DE2166986A1 - Galvanisches element mit einer angreifbaren negativen metallelektrode - Google Patents
Galvanisches element mit einer angreifbaren negativen metallelektrodeInfo
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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
POSTSCHECKKONTO MÜNCHEN NR. 1I3I47-OO2 (BLZ 7OO lOO 80)
BAYER. HYPOTHEKEN- UND WECHSELBANK MÜNCHEN. KTO. NR. 60 40 07 52 57 (BLZ 700 200 04)
709818/0389
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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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—3-
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
2166386
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.
709 818/0389
Claims (1)
- 2766386PatentanspruchGalvanisches 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.709818/0389
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