DE2527768C3 - AgO-Zinkzelle, deren Entladung bei einem Potentialwert erfolgt - Google Patents

AgO-Zinkzelle, deren Entladung bei einem Potentialwert erfolgt

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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 Kathodenmaterials (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 Ag2O 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 Ag2O, 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. Ag2O-Zellen haben also den Vorteil, daß die Entladung bei einem Potentialwert erfolgt; ihr Nachteil ist aber die relativ geringe Leistungsfähigkeil. 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 unger> 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
ίο 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-
I1J Zelle bei einem Potentialwert erfolgt. Nach den US-Patenten 3615858 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-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 3476610 wird eine Silberoxidbatterie beschrieben, bei der eine positive Elektrode verwende? wird, die hauptsächlich aus AgO besteht; weiterhin ist Ag2O als elektrolytundurchlässige, maskierende Schicht zugegen. Diese Schicht isoliert das
so 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
r, 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 Silberoxidbatterie beschrieben, bei der eine positive Silberoxidelektrode aus AgO und aus Ag2O besteht, Ag2O dient als elektrolytundurchlässige Schicht, die zwischen AgO und den Elektrolytbehälter eingeschoben ist, um AgO von dem Elektrolyten zu isolieren, bis Ag2O entladen ist. Wenn das Entladungsprodukt des Ag2O durch AgO in Gegenwart des BaUerieelektrolyten oxidiert worden ist, dann ist es möglich, daß die Entladung der Batterie bei einem Potentialwert erfolgt.
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 Ag2O 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 256 952 ist eine galvanische Zelle bekannt, deren Kathode wenigstens teilweise aus Silberoxid besteht. Zwischen der positiven Elek-
b0 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
b5 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.% aus SiI-ber(II)oxid besteht, ·
b) als oxidierbare Metalle Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium, Blei oder vorzugsweise Zink ausgewählt sind,
c) das oxidierbare Metall zwischen der positiven Elekirodeunddem Separator und/oder zwischen der positiven Elektrode und der Innenwand des Behälters angeordnet ist, und
d) das oxidierbare Metall nur 10 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 perforierten Metallfolie oder in Form von einzelnen Metallteilchen 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 verse- 2r> hen 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 y, 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 Teilcht-.i 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 Öff- %) nungen b?w. Räume im wesentlichen gleichmäßig verteilt sein. Diese Eigenschaft ist erwünscht, um nach der Montage einen rascheren und gleichmäßigeren elektrolytischen Kontakt zwischen dem oxidablen Metall und der aktiven Silberoxid-Kathode herzustellen, so daß die Reaktion zwischen diesen Materialien im wesentlichen gleichmäßig erfolgt. Diese 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 Ag2O enthält (das Oxid des oxidablen Metalls kann zugegen sein 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 Potentialwert hervorzurufen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindungwird ein Metallschirm verwendet; die Fläche der Öffnungen in dem oxidablen Metall sollte größer ah 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 Verfügung, das nach Erfüllen des Elektrolyten mit AgO reagieren kann. Auf diese V/eise wird der Zustand, bei dein 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; bevoizugt werden 20 bis MVA.
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 za einer Maschen- oder Netzkonstruktion miteinander verknüpft werden; oder daß eine Vielzahl von kleinen Schlitzen auf eine dehnbare Folie angebracht wird, so daß bei Ausdehnung 111 einer Richtung senkrecht zu den Schlitten 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 Zeile erleichtern würde; das Metall würde exakter verteilt, ebenso die durch das Metall begrenzten Öffnungen oder Räume zwischen der Silberoxid-Kathode und dem Kathodenanschiuß.
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 Bi! dung von metallischem Silber (mit etwas Ag2O; 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 hilrlet in fipopn-
wart des alkalischen Elektrolyten Zinkoxid. Da Zinkoxid einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, bildet es einen guten elektrischen Leiter zwischen dem Silberuxid und dem Kathodenbehälter. 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 Kathodenbehältei aus Nickel oder aus einer Nickellegierung untergebracht ist.
Das erfindungsgemäße aktive Kathodenmaterial kann aus AgO oder aus einer Mischung von AgO-Ag2O bestehen. Wenn Mischungen der Silberoxide verwendet werden, sollten 50 Gew.Of der Mischung aus AgO bestehen. Die Silberoxid-Elektrode kann r>ach verschiedenen Verfahren hergestellt werden: beispielsweise können Pellets beliebiger Größe aus fein verteiltem AgO-Pulver(mit Ag2O vermischt oder auch ohne Ag2O) hergestellt werden. Unabhängig dnvon wie die Elektrode hergestellt wird, muß 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 zwischen 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 Ausführungsform wird der Metallschirm verwendet, denn die poröse Metallstruktur führt infolge der Kapillarwirkung zu einer besseren Verteilung des Elektrolyten.
Bei Zugabe eines oxidablen metallischen Materials zu einer erfindungsgemäßen 100%igen Silberoxid-Zelle (220 Milliamperestunde) entspricht die Entladungsspannung (96 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 dazu erfolgt die Entladung (96 K-Ohm) einer identischen Zelle, die jedoch kein oxidables 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 lOO^igen AgO-ZeIIe, bei der oxidables metallisches Material verwendet wird, kehrt während der Lagerung die Leerlaufspannung zum Spannungswert des AgO zurück. Bei nachfolgender Entladung kehrt jedoch die Leerlauf spannung innerhalb von 15 bis 60 Minuten zum Spannungswert des Ag2O zurück.
Bei Zugabe eines oxidablen metallischen Materials zu einer AgO (50% )/Ag2O (50%) Zelle von 250 Milliamperestunden, erfolgt die Entladung (62 K-Ohm) bei der Spannung des Ag2O. und zwar innerhalb von 5 Minuten, und verbleibt bei diesem Wert während der ganzen Entladung.
pie erfindungsgemäße alkalische Silberoxid-Zinkzelle enthält also eine negative Elektrode; einen Elektrolyt; eine positive Elektrode aus AgO in einem positiven Behälter; einen Separator zwischen 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 Potentialwert ei folgt. Weitere Merkmale, Vorteile und AnwcniUingMnöglidikcitcn der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Austuhrungsbeispieles. das an Hand der Fig. 1 bis 7
i> cfiäüicri lsi
Nach I-ig. 1 ist ein Schirm 9 aus einem oxidablen Metall zwischen die positive Elektrode 4 und die innere Grundfläche 10 üi* Kathodenbehälters 5 und zwischen die positive Elektrode 4 und den Separator 3 eingeschoben. Der Metalischirm 9 sollte vorzugsweise nur auf eine der beiden obigen Positionen placiert werden, obwohl auch eine Placierung auf beide Positionen in Frage kommt (siehe Fig I). Wenn jedoch zwei (ilieder 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
jo Fig. 3 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Metallgliedes; dieses besteht aus einem Metallnetz 30 mit den öffnungen 31.
Fig. 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen diskontinuierlichen Metallgliedes; dieses besteht aus einem Streckmetall 40 mit den Öffnungen 41.
Eine andere Ausführtingsform einer erfindungsgemäßen, diskontinuierlichen Metallvorrichtung wird auf Fig. 5 gezeigt: Metallteilchen 50, z. B. ein Pulver, sind gleichmäßig über die innere Grundfläche 51 des Kathodenbehälters 52 verteilt. Die Metallteilchen sind so angeordnet, daß benachbarte Teilchen Öffnungen oder Räume 53 begrenzen. Diese Räume 53 haben dieselbe Funktion wiedie in Fig. 2bis4gezeigten Öffnungen, nämlich bei Zugabe des Elektrolyten während der Montage den rascheren elektrolytischen Kontakt zwischen dem oxidablen Metall und der positiven Elektrode zu vermitteln.
Fig. 6 zeigt einen erfindungsgemäßen diskontinuierlichen rechteckigen Metallstreifen mit der Bezugszahl 60. Der Metallstreifen 60 wird anstelle des oben erläuterten und in Fig. 1 gezeigten Metallschirms 9 in der Silberoxid-Zinkzelle angebracht.
Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße, diskontinuierliche Metallscheibe mit der Bezugszahl 70. Die Metallscheibe 70 wird anstelle des oben erläuterten und in Fig. 1 gezeigten Metallschirms 9 in der Silberoxid-Zinkzelle angebracht.
b0 Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann anhand der Fig. 1 bis 4 beschrieben werden. In Fig. 1 wird eine Silberoxid-Zinkzelle mit folgenden Bestandteilen gezeigt: eine negative Elektrode 2; ein Separator 3; eine positive Elektrode 4 in einem zweiteiligen Behälter, bestehend aus dem Kathodenbehälter 5 und dem Anodenbecher 6. Der Kathodenbehälter 5 besitzt einen Flansch 7. der während der Montage nach innen gegen einen U-förmigen, auf dem
Anodenbecher 6 angebrachten Flansch 11 gebogen wird, um die Zelle zu verschließen (siehe US-Patent 3 069489). Der Kathodcnbehälter S kann aus nickelplattiertcm Stahl, Nickel, rostfreiem Stahl oder dergleichen bestehen; der Anodenbecher 6 kann aus zinnplattiertem Stahl, kupferplattiertem rostfreiem Stahl, gold-kupferplattiertem rostfreiem Stahl oder dergleichen bestehen.
Der Separator 3 kann aus einer Kunststuffolie bestehen; die beiden Außenschichten dieser Folie bestehen .ms Polyäthylen und die innere Schicht besteht aus einer /ellophanschicht oder dergleichen Zwischen der Anode 2 und dem Separator 3 befindet sich eine Schicht aus einem elektrolytabsorbierenden Material 12, das aus verschiedenen Cellulosefasern bestehen kann.
Das schwach verdichtete Pellet 2 au.-> fein verteiltem, amalgamieitem 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 AgOzAg2O 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 Zeilen mittels konventioneller Vorrichtungen in Serie oder parallel zu schalten und sie dann in einem Gehäuse unterzubringen, um eine Batterie herzustellen.
Beispiel 1
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 AgOzAg2O (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 elektrolytabsorbierende Schicht angebracht. Diese Komponenten wurden zusammen mit 22%iger NaOH (5,5 molare NaOH-Lösung) als Elektrolyt in einen nickelplattierten Kathodenbehälter und einen Anodenbecher 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 (S2-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.
Beispiel 2
Drei mit den knopfgroßen Zellen des Beispiels 1 identische Zellen wurden hergestellt, und ein erweitertes Zinkgitter (Dicke 0,0076 cm) wurde zwischen die AgO/Ag2O/(50/50)/Kathode und den Kathodenbehälter eingefügt (siehe Fig. 1 und Fig. 4). Dieses erweiterte Zinkgitter hatte eine Dicke von 0,0076 cm
und die Gitterdimensionen betrugen 0,78 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-Widerstand 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 oxidables Metall diskontinuierlicher Form, das zwischen die Silberoxid-Kathode und den Kathodenbehälter einge-ίύμΐ ist, die Entladung bei einem Potentialwert bewirkt, obwohl die Kathode zu 50 Gew.% aus AgO besteht.
Beispiel 3
Zwei mit den knopfgroßen Zellen des Beispiels 2 identische Zellen, abgesehen davon, daß die Kathode aus reinem AgC) besteht, wurden verwendet.
2i) Nachdem die Zellen 4 Monate lang bei Raumtemperatur gelagert worden waren, wurden sie über einen 96-K-Ohm-Widerstand entladen; nach einer entsprechenden Entladungsdauer (15 bis 60 Minuten) sank der Spannungswert von 1,78 Volt (AgO) auf 1,57 Volt
.'j (Ag2O). Dieser Befund zeigt, daß unter Beachtung der hier offenbarten Lehre eine Silberoxid-Zelle aus reinem AgO den für Ag2O charakteristischen Spannungswert liefert. Die Entladung dieses Zellentyps über einen 96-K-Ohm-Widerstand stellt einen entscheidenden Test für das Auftreten des niedrigeren Spannungswertes dar, denn unter diesen Umständen ist es am wenigsten wahrscheinlich, daß der Spannungswert des Ag2O erhalten wird.
Beispiel 4
Drei mit den knopfgroßen Zellen des Beispiels 1 identische Zellen, abgesehen davon, daß ein Zinkstreifen (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 Raumtempeatur gelagert worden waren, wurde jede Zelle über einen 62-K-Ohm-Widerstand bei 35° C entladen (25 Mikroampere). Sowohl die Leerlauf spannung 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, oxidabler Metallstreifen, der zwisehen die Silberoxid-Kathode und den Kathoden-Behälter eingefügt ist, die Entladung bei einem Potentialwert bewirkt, obwohl die Kathode aus einer Miscnung (50/50) von AgO und Ag2O besteht.
Dieser Befund zeigt, daß unter Beachtung der hier offenbarten Lehre eine Silberoxid-Zelle mit einer AgOzAg2O/(50/50)/Kathode den für Ag2O charakteristischen Spannungswert (offener Stromkreis) von 1,57 Volt liefert (nach 456stündiger Lagerung bei Raumtemperatur). Dieser Befund zeigt auch, daß eine
bo Silberoxid-Zelle, die eine AgO-Kathode enthält, den Spannungswert des Ag2O (ungefähr 1,57 Volt) aufweist, nachdem über einen 96-K-Ohm-Widerstand 15 bis 60 Minuten lang entladen wurde. Es wurde auch beobachtet, daß der Separator in Gegenwart eines
b5 Zinkschirms oxidativ weniger abgebaut wurde als Separatoren in Zellen ohne Zinkschirm.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
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 Uew.% aus SiIber(II)oxid besteht,
b) als oxidierbare Metalle Kupfer, Silber, Zinn, Cadmium, Blei oder vorzugsweise Zink ausgewählt sind,
c) das oxidierbare Metall zv, ischen 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 10 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 in Form von einzelnen Metallteilchen vorliegt.
DE2527768A 1974-06-25 1975-06-21 AgO-Zinkzelle, deren Entladung bei einem Potentialwert erfolgt Expired DE2527768C3 (de)

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