DE2436705A1 - Luftdepolarisationszelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Luftdepölarisationszellen, insbesondere solche Zellen, bei denen die Luft-' zuführung über einen zentralen, in die positive Elektrode eingearbeiteten Kanal erfolgt, wobei die positive Elektrode ihrerseits in der Zelle in einer zentralen Lage angeordnet ist.

Es ist für solche Zellen bereits bekannt, in dem Kanal ein durchlöchertes Metallrohr anzuordnen, das mit den Wandungen in Berührung steht und als positiver Stromkollektor dient. Diese Anordnung ist zwar in mancherlei Hinsicht vorteilhaft, bietet jedoch einige Nachteile s

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- Die Belüftungsotaerflächen sind im Verhältnis zur seitlich verfügbaren Fläche des zentralen Kanals begrenzt; daraus ergibt sich, daß die Luftzufuhr zu den aktiven Katalysestellen der positiven Elektrode nicht optimal ist;

- die Kontaktstellen zwischen der seitlichen Außenfläche des Metallrohrs und dem die positive Elektrodenmasse bildenden Agglomerat weisen so hohe elektrische Widerstände auf» daß der größte Teil des Stroms durch die Kanten der in dem Rohr vorhandenen Belüftungslöcher fließt, die Kontaktspitzen bilden.

- das Metall des Rohrs und die positive Masse der Elektrode haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten; daraus können sich im Falle eines Wärmeschocks Bruchstellen im Agglomerat ergeben;

- bei der Herstellung der positiven Elektrode, insbesondere während des Trocknens im Heizschrank, hat die Agglomeratmasse die Tendenz, sich zusammenzuziehen, während das Metallrohr seinen Durchmesser vergrößert; dadurch kommt es in der Agglomeratmasse zu Rissen;

- schließlich handelt es sich bei dem Metallrohr um einen Bestandteil, der in der Herstellung teuer ist.

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die mit einem in die Mitte der positiven Aktivmasse eingearbeiteten Kanal ausgestattet ist, der einen metallischen Stromkollektor enthält, der mit ihm in Kontakt steht. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stromkollektor aus mindestens einem entlang der Wandung des Kanals angeordneten Metalldraht besteht, der mindestens teilweise in die positive Aktivmasse eingelassen ist.

Vorzugsweise ist dieser Draht im Innern des Kanals schraubenförmig aufgerollt.

Mindestens an der Oberfläche besteht er aus einem Metall, das nicht von den Bestandteilen der Zelle angegriffen wird; beispielsweise kann er aus Nickel, aus vernickeltem Kupfer, aus vernickeltem Eisen oder aus einer Legierung, wie beispielsweise nichtrostendem Stahl, bestehen.

An Hand der folgenden Beschreibung und den beiliegenden Figuren wird die Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels verdeutlicht.

Fig. 1 stellt einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Stromkollektor dar.

Fig. 2 stellt im Schnitt eine Luftdepolarisationszelle dar, die mit einer erfindungsgemäßen positiven Elektrode ausgestattet ist.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Luftdepolarisationszelle, die mit einer Variante der erfindungsgemäßen positiven Elektrode ausgerüstet ist.

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In Fig. 1 wird oin schraubenförmiger erfindungsgemäßer Stromkollektor 1 gezeigt. Der gerade Bereich 2,..der mit der positiven Klemme der Seile verbunden werden soll, liegt in der Achse der Schraube, und die Endwindung 3 weist einen geringeren Durchmesser auf als der Rest der Schraube. Im Rahmen der Erfindung kann aber auch der geradlinige Bereich tangential ?,ur Schraube liegen, und alle Schraubenwindungen können gleichen Durchmesser aufweisen.

In Fig. 2 wird ein Schnitt durch eine zylindrische Zelle dargestellt, die den in Fig. 1 dargestellten Stromkollektor enthält. Zu dieser Zelle gehört ein Gehäuse 4, das durch einen Deckel 5 verschlossen wird, der zwei Belüftungslöcher 6 und 7 aufweist, die vor Inbetriebnahme der Zelle verschlossen bleiben. Der Decke] trägt weiterhin die positive und negative Klemme 8 bzw. 9. Im Innern des Gehäuses nimmt eine aus in einem aus Kaliumhydroxyd und/ oder Soda bestehenden GoI suspendierten Zinkpulver gebildete negative l.lektrodo 10 eine periphere Lage ein. Ein Elektrolyt 11 bedeckt die negative Elektrode vollkommen, um sie gegen unerwünschten Luftzutritt zu schützen. Dieser Elektrolyt, der aus einer gelierten Soda- und/oder Kalilaugenlösung besteht, wird seinerseits durch eine Vergußmassenschicht 12 geschützt. Ein zweiter Schutz besteht aus einer Kunststoffscheibe 14, ruf die eine Vergußmassenschicht 15 aufgebracht ist und die oberhalb dos Elektrolyten angeordnet sind, so da" sie tür el j ο negative Elektrode 10 einen Ausdehnungsraum begrenzen.

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Darüber hinaus enthält die Zelle in Richtung auf die Achse der Zelle eine positive Elektrode 13, die im wesentlichen rohrförmig ausgebildet ist und deren Innenraum.einen Kanal 20 bildet, der unten verschlossen ist. Ein schraubenförmiger Stromkollektor 1 ist im Innern des Kanals 20 mit Kontakt zu den Kanalwandungen angeordnet; die Endschraubenwindung 3 ist in die positive Masse auf dem Grund dieses Kanals getaucht. Die Schraubenwindungen sind teilweise in die Kanalwandung eingelassen; das ^Einlassen des schraubenförmigen Stromkollektors kann während des Gießens der positiven Elektrode 13 geschehen.

Der geradlinige Bereich 2 des Stromkollektors führt zur Klemme 8 der Zelle, an die er angelötet werden kann? ebenso ist ein der negativen Elektrode 10 zugeordneter Stromkollektor 16 mit der Klemme 9 verbunden, an die er ebenfalls angelötet sein kann.

Eine solche Anordnung ermöglicht es, die Oberfläche des Kanals 20 praktisch vollkommen mit der in der Zelle zirkulierenden Luft in Berührung zu bringen; daraus ergibt sich eine bessere Versorgung der aktiven Katalysestellen der positiven Elektrode 13; folglich kann die Zelle höhere Ströme abgeben als herkömmliche Zellen, ohne daß die Spannung spü'rbar sinkt.

Die Form des Stromkollektors 1 erlaubt es ihm, den Kontraktionen oder Ausdehnungen der positiven Masse zu folgen, ohne auf sie eine mechanische Beanspruchung auszuüben.

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Ferner läßt sich feststellen, daß der ohmsche Widerstand der positiven Elektrode abnimmt, da der Kontakt des Stromkollektors mit der Masse des Agglomerate, in das er eingelassen ist, enger ist.

Schließlich ist die Herstellung des Jtrornkollektors 1 nicht teuer.

Bei'der Luftdepolarisationszelle gemäß i'ig. 3 is I in die Cnnenwandung des Kanals 20 ein schraubenförmiger Stromkollektor 30 eingelassen, so daß diese Wandung keinerlei Vorsprünge mehr aufweist; die Endschraubenwindung Jl ist in die positive Masse am Boden dieses Kanals eingetaucht, während ein geradliniger Bereich 32 tangential zur Schraube verläuft und an die Klemme 8 der Zelle, beispielsweise durch Löten, angeschlossen ist. Im übrigen-sind gleiche Bezugszeichen wie in r'ig. 2 für gleichartige Bauelemente gewählt worden.

Die Verwandung eines Stroinkollektors, dessen geradliniger Bereich tangential zur Schraube verläuft, ermöglicht im übrigen die Verwendung einer Belüftungsvorrichtung, die aus einem koaxialen Rohr besteht, wie es in der französischen Patentschrift Nr, 71 36 495 vom 11. Oktober 1971 beschrieben ist, oder aus in Längsrichtung verlaufenden Trennwänden gemäß der französischen Patentschrift Mr₈ 72 30 383 vom 25. August 1972. Diese Vorrichtungen erneuern durch Intensivierung der Luftzirkulation im Kanal auf wirksame Weise den an der positiven Masse eintreffenden Sauerstoff und ermöglichen es, die elektrische Leistung der Zelle noch zu erhöhen. Ihre Anwendung ist besonders einfach, wenn die Kanalwandung glatt ist.

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ORIGINAL INSPECTS)

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Selbstverständlich könnte der zentralliegende Kanal die positive Masse vollständig durchqueren. Dem Stromkollektor können unterschiedliche Schraubenformen verliehen werden s beispielsweise könnte er aus einem ausreichend nachgiebigen Drahtnetz bestehen, das an den Kanalwänden anliegtc ,

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ORIGINAL INSPcCTEO

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   (1 )- Luftdepolarxsatxonszelle mit einer in peripherer Lage befindlichen negativen Elektrode, einem vorzugsweise gelierten Elektrolyten und einer in zentraler Lage befindlichen positiven Elektrode, die mit einem in die Mitte der positiven Aktivmasse eingearbeiteten Kanal ausgestattet ist, der einen metallischen Stromkollektor enthält, der mit ihm in Kontakt steht, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stromkollektor aus mindestens einem entlang der Wandung des Kanals (20) angeordneten Metalldraht (1, 30) besteht, der mindestens teilweise in die positive Aktivmasse (13) eingelassen ist.

   2 - Zelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldraht (30) vollständig in die positive Masse (13) eingelassen ist.

   3 - Zelle gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht in Form einer Schraube (1, 30) im Innern des Kanals (20) aufgerollt ist.

   4 - Zelle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endschraubenwindung (3, 31) der Schraube in die aktiven Masse (13) getaucht ist.

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   5 - Zelle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Schraube (1) durch einen geradlinigen Bereich (2) in der Achse der Schraube verlängert und mit der positiven Klemme (8) der Zelle verbunden wird.

   6 - Zelle gemäß Anspruch 3, dadurch g e kennze ichnet, daß ein Ende der Schraube (30) durch einen tangential zur Schraube verlaufenden geradlinigen Bereich (32) verlängert und mit der positiven Klemme (8) der Zelle verbunden wird.

   7 - Zelle gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkollektor aus einem Metalldrahtnetz gebildet wird.

   8 - Zelle gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht mindestens an der Oberfläche aus einem Metall besteht, das aus der Gruppe von Stoffen gewählt wird, die aus Nickel, vernickeltem Kupfer, vernickeltem Eisen und rostfreiem Stahl gebildet sind.

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