DE2527768B2 - AgO-Zinkzelle, deren Entladung bei einem Potentialwert erfolgt - Google Patents
AgO-Zinkzelle, deren Entladung bei einem Potentialwert erfolgtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine alkalische galvanische Zelle mit einer negativen Elektrode, einer positiven
Elektrode aus Silberoxid in elektrisch leitender Verbindung mit einem Behälter, einem Separator zwischen
negativer und positiver Elektrode und einem von Silberoxid oxidierbaren Metall.
Knopfgroße alkalische Silberoxid-Zinkzellen werden in der Batterieindustrie viel verwendet, denn ihre
Leistungsfähigkeit ist hoch und das Zellvolumen ist klein, d.h. sie haben eine hohe Energieabgabe und
Energiedichte pro Gewichtseinheit und Volumeneinheit des aktiven Kathodenniaterials (Kathode = positive
Elektrode).
Der Hauptnachteil der Silberoxid-Zinkzellen besteht jedoch darin, daß die Entladung bei zwei verschiedenen
Potentialwerten erfolgt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das aktive Kathodenmaterial gewöhnlich
sowohl AgO als auch Ag,O enthält.
Bei Silberoxid-Zinkzellen mit Ag2O als aktives Kathodenmaterial
erfolgt die Entladung bei ungefähr 1,57 Volt, aber die Leistungsfähigkeit, ausgedrückt
in Milliampere-Stunden/pro Gramm Ag,O, ist wesentlich
niedriger als die Leistungsfähigkeit einer AgO-ZeIIe.
Entlädt man andererseits eine Silberoxid-Zinkzelle mit AgO als aktives Kathodenmaterial über einen
300-Ohm-Widerstand 40 Stunden lang, so erfolgt die Entladung zunächst bei einem ersten Potential von
1,7 Volt, das dann nach weiteren 70 Stunden auf ungefähr 1,5 Volt absinkt. Ag,O-Zellen haben also den
Vorteil, daß die Entladung bei einem Potentialwert erfolgt; ihr Nachteil ist aber die relativ geringe Leistungsfähigkeit.
AgO-Zellen haben den Vorteil einer relativ hohen Leistungsfähigkeit. Ihr Nachteil besteht
aber darin, daß die Entladung bei zwei verschiedenen Potentialwerten erfolgt. Eine AgO-ZeIIe hat eine ungefähr
l,9mal größere Leistungsfähigkeit pro Gramm als eine Ag2O-ZeIIe; eine AgO-ZeIIe hat eine unge-
Ί fähr 2mal größere Leistungsfähigkeit pro Volumeneinheit
als eine Ag2O-ZeIIe.
Für viele Anwendungen (transistorisierte Vorrichtungen wie Hörgeräte, Uhren u. dgl.) wird eine Zelle
benötigt, deren Entladung im wesentlichen bei einem
in Potentialwert erfolgt; AgO-Zellen, deren Entladung
bei zwei Potentialwerten erfolgt, sind daher für die Zwecke nicht geeignet.
Infolgedessen wurden viele Verfahren vorgeschlagen, um zu erreichen, daß die Entladung einer AgO-
1Ί Zelle bei einem Potentialwert erfolgt. Nach den US-Patenten
3 615 858 und 3655450 wird eine kontinuierliche Schicht aus Ag2O mit einem AgO-Pellet in
physikalischen und elektrischen Kontakt gebracht. Während der Montage der Zelle wird das Kathoden-
.'(I Pellet gegen die innere Oberfläche des Kathodenbechers
oder des Kollektors gedrückt, worauf die Schicht aus Ag2O das AgO von dem Kathodenbecher physikalisch
isoliert, so daß die Entladung des AgO nur über die Schicht aus Ag2O erfolgen kann.
.'-> In dem US-Patent 347"6610 wird eine Silberoxidbatterie
beschrieben, bei der eine positive Elektrode verwendet wird, die hauptsächlich aus AgO besteht;
weiterhin ist Ag2O als elektrolytundurchlässige, maskierende
Schicht zugegen. Diese Schicht isoliert das
κι AgO von dem Elektrolyten der Batterie, bis die Entladung
beginnt, worauf das Ag2O elektrolytdurchlässig wird. Wenn dies geschieht, beginnt der Kontakt
zwischen dem Elektrolyten und dem AgO. Zusätzlich ist Ag2O in Form einer Schicht zwischen AgO und
π der inneren Oberfläche des Kathodenbechers oder des Kollektors vorhanden, um AgO physikalisch von dem
Kathodenbecher zu isolieren, der den positiven Anschluß der Zelle bildet.
In dem US-Patent 3484 295 wird eine Silberoxid-
ID batterie beschrieben, bei der eine positive Silberoxidelektrode
aus AgO und aus Ag2O besteht, Ag2O
dient als elektrolytundurehlässigc Schicht, die zwischen
AgO und den Elektrolytbehälter eingeschoben ist, um AgO von dem Elektrolyten zu isolieren, bis
r> Ag2O entladen ist. Wenn das Entladungsprodukt des
Ag2O durch AgO in Gegenwart des Batterieelektrolyten
oxidiert worden ist, dann ist es möglich, daß die Entladung der Batterie bei einem Potentialwert erfolgt.
,ο Obwohl es nach dieser Lehre theoretisch möglich
ist, die Entladung bei einem Potentialwert hervorzurufen, muß große Sorgfalt aufgewendet werden, um
sicherzustellen, daß die ntowendige Schicht aus Ag,O so angebracht ist, daß der direkte Kontakt zwischen
,-, AgO und der Kathode einer Zelle und/oder dem
Elektrolyten einer anderen Zelle unterbunden ist.
Auch nach der OE-PS 256952 ist eine galvanische Zelle bekannt, deren Kathode wenigstens teilweise
aus Silberoxid besteht. Zwischen der positiven Elek-
hi) trode und dem positiv gepolten Behälter kann ein
oxidierbares Metall angeordnet werden. Dadurch soll die Lagerfähigkeit der Zelle verbessert werden.
Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Silberoxid-Zinkzelle mit positiver Elektrode aus
h-, AgO zu entwickeln, bei der die Entladung im wesentlichen
bei einem Potentialwert erfolgt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer Silberoxid-Zinkzelle mit positiver
Elektrode aus AgO, die eine voraussagbare Entladungskurve aufweist.
Diese Aufgaben werden dadurch gelöst, daß
a) das Silberoxid zu wenigstens 50 Gew.% uus SiI-ber(Il)oxid
besteht, ·
b) als oxidierbare Metalle Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium, Blei oder vorzugsweise Zink ausgewählt
sind,
e) das oxidierbare Metall zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und/oder zwischen
der positiven Elektrode und der Innenwand des Behälters angeordnet ist, und
d) das oxidierbare Metall nur K) bis 80% der Berührungsflächen zwischen der negativen Elektrode und der Innenwand des Behälters ausmacht.
d) das oxidierbare Metall nur K) bis 80% der Berührungsflächen zwischen der negativen Elektrode und der Innenwand des Behälters ausmacht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das oxidierbare Metall in Form von Streckmetall,
einem Metallgitter, einer perforieren Metallfolie oder in Form von einzelnen Metal/teiichen vor.
Die erfindungsgemäße alkalische Silberoxid-Zelle weist folgende Bestandteile auf: eine negative Elektrode,
z. B. Zink; eine positive Elektrode, die sich in einem leitenden Behälter befindet, der mit einer
unteren Oberfläche und mit einer Seitenwand versehen ist; einen Separator zwischen der negativen Elektrode
und der positiven Elektrode; die positive Elektrode besteht aus AgO; ein oxidables Metall
diskontinuierlicher Form befindet sich zwischen der positiven Elektrode und der inneren Oberfläche des
leitenden Behälters und/oder zwischen der positiven Elektrode und dem Separator (elektrischer und physikalischer
Kontakt besteht), so daß die elektrochemische Reaktion des oxidablen Metalls mit der positiven
Elektrode (in Gegenwart des Elektrolyten) die Entladung bei einem Potentialwert hervorruft.
Unter einem diskontinuierlichen, metallischen Material verstehen wir einen Metallschirm, einen Metallstreifen
oder eine Vielzahl von einzelnen Metallteilchen, die eine Vielzahl von Öffnungen oder Räumen
zwischen benachbarten Teilchen definieren, wenn sie auf einer flachen Oberfläche unregelmäßig angeordnet
werden.
Unabhängig davon, ob ein Metallschirm, ein Metallstreifen
oder Metallteilchen verwendet werden, sollen - wenn eines der genannten Objekte des Kathodenbehälters
(Anschluß) und/oder zwischen die positive Elektrode und den Separator eingeschoben
wird - das metallische Material und, wo dies möglich ist, die durch das metallische Material definierten Öffnungen
bzw. Räume im wesentlichen gleichmäßig verteilt sein. Diese Eigenschaft ist erwünscht, um nach
der Montage einen rascheren und gleichmüßigeren elektrolytischen Kontakt zwischen dem oxidablen
Metall und der aktiven Silberoxid-Kathode herzustellen, so daß die Reaktion zwischen diesen Materialien
im wesentlichen gleichmäßig erfolgt. Dieso Reaktion zwischen dem oxidablen Metall und dem aktiven Kathodenmaterial
aus AgO, die in Gegenwart des Elektrolyten abläuft, führt dazu, daß ein Teil des AgO zu
Silber reduziert wird, das etwas Ag1O enthält (das Oxid des oxidablen Metalls kann zugegen seir oder
auch fehlen).
Die Menge des oxidablen Metalls, bezogen auf die elektrochemische Kapazität des gesamten aktiven
Kathodenniaterials, sollte ungefähr 0,5% ausmachen.
Bei weniger als 0,5% wäre nicht genügend oxidables
Metall zur Reaktion mit der Kathode vorhanden, um die Entladung bei einem Potenlialwen hervorzurufen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Metallschirm verwendet; die Fläche der
Öffnungen in dem oxidablen Metall sollte größer als 20% der Oberfläche des oxidablen Metalls sein, das
mit dem Kathodenbehälter in Verbindung steht. Diese Bedingung ist wichtig, denn damit steht eine größere
Oberfläche des oxidablen Metalls zur Verfugung, das nach Erfüllen des Elektrolyten mit AgO reagieren
kann. Auf diese Weise wird der Zustand, bei dem die Entladung bei einem Potentialwert erfolgt, beim Entladen
oder beim Lagern schneller erreicht.
Beim Gebrauch eines Metallstreifens sollte seine Fläche nicht größer sein als die Fläche des inneren
Bodens des Kathodenbehälters (d.h. ausschließlich der Seitenwände).
Die Menge des oxidablen Metalls zwischen der Silberoxid-Kathode und dem Kathodenbehälter und/
oder der Kathode und dem Separator kann etwas variieren (je nach der Dicke des Schirms, des Streifens
oder der Größe der einzelnen Teilchen, die benutzt werden). Das oxidable Metall sollte jedoch derart
zwischen die positive Silberoxid-Elektrode und den Kathodenkollektor und zwischen die positive Elektrode
und den Separator gelagert werden, daß das metallische Material zwischen 10 und 80% der Berührungsfläche
dieser Komponenten enthält; bevorzugt werden 20 bis 60%.
Die tatsächlich benützte Gesamtmenge des oxidablen
Metalls sollte kleiner sein als diejenige Menge, die notwendig wäre, um das gesamte AgO vollständig
zu Ag2O zu reduzieren; bevorzugt werden zwischen 2 und" 10%.
Der Ausdruck »Schirm« bedeutet irgendein Folienmaterial mit einer Vielzahl von Öffnungen, die dadurch
hergestellt werden, daß eine feste Folie perforiert wird; daß Litzen oder Glieder wie üblich zu einer
Maschen- oder Netzkonstruktion miteinander verknüpft werden; oder daß eine Vielzahl von kleinen
Schlitzen auf eine dehnbare Folie angebracht wird, so daß bei Ausdehnung in einer Richtung senkrecht
zu den Schlitzen rautenförmige Öffnungen auf der ausgedehnten Folie erscheinen.
Unter einem »Metallstreifen« ist ein im wesentlichen
festes metallisches Werkstück beliebiger geometrischer Gestalt zu verstehen (z. B. eine Metallscheibe,
ein rechteckförmiger Streifen, quadratische, rautenförmige, kreisrunde Körper).
Es ist evident, daß der Gebrauch eines Metallschirms oder eines Metallstreifens anstatt der einzelnen
Metallteilchen den Zusammenbau der Bestandteile der Zelle erleichtern würde; das Metall würde
exakter verteilt, ebenso die durch das Metall begrenzten Öffnungen oder Räume zwischen der Silberoxid-Kathode
und dem Kathodenanschluß.
Unter einem oxidablen Metall ist ein Metall zu verstehen, das mit AgO in Gegenwart des Elektrolyten
während der Lagerung oder während der Anfangsentladung elektrochemisch reagiert, und zwar unter BiI-dung
von metallischem Silber (mit etwas Ag,O; mit oder ohne das Oxid des oxidablen Metalls), wobei ein
Teil des AgO von der inneren Oberfläche des positiven Elektrodenanschlusses isoliert wird. Ein geeignetes
Metall kann aus der Gruppe Zink, Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium und Blei ausgewählt werden. Von den
obengenannten Metallen wird Zink in einer Zelle mit Zink als Bestandteil bevorzugt, denn es führt keine
fremden Ionen in die Zelle ein und hilrlpt in Προρπ.
wart des alkalischen Elektrolyten Zinkoxid. Da Zinkoxid
einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, bildet es einen guten elektrischen Leiter
zwischen dem Silberoxid und dem Kathodenbchältcr. Analog eignet sich Cadmium für eine Zelle, bei der
eine Cadmiumanode benützt wird (Anode = negative Elektrode).
Theoretisch könnte Nickel als oxidables Material betrachtet werden; es hat sich jedoch herausgestellt,
daß die Entladung bei zwei Spannungswerten erfolgt, wenn die AgO-Kathode in einem Kathodenbehälter
aus Nickel oder aus einer Nickellegierung untergebracht ist.
Das erfindungsgemäßc aktive Kathodenmaterial kann aus AgO oder aus einer Mischung von AgO-Ag2O
bestehen. Wenn Mischungen der Silberoxide verwendet werden, sollten 50 Gew.% der Mischung
aus AgO bestehen. Die Silberoxidelektrode kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden:
beispielsweise können Pellets beliebiger Größe aus fein verteiltem AgO-Pulver (mit Ag2O vermischt oder
auch ohne Ag2O) hergestellt werden. Unabhängig davon, wie die Elektrode hergestellt wird, muli sie genügend
porös sein, damit der Elektrolyt durch die Elektrode diffundieren kann. Das Pellet muß aber auch
genügend dicht sein, damit der Raumbedarf in kleinen Zellen gering ist und die erforderliche Leistung erbracht
werden kann.
Die Verwendung eines oxidablen metallischen Materials zwischen der positiven Elektrode und der inneren
Oberfläche des positiven Behälters und/oder /wischen der positiven Elektrode und dem Separator
einer Silberoxid-Zinkzelle (elektrischer und physikalischer Kontakt) führt zu einem rascheren Elektrolytkontakt
und zu einer besseren Verteilung des Elektrolyten zwischen dem Metall und der benachbarten
Silberoxidelektrode bei der Zugabe des Elektrolyten während der Montage als bei Verwendung eines kontinuierlichen
Belags aus dem oxidablen Metall zu erzielen wäre. In einer bevorzugten Ausfühiungsforin
wird der Metallschirm verwendet, denn die poröse Mctallstruktur führt infolge der Kapillarwirkung zu
einer besseren Verteilung des Elektrolyten.
Bei Zugabe eines oxidablen metallischen Materials zu einer erfindungsgemäßen MH)0A igen Silberoxid-ZeIIc
(220 Milliamperestundc) entspricht die Entladungsspannung (1Jd K-Ohm), der des AgO, aber innerhalb
einer Stunde oder einer kürzeren Zeit (15 Minuten) fällt die Spannung auf diejenige des Ag2O
und verbleibt dort bis zur völligen Entladung. Im Gegensatz da/u erfolgt die Entladung (96 K-Ohm) einer
identischen Zelle, die jedoch kein oxidubles metallisches Material enthält, bei der für AgO charakteristischen
Spannung, und zwar 500 Stunden lang, bevor die Spannung auf diejenige des Ag2O absinkt.
Nach der teilweisen Entladung der lOU'/rigcn
AgO-ZeIIe, bei der oxidables metallisches Material verwendet wird, kehrt während tier Lagerung die
Leerlaufspannung zum Spannungswert des AgO zurück. Bei nachfolgender Entladung kehrt jedoch die
Leerlaufspannung innerhalb von 15 bis (SO Minuten /um Spannungswert des Ag1O zurück.
Bei Zugabe eines oxidablen metallischen Materials /u einer AgO (5Ο'/ί)/ Ag2O (5O'/f) Zelle von 250 Milliamperestunden,
erfolgt die Entladung (d2 K-Ohm) bei eier Spannung des Ag1O, und /war innerhalb von
5 Minuten, und verbleibt hei diesem Wert während der ganzen Entladung.
Die crfindungsgemäße alkalische Silberoxid-Zinkzelle
enthält also eine negative Elektrode; einen Elcktrolyt;eine positive Elektrode aus AgO in einem positiven
Behälter; einen Separator /wischen der negativen Elektrode und der positiven Elektrode; ein
oxidierbares Metall diskontinuierlicher Form, z.B. einen Zinkschirm, der zwischen die positive Elektrode
und die innere Wand des positiven Anschlusses und/ oder zwischen die positive Elektrode und den Separator
eingeschoben ist, damit die Entladung bei einem I'otentialwert erfolgt. Weitere Merkmale, Vorteile
und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbcispieles, das an Hand der Fig. 1 bis 7 erläutert ist.
Nach Fig. 1 ist ein Schirm 9 aus einem oxidablen Metall zwischen die positive Elektrode 4 und die innere
Grundfläche 10 des Kathodenbehälters 5 und zwischen die positive Elektrode 4 und den Separator 3
eingeschoben. Der Metallschirm 9 sollte vorzugsweise nur auf eine der beiden obigen Positionen placiert
werden, obwohl auch eine Placierung auf beide Positionen in Frage kommt (siehe Fig. 1). Wenn jedoch
zwei Glieder aus einem oxidablen Metall verwendet werden, sollte die Gesamtmenge und die Gesamtfläche
des Metalls innerhalb der oben angegebenen Grenzen liegen. Der Metallschirm 9 entspricht dem
in Fig. 2 gezeigten Typ; dieser besteht aus einer Metallfolie 20 mit den Offnungen 21.
F"ig. 3 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsforni
eines erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Metallgliedcs; dieses besteht aus einem Metallnetz 30
mit den Öffnungen 31.
Fig. 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsfonn
eines erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Metallgliedes; dieses besteht aus einem Streckmetall
40 mit den Öffnungen 41.
Eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, diskontinuierlichen Mctallvorrichtung wird
auf Fig. 5 gezeigt: Metallteilchcn 50, z.B. ein Pulver, sind gleichmäßig über die innere Grundfläche 51 des
Kathodenbehälters 52 verteilt. Die Metallteilen sind so angeordnet, daß benachbarte Teilchen Öffnungen
oder Räume 53 begrenzen. Diese Räume 53 habendicsclbc Funktion wie die in Fig. 2 bis 4 gezeigten
Öffnungen, nämlich bei Zugabe des Elektrolyten während der Montage den rascheren elektronischen
Kontakt zwischen dem oxidablen Metall und der positiven Elektrode zu vermitteln.
I-ig. (i zeigt einen erfindungsgemäßen diskontinuierlichen
rechteckigen Metallstreifen mit der Bezugszahl 60. Der Metallstreifen 60 wird anstelle des ober
erläuterten und in F"ig. I gezeigten Metallschirms <l
in der Silberoxid-Zink/.elle angebracht.
Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße, diskontinuierliche
Metallscheibe mit der Bc/.ugszahl 70. Die Melallscheibe
70 wird anstelle des oben erläuterten um in Fig. I gezeigten Metallsehirms 9 in der Silberoxid-Zink/.elle
angebracht.
Die bevorzugte Ausfühiungsform der Hrfiiiduiij.
kann anhand der F"ig. 1 bis 4 beschrieben werden. Ii
Fig. 1 wird eine Silberoxid-Zinkzelle mit folgemlei
Bestandteilen gezeigt: eine negative Elektrode 2; eil Separator 3; eine positive Elektrode 4 in einem zwei
teiligen Behälter, bestehend aus dem Kathodcnbehäl ler 5 und dem Anodenhecher 6. Der Kathodenbehäl
lei 5 besitzt einen Flansch 7, der während ilei
Montage nach innen gegen einen U-Iöimigcn, auf den
Anodenbechcr 6 angebrachten Flansch 11 gebogen wird, um die Zelle zu verschließen (siehe US-Patent
3069489). Der Kathodenbehälter 5 kann aus nickelplattiertem Stahl, Nickel, rostfreiem Stahl oder dergleichen
bestehen; der Anodenbecher 6 kann aus /innplatticrtem Stahl, kupierplattiertem rostfreiem
Stahl, gold-kupferplatliertem rostfreiem Stahl oder dergleichen bestehen.
Der Separator 3 kann aus einer Kunststoffolie bestehen; die beiden Außenschichten dieser Folie bestehen
aus Polyäthylen und die innere Schicht besteht aus einer Zcllophanschicht oder dergleichen. Zwischen
der Anode 2 und dem Separator 3 befindet sich eine Schicht aus einem elektrolytabsorbicrenden Material
12, das aus verschiedenen Ccllulosefascrn bestehen kann.
Das schwach verdichtete Pellet 2 aus fein verteiltem, amalgamiertem Zink (wahlweise mit einem Gel)
bildet die Anode. Auch Cadmium kann als Anodenmaterial benützt werden. Das ziemlich verdichtete
Pellet 4 aus AgO-Pulver oder einer Mischung aus AgO/Ag2O bildet die Kathode.
Wäßrige Lösungen von Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid oder Mischungen daraus bilden den Elektrolyten.
Es liegt auch im Bereich der vorliegenden Erfindung, zwei oder mehr Zellen mittels konventioneller
Vorrichtungen in Serie oder parallel zu schalten und sie dann in einem Gehäuse unterzubringen, um eine
Batterie herzustellen.
Drei knopfgroße Zellen des in Fig. 1 gezeigten Typs (Durchmesser 1,14 cm und Höhe ungefähr 0,53
cm) wurden aus folgenden Bestandteilen hergestellt: eine Anode aus Zinkpulver (mit Gel); 1 Pellet aus
aktivem Kathodenmaterial bestehend aus AgO/Ag2O
(50/50 Gew.%,) und unter einem Druck von ungefähr 2 Tonnen hergestellt; ein Separator, bestehend aus
zwei äußeren Schichten (Polyäthylen) und aus einer inneren Cellophanschicht.
Zusätzlich wurde in der Nähe der Anode eine elcktrolytabsorbierende
Schicht angebracht. Diese Komponenten wurden zusammen mit 22%iger NaOH (5,5 molare NaOH-Lösung) als Elektrolyt in einen nickclplatticrtcn
Kathodenbehälter und einen Anodenbcchcr aus gold-kupferplattiertem rostfreiem Stahl gebracht;
dann wurde die Zelle dadurch verschlossen, daß der obere kreisförmige Teil des Kathodenbehälters
nach innen gegen den Anodenbecher umgebogen wurde (entsprechend dem US-Patent 3069489).
Jede Zelle zeigte bei Entladung über einen 62-K-Ohm-Widerstand
(25 Mikroampere) bei Raumtemperatur den höheren Spannungswert des AgO. Bei kontinuierlicher Entladung benötigten die zwei Zellen
ungefähr 8 Stunden, bevor die höhere Spannung des AgO auf den niedrigeren Spannungswert des Ag2O
absank.
Drei mit den knopfgroßen Zellen des Beispiels 1 identische Zellen wurden hergestellt, und ein erweitertes
Zinkgitler (Dicke 0,0076 cm) wurde zwischen die AgO/Ag2O/(5(l/50)/Kathode und den Kathodenbehälter
eingefügt (siehe Fig. I und F'ig. 4). Dieses erweiterte Zinkgitter hatte eine Dicke von 0,0076 cm
und d'w. Gitterdiinensionen betrugen 0,7K cm bzw.
0,55 cm.
Nachdem die Zellen 456 Stunden lang bei Raumtemperatur gelagert worden waren, wurden sie bei
35" C über einen 62-K-Ohm-Widcrstand entladen (25 Mikroampere). Sowohl die Leerlaufspannung als
auch die Entladungsspannung jeder Zelle lag über eine Periode von 24 Stunden bei 1,60 und 1,59 Volt
des Ag2O. Dieser Befund zeigt, daß ein oxidablcs Metall
diskontinuierlicher Form, das zwischen die SiI-hcroxid-Kathodc
und den Kathodenbehälter eingefügt ist, die Entladung bei einem Potcntialwert bewirkt,
obwohl die Kathode zu 50 Gew.% aus AgO besteht.
Zwei mit den knopfgroßen Zellen des Beispiels 2 identische Zellen, abgesehen davon, daß die Kathode
aus reinem AgO besteht, wurden verwendet.
Nachdem die Zellen 4 Monate lang bei Raumtemperatur gelagert worden waren, wurden sie über einen
96-K-Ohm-Widerstand entladen; nach einer entsprechenden Entladungsd'duer (15 bis 60 Minuten) sank
der Spannungswert von 1,78 Volt (AgO) auf 1,57 Volt (Ag2O). Dieser Befund zeigt, daß unter Beachtung
der hier offenbarten Lehre eine Silberoxid-Zclle aus
reinem AgO den für Ag2O charakteristischen Spannungswert
liefert. Die Entladung dieses Zcllentyps über einen 96-K-Ohm-Widerstand stellt einen cntscheidenden
Test für das Auftreten des niedrigeren Spannungswertes dar, denn unter diesen Umständen
ist es am wenigsten wahrscheinlich, daß der Spannungswert des Ag2O erhalten wird.
Drei mit den knopfgroßen Zellen des Beispiels I identische Zellen, abgesehen davon, daß ein Zinkstrcifcn
(Breite 0,17 cm, Länge 1,11 cm und Dicke 0,017 cm) zwischen die Kathode und die innere
Grundfläche des Kathodenbehälters angebracht wurde, wurden verwendet.
Nachdem die Zellen 30 Tage lang bei Raumtempcatur gelagert worden waren, wurde jede Zelle über
einen 62-K-Ohm-Widerstand bei 35° C entladen (25 Mikroampere). Sowohl die Lecrlaufspannung als auch
die Entladungsspannung jeder Zelle lagen über einer Periode von 24 Stunden bei 1,59 Volt und 1,57 Volt
des Ag2O. Dieser Befund demonstriert, daß ein diskontinuierlicher,
oxidablcr Metallstreifen, der zwisehen die Silberoxid-Kathodc und den Kathoden-Behälter
eingefügt ist, die Entladung bei einem Potentialwcrt bewirkt, obwohl die Kathode aus einer
Mischung (50/50) von AgO und Ag2O besteht.
Dieser Befund zeigt, daß unter Beachtung der hier offenbarten Lehre eine Silbcroxid-Zellc mit einer
AgO/Ag2O/(50/5())/Kathode den für Ag?O charakteristischen
Spannungswert (offener Stromkreis) von 1,57 Volt liefert (nach 456stündiger Lagerung bei
Raumtemperatur). Dieser Befund zeigt auch, daß eine Silbcroxid-Zelle, die eine AgO-Kathode enthält, den
Spannungswerl des Ag2O (ungefähr 1,57 Volt) aulweist,
nachdem über einen 96-K-Ohm-Widerstand 15
bis 60 Minuten lang entladen wurde. Es wurde auch beobachtet, daß der Separator in Gegenwart eines
Zinkschirms oxidativ weniger abgebaut wurde als Separatoren in Zellen ohne Zinksehirm.
Hier/u 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Alkalische galvanische Zelle mit einer negativen Elektrode, einer positiven Elektrode aus Silberoxid
in elektrisch leitender Verbindung mit einem Behälter, einem Separator zwischen negativer
und positiver Elektrode und einem von Silberoxid oxidierbaren Metall, dadurch gekennzeichnet,
daß
a) das Silberoxid zu wenigstens 50 Gew.% aus Silber(il)oxid besteht,
b) als oxidierbare Metalle Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium, Blei oder vorzugsweise Zink ausgewählt
sind,
c) das oxidierbare Metall zwischen der positiven Elektrode und dem Separator und/oder zwischen
der positiven Elektrode und der Innenwand des Behälters angeordnet ist, und
d) das oxidierbare Metall nur IO bis 80% der Berührungsflächen zwischen der positiven
Elektrode und dem Separator und zwischen der negativen Elektrode und der Innenwand
des Behälters ausmacht.
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oxidierbare Metall in Form von
Streckmetall, einem Metallgitter, einer perforierten Metallfolie oder ;n Form von einzelnen Metallteilchen
vorliegt.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| DE2527768C3 DE2527768C3 (de) | 1979-02-08 |
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ID=23918218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE2527768A Expired DE2527768C3 (de) | 1974-06-25 | 1975-06-21 | AgO-Zinkzelle, deren Entladung bei einem Potentialwert erfolgt |
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| CH (1) | CH597695A5 (de) |
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| PL (1) | PL109339B1 (de) |
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