DE2529862A1 - Verfahren und vorrichtung zum fuellen von elektrischen zellen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum fuellen von elektrischen zellenInfo
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Description
Secretary of State for Industry in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and Northern
Ireland, London SWl, England
Für diese Anmeldung werden die Prioritäten aus der britischen Patentanmeldung Nr. 30015/71J vom 5. Juli 1974 sowie deren Complete
Specification vom 25. Juni 1975.
Verfahren und Vorrichtung zum Füllen τοπ. elektrischen Zellen
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Zellen, die
einen Raum mit einer flüssigen Anode, einen Raum mit einer flüssigen Kathode, einen Feststoffelektrolyten zwischen Anode
und Kathode, eine Stromsammeieinrichtung sowie eine Einrichtung zum Festhalten der flüssigen Anode durch Kapillarwirkung,
um denjenigen Teil der Oberfläche des Feststoffelektrolyten zu "benetzen", der an den Raum der flüssigen
Anode angrenzt, aufweist. Ausführungsbeispiele solcher elektrischen Zellen sind in den zugehörigen Patentanmeldungen
P 2k 2k 639.7 (Anwaltsakte Jk 026) und P 25 09 932.5 (Anwaltsakte
75 018) beschrieben.
Beispiele von Festhalteeinrichtungen, mit denen sichergestellt wird, daß die flüssige Anode stets die Oberfläche
des Feststoffelektrolyten "benetzt", wenn der Pegel der flüssigen
Anode während der Entladung der elektrischen Zelle abfällt,
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sind eine Drahtmaschenanordnung, die als Docht wirkt, oder
ein schmaler Ringraum, der durch ein konzentrisch zu einem rohrförmigen Peststoffelektrolyten verlaufendes Metallrohr
gebildet wird.
Einige Materialien für die flüssige Anode "benetzen"
die zum Bau der Pesthalteeinrichtung verwendeten Materialien oder die Peststoffelektrolyten nicht bei der Temperatur, bei
welcher die elektrische Zelle normalerweise mit der flüssigen Anode während des Baus dieser Zelle gefüllt wird. Im Falle
einer elektrischen Zelle, bei Her Natrium als flüssige Anode, ein Stahldraht-Maschenwerk als Festhalteeinrichtung und
Beta-Aluminiumoxid als Feststoffelektrolyt verwendet werden,
würde die elektrische Zelle normalerweise bei einer Temperatur von annähernd 1500C gefüllt werden, da Natrium geschmolzen ist
und leicht bei dieser Temperatur fließt. Natrium "benetzt" aber Stahl oder Beta-Aluminiumoxid bei dieser Temperatur nicht,
und weil ein "Benetzen" für die vorerwähnte Kappillarwirkung notwendig ist, wird das flüssige Natrium die Feststhalteeinrichtung
während.des VerfahrensSchrittes des Füllens der Zelle
nicht durchdringen. Das flüssige Natrium wird nur den Stahl und das Beta-Aluminiumoxid "benetzen", wenn eine Erwärmung auf
etwa 36O0C erfolgt, welches die Betriebstemperatur der elektrischen
Zelle ist, und bei 36O C dauert es einige Stunden,
bis das flüssige Natrium die Festhalteeinrichtung unter Kapillarwirkung durchdringt. In diesen Fällen entsteht eine unvermeidliche
Verzögerung, bevor die Zelle in der Lage ist, ihre maximale elektrische Ausgangsleistung zu erzeugen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Verzögerung, die notwendig ist, um ein Durchdringen einer flüssigen
Elektrode in die Feststhalteeinrichtung und ein "Benetzen"der
Oberfläche des Elektrolyten zu erreichen, reduziert wird.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Füllen einer elektrischen
Zelle geschaffen, die einen Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode, einen Elektrolyten und eine Feststhalte-
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— "3 —
einrichtung im Raum zum Festhalten der flüssigen Elektrode und zum Benetzen des Elektrolyten aufweist, wobei das Verfahren
darin besteht, daß in den Raum flüssiges Elektrodenmaterial eingebracht wird, daß die Festhalteeinrichtung mit
dem flüssigen Elektrodenmaterial in Kontakt gebracht wird und daß das flüssige Elektrodenmaterial einem Druck ausgesetzt
wird, der ausreicht, um das flüssige Elektrodenmaterial durch die Festhalteeinrichtung hindurch zu zwingen und dadurch den
Elektrolyten zu benetzen.
Vorzugsweise wird das flüssige Elektrodenmaterial durch ein Gas unter Druck gesetzt^ welches auf die Flüssigkeit einwirkt,
obwohl es auch durch ein Druckerzeugungsmittel, z.B. einen Kolben, unter Druck gesetzt werden könnte, der direkt
auf die Flüssigkeit einwirkt.
Vorzugsweise wird die elektrische Zelle evakuiert, bevor die Festhalteeinrichtung mit der flüssigen Elektrode in Kontakt
gebracht wird.
Die flüssige Elektrode ist vorzugsweise eine erhitzte Flüssigkeit, die sich bei Abkühlung verfestigt. Beispielsweise
kann die flüssige Elektrode Natrium oder Lithium sein.
Der Raum der Zelle kann teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial gefüllt werden, ein inertes Gas (welches
das gleiche sein kann wie dasjenige, welches zum Unterdrucksetzen des flüssigen Elektrodenmaterials verwendet wird) wird
in den Raum oberhalb der flüssigen Elektrode eingebracht, und die Zelle wird abgedichtet, um das Gas in dem Raum zu fangen.
Der Druck des Gases wird so ausgewählt, daß er ausreicht, um sicherzustellen, daß die flüssige Elektrode in der Halteeinrichtung
sowohl vor dem als auch während des Betriebes der Zelle* bleibt. In dem Fall, bei dem der flüssigen Elektrode die Möglichkeit
gegeben wird, sich zu verfestigen, nachdem die Zelle gefüllt ist, und nachfolgend wieder in einen geschmolzenen
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Zustand erhitzt wird, wenn die Zelle zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet werden soll, sollte der Druck des Gases oberhalb
der !Elektrode vor dem Wiedererhitzen der Elektrode in den geschmolzenen Zustand so ausgewählt werden, daß sich der Gasdruck
bis zu einem sicheren Pegel ohne Beschädigung der Zelle erhöhen kann. Daher kann der Druck des Gases in dem Raum über
oder unter de» Druck liegen, der notwendig ist, um die flüssige Elektrode in die Pesthalteeinrichtung zu drücken. Das Gas kann
in den Raum oberhalb der Elektrode eingebracht werden, während die Elektrode eine Flüssigkeit ist oder nachdem sie sich verfestigt
hat. Geeignete Gase sind Argon,. Helium oder Stickstoff.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Füllen einer elektrischen Zelle geschaffen, die
einen Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode, einen Elektrolyten und eine Pesthalteeinrichtung zum Pesthalten des
flüssigen Elektrodenmaterials und zum Benetzen der Elektrode aufweist, wobei die Vorrichtung ferner eine Messkammer aufweist zur
Aufnahme von flüssigem Elektrodenmaterial und die Messkammer eine Einrichtung zum Verbinden derselben mit einer elektrischen
Zelle aufweist, ferner eine Einrichtung zum Zuführen von flüssigem Elektrodenmaterial nach der Messkammmer, eine Einrichtung, die
das Innere der Kammer einem reduzierten Druck unterwirft, sowie eine Einrichtung aufweist, welche das flüssige Elektrodenmaterial
einem Druck aussetzt, der ausreicht, um das flüssige Elektrodenmaterial durch die Pesthalteeinrichtung hindurchzuzwingen
und dadurch den Elektrolyten zu benetzen.
Ein Vorratsbehälter zur Aufnahme eines Vorrates an flüssigem Elektrodenmaterial kann mit der Meßkammer verbunden sein.
Die Meßkammer kann mit der Zelle über einen Füllkopf verbunden werden, der eine Bohrung aufweist, die mit dem Inneren
der Zellenkammer in Verbindung steht, ferner einen Kolben, der
in der Bohrung zur Ausführung einer Gleitbewegung angeordnet ist,
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wobei der Kolben mit einer Einrichtung zum Halten eines Stopfens ausgerüstet ist, der in eine Einlaßöffnung der Zellenkammer eingesetzt
wird, ferner einen Abdichtungsbauteil aufweist, der an einem Ende der Bohrung angeordnet ist, wobei der Abdichtungsbauteil zum Verschließen der Bohrung vorgesehen und so konstruiert
ist, daß er in eine Stellung bewegt werden kann, in welcher er nicht die Bewegung des Kolbens entlang der Bohrung
am Abdichtungsbauteil vorbei behindert, ferner ein erstes Rohr aufweist, welches mit der Bohrung in einem Bereich zwischen
dem Abdichtungsbauteil und einem Bereich, wo die Zelle zu verbinden ist, in Verbindung steht, wobei das erste Rohr zum Zuführen
von unter Druck stehendern flüssigem Elektrodenmaterial nach der Zelle vorgesehen ist, sowie ein zweites Rohr aufweist,
welches mit der Bohrung in einem Bereich- verbunden ist, der auf der anderen Seite des Abdichtungsbauteils gegenüber demjenigen
liegt, an dem das erste Rohr in die Bohrung eintritt, wobei das zweite Rohr zum Verbinden einer Vakuum-Pumpeinrichtung mit dem
Inneren des Zellenraumes vorgesehen ist.
Ferner wird durch die Erfindung eine Elektrische Zelle
geschaffen, die einen Raum zur Aufnahme einer Elektrode aufweist, die während des Gebrauchs der Zelle flüssig ist, ferner
einen Elektrolyten in Kontakt mit der Elektrode, eine Festhalteeinrichtung
zum Festhalten der Elektrode, wenn sie sich im flüssigen Zustand befindet, um die Elektrode zu benetzen,
sowie ein Gas aufweist, das unter einem Druck steht, der ausreicht,
um sicherzustellen, daß die Elektrode im flüssigen Zustand in der Festhalteeinrichtung und dadurch in Kontakt
mit dem Elektrolyten bleibt.
Die Festhalteeinrichtung kann in Form eines Dochtes aus einem Drahtmaschenbauteil in Kontakt mit dem Elektrolyten vorgesehen
sein. Alernativ kann die Festhalteeinrichtung auch durch eine oder mehrere kleine Kapillarspalten gebildet werden,
die sich zwischen einem festen Bauteil und einem Feststoffelektrolyten
befinden, beispielsweise kann der Elektrolyt
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ein hohler rohrförmiger Bauteil und der feste Bauteil ein
rohrförmiger Bauteil sein, der konzentrisch innerhalb oder außerhalb des Elektrolyten angeordnet ist, um einen Kapillar-Ringspalt
zwischen dem.festen Bauteil und dem Elektrolyten zu bilden.
Bei einer besonderen elektrischen Zelle ist die flüssige Elektrode Natrium, die Zelle hat einen zweiten Raum zur Aufnahme
von Schwefel, und der Elektrolyt ist zwischen dem Natrium und dem Schwefel angeordnet.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Füllen einer elektrischen Zelle gemäß der Erfindung werden nunmehr beispielsweise
anhand der Zeichnung beschrieben, und zwar zeigt
Fig. 1 schematisch im Längsmittelschnitt eine elektrische Zelle sowie eine Vorrichtung zum Füllen der erfindungsgemäßen
Zelle, während
Fig. 2 den Füllkopf der Vorrichtung nach Fig. 1 zum Verbinden mit einer Zelle und zum Einsetzen eines Stopfens
in die gefüllte Zelle wiedergibt.
Nach Fig. 1 hat eine elektrische Zelle 10 der beschriebenen Bauart im Schnitt eine runde Form, und be i ihr werden flüssiges
Natrium 1 als flüssige Anode und flüssiger Schwefel, imprägniert in einem Graphitfilz 2, als Kathode verwendet. Ein rohrförmiger
Beta-Alurainlumoxid-Elektrolyt 3 ist innerhalb eines äußeren
Edelstahlgehäuses 1I angeordnet, um einen äußeren Ringraum 6
für den flüssigen Schwefel und den Graphitfilz 2 zu bilden. Das flüssige Natrium 1 ist in einem inneren Raum 8 innerhalb
des rohrförmigen Feststoffelektrolyten 3 enthalten. Ein Docht
aus Edelstahlmaschen von Rohrform ist angrenzend an den Feststoffelektrolyten
3 im inneren Raum 8 angeordnet, um als eine Festhalteeinrichtung für das flüssige Natrium 1 zu dienen, und
ist am einen Ende an eine Edelstahl-Abdichtungskappe 15 ange-
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schweißt. Der Feststoffelektrolyt 3» das Gehäuse 4 und die Dichtungskappe 15 sind durch eine Gewinde-Endkappe 18 untereinander
verbunden, die auf einem Schraubgewinde an einem abgesetzten Teilstück 19 des Gehäuses sitzt, wobei eine
"Sindanyon-Isolierpackung 16 und "Grafoiln-Dichtungen 17
verwendet werden. (Sindanyo und Grafoil sind eingetragene Warenzeichen). Ein Zuführrohr 14 für den inneren Raum 8
steht von der Dichtungskappe 15 vor und wirkt außerdem als negative Klemme. Ein Zuführrohr 9 für den äußeren Raum 6
ist an den Boden des Gehäuses 4 angeschweißt und wirkt außerdem als positive Klemme .
Die für das Füllen der elektrischen Zelle 10 mit flüssigem Natrium 1 verwendete Vorrichtung weist einen
beheizten Behälter 30 für flüssiges Natrium 1 auf, der
mittels eines Rohres aus niedriglegiertem Stahl und über ein Ventil 31 sowie über ein Edelstahlmaschenfilter 32
zum Zurückhalten von Natriumoxid mit einer beheizten Meßkammer 33 verbunden 1st. Die Meßkammer 33 ist über
ein niedriglegiertes Rohr und ein Ventil 36 mit dem Zuführrohr
14 verbunden. Ein Zylinder 37» der Argongas unter Druck enthält, steht mit dem Behälter 30 über ein
Ventil 38 und mit der Meßkammer 33 über ein Rohr mit einem Druckminderventil 39, einem Regelventil 40, einem Entlüftungsventil
41 und einem Druckmesser 42 in Verbindung·
In Fig. 2 ist ein Füllkopf 43 für die Verwendung bei
der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung dargestellt. Der Füllkopf 43 weist einen Körper 44 auf, der mit einer zentralen
Bohrung 45 versehen ist, die völlig durch den Körper
44 hindurch verläuft. Die Bohrung 45 ist mit einem erweiterten
Teilstück 46 zur Aufnahme eines Kolbens 47 versehen,
und zwei Rohre 48, 49 stehen mit der Bohrung 45 in Verbindung.
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In der Bohrung 45 ist in einem Bereich zwischen den Rohren 48,49 ein Abdichtungsbauteil 50 vorgesehen. Der Abdichtungsbauteil
50 ist in Form eines Zylinders konstruiert, der um eine Achse 51 drehbar ist, die quer zur Mittelachse
der Bohrung 45 verläuft. Der Zylinder ist in der Nähe der
Stelle, wo er eigentlich durch die Bohrung 45 verläuft,
ausgearbeitet, um im Querschnitt in einer Ebene quer zu seiner Drehachse 51 einen Kreisausschnitt übrig zu lassen.
Die Sehne des Ausschnittes ist ein genügendes Maß von der Drehachse 51 des Zylinders entfernt, so daß, wenn der Abdichtungsbauteil
50 so gedreht wird, daß die Sehne in einer Ebene ausgerichtet ist, die parallel zur Mittelachse der
Bohrung verläuft, der Kolben 47 über den Abdichtungsbauteil
50 hinaus geschoben werden kann.
Der Kolben 47 sitzt mit Gleitsitz in dem erweiterten
Bereich 46 und ist mit O-Ringdichtungen 51 versehen, um eine gasdichte Gleitdichtung zwischen dem Kolben 47 und dem Körper
herzustellen.
Der Kolben 47 hat ein Teilstück 52 von reduziertem
Durchmesser, das noch einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 45 hat und am freien Ende mit einer Schraube 53
versehen ist. Die Schraube 53 ist für das vorübergehende Halten eines konischen Stopfens 54 für den Einsatz in die Einlaßöffnung
der elektrischen Zelle vorgesehen. Der konische Stopfen 54 ist mit? einer Gewindebohrung zum Aufschrauben auf
die Schraube 53 ausgestattet.
Ein Verriegelungsstift 57, der durch Löcher im Körper und im Kolben 47 hindurchverläuft, ist vorgesehen, um den Kolben
47 in der dargestellten zurückgezogenen Stellung zu halten.
Das dem erweiterten Teilsttick 46 abgelegene Ende der Bohrung
45 ist mit einem Loch 54 zur Aufnahme des Zuführrohres 14 einer
zu füllenden Zelle versehen und bei 55 konisch erweitert, um
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eine O-Ringdichtung 56 aufzunehmen, die über die Ausseite.,
des Zuführrohres 14 der Zelle gestreift wird.
Eine zu füllende Zelle wird auf einen vertikal beweglichen Tisch 58 aufgebracht, und der Tisch 58 wird in Richtung
auf den Füllkopf 43 bewegt, um eine Abdichtungsverbindung
zwischen dem Kopf 43 und der Zelle herzustellen.
Die Rohrleitung vom Ventil 36 der Pig.l wird mit dem
Rohr 48 des Füllkopfes 43 verbunden, und die in Fig. 1 mit
"zur Vakuumpumpe11 bezeichnete Rohrleitung wird mit dem Rohr verbunden.
Das Verfahren zum Füllen der elektrischen Zelle 10 mit flüssigem Natrium 1 besteht darin, daß erstens ein Vakuum an
die Meßkammer 33 angelegt wird, die leer sein sollte, sowie an den inneren Raum 8, wobei eine Vakuumpümpeinrichtung (nicht
dargestellt) verwendet wird, die mit dem Rohr 49 des Füllkopfes 43 verbunden ist, wobei die Ventile 31, 40 und 4l geschlossen
sind, das Ventil 36 geöffnet ist und der Absperrbauteil 50 in
die in Fig. 2 dargestellte Stellung geöffnet ist. Der Behälter 30, der daß flüssige Natrium 1 enthält, die Meßkammer 33 und die
elektrische Zelle werden auf eine Temperatur von annähernd 1500C erhitzt. Das Ventil 36 wird dann geschlossen, der Behälter
wird durch öffnen des Ventils 38 unter Druck gesetzt, und das Ventil 31 wird geöffnet, um die erforderliche Menge von flüssigem
Natrium 1 in die Meßkammer 33 einzulassen. Die Ventile 31 und werden dann geschlossen. Das Ventil 36 wird dann geöffnet und
der Absperrbauteil 50 um 90° in die Geschlossenstellung (in Fig. 2 gestrichelt dargestellt) gedreht, um dem flüssigen Natrium
die Möglichkeit zu geben, sich in den inneren Raum 8 zu ergießen.
Das Ventil 40 wird dann geöffnet, wobei das Druckminderventil 39 auf eine Atmosphäre eingestellt ist, um das flüösige
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Natrium 1 I« inneren Raum 8 mit Argon unter Druck zu setzten, wodurch das flüssige Natrium 1 gezwungen wird, durch die Räume
im Docht 5 bis auf die Oberfläche des Peststoffelektrolyten 3 zu fließen. Ein Druck, der wenige Minuten zur Einwirkung
gebracht wird, ist ausreichend, um ein im wesentlichen komplettes Durchdringen des Dochtes 5 sicherzustellen. Das Ventil
wird daraufhin geschlossen, und die Meßkammer 33 sowie die elektrische Zelle 10 läßt man auf Umgebungstemperatur abkühlen.
Das Entlüftungsventil 4l wird verwendet, um gegebenenfalls den Gasdruck innerhalb des inneren Raumes 8 und der Vorrichtung auf
etwa eine Atmosphäre während des Füllvorganges zu begrenzen. Wenn die elektrische Zelle 10 Raumtemperatur hat, wird das Ventil
36 geschlossen, der Absperrbauteil 50 wird um 90° in die Offenstellung
gedreht, und eine Vakuumeinrichtung wird effektiv wieder mit dem Rohr 49 verbunden, um den inneren Raum 8 zu evakuieren
und den Argondruck in diesem inneren Raum 8 auf etwa 250 Torr zu reduzieren, was ausreicht, um daa flüssige Natrium
im Docht 5 zu halten, bis die elektrische Zelle 10 bei Gebrauch auf 36O C erhitzt wird, wenn eine Kapillarwirkung des flüssigen
Natriums 1 im Docht 5 stattfindet. Der Verriegelungsstift 57 wird dann weggenommen und der Kolben 47 nach innen geschoben,
um den konischen Stopfen 54 in die Einlaßöffnung der Zelle 10 zu drücken und damit die Zelle 10 abzudichten. Der Kolben 47
wird gedreht, um ihn vom konischen Stopfen 54 abzudrehen. Der
Tisch 58 wird dann herabgelassen und die Zelle 10 von ihm entfernt. Der konische Stopfen 54 wird nachfolgend an das Zuführrohr
14 der Zelle 10 angeschweißt. Alternativ kann das Argongas durch die Vakuumpumpeinrichtung vor dem Abdichten der Zelle
herausgenommmen werden, um auf diese Weise ein Vakuum im Raum
oberhalb des flüssigen Natriums im inneren Raum 8 übrigzulassen; doch kann eine gewisse Menge von flüssigem Natrium 1 aus dem
Docht 5 herausfließen, bis die elektrische Zelle 10 bei Gebrauch
auf 36O0C erhitzt worden ist und die Kapillarwirkung auftritt.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf das Unterdrucksetzen des flüssigen Natriums, wenn dieses sich im inneren Raum 8
befindet, beschrieben worden ist, kann der Druck auch zur Ein-
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wirkung gebracht werden, bevor das Ventil 36 geöffnet wird,
während das flüssige Natrium 1 sich in der Meßkammer 33 befindet, um auf diese Weise die Geschwindigkeit zu erhöhen,
mit welcher das flüssige Natrium 1 in den inneren Raum 8 eingespeist wird, oder um irgendwelche Hindernisse für die
Strömung am Eintritt dieses inneren Raumes 8 zu überwinden.
Natürlich ist die Erfindung auch anwendbar bei elektrischen Zellen, die andere Festhalteeinrichtungen aufweisen,
wie beispielsweise den vorerwähnten schmalen Ringraum, der durch ein Metallrohr, das konzentrisch zu einem rohrförmigen
Feststoffelektrolyten verläuft, gebildet wird. Auch
kann die Lage der flüssigen Anode relativ zur Flüssigkeit so transponiert werden, daß der Raum für die flüssige Anode
teilweise den Raum für die flüssige Kathode umgibt, wie beispielsweise in der zugehörigen Patentanmeldung P 25 09 982.5
beschrieben.
Die Erfindung ist auch bei anderen flüssigen Anodenmaterialien anwendbar, wo es erwünscht ist, sicherzustellen,
daß diese eine Festhalteeinrichtung innerhalb einer elektrischen Zelle, wenn diese gefüllt wird, durchdringen. Andere Gase, wie
beispielsweise Helium oder Stickstoff, können verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie nicht mit dem als flüssige Anode verwendeten
Material reagieren.
Patentansprüche
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Claims (18)
1. Verfahren zum Füllen einer elektrischen Zelle, die einen Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode, einen
Elektrolyten sowie eine Festhalteeinrichtung in dem Raum zum Festhalten der flüssigen Elektrode aufweist, um eine
Oberfläche des Elektrolyten zu benetzen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Raum (8) flüssiges Elektrodenmaterial
(1) eingebracht wird, daß die Festhalteeinrichtung (5) mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) in Kontakt gebracht
wird und daß das Elektrodenmaterial (1) einem Druck ausgesetzt wird, der ausreicht, um das flüssige Elektrodenmaterial
(1) zu zwingen, die Festhalteeinrichtung (5) zu durchdringen und dadurch den Elektrolyten (3) zu benetzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Elektrodenmaterial (1) durch eine Einrichtung unter Druck gesetzt wird, die unmittelbar auf das
flüssige Elektrodenmaterial (1) einwirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Elektrodenmaterial (1) durch ein Gas unter Druck gesetzt wird, welches auf die Flüssigkeit einwirkt.
ty. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch
gekennzeichnet, daß das flüssige Elektrodenmaterial (1) eine erhitzte Flüssigkeit ist, die sich bei Abkühlung verfestigt.
5. Verfahren nach Anspruch tyt dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Elektrodenmaterial (1) Natrium 1st.
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6. Verfahren nach einem der Ansprüche.1 bis 5» dadurch
gekennzeichnet, daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) gefüllt wird, daß ein unter Druck
stehendes inertes Gas in den Raum oberhalb der flüssigen Elektrode (1) eingebracht wird und daß der Raum (8) dann
abgedichtet wird, um das unter Druck stehende Gas im Raum (8) festzuhalten.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das im Raum (8) eingefangene Gas das gleicheist, welches
zum Unterdrucksetzen des flüssigen Elektrodenmaterials (1) verwendet wird, um dieses zwingen, die Festhalteeinrichtung
(5) zu durchdringen.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial
(1) gefüllt wird, daß ein unter Druck stehendes Gas mit einem Druck, der ausreicht, um die Flüssigkeit (1)
zu zwingen, in die Festhalteeinrichtung (5) einzudringen, verwendet wird, damit die flüssige Elektrode (1) den Elektrolyten
(3) benetzt, daß der Druck des Gases auf einen Wert unterhalb desjenigen reduziert wird, der dazu verwendet
wird, die flüssige Elektrode (1) in die Festhalteeinrichtung (5) hineinzuzwingen, und daß der Raum (8) abgedichtet
wird, um das Gas im Raum (5) auf dem reduzierten
Druck zu halten.
9. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, daddurch gekennzeichnet,
daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) gefüllt wird, daß letzteres zur Bildung
eines festen Körpers abgekühlt wird, daß der Raum oberhalb des verfestigten Elektrodenmaterials (1) teilweise evakuiert
wird, und daß dann der Raum (8) abgedichtet wird.
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10. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet,
daß der Raum (8) teilweise mit dem flüssigen Elektrodenmaterial (1) gefüllt wird, daß das flüssige Elektrodenmaterial
(1) abgekühlt wird, um einen festen Körper zu bilden, und daß der Raum oberhalb der verfestigten Elektrode (1) mit
einem inerten Gas gefüllt wird.
11. Vorrichtung zum Pullen einer elektrischen Zelle,
die einen Raum zur Aufnahme einer flüssigen Elektrode, einen Elektrolyten sowie eine Pesthalteeinrichtung zum Pesthalten
des flüssigen Elektrodenmaterials, damit dieses den Elektrolyten benetzt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
eine MeßkasHaer (33) zur Aufnahme von flüssigem Elektrodenmaterial
(1) aufweist, wobei die Meßkammer (33) eine Einrichtung (31»32) aufweist, welche sie mit einer elektrischen
Zelle (10) verbindet, ferner eine Zuführeinrichtung (30,31,32) zum Zuführen von flüssigem Elektrodenmaterial (1) in die Meßkammer
(33)» eine Einrichtung, welche das Innere des Raumes (8) einem reduzierten Druck unterwirft, sowie eine Druckerzeugungseinrichtung
aufweist, welche das flüssige Elektrodenmaterial (1) einem Druck aussetzt, der ausreicht, um das flüssige Elektrodenmaterial
(1) zu zwingen, die Pesthalteeinrichtung (5) zu durchdringen und dadurch den Elektrolyten (3) benetzen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speisebehälter (30) zum Halten eines Vorrates von
flüssigere Elektrodenmaterial (1) vorgesehen ist und daß der Speisebehälter (30) mit der Meßkammer (33) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßkammer (33) mit der Zelle (10)r über einen Füllkopf ($3) verbunden ist, der eine Bohrung (45) aufweist,
die mit dem Inneren des Raumes (8) der Zelle (10) in Verbindung steht, daß ein Kolben (47) zur Ausführung einer Gleitbewegung
entlang der Bohrung (45) angeordnet ist und mit einer Einrichtung (53) zum Tragen eines Stopfens (54) für das Einsetzen in eine
Einlaßöffnung des Raumes (8) der Zelle (10) versehen ist, daß
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ein Absperrbauteil (50) in der Nähe des einen Endes der Bohrung (45)
zum Schließen der Bohrung (45) vorgesehen und so aufgebaut ist, daß er in eine Stellung bewegt werden kann, in der er die Bewegung
des Kolbens (47) entlang der Bohrung (45) über den Absperrbauteil (50) hinaus nicht behindert, daß ein erstes Rohr (48)
mit der Bohrung (45) in einem Bereich zwischen dem Absperrbauteil (50) und einem Bereich, wo die Zelle (10) anzuschließen ist,
zum Zuführen von unter Druck stehendem flüssigem Elektrodenmaterial (1) zur Zelle (10) vorgesehen ist, und daß ein zweites
Rohr (49), welches mit der Bohrung (45) in einem Bereich auf der anderen Seite des Absperrbauteils (50) gegenüberliegend derjenigen
Seite, wo das erste Rohr (48) in die Bohrung (45) eintritt,
angeordnet ist, wobei das zweite Rohr (49) zum Verbinden einer Vakuumpumpeinrichtung mit dem Inneren des Raumes (8) der
Zelle (10) vorgesehen ist.
14. Elektrische Zelle mit einem Raum, der eine Elektrode enthält, die während der Verwendung der Zelle flüssig ist, mit
einem Elektrolyten, der mit der Elektrode in Kontakt steht, sowie mit einer Peststhalteeinrichtung zum Pesthalten der Elekr
trode, wenn diese sich im flüssigen Zustand befindet, um den Elektrolyten zu benetzen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gas
mit einem solchen Druck, daß die Elektrode (1), wenn diese sich im flüssigen Zustand befindet, in der Festhalteeinrichtung (5)
verbleibt und daher den Elektrolyten (3) berührt, im Raum (8) der Zelle (10) vorgesehen ist.
15· Elektrische Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pesthalteeinrichtung (5) ein Docht ist, der mit dem Elektrolyten (3) in Kontakt steht.
16. Elektrische Zelle nach Anspruch 14 oder 15» dadurch
gekennzeichnet, daß die Festhalteeinrichtung (5) die Form eines Draht—Maschenwerks hat, welches mit dem Elektrolyten (3) in
Kontakt steht.
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17» Elektrische Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Pesthalteeinrichtung (5) aus einem oder
mehreren kleinen Kapillarspalten besteht, die sich zwischen einem festen Bauteil und einem festen Elektrolyten (3) befinden.
18. Elektrische Zelle nach Anspruch 17·, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektrolyt (3) ein hohler rohrförmiger Bauteil ist und daß der feste Bauteil ein rohrförmiger Bauteil
ist, der konzentrisch zum Elektrolyten (3) angeordnet ist, um einen ringförmigen Kapillarspalt zwischen dem festen
Bauteil und dem Elektrolyten zu bilden.
19» Elektrische Zelle nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Elektrode (1) aus Natrium besteht, daß die Zelle (10) einen zweiten Raum (6)
aufweist, der Schwefel enthält, und daß der Elektrolyt (3) zwischen dem Natrium (1) und dem Schwefel angeordnet ist.
20, Elektrische Zelle nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt (3) aus Beta-Aluminiumoxid besteht.
509884/0895
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