskammer besitzt ein unteres
konisches Teil 28, das in den Verteilerkopf bzw, in den Einfüllstutzen 27, welcher in die Einfüllöffnungen der Batterie
einführbar ist, mündet. Die Rohre 24 und 26 münden senkrecht in die Mischungskammer 25. Die Säure- und Silikatzugaberate
kann durch Ändern der Durchmesser der Rohre 24 und verändert werden. Der Einfüllstutzen 27 wird bei Bedarf ausgewechselt,
um sicher zu stellen, daß sein Querschnitt -größer ist als die Summe der Querschnitte der Rohre 24 und 26. Die
Rohre 24 und 26 können aber auch mit Meßventilen 30 versehen werden. Die Mischungskammer ist so ausgelegt, daß eine genügende
Mischung der Säure und des Silikats erfolgt, ohne daß die Rohre 24 und 26 verstopfen.
JSe wurde bereits angeführt, daß die Figuren 1, 2 und 3 eine
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für die Erfindung typische Gelverteilungρ w@l©h@ ein© zufriedenstellende Batterieleistung ergibt, angeben. Bezugnehmend
auf die Figuren 1 und 2 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 die Oberflächen der einzelnen Gelteilchen sowie die von diesen
überdeckten Oberflächenbereiche der Platten angeführt.
Tabelle 2 | Oberfläche cm |
Überdeckte Bereiche der überdeckten Plattenober- Plattenoberfläche fläche (%) (%) |
0.1 0, -0.9-1. |
• | 0.3 | 1, | .9 1.9 2o ,0-2.9-3. |
3. | 2.3 | 3- | 2.1 | 3 | 9 9- |
* 3.9 4.9 =■4.9-5.9 |
4.0 |
Gelteilchen (Gelspritzer) |
0.5 | 0.3 | |||||||||||||
0.43 | 0.5 | α 3 | 2.5 | ||||||||||||
A | 0.26 | 0.3 | 1, | ,2 | 2.9 | ||||||||||
B | 0.95 | 1.2 | 0.5 | 1, | |||||||||||
C | 0.41 | 0.5 | 0.9 | 2.1 | |||||||||||
D | 0.71 | 0.9 | 1, | .7 | |||||||||||
E | 1.35 | 1.7 | „8 | ||||||||||||
F | 1.42 | 1.8 | ,8 | ||||||||||||
G | 3.04 | 3.8 | .9 | ||||||||||||
H | 1.56 | 1.9 | |||||||||||||
I | 1.86 | 2.3 | 0.7 | ||||||||||||
J | o:6o | 0.7 | |||||||||||||
K | 2.01 | 2.5 | |||||||||||||
L | 2.33 | 2.9 | .8 | ||||||||||||
M | 3.05 | 3.8 | |||||||||||||
N | 1.66 | 2.1 | 0.6 | 1 | |||||||||||
O | 0.45 | 0.6 | 5.9 | ||||||||||||
P | 4.77 | 5.9 | 5.5 | ||||||||||||
Q | 4.43 | 5.5 . | .1 | ||||||||||||
R | 0.91 | 1.1 | |||||||||||||
S | 1.65 | 2.1 | |||||||||||||
T | 3.18 | 4.0' | .2 | ||||||||||||
ü | 2.55 | 3.2 | |||||||||||||
V | 0.23 | 0.3 | |||||||||||||
W | 0.24 | 0.3 | |||||||||||||
X | |||||||||||||||
209811/1 UO
~12~ 2U13U
Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, erstrecken sich die
Gelteilchen A? B„ W und X über den oberen und unteren Rand
der Platte und besitzen eine dem Teilchen C entsprechende Größe. Auch die sich an den Seiten der Platten befindlichen
Teilchen D, K1, P und S erstrecken sich teilweise über die
Ränder der Platte. Zwei weitere Gelteilchen zwischen den Abstandshaltern 18 am Boden des Blockkastens überdecken kaum
die Platte und besitzen eine ähnliche Größe wie W und. X.
Aus Tabelle 2 geht hervor, daß acht Teilchen Je einen Oberflächenbereich
der Platte von 0,1 bis 0,9 % überdecken und ^ somit bis zu 8 % der gesamten, von den Teilchen überdeckten
™ Oberfläche ausmachen; weiterhin gibt es fünf Teilchen, die
•je einen Bereich der Plattenoberfläche von 0,9 bis 1,9 % überdecken
und die 15,4 % der gesamten^ von den Teilchen überdeckten
Oberfläche ausmachen. Weiterhin gibt es fünf Teilchen, die Je einen Bereich der Plattenoberfläche von 1,9 bis 2,9 % überdecken
und die 23,8 % der gesamten, von den Teilchen überdeckten Oberfläche ausmachen\ drei Teilchen überdecken Je 2,9 bis
3,9 % der Plattenoberfläche und nehmen 21,6 % der gesamten, von den Teilchen überdeckten Oberfläche ein; ein 8 % der ge- ·
samten Oberfläche ausmachendes Teilchen überdeckt einen Oberflächenbereich der Platten von 3,9 bis 4,9 %. Zwei Teilchen
überdecken je einen Oberflächenbereich der Platte von 4,9 bis 5,9 % und nehmen 22,8 % der gesamten, von den Teilchen überdeckten
Oberfläche ein. Die gesamte, von den Teilchen überdeckte Oberfläche beträgt 50 % der gesamten Plattenoberfläche und die
durchschnittliche Teilchengröße beträgt 2,1 % der gesamten Plattenoberf2äche.
In Figur 6 ist eine Vorrichtung dargestellt, mit deren Hilfe das Gel gleichzeitig sämtlichen FUllöffnungen der Batterie
zugeführt werden kann. In Figur 6 ist eine herkömmliche Starterbatterie 40 mit sechs Einfüllöffnungen 41 dargestellt,
welche unter die die gelbildende Mischung verteilende Vorrichtung gesetzt ist. Diese Vorrichtung besitzt zwei Behälter
209811/M40
42 land 43; der größere Behälter 42 kann Säure (8,6 m=Schwefelsäure)
und der Behälter 43 Natriumsilikatlösung (1 m-Lösung)
aufnehmen.
Die beiden Behälter sind über Zapfhähne 48 und Absperrhähne
mit Verteileranordnungen 44 und 45, bestehend jeweils aus
sechs Keßventilen 46 und sechs Absperrhähnen?, verbunden»
Jedes Meßventil besitzt ein Ausflußrohr 52 bzw. 53» Je zwei
Ausflußrohre 52 und 53 von einander gegenüberliegenden Meßventilen 46 der Verteileranordnungen 44 und 45 münden in einen
gemeinsamen kurzen Einfüllstutzen 54, welcher durch die Einrfüllöffnung
41 in den Raum zwischen Deckel und Platten hineinragt.
Die Einfüllstutzen 54 sind so geformt, daß eine gute Mischung
der beiden Flüssigkeitsströme gewährleistet ist. Die Meßventile werden vorzugsweise so eingestellt^ daß sie die für das
Gel erforderlichen Flüssigkeitsmengen in ungefähr 15 sek.
unter Einwirkung der Schwerkraft liefernο
209811/1140
Claims (15)
- 2U1344Reg.-Nr. CHL 52 6233 Kelkheim, den 16.8.19716P-Fri-MaPatentansprücheBleiakkumulator, insbesondere mit trocken lagerfähigen Elektrodenplatten, in dessen Gehäuse die Schwefelsäur"; in Form eines Gels vorliegt und der zur Inbetriebnahme mit Wasser gefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß W das Gel diskontinuierlich im Akkumulator verteilt 1st.
- 2. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elektrodenplatten und Separatoren und Tröpfchen oder Teilchen des Schwefelsäuregels ein freies, zusammenhängendes Volumen vorhanden ist.
- 3. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gel 25 bis 80 % des Elektrolytvolumens einnimmt.
- 4. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das GgI 40 bis 60 % der im Betriebszustand in den Elektrolyten eingetauchten Oberfläche der Platten überdeckt.
- 5. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der einzelnen Gelteilchen zwischen 0,3 und 6 % der gesainten, bei der Inbetriebnahme in den Elektrolyten eingetauchten Oberfläche der Platten überdeckt.
- 6. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als 40 % der gesamten,.von GeI-209811/11402U13Uteilchen überdeckten Plattenoberfläche von Gelteilchen überdeckt sind, von denen jedes einzelne· 1 bis 4 %"der gesamten Plattenoberfläche überdeckt*
- 7. Bleiakkumulator nach den Ansprüchen 1 bis 6,. dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gelteilchen mindestens 1 bis 5 nun voneinander entfernt angeordnet sind.
- 8. Verfahren zur Herstellung eines Bleiakkumulators nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrierte Schwefelsäure mit einem oder mehreren gelbildenden Mitteln gemischt wirdj, wobei diese Mischung so vorgenommen wird» daß sie nach einer kurzen Zeit zu einem Gel abbindet und daß die Mischung so auf die zusammengesetzten Batterieplatten aufgebracht wird, daß sie im Gelzustand diskontinuierlich auf den Platten verteilt ist.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Mischung durch Gießen oder Pumpen durch die Einfüllöffnungen des Akkumulators vorgenommen wird.
- 10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Mischung verwendet wird, die innerhalb von 5 bis 25 Sek. zu einem Gel abbindet, wobei dieses Gel bei umgekipptem Behälter während 48 Stunden kaum fließt.
- 11. Verfahren nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung aus Schwefelsäure und einem damit verträglichen Metalisilikat verwendet wird.
- 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwefelsäure eine molare Konzentration von wenigstens 8 besitzt und daß das Metallsilikat Natriumsilikat ist und2-0S811/1U0-♦- 2U13Ueine Molarität von wenigstens 1 besitzt. ^_
- 13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Mischung der Säure und des oder der gelbildenden Mitteln, Mitteln zürn Ausgießen der Schwefelsäure und zum Austeilen der gelbiidenden Mitteln sowie Mitteln zum Einführen dieser Mischung in den Akkumulator besitzt und daß durch diese Dosierungsraitteln die Gelbildung der in den Akk.imulator eingeführten Mischung zeitlich bestimmbar ist.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 13f dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiermitteln in eine Kammer münden und daß die Gelbildung innerhalb dieser Kammer einsetzt.
- 15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie für Jede einzelne an der Mischung teilnehmende Komponente ein Behälter besitzt und daß sie eine der Anzahl der Füllöffnungen des Akkumulators entsprechende Anzahl von Füllrohren besitzt, daß jedes Füllrohr ein Meßventil und einen Absperrhahn besitzt und in einem koaxial angeordneten Einfüllstutzen oder einer Mischungskammer mit einem Einfüllstutzen endet und daß diese Einfüllstutzen in die Einfüllöffnungen des Akkumulators einschiebbar sind.20S81 1/1 UOLeerseite
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FR2832858B1 (fr) | 2001-11-28 | 2004-09-10 | Hawker Sa | Dispositif de remplissage du bac d'une batterie au plomb par des composants destines a former un electrolyte gelifie |
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-
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Also Published As
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GB1364438A (en) | 1974-08-21 |
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