DE2819026C2

DE2819026C2 - Elektrochemische Speicherzelle oder Batterie

Info

Publication number: DE2819026C2
Application number: DE2819026A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Phys. 6902 Sandhausen Birnbreier; Franz Dr.rer.nat. 6903 Neckargemünd Gross
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1978-04-29
Filing date: 1978-04-29
Publication date: 1982-09-23
Also published as: US4235956A; DE2819026A1; GB2020087B; GB2020087A

Description

Die Erfindung bezieh*, sich auf eine elektrochemische Speicherzelle oder Batterie, die bei erhöhter Temperatur arbeitet, insbesondere auf der Basis von Alkalimetall und Schwefel, mit einer die Speicherzelle beziehungsweise die Batterie umgebenden Wärmeisolierung.

Elektrochemische Speicherbatterien, die bei erhöhter Temperatur arbeiten, wie zum Beispiel Batterien auf der Basis von Alkalimetall und Schwefel, sind meist mit einer wärmedämmenden Isolierung umgeben, um eine Abkühlung der Speicherzellen unter die für ihren Betrieb erforderliche Mindesttemperatur zu verhindern. Aus der DE-OS 26 45 261 ist ein wiederaufladbarer Hochtemperaturakkumulator bekannt. Der Akkumulator befindet sich ;i einem gasdichte.! Gehäuse. Das Gehäuse ist von einem Gasraum umgeben, der einerseits von einer aus Innenwandung und Außenwandung gebildeten Ummantelung umschlossen wird. Der Zwischenraum zwischen Innenwandung und Außenwandung ist mit einem Wärmedämmungsmaterial ausgefüllt. Der Gasraum zwischen dem Gehäuse und der Innenwandung steht über ein Gaszuleitungsrohr und ein Gasableitungsrohr mit der äußeren Umgebung in Verbindung. Über die Gasleitungsrohre kann ein Wärme- oder Kühlmittel in den Gasraum eingeleitet und von dort wieder abgeführt werden.

Aus der GB-PS 13 86 525 ist eine Speicherbatterie auf der Basis von Natrium und Schwefel bekannt, die von einer Isolierung umgeben ist. Die Isolierung wird durch ein doppelwandiges Gehäuse gebildet, in dessen Innenraum die Batterie angeordnet ist. Zwischen den beiden Wänden des die Isolierung bildenden Gehäuses ist ein Isoliermaterial angeordnet. Der Innenraum der Isolierung weist eine Zu- und eine Ableitung für ein Kühlmedium auf.

Ferner sind Isolierungen bekannt, die aus Glas- oder Mineralwolle aufgebaut sind. Diese müssen für eine ausreichende Isolierwirkung erhebliche Wandstärken aufweisen, und zwar insbesondere dann, wenn die Speicherbatterie bei erhöhten Temperaturen arbeitet, zum Beispiel bei 300⁰C, und über längere Zeiträume, zum Beispiel Stunden auf etwa gleichbleibender Temperatur gehalten werden soll. Da solche dickwandigen Wärmeisolierungen die Abmessungen und/oder das Gewicht der Speicherbatterie erheblich vergrößern, ist die Energiespeicherdichte, das heißt die pro Gewichts- oder Volumeneinheit speicherbare elektrische Energie, gering. Dies ist insbesondere für solche elektrochemische Speicherbatterien von Nachteil, die für die Energieversorgung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden sollen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrochemische Speicherbatterie der eingangs genannten Art anzugeben, die bei mindestens ausreichender Wärmeisolierung in ihren Abmessungen bezie-

hungsweise Bauvolumen gering ist. Darüber hinaus soll die Wärmeisolierung in ihrem Aufbau einfach und den Anforderungen, wie sie der Betrieb einer elektrochemischen Speicherbatterie stellt, gewachsen sein.

Die Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung wenigstens einen mindestens weitgehend evakuierten I lohlraum mit wenigstens einem in den Wärmefluß eingefügten Sirahlungsschirm aufweist Der evakuierte Hohlraum verhindert oder erschwert hierbei einen Wärmefluß von den Speicherzellen zum Außenraum dutch Konvektion, während der Strahlungsschirm Wärmeverluste durch Strahlung vermeidet, oder zumindest weitgehend verringert Die Wärmeleitfähigkeit einer solchen Wärmeisolierung ist etwa hundertfach geringer als eine gleichdicke Wärmeisolierung mit Glaswolle. Dies gilt insbesondere dann, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mehrere Strahlungsschinne untereinander mit Abstand in den Wärmefluß eingefügt sind. Um die vorgenannte gute Wärmebildung zu erzielen, sollte der Hohlraum mindestens so weit evakuiert sein, daß der Restgasdruck im Hohlraum kleiner als etwa 10~⁴ mbarist

Als Regei kann gehen: Der Resigasdruck ist so auszubilden, daß die mittlere freie Wegiänge d^r Atome und Moleküle des Gases etwa dem Abstand der Strahlungsschirme voneinander ist Um das Vakuum aufrechtzuerhalten, kann vorteilhaft im Hohlraum ein Getter angeordnet sein.

In vorteilhafter Weise ist der Hohlraum zwischen wenigstens zwei die Speicherzelle umgebenden Begrenzungswänden gebildet zwischen denen der Strahlungsschirm angeordnet ist. Die Begrenzungswände bestehen ganz allgemein gesehen am besten aus Metall, insbesondere aus Metallen mit geringer Wärmeleitfähigkeit, ζ. B. mit Nickel legierte Stähle, oder aus Glas. Als Strahlungsschirm finden vorzugsweise dünne Folien aus blanken Metallen mit geringem Emissionsvermögen Verwendung, solche Metalle sind z. B. Aluminium oder Nickel. Um eine Berührung der Begrenzungswände und/oder weiterer Strahlungsschirme zu verhindern, sind an einigen Stellen Abstandshalter eingefügt.

Um die Herstellung der Wärmeisolierung zu vereinfachen und ihre Stabilität zu erhöhen, ist es günstig, daß die Wärmeisolierung aus mindestens zwei, vorteilhaft etwa gleichen Teilisolierungen zusammengesetzt ist Eine besonders bevorzugte Weiterbildung besteht hierbei darin, daß die Teilisolierungen topfförmig ausgebildet sind, so daß sie an ihren Rändern aneinander befestigt werden können.

Weist die Wärmeisolierung elektrisch leitende Begrenzungswände auf, so sind vorteilhaft die Teilisolierungen über wenigstens eine zwischengeschaltete elektrische Isolation miteinander verbunden. Hierdurch ist nämlich die Stromzufuhr oder Stromabfuhr zu den Speicherzellen sehr einfach, denn die elektrische Verbindung der Speicherzellen zum Außenraum kann über die elektrisch leitenden Teilisolierungen erfolgen. Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmeisolierung kann darin bestehen, daß der gesamte zu isolierende Batterie-l.nnenraum als evakuierter Hohlraum mit wenigstens einer Außenwand ausgebildet ist. Die Speicherzelle ist also unmittelbar im evakuierten Hohlraum angeordnet, der nach außen mit einer Außenwand dicht abgeschlossen ist.

Hierbei kann der Strahlungsschirm vorteilhaft im Hohlraum selbst angeordnet und mit Abstand dem Profil der Außenwand angepaßt sein, oder unmittelbar um die Speicherzelle mit Abstand vorgesehen und deren Profil angepaßt sein.

Am einfachsten ist es auch bei dieser Ausführungsform, wenn die Außenwand im wessntlichen aus mindestens zwei gasdicht zusammengesetzten Teilen besteht, die vorteilhaft topfförmig ausgebildet und an ihren Rändern miteinander gasdicht verbunden sind.

In vielen Fällen ist es erwünscht, auch eine sehr gut wärmeisolierte Speicherbatterie ζ. B. zu lnspektions- und/oder Reparaturzwecken möglichst rasch abkühlen zu können. Deshalb kann eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin bestehen, daß der Hohlraum mit einem Gas beaufschlagbar ist. Dieses Gas hebt die Wirkung der Wärmeisolierung weitgehend auf, so daß ein starker Wärmefluß von der Speicherzelle zum Außenraum eintritt und die Speicherbatterie sich somit sehr rasch abkühlt

Die Beaufschlagung des Hohlraumes mit einem Gas muß selbstverständlich reversibel sein, d. h., bei einer Inbetriebnahme der Speicherbatterie muß das Gas aus dem Hoh!^raum entfernt werden können, um der Wärmeisolierung die geforderten If üereigenschaften wieder zu geben. Um dies zu erreichen, ist vorteilhaft das Gas bei Betriebstemperatur der Speicherzelle in einem Feslstoffspeicher gespeichert, durch Temperaturerhöhung des Feststoffspeichers in den Hohlraum austreibbar und bei Abkühlung vom Feststoffspeicher wieder aufnehmbar. Vorteilhaft ist der Feststoffspeicher hierbei mit einer gesteuerten Heizung versehen.

Solche Feststoffspeicher haben nämlich die Eigenschaft, in ihren Kristallgittern Gase ai-fzmiehmen und somit speichern zu können. Bei Erwärmung eines solchen Feststoffspeichers werden die Gase von den Kristallgittern freigegeben und bei Abkühlung auf den Ausgangszustand wieder aufgenommen. Als geeignetes Gas kann im vorliegenden Fall Wasserstoff eingesetzt werden, wobei als Feststoffspeicher ein Körper aus Palladium dienen kann.

Empfehlenswert ist es, die Wärmeisolierung mit kreiszylindrischem Profil auszubilden, dessen Außendurchmesser etwa gleich der Höhe der Wärmeisolierung ist. Für ein günstiges Verhältnis zwischen Oberfläche und von der Isolierung umgebenen Bauvolumen ist es ebenso günstig, wenn die Wärmeisolierung etwa die Form eines Würfels aufweist.

Ein günstiges Verhältnis zwischen Bauautwand und Isolierwirkung ergibt sich dann, wenn der Hohlraum mehr als sechs und weniger als zwölf Speicherzellen umschließt Hierbei ist zur guten Raumausnutzung

so vorteilhaft eine Speicherzelle etwa im Bereich der vertikalen Zentralachse des Hohlraumes angeordnet.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen hervo'-. Hierbei zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Speicherbatterie mit einer Wandisolierung gemäß der Schnittlinie I-I der Fig.2, wobei hinter der Schnittebene liegende Teile nicht dargestellt sind und die Wärmeisolierung zwei mit Abstand verlaufende Begrenzungswänd«; aufweist,

F i g, 2 eilten Horizontalschnitt durch den Gegenstand der F i g. 1 gemäß der Schnittlinie I)-II, wobei hinter der Schnittebene liegende Teile nicht dargestellt sind,

Fig.3 einen Horizontalschnitt durch eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Speicherbatterie, wobei die Schnitiführung etwa der Schnittführung H-Il der F i g. 1 entspricht.

Γ i g. 4 cine Speicherbatterie nut einer Aiisführungsvariante bezüglich der Wärmeisolierung in einem Vertikalschnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV der F ι g. 3. wobei der gesamte Innenraum als evakuierter Hohlraum ausgebildet ist,

I' i g. .5 einen Horizontalschnitt durch den Gegenstand der F i g. 4 gemäß der Schnittlinie V-V und

Fig. 6 eine Ausführungsvariante des Gegenstandes der F i g. 4 in einem Horizontalschnitt, der etwa dem Schnitt V-V der F i g. 4 gleich ist.

Gleiche Teile sind in den einzelnen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in den F i g. I und 2 dargestellte elektrochemische Speicherbatterie weist eine kreiszylindrische Wärmeisolierung 10 auf, die den Batterie-Innenraum 12 umgibt, in welchem die zylindrischen Speicherzellen 14 angeordnet sind. Die Speicherzellen sind hierbei der Libersicht wegen lediglich durch ihre Umrisse angedeutet, die Höhe der Speicherzellen beträgt etwa 200 bis 400 mm bei einem Durchmesser von etwa 20 bis 50 mm. Die Höhe der Wärmeisolierung 10 entspricht etwa ihrem Durchmesser, wodurch ein günstiges Verhältnis zwischen der Oberfläche der Wärmeisolierung und dem von der Wärmeisolierung umgebenen Volumen erreicht wird.

Die Wärmeisolierung ist aus zwei Teilisolierungen 16, 18 mit horizontaler Trennfuge zusammengesetzt. Jede dieser Teilisolierungen 16 und 18 ist topfförmig ausgebildet und weist zwei mit einem gleichbleibenden Abstand verlaufende Begrenzungswände 20 und 22 auf, die im Bereich des Topfrandes miteinander verbunden sind. Hierbei umschließen die beiden Begrenzungswände 20, 22 den Hohlraum 24, welcher so weil evakuiert ist, daß in ihm ein Restgasdruck kleiner als etwa 10-⁴ mbar herrscht. Im Hohlraum 24 sind noch mehrere, insbesondere mehr als zehn Strahlungsschirme 26 vorgesehen, die mit gegenseitigem Abstand und mit Abstand zu den Begrenzungswänden 20, 22 verlaufen und sich, wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich, über den gesamten Bereich des Hohlraumes 24 erstrecken.

In der Regel sind die Strahlungsschirme eben ausgebildet und folgen dem Profil der Begrenzungswände 20, 22. deren Abstand etwa gleichbleibend ist. jedoch ist es auch möglich, die Strahlungsschirme gewellt oder geknittert auszubilden. Wichtig ist auf alle Fälle, daß die Strahlungsschirme sich nicht gegenseitig und/oder die Begrenzu'igswände berühren, sondern mit geringem Zwischenraum, z. B. kleiner als 1 mm, verlaufen. Um diesen Zwischenraum zu gewährleisten, können an einigen Stellen schlecht wärmeleitende Abstandshalter eingefügt sein, deren Zahl möglichst gering sein soll, um Wärmebrücken zu vermeiden. Der Abstand der Begrenzungswände ergibt sich aus der Anzahl der Strahlungsschirme und den vorgesehenen Zwischenräumen.

Als Material für die Begrenzungswände 20, 22 dient vorteilhaft ein Metall von geringer Wärmeleitfähigkeit, z. B. eine Eisenlegierung, die Nickel und Chrom enthält. Als Strahlungsschirme finden dünne polierte Metallfolien Verwendung, die z. B. aus Aluminium bestehen können.

Die beiden topfförmigen Teilisolierungen 16 und 18 weisen an ihren Rändern jeweils einen nach außen zeigenden Flansch 28 auf, der zur gegenseitigen Befestigung der beiden Teilisolierungen 18 und 16 dient, mitteis nicht dargestellter Befestigungsmittel. Zwischen die Flansche 28 ist hierbei eine elektrische Isolation 30 in Form eines Isolierringes eingefügt, so daß keinerlei elektrische Verbindung zwischen der Teilisolierung 18 und der Tcilisoliening 16 besteht.

Die im Mattcric-Innenrauni angeordneten Speicherzellen 14 sind unter Zwischenschaltungen von elektrisch leitenden Klötzen 32 auf der inneren Begrenzungswand 22 abgestützt. Hierbei dienen die Klötze 32 gleichzeitig zur elektrischen Verbindung der Außenmäntel der Speicher/eilen 14, welche den einen elektrischen Pol der Speicherzellen darstellen, mit der unteren Teilisolierung

ίο 18.

Die zweiten elektrischen Pole der Speicherzellen 14. welche sich an den oberen Enden befinden, sind über eine elektrische Leitung 34 miteinander verbunden und über das Leitungsstück 36 an die innere Begrenzungs-

i-i wand der oberen Teilisolierung 16 elektrisch leitend angeschlossen. Hierdurch ist eine einfache Stromzu- oder abfuhr zu den Speicherzellen 14 über die Teilisolierungen 16 und 18 möglich. Irgendwelche besonderen Zuführungsleitungen, welche die Wärmeisolierung 10 durchdringen müßten, sind nicht erforderlich.

Die äußere Begrenzungswand 20 der oberen I eiliso-

lierung 16 weist eine Ausbuchtung auf, so daß der Hohlraum 24 eine Erweiterung 38 aufweist. In diese Erweiterung 38 ist ein Feststoffspeicher 40 in Form

2ί eines Metallkörpers untergebracht, der mit einer Heizung 42 in Form einer elektrischen Heizspirale versehen ist. Im Kristallgitter des Feststoffspeichers ist ein Gas eingelagert, das durch Beheizung ausgetrieben werden kann. Dieser Vorgang ist reversibel, d. h. bei Abkühlung des Feststoffspeichers auf seine ursprüngliche Temperatur wird das ausgetriebene Gas vom Kristallgitter wieder aufgenommen. Als Material für den Feststoffspeicher kann Palladium dienen und als Gas Wasserstoff eingesetzt werden.

Die untere Teilisolierung 18 weist eine Ausführungsvariante bezüglich der Anordnung des Feststoffspeichers 40 auf. Der Feststoffspeicher 40 ist hier in einem rohrförmigen Behälter 44 untergebracht dessen Innenraum über eine Rohrleitung 46 mit dem Hohlraum 24 in Verbindung steht. Diese Ausführungsvariante ist insbesondere für die nachträgliche Ausrüstung vorgesehen. Selbstverständlich wird man bei einer Speicherbatterie die beiden Teilisolierungen 16 und 18 jeweils auf die gleiche Art mit Feststoffspeichern ausrüsten, d. h. man

Ji wird beide Teilisolierungen identisch ausbilden, wodurch die Herstellung vereinfacht ist

Die Speicherzellen 14, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der Basis von Natrium und Schwefel aufgebaut sind, benötigen für ihren Betrieb eine Temperatur von etwa 300⁰C. Der evakuierte Hohlraum 24 der Wärmeisolierung 10 ergibt in Zusammenwirkung mit den Strahlungsschirmen 26 eine sehr gute Wärmedämmung, die etwa lOOmal besser ist als die Wärmedämmung mit einer gleichdicken Schicht aus Steinwolle oder Glaswolle. Die Gefahr einer unerwünschten Auskühlung ist daher sehr gering.

Da sich beim Laden oder Entladen der Speicherzelle 14 infolge ihres elektrischen Innenwiderstands eine Temperatursteigerung auf unerwünscht hohe Werte ergeben kann, muß Sorge dafür getragen sein, diese Überschußwärme auf einfache Weise an die Umgebung abgeben zu können. Ebenso muß es möglich sein, die Speicherzelle 14 für Reparatur- und/oder Inspektionsarbeiten möglichst schnell abkühlen zu können. Hierzu dienen die mit Gas aufgeladenen Feststoffspeicher 40. Dieses Gas ist bei Betriebstemperatur der Speicherbatterie in den Feststoffspeichern 40 eingelagert und somit die Wärmeisolierung voll wirksam. Soll jetzt jedoch

Wanne von den Speicherzellen 14 an den Aiil.tennium abgegeben werden, so werden die FeMstoffspcieher 40 mittels der Hei/i ng 42 erhitzt, so daß das eingelagerte Gas aus dem Kristallgitter ausgetrieben wird und in den Hohlraum 24 eintritt. Hierbei füllt es selbstverständlich -, auch die zwischen den einzelnen Strahlungsschirmen gebü'J ten Räume aus. Dieses Gas hebt die Wirkung der Wärmeisolierung 10 weitgehend auf. indem es einen Wärmetransport zwischen der inneren Begrenzungswand 22 und der äußeren Begrenzungswftnd 20 durch m Konvektion bewirkt, so daß Wiirme von den Speicherzellen 14 /um Außenraum abgeführt wird. Hierzu ist selbstverständlich erforderlich, daß der Batterie-Innenraum 12 ebenfalls ein Gas, meistens Luft, aufweist, um einen guten Wärmetransport von den Speicherzellen 14 ι", zu der inneren Begrcn/ungsw and 22 zu ermöglichen.

Sind die Speicherzellen 14 auf das gewünschte MaO abgekühlt und soll jetzt die Wärmeisolierung 10 wieder wirksam sein, so wird die elektrische Heizung 42 abgeschaltet, so daß sich die Feststoffspeicher 4P abkühlen und das Gas wiederum in ihr Kristallgitkv aufnehmen. Die Folge ist. daß der Hohlraum 24 wied.r evakuiert ist und somit seine volle Isolierwirkivig entfaltet.

In F i g. 3 ist ein Querschnitt durch eine Ausfüh '.ngs· y, Variante einer Speicherbatterie dargestellt, wojei der Querschnitt ähnlich wie der Schnitt 11-11 de· F i g. I geführt ist. Der Unterschied gegenüber F i g. ι oder 2 besteht darin, daß die Speicherbatterie gern iß Fig. 3 eine' würfelförmigen Umriß aufweist und dir einzelnen μ Speicherzellen 14 in Reihen im Batterie-lmcnraum 12 angeordnet sind, wogegen die Speicherzeil.η 14 gemäß den Fig. I und 2 um eine im Zentrum dfS Batterie-Innenraums 12 angeordnete Speicherze'.e angeordnet sind. r>

In den F i g. 4 und 5 ist eine weiter-· Ausführungsvariante einer Speicherbatterie mit Värmeisolierung 10 dargestellt. Die äußere Begrenzunpiwand 50 ist hierbei aus zwei topfförmig geformten /,'eichen metallischen Teilen gebildet, die an ihren hor.zontal verlaufenden 4u Rändern 52 aufgebördelt und gasdicht miteinander verschweißt sind. Die Strahlurgsschirme 60 verlaufen wie beim Ausführungsbeispie¹ nach F i g. 1 mit gegenseitigem Abstand sowie mit Abstand zur Begrenzungswand 50. Eine innere Begr.nzungswand 22, wie sie beim Ausführungsbeispiel nar.i F i g. 1 erforderlich ist, wird beim vorliegenden At'ifiihrungsbeispiel nicht verwendet. Denn der gesamte Batterie-Innenraum 12 ist im vorliegenden Aus'ührungsbeispiel evakuiert und dient somit als evakuierter Hohlraum 54. In diesem Hohlraum sind die Speicherzellen 14 angeordnet und mittels der metallisch leitenden Klötze 32 am Boden der Wärmeisolieruni 10 abgestützt. Hierbei dienen die Klötze 32 glck'V.eitig für die Zu- oder Abfuhr des elektrischen Strivies zum einen Pol der Speicherzellen 14. Die Stronzufuhr erfolgt hierbei wie beim Ausführungsbcispie' nach F i g. I über die äußere Begrenzungswand 50

; m ein Zusammendrücken der dünnen Strahlungss.liirme durch das Gewicht der Speicherzellen zu /erhindern, müssen selbstverständlich insbesondere im Hereich der Klötze 32 Abstandshalter zwischen die einzelnen Strahlungsschirme und die äußere Liegrcnzungswand eingefügt sein. Auch in den übrigen Bereichen sind einzelne Abstandshalter von Vorteil, um die Strahlungsschirme in der vorgesehenen Lage zu halten.

Die zweiten Pole der Speicherzellen 14 sind durch eine elektrische Leitung 34 miteinander verbunden, von der ein in den Außenraum führendes Leitungsstück 58 abzweigt. Hierbei ist das Leitungsstück 58 durch ein in die Wärmeisolierung 10 gasdicht eingesetztes Isolierstück 56 nach außen geführt.

Ferner ist noch ein Feststoffspeicher40 samt Heizung 42 vorgesehen, um den evakuierten Hohlraum 54 mit Gas zu füllen, falls bei bestimmten Betriebszuständen eine Wärmeabgabe nach außen erforderlich sein seilte.

F i g. 6 zeigt schließlich eine Ausführungsvariante der Speicherbatterie gemäß Fig.4 in einem Querschnitt, der etwa der Schnittführung V-V entspricht. Auch hier ist der gesamte Batterie-Innenraum evakuiert und bildet somit den Hohlraum 54. Dieser Hohlraum 54 ist genau wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 nach außen durch die Begrenzungswand 50 abgeschlossen. Die Strahlungsschirme 62 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils um die einzelnen Speicherzellen 14 angeordnet, wie aus F i g. 6 deutlich zu ersehen ist. Diese Ausführungsform hat bezüglich der Herstellung und Halterung der Strahlungsschirme Vorteile, da diese Strahlungsschirme gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den Fig.4 und 5 kleiner ausgebildet und somit leichter herstellbar sind.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung der Speicherbatterie kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die Speicherbatterie für ihren Betrieb hohe Temperaturen benötigt, wie dies z. B. bei Speicherbatterien auf der Basis von Natrium und Schwefel (Betriebstemperatur etwa 300⁰C) der Fall ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird ein sehr wirksamen Schutz gegen Wärmeverluste erreicht, der erforderlichenfalls aufgehoben werden kann. Hinzu kommt, daß das Gewicht und das Bauvolumen der Wärmeisolierung gering ist. was insbesondere für Fahrzeug-Batterien von Vorteil ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrochemische Speicherzelle oder Batterie, die bei erhöhter Temperatur arbeitet, insbesondere auf der Basis von Alkalimetall und Schwefel, mit einer die Speicherzelle (14) bzw. die Batterie umgebenden Wärmeisolierung (10), dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (10) wenigstens einen zumindest weitgehend evakuierten Hohlraum (24, 54) mit -wenigstens einem in den Wärmefluß eingefügten Strahlungsschirm (26, 60,62} aufweist.

2. Speicherbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise zehn bis zwanzig Strahlungsschirme vorgesehen sind, vorteilhaft mit einem Abstand kleiner als 1 mm.

3. Speicherbatterie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (24) zwischen wenigstens zwei die Speicherzelle (14) umgebenden Begrenzungswänden (20, 22) gebildet ist, zwischen denen der Strahlungsschirm (26) angeordnet rst (F i g. 1 bis 3).

4. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (10) aus mindestens zwei, vorteilhaft etwa gleichen Teilisolierungen (16, 18) zusammengesetzt ISt(Fi g. 1).

5. Speicherbatterie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilisolierungen (16, 18) topfförmig ausgebildet sind.

6. Speicherbatterie nach Anspruch 4 oder 5 mit elektrisch leitenden Begrenzungswänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilisolierungen (16, 18) über wenigstens eine zwiscu^ngeschaltete elektrische Isolation (30) miteinander verbunden sind.

7. Speicherbatterie nach . nspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte zu isolierende Batterie-Innenraum (12) als evakuierter Hohlraum (54) mit wenigstens einer äußeren Begrenzungswand (50) ausgebildet ist (F i g 4 und 5).

8. Speicherbatterie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschirm (60) im Hohlraum (54) angeordnet und dem Profil der äußeren Begrenzungswand (50) angepaßt ist.

9. Speicherbatterie nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsschirm (62) um die Speicherzelle (14) angeordnet und ihrem Profil angepaßt ist (Fig. 6).

10. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungswand (50) im wesentlichen aus mindestens zwei gasdicht zusammengesetzten Teilen besteht.

11. Speicherbatterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile topfförmig ausgebildet und an ihren Rändern (52) miteinander verbunden sind, z. B. durch Verschweißung.

12. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis II, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (24; 54) mit einem Gas beaufschlagbar ist.

13. Speicherbatterie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bei Betriebstemperatur der Speicherzelle (14) in einem Feststoffspeicher (40) gespeichert ist, durch Temperaturerhöhung des Feststoffspeichers in den Hohlraum (24; 54) austreibbar ist und bei Temperaturerniedrigung vom Feststoffspeicher wieder aufgenommen wird.

14. Speicherbatterie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffspeicher (40) mit

einer gesteuerten Heizung (42) versehen ist.

15. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeiüolierung (10) ein kreis/ylindrisches Profil aufweist, dessen Außendurchmesser etwa gleich der Höhe der Wärmeisolierung ist.

lfi. Speicherbatterie nach einem der Ansprüche ! bis !4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolierung (10) etwa die Form eines Würfels aufweist (F ig-3).