DE2832513B2

DE2832513B2 - Luftsauerstoff-Zelle

Info

Publication number: DE2832513B2
Application number: DE2832513A
Authority: DE
Inventors: Karl Victor Graz Kordesch (Oesterreich)
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1980-11-27
Also published as: JPS5923424B2; BE869413A; GB2002166A; JPS5427934A; DE2832513C3; US4105830A; AU3847978A; DK339978A; SE7808274L; CH625083A5; FR2399743A1; CA1106441A; DE2832513A1; FR2399743B1; AU518958B2; GB2002166B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftsauerstoffzelle mit einer negativen Elektrode, die in einem ersten Behälter enthalten ist, und mit einer positiven Luftsauerstoffelektrode ic einem zweiten Behälter mit wenigstens einem Luftdurchlaß, /obei die Luftsauerstoffelektrode auf der zur Atmosphäre hin gelegenen Seite eine dünne, filmartige Membrane zur Kontrolle des Sauerstoff-Flusses aufweist, und mit einem Separator. Solche Luftsauerstoffzellen erlauben den Betrieb bei einer relativ hohen durchschnittlichen Stromdichte mit der Fähigkeit zu hohen Stromstößen.

Aus den deutschen Offeniegungsschriften 26 44 006, 25 35 269 und 23 12 819 sind galvanische Luftsauerstu'felemente flacher Bauart bekannt, die aus einem flachen, becherförmigen Gefäß und einem vom Gefäß isolierten Deckel bestehen. Diese Elemente weisen Luftzutrittsöffnungen auf, die gewöhnlich über der Luftelektrodc eine Hydrophobe, luftdurchlässige Schicht aufweisen, die auch eine filmartige Membrane zur Kontrolle des Sauerstoff-Flusses sein kann. Aus der DE-OS 22 31 479 ist es auch bekannt, positive Hilfselektroden zu verwenden.

Aus den deutschen Offeniegungsschriften 21 60 795 und 2051235 sind Membranen, beispielsweise aus Polyäthylen und Silikonkautschuk, bekannt, die bei galvanischen Sauerstoffelementen den Durchgang von Sauerstoff gestatten. In keiner dieser Literaturstellen findet sich jedoch der Hinweis, die Membranen so auszugestalten, daß die Gaspermeation auf der Grundlage eines chemischen Löslichkeitsvorganges erfolgt.

Lüffsäuerstöffzellen, d. h. Zellen, bei denen das aktive Kathodenmaterial Sauerstoffgas ist, das aus der Umgebungsluft erhalten wird, haben die Vorteile einer hohen Ampere-Stundenkapazität und niedriger Kosten. Der notwendige Zugang von Luft zur Kathode und daher zu anderen internen Komponenten der Zelle setzt die Zelle der Feuchtigkeit der umgebenden Atmosphäre aus. Wenn die Feuchtigkeit der llmgebungsluft niedrig ist, entweicht Feuchtigkeit aus der Zelle, wobei das Volumen des Elektrolyten abnimmt und schließlich Austrockung eintritt Wenn umgekehrt die Feuchtigkeit der Luft hoch ist, erhält die Zelle Wasser, das den Elektrolyten verdünnt und eventuell die Zelle überflutet Zudem kann der freie und unbeschränkte Zugang von Luft zur Zelle zu einer schädlichen Anodenkorrosion führen, und der Zugang von CO₂ zu Zellen, bei denen ein alkalischer Elektrolyt verwendet wird, kam? zu einer

to Carbonatbildung in dem alkalischen Elektrolyten führen.

Um diese Probleme möglichst gering zu halten, ist es erforderlich, den Durchgang der atmosphärischen Luft in die Zelle zu steuern. Bisher wurde dies durch

π begrenzte öffnungen (Stiftlöcher) in dem äußeren Zellgehäuse bewirkt Zudem enthalten die meisten dem Stande der Technik entsprechenden Konstruktionen eine Schicht aus einem porösen hydrophoben Material, z. B. ein poröser Polytetrafluoräthylenfilm, um zusätz- Hch den Zugang der Luft einzuschränken und das Einbringen von Wasserdampf zu begrenzen. Unglücklicherweise beschränkt der auf diese Weise eingeschränkte Zugang der Umgebungsluft auch die durchschnittliche Stromdichte, die erhalten werden kann, so daß nur Anwendungen möglich sind, für die ein sehr niedriger Stromfluß erforderlich ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Luftsauerstoff-Zellenkonstruktion, die besonders für Miniaturzellen geeignet ist, eine ausgedehnte Lagerzeit aufweist, einen hohen durchschnittlichen Strom liefert αηά einen hohen Spitzenstrom bereitstellen kann. Die hohe Strommittelwertdichte soll durch die Verwendung einer nicht porösen, gasdurchlässigen dünnen Filmmembrane erhalten werden, die mit einer

is Seite über der Luftsauerstoff-Kathode angebracht ist und mit der entgegengesetzten Seite einen im wesentlichen unbeschränkten Zugang zur Atmosphäre durch ein Gasdiffusionsglied aufweist Die Lagerung der Membrane soll in Bezug auf das Gasdiffusionsglied einen Fluß des Sauerstoffes äurdi die Membrane erlauben, der seinerseits gleichförmig über die gesamte Gasoberfläche der Luftsauerstoff-Kathode verteilt ist Die Membrane soll in der Zelle als die Hauptvorrichtung dienen, um den Transfer des Sauerstoffes von der Umgebungsatmosphäre zur Oberfläche der Luftsauerstoff-Kathode zu steuern, und um als eine Barriere gegen den Wasserdampf zu dienen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die nichtporöse, dünne, filmartige Membran den Durchgang

so von Sauerstoff ausschließlich durch Gaslöslichkeit gestattet, wobei ihre Permeabilität für Sauerstoff entsprechend der im voraus bestimmten durchschnittlichen Stromdichte für die Zelle ausgewählt ist Die Gaslöslichkeit beruht auf einem Löslichkeitsmechanis mus, der chemischer Natur ist, und zwar im Gegensatz zu einer einfachen physikalischen Diffusion durch ein poröses Teil. Es gibt viele konventionelle nichtporöse Materialien, die in wechselndem Ausmaß selektiv für Sauerstoff durchlässig sind Derartige Materialien sind

μ in der Literatur bekannt, und ihre Durchtrittsgeschwindigkeiten für Sauerstoff können leicht festgestellt werden. Es ist für die vorliegende Erfindung kritisch, daß die Membrane nicht porös ist. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden

b5 Erfindung betrifft eine konstruktive Veränderung der Zelle, welche sehr hohe Spitzenströme bereitstellt, und zwar über relativ kurze Bedarfsperioden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die

Fähigkeit zu hohen Spitzenströmen durch eine Hilfskathode bereitgestellt, welche die Form einer dünnen Schicht aufweist, die unter Wahrung des elektrischen und physikalischen Kontaktes mit der Luftsauerstoff-Kathode angeordnet ist Die Zusammensetzung der Hüfskathode hängt von der Wahl des Elektrolytsystems ab. Für einen wäßrigen alkalischen Elektrolyten sollte die Hüfskathode ein reduzierbares Metalloxid sein, das bei dem Potential der Luftsauerstoff-Kathode wieder aufgeladen wurden kann. Beispiele für zufriedenstellende reduzierbare Metalloxide sind Mangandioxid, Molybdänoxid, Vanadiumpen toxid, Kobaltoxid und Kupferoxid Für saure und neutrale Elektrolyten kann die Hilfskathode eine organische Verbindung sein, die reversible Redoxeigenschaften aufweist und die Eigenschaft hat, beim Potential der Luftsauerstoff-Kathode aufgeladen zu werden. Beispiele für derartige Materialien sind Chinone und substituierte Chinone, z. B. Chlorani), (Tetrachloro-p-benzochinon). Beispiele für neutrale Elektrolyten sind wäßrige Lösungen von Ammoniumchlorid, Manganchlorid oder einer Mischung von Manganchlorid und Magnesiumchlorid. Wäßrige Lösungen von Zinkchlorid oder Mischungen von Zinkchlorid und Ammoniumchlorid eignen sich als saure Elektrolyte. 2s

. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, und zwar im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.

Es zeigen:

F i g. 1 einen Querschnitt der Luftsauerstoff-Zelle gemäß der Erfindung,

Fig.2 eine vergrößerte Ansicht des Kathodenaufbaues der F i g. 1, und

F i g. 3 eine Serie von Kurven, welche die Wirkungen von verschiedenen, nichtporösen, dünnen Filmmembranen bei der Kontrolle des Sauerstoffzutritts zur Luftsauerstoff-Kathode in Fi g. 1 zeigen.

Die bei 10 in Fig. 1 gezeigte Luftsauerstoff-Zelle enthält einen Behälter 12, z.B. aus nickelplattiertem Stahl, der eine teilweise Einfassung bildet, und einen offenen oberen Teil 14 aufweist, eine relativ flache Bodenwand 16 und einen aufrecht stehenden, zylinderförmigen Wandteil 18. Ein Kathodenaufbau mit dem Bezugszeichen 20 liegt innerhalb des Behälters 12 Ein Abstandhalterelement 24, vorzugsweise mit poröser Struktur, z. B. ein offenes Gitter oder ein Sieb aus irgend einem geeigneten Material, z. B. aus Nylon, befindet sich zwischen der Bodenwand und der Kathodenanordnung 20. Die Bodenwand 16 enthält wenigstens einen Durchgang für die Luft 22, und zwar von ausreichender Größe, um für die Kathodenanordnung 20 einen freien, unbeschränkten Zugang zur Atmosphäre durch das Abstandhalterelement 24 bereitzustellen.

Das Abstandhalterelement 24 stellt eine mechanische Auflage für die Kathodenanordnung 20 dar und dient als ein Gasdiffusor zwischen der äußeren Atmosphäre und der Kathodenanordnung 20. Alternativ kann anstatt eines separaten Gasdiffusors ein Gasraum strukturell zwischen der Bodenwand 16 und der Kathodenanordnung 20 aufrechterhalten werden, ζ. B. mittels einer Klemmverbindung in dem Wandteil 18 des Behälters 12. Die Kathodenanordnung 20 und das Abstandhalterelement 24 sind mittels eines Klebematerials, vorzugsweise es mit einem Silbep-poxidharz 25 an dem Behälter 12 befestigt. Das Silberepoxid 25 fungiert als ein klebendei Verschluß und stellt dej adäquaten elektrischen Kontakt zwischen dem Kathodenaufbau 20 und dem Behälter 12 sicher, wenn der Behälter als der externe Kathodenkontakt dient Wenn das Abstandhalterelement 24 leitend ist, kann das Silber aus dem Epoxidharz wegbleiben, vorausgesetzt, daß ein elektrischer Kontakt zwischen der Luftsauerstoff-Kathode und dem Abstandhalterelement 24 besteht

Eine Anode (negative Elektrode) 26, die aus eine, konventionellen porösen Masse eines geeigneten Metallpulvers, z.B. aus geliertem amalgamiertem Zinkpulver oder einem gesinterten Zinkpreßling bestehen kann, befindet sich oberhalb der Kathodenanordnung 20 innerhalb einer Abteilung, die von dem zweiten Behälter 30 gebildet wird, der zweite Behälter 30 kann aus einem Metall konstruiert sein und dient als der negative Anschluß der Zelle 10. Der zweite Behälter 30 befindet sich innerhalb des aufrechtstehenden Wandteils 18 des Behälters 12 und ist mittels einer Dichtung 32 und/oder mittels eines Klebemittels 34. z. B. eines Epoxidharzes, daran befestigt Die Dichtung 32 sollte aus einem isolierenden Materia) bestehen, wenn die zwei Behälter 12 und30 aus MetaMi'istehen.

Die Anode 26 ist von dem Kathodenaufbau 20 durch einen Separator 36 getrennt, der vorzugsweise aus mehr als einer Materialschicht besteht Wenn zwei Schichten als der Separator 36 verwendet werden, kann jede aus einem faserartigen Zellulosematerial hergestellt werden oder es kann auch nur eine aus einem derartigen Material hergestellt werden, während irgendein konventionelles standardmäßiges synthetisches Fabrikat für die andere Schicht verwendet werden kann. Eine wäßrige Elektrolytlösung wird der Zelle während des Zusammenbaus zugesetzt Ein geeigneter alkalischer Elektrolyt kann Kalilauge oder Natronlauge sein und ein geeigneter Elektrolyt für Zellen mit einem organischen Redoxsystem besteht aus einer wäßrigen Lösung von Zinkchlorid und Mischungen von Zinkchlorid und Ammoniumchlorid. Ein im wesentlichen neutrales Elektrolytsystem kann aus Amrnonmmchlorid bestehen oder Manganchlorid oder einer Mischung von Manganchlorid- und Magnesiumchloridlösung.

Der Kathodenaufbau 20 besteht wie deutlich in F i g. 2 gezeigt wird, aus einer Laminat-Kathodenstruktur 38, die aus einer Luftsauerstoff-Kathode 40 besteht und einer Hilfskathode 42 in Verbindung mit einer Schicht aus einer dünnen, filmartigen, gasdurchlässigen Membrane 44. Die dünne, filmartige, gasdurchlässige Membrane 44 liegt auf der Gasseite der Luftsauerstoff-Kathode 40 und hat einen im wesentlichen unbeschränkten Zugang zur Atmosphäre. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß es nicht notwendig ist daß die nicht poröse Membrane 44 angrenzend an die Kathode 40 liegt Dennoch wird diese Anordnung bevorzugt, du sie leichter herzustellen ist Die Membrane 44 kann mechanisch Ober die Luftsauerstoff-Kathode 40 gelegt werden, direkt iuf ihre Oberfläche aufgeschmolzen werden oder auf ihre Oberfläche aus einer flüssigen Lösung aufgesprüht werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Membrane 44 auf die innere Oberfläche da porösen Abstandhalterelements 24 gelegt oder gegossen werden, das der Luftsauerstoff-Kathode 40 gegenüber liegt wodurch der Abstandhalter auch als die Bodenwand des Beh'ilters 12 dienen kann.

Die Membrane 44 besteht aus einem Polymeren, das mit einer Sauerstoffdurchlässigkeit ausgewählt wird, die für einen im voraus bestimmten Sauerstoff flu ß in die Zelle 10 geeignet ist, entsprechend der erforderlichen

durchschnittlichen Stromdichte für die Zelle 10. Es sind verschiedene nichtporöse Membranmaterialien bekannt, welche entsprechend ihrer chemischen Struktur den Sauerstoff mit verschiedenen Geschwindigkeiten durchtreten lassen. Tabelle I zeigt eine Zusammenstellung einer großen Zahl verschiedener polymerer Materialien, und zwar in abnehmender Reihenfolge der Durchtrittsgeschwindigkeit für Sauerstoff unter den gleichen Testbedingungen. Ein weiterer Bereich von Permeabilitäten erlaubt schnell die Auswahl eines Materials, um den Ausgangsstromdrain der Zelle gemäß der Erfindung wettzumachen. Die Zusammenstellung in Tabelle I wurde der Veröffentlichung »Dünne Silikonmembrane« entnommen, die in den Annalen der New Yorker Akademie der Wissenschaften veröffentlicht wurde (Band 146, Seite 119). Obwohl die Variation der Membrandicke die Permeabilität beeinflußt, so ist diese nicht ein so kritischer Faktor wie die chemische Struktur des Polymeren. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Auswahl einer entsprechenden Sauerstoffpermeabilität, welche den Stromerfordernissen der Zelle entspricht, durch die Auswahl des Polymeren und der Dicke getroffen. Für eine Miniaturzelle sollte der praktische Bereich der bevorzugten Dicke zwischen ungefähr 0,00026 cm bis ungefähr 0.0051 cm liegen.

Tabelle

53 600 mAh, bezogen auf folgende 2-Elektronenreaktion:

Polymeres	Relative
	Permeabilität
Dimethylsilikongummi	60
Fluorsilikon	11
Nitrilsilikon	8,5
natürlicher Gummi	2,4
Äthy !cellulose	2,1
Polyäthylen niedriger Dichte	0,8
ΒΡΛ Polycarbonat	0,16
Butylßummi	0,14
Polystyrol	0,12
Polyäthylen hoher Dichte	0,1
Celluloseacetat	0,08
Methy !cellulose	0,07
Polyvinylchlorid	0,014
Polyvinylalkohol	0,01
Nylon 6	0,01
PolvvinvlidenPiUorid	0,003
Mylar	0,0019
KeI-F (unplastifiziert)	0,001
Vinylidenchlorid-Vinylchlorid	0,0005
Teflon	0,0004

Die Geschwindigkeit, mit der Sauerstoff durch eine Membrane 44 mit bekannter Sauerstoffpermeabilität durchtritt, kann in folgender Weise entsprechend dem Stromfluß für die Zelle berechnet werden:

Beispiel

1 Mol 02=22,4 Liter bei Normalbedingungen; entspricht 95 500 Coulomb oder 26« Ah, bezogen auf eine 1-Eiektronenreaktion (1 Coulomb= 1 Asec, daher 96 500/3600 = 263 Ah)
22 400 ml O2 würden 53,6 Ah erzeugen oder

daher würden 22,4 ml O2 53,6 mAh erzeugen oder 22,4/53,6 = 0,418 ml O₂/m Ah.

Bei einer scheinbaren Kathodenfläche von 1 cm² bei 1 mA/cm² würde dies bedeuten, daß

0,418 ml O2/I1 erforderlich sein würden oder

0,0418 ml O₂/h. um einen Betrieb bei 0,1 mA/cm^!

(100 μΑ/cm²) zu gewährleisten oder
0,004 ml O₂/h. um einen Betrieb bei 0,01 mA (10 μΑ/

cm²) zu gewährleisten.

Experimentell wurde gezeigt, daß Polyäthylen hoher Dichte eine geeignete Permeabilität für Stromfluß-Bedingungen bereitstellt, die typisch für die meisten Uhrenbatterien sind (0,1 mA/cm² oder 0,01 mA/cm² (10 μΑ/cm²)). Polyäthylen niedriger Dichte kann für die kontinuierlichen Betriebsbedingungen verwendet werden (1—3 mA/cm²). die typisch für Batterien sind, die in Hörgeräten verwendet werden.

Die Luftsauerstoff-Kathode 40 ist vorzugsweise eine vielschichtige Kompositstruktur, die bei alkalischen und neutralen Elektrolytsystemen vom Metall-Kohlenstofftyp sein kann und bei sauren Elektrolytsystemen eine ganz aus Kohlenstoff bestehende Luftsauerstoffelektrode. Die Verwendung eines Katalysators ist nicht wesentlich, insbesondere im Falle der ganz aus Kohlenstoff bestehenden Luftsauerstoff-Eiektrode. Typische vielschichtige Brennstoffzellelektrodenstrukturen, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden können, werden in den US-Patentschriften 34 23 247 und 35 56 856 beschrieben, die zitierenderweise übernommen werden. Eine aus zwei Schichten bestehende Kompositelektrode kann aus einer feuchtigkeitsdichten, porösen Nickelstromkollektorschicht bestehen, die der Elektrolytseite gegenüberliegt; sie enthält weiter eine einen Katalysator enthaltende Kohlenstoffschicht. Alternativ kann die poröse Nickelstruktur der Elektrolytseite gegenüberliegen, ohne daß dafür gesorgt ist, das sie feuchtigkeitsdicht ist. Die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit wird vorzugsweise erreicht durch Verwendung von Polytetrafluoräthylen, obwohl auch andere feuchtigkeitsbeständige Kompositionen, die dem Stande der Technik entsprechen, verwendet werden können. Die gegen Feuchtigkeit beständige Komposition von z. B. einer wäßrigen Emulsion von Polytetrafluoräthylen kann auf den mit einem Katalysator versetzten Kohlenstoff gesp^rüht werden oder mit ihm vermischt werden bei der Bildung der mit dem Katalysator versetzten Kohlenstoffschicht. Die gegen Feuchtigkeit beständige Komposition kann auch so ausgebildet werden, daß sie eine unabhängige hydrophobe Schicht bildet In einem derartigen Falle muß die hydrophobe Schicht porös sein, damit der Transport von Sauerstoffgas zur Kohlenstoffschicht erfolgen kann. Eine aus drei Schichten bestehende Elektrode für eine Brennstoffzelle kann dadurch gebildet werden, daß eine Nickelschicht mit sehr groben Poren zwischen die mit dem Katalysator versehene Koh'.enstoffschicht und eine mit relativ feinen Poren versehene Nickeischicht angebracht wird. Die Beständigkeit der Kohlenstoffschicht gegen Feuchtigkeit ist notwendig.

F i g. 3 zeigt die Wirkung verschiedener Membranen auf die Sauerstoffkontrolle im Vergleich mit dem Verhalten ohne eine Membrane für eine Versuchszelle,

bei der cine gegen Feuchtigkeit bestandige, poröse Nickelstromkollektorschicht verwendet wird und eine gegen Feuchtigkeit beständige, poröse Kohlenstoffschicht für die Luftsauerstoff-Kathode. Zu Versuchszwecken enthielt die Kohlenstoffschicht keinen Katalysator. Man erkennt deutlich die kontrollierte, scharfe stromdichte Beschränkung der Zelle, die durch die Ausw.SI der Membrane bewirkt wird im Vergleich mit derselben Zelle ohne Membrane. Die Permeabilitätsgeschwindigkeit des Materials für Sauerstoff kann für ein gegebenes Material durch eine Veränderung der Dicke eingestellt werden. Die Kurve für die Latex Nr. 2 Membrane (ein Neoprenlatex) zeigt den Effekt auf die Permeabilität des Latex infolge der Abnahme der Membrandicke im Vergleich mit der Kurve für die Latex Nr. I Membrane, die ebenfalls aus Neoprenlatex bestand aber dicker war.

Die Hilfskathode 42 besteht aus einer dünnen, kohärenten Schicht, die aus einem Material besteht, das entsprechend dem Elektrolytsystem ausgewählt wird. Für ein wäßriges alkalisches System ist die bevorzugte Hilfskathode eine Schicht von MnO₂ und für ein saures oder neutrales Elektrolytsystem ist die bevorzugte Hilfskathode eine Schicht aus Chloranil. Die Dicke der Hilfskathodenschicht sollte vorzugsweise zwischen ungefähr 0,0256 bis 0,128 cm liegen. Die Hilfskathodenschicht 42 ist vorzugsweise mit der Oberfläche der Luftsauerstoff-Kathode 40 verbunden, wobei sich die lathinatartige, vielschichtige Kathodenstruktur 38 ausbildet. Eine kohärente, verbundene MnOrElektrode, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, ist in dem US-Patent 39 45 847 beschrieben. Die verbundene MnO2-Elektrode besteht aus teilchenförmigen! Mangandioxid in Verbindung mit einem elektrisch leitenden Material wie kolloidaler Ruß und einem geeigneten polymeren Bindemittel wie Polymethylmethacrylat, Polysulfon und Epoxidharze. Die Chlora-

H) nilschicht kann aus einer Komposition gebildet werden, die aus gepulvertem Chloranil besteht, einem leitenden Material wie Graphit und einem geeigneten Bindemittel.
Die Hilfskathode 42 wird in die Vielschichtenkatho-

r> denstruktur 38 so eingebaut, daß sie dem Separator 36 auf der Elektrolytseite der Zelle 10 gegenüberliegt. Da die Luftsauerstoff-Kathode ein höheres Potential aufweist als die Hilfskathode, erhält die Luftsauerstoff-F.lektrorle Hip Hilf«pjpktrod? unter aüen Zeüenbedin-

.Ί) gungen in ein?m geladenen Zustand, wenn die Sauerstoffzufuhr größer ist als der Sauerstoffverbrauch. Die Hilfselektrode erlaubt es also der Zelle 10, für eine begrenzte Zeit einen Stromstoß zu liefern, der größer ist als derjenige, den die Luftsauerstoff-Kathode liefern

2ϊ kann. Die Hilfselektrode wird im wesentlichen durch die Luftsauerstoff-Kathode wieder aufgeladen, wenn genügend Zeit verstreicht, bevor der hohe Stromstoß wieder benötigt wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Luftsauerstoffzelle mit einer negativen Elektrode, die in einem ersten Behälter enthalten ist, und mit einer positiven Luftsauerstoffelektrode in einem zweiten Behälter mit wenigstens einem Luftdurchlaß, wobei die Luftsauerstoffelektrode auf der zur Atmosphäre hin gelegenen Seite eine dünne, filmartige Membrane zur Kontrolle des Sauerstoff-Flusses aufweist, und mit einem Separator, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtporöse, dünne, filmartige Membrane den Durchgang von Sauerstoff ausschließlich durch Gaslöslichkeit gestattet, wobei ihre Permeabilität für Sauerstoff entsprechend der im voraus bestimmten Stromdichte für die Zelle ausgewählt ist

2. Luftsauerstoffzelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gasdiffusor zwischen dem Durchgang für die Luft und der Membrane.

3. LufWauerstoffzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Luftsauerstoffelektroden eine Laminatstruktur aufweist, welche zusätzlich eine Hilfskathodenschicht aufweist, die auf der Seite der Luftsauerstoffelektrode angebracht ist, welche dem Separator gegenüber liegt.