DE2166986A1

DE2166986A1 - Galvanisches element mit einer angreifbaren negativen metallelektrode

Info

Publication number: DE2166986A1
Application number: DE19712166986
Authority: DE
Inventors: Jan Augustynski; Dalard Francis; Jean-Yves Machat; Jean-Claude Sohm
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1971-12-02
Publication date: 1977-05-05
Also published as: DE2159880B2; CH549873A; DE2159880A1; FR2116710A5; IT941991B; DK135016B; GB1348016A; DK135016C

Description

BETREFF! REF.:

Anwaltsakte; AMVAR-6229

ANVAE
Agence !rationale de "Valorisation

de la Recherche
Courbevoie (Frankreich )

Galvanisches Element mit einer angreifbaren negativen Metallelektrode.

Die Erfindung betrifft ein galvanisches Element mit einer angreifbaren negativen Metallelektrode, einem wässrigen von einem porösen Separator aufgesaugten Magnesiumsalzelektrolyten und einem beständigen positiven Polableiter, der von einem festen Depolarisator aus beispielsweise Mangandioxid oder Quecksilberdioxid umgeben ist (nach Patentanmeldung P 21 59 880.1-45).

Bekanntlich weist das klassische Leclanche-Element einen beständigen positiven Polableiter auf, der in der Regel aus

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einem Preßling aus Kohlenstoff oder Graphit besteht und der von einer Depolarisatxonsmasse aus Manganioxid umgeben ist. Dieser Anordnung, die häufig auch als Puppe bezeichnet wird, ist eine Kombination aus einer becherförmigen negativen Zinkelektrode (Anode) und einem Elektrolyten auf der Basis von Ammoniumchlorid zugeordnet. In der Praxis ist die Puppe von einem Trennpapier umgeben, das mit einem zweckentsprechenden organischen Gel bestrichen ist. Das Gel und das Papier sind mit Ammoniumchlorid imprägniert, dem eine kleine Menge Zinkchlorid und eine kleine Menge Quecksilberchlorid zugesetzt sind. Das Quecksilberchlorid hat den Zweck, das Zink zu amalgamieren, um bei offenem Stromkreis dessen Zersetzung zu vermindern.

Das Leclanche-Element hat den Nachteil, daß in geringem Umfang Gase freigesetzt werden, die auf die Oxidation der Hydrolyseprodukte des Gels durch den Depolarisator zurückzuführen sind. Dadurch wird die Menge des verfügbaren Depolarisators vermindert und die Lagerfähigkeit des Elements verkürzt. Außerdem darf das Element nicht absolut hermetisch abgeschlossen sein. In der Praxis wird dafür der aus '■-—--*" stoff bestehende Polabieiter porös gehalten und an seinem Ende der freien Luft ausgesetzt. Wegen des fehlenden dichten Abschlusses kann das Element "atmen", wodurch es bei der lagerung zu Karbonation und schädlicher Austrocknung kommt.

Es wurden bereits zahlreiche Varianten des Leclanche-Elements vorgeschlagen. Bei der wichtigsten Abwandlung wird das Mangandioxid (MnOp) durch Quecksilberoxid (HgO) ersetzt, wodurch Spezialelemente für Meßinstrumente, elektronische Uhren und dgl. erhalten warden können. Man hat auch bereits daran gedacht, Magnesiumchlorid (MgCIp) entweder als Zusatz zu dem klassischen Elektrolyten aus Ammoniumchlorid oder anstelle

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dieses Elektrolyten zu verwenden. Außerdem wurde vorgeschlagen, Magnesiumoxid entweder dem Elektrolyten oder der Puppe zuzusetzen.

Gemäß weiteren "bekannten Anordnungen wurde das Zink durch Magnesium ersetzt. Derart aufgebaute Elemente setzen jedoch Wasserstoff frei. Außerdem laufen sie nach einer gewissen Ruhezeit nur langsam und schwierig an. Darüber hinaus läßt ihre Lagerfähigkeit zu wünschen übrig.

Es wurde nun vorgeschlagen, die Lagei&higkeit und das Betriebsverhalten von Leclanche-Elementen dadurch zu verbessern, daß die Negativelektrode aus Zink hergestellt wird, als Elektrolyt eine wässrige Lösung von Magnesiumperchlorat (Mg(Cl^)₂) verwendet wird, und das Element vollständig gasdicht verschlossen wird.

Um die mit diesem Vorschlag erreichten Vorteile noch zu vergrößern, und einenmöglichst hohen pH-Wert sicherzustellen, wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei einer aus Zinkbestehenden negativen Elektrode und einem aus einer wässrigen Lösung von Magnesiumperchlorat bestehenden Elektrolyten diesen mit Magnesiumoxid zu sättigen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels, das einen Axialschnitt eines erfindungsgemäß aufgebauten galvanischen Elements zeigt, näher erläutert.

Das dargestellte Element weist einen Polableiter 1 aus einem aus Kohle oder Graphit gepreßten Stift auf. Dieser Stift ist von einer Masse 2 aus MagnesiumdioKid umgeben, dem Kohlenstoff in Form eines feinen Pulvers und wasserhaltiges Magnesiumoxid zugesetzt sind. Die so erhalten Puppe wird von

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ORIGINAL INSPECTED

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einem porösen Separatorpapier 3 abgedeckt. Die Anordnung ist mit einem Elektrolyten aus Magnesiumperchlorat imprägniert, der mit Magnesiumoxid gesättigt ist. Diese Anordnung ist in einem Zinkbecher 4- untergebracht, wobei eine kleine Kappe 5 aus Papier oder einem entsprechenden Werkstoff zwischen ihr und dem Boden des Bechers vorgesehen ist. Über der Depolarisatormasse 2 befindet sich eine Scheibe 6, durch die der Stift 1 hindurchreicht, dessen vorstehendes Ende mit einer Metallkappe 7 abgedeckt ist. Der Becher wird mittels eines Stopfens 8 aus Pech oder einem anderen geeigneten Werkstoff dicht verschlossen, der an Ort und Stelle vergossen { wird und der den unteren Teil der Kappe 7 derart umfaßt, daß trotz der Porosität des Stiftes 1 ein absolut dichter Abschluß gewährleistet ist.

Das erfindungsgemäße Element hat zahlreiche Vorteile, zu denen die Unterdrückung der Bildung von Hydrolyseprodukten genauso gehört wie die Unterdrückung der Freisetzung von COp, das auf die Oxydation dieser Produkte durch den Depolarisator zurückzuführen ist. «o »e e·. Das Element kann daher dicht abgeschlossen werden, so daß es nicht "atmet" und sein Elektrolyt nicht verdunstet. Das Betriebsverhalten bei niedriger Temperatur ist verbessert. * Das Fassungsvermögen ist nicht unwesentlich gesteigert. Die Lagerfähigkeit ist erhöht. Die Unterdrückung der Amalgamierung des Zinks vereinfacht die Arbeitsvorgänge und verringert die Entstehungskosten. Im Falle eines Depolarisators auf der Basis von HgO verhindert die vollkommene Abdichtung auch die Bildung von äußeren Karbonatablagerungen, eine Tatsache, die für bestimmte Anwendungsfälle, beispielsweise elektronische Uhren, eine wesentliche Verbesserung mit sich bringt.

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Die Sättigung des aus einer wässrigen Lösung von Magnesiumperchlorat (Mg(ClCL)₂) bestehendenElektrolyten mit Magnesiumoxid bringt den Vorteil, wie Versuche gezeigt haben, daß der sehr schwache Angriff des Zinks durch den Elektrolyten für einen pH-Wert von 8 bis 9 praktisch ganz unterbleibt. Ein solch hoher pH-Wert läßt sich aber erreichen, wenn man Magnesiumoxid in einer Menge dem Elektro lyten zumischt, die eine Sättigung des Elektrolyten bedingt.

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Claims

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Patentanspruch

Galvanisches Element mit einer angreifbaren negativen Metallelektrode, einem wässrigen von einem porösen Separator aufgesaugten Magnesiumsalzelektrolyten und einem beständigen positiven Polableiter, der von einem festen Depolarisator aus beispielsweise Mangandioxid oder Quecksilberdioxid umgeben ist, dadurch gekennzeichnet , daß bei einer aus Zink bestehenden negativen Elektrode und einem aus einer wässrigen Lösung von Magnesiumperchlorat (Mg(ClO^) bestehenden Elektrolyten der Elektrolyt mit Magnesiumoxid gesättigt ist.

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