DE2929895A1

DE2929895A1 - Galvanisches luft-depolarisationselement

Info

Publication number: DE2929895A1
Application number: DE19792929895
Authority: DE
Inventors: Robert Chevet
Original assignee: Saft Leclanche SA; Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Current assignee: Saft Leclanche SA; Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Priority date: 1978-07-31
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DK321979A; DK150423B; GB2027259A; IE791439L; IE48303B1; GB2027259B; FI69376C; NL7905864A; IT7968585A0; FR2432773B1; FI69376B; NO792458L; BE877782A; US4211830A; NO151063C; CA1113151A; ZA793788B; SE7906393L; IT1119334B; FR2432773A1

Description

GALVANISCHES LUFT-DEPOLARISATIONSELEMENT

Die Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches Luft-Depolarisationselement mit einer an der Wand eines zylindrischen Bechers anliegenden negativen Elektrode und einer zentralen, von oben mit Luft versorgten positiven Elektrode sowie mit einem gelierten Elektrolyten zwischen den Elektroden und mit einem Gasraum oberhalb des Elektrolyten und der negativen Elektrode, wobei der Gasraum nach oben durch einen Deckel luftdicht verschlossen ist.

Bei solchen Elementen wird ein Gasraum oberhalb des Elektrolyten und der negativen Elektrode für die Ausdehnung der negativen Elektrode bei der Entladung des Elements vorgesehen. Dieser Gasraum darf nicht mit der Atmosphäre in Berührung treten, da sonst im Ruhezustand und während der Entladungen, insbesondere bei der langsamen Entladung, eine parasitäre und schädliche Oxydation der negativen Elektrode auftreten würde. Der Gasraum ist nach oben durch einen luftundurchlässigen ringförmigen Deckel abgeschlossen, der außen mit den Wänden des Bechers und zur Achse des Elements hin mit der Mündung des Belüftungskanals verbunden ist, der in manchen Fällen aus der positiven Elektrode selbst besteht. Um die Dichtheit zu gewährleisten, wird eine Pechschicht auf diesen Deckel aufgebracht. Eine solche Vorrichtung ist in der DE-PS 22 31 479 beschrieben. Will man das Eindringen von Luft in den Gasraum der negativen Elektrode verhindern, so muß man ein luftundurchlässiges Rohr

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vorsehen, das vom Belüftungskanal nach oben durch den Deckel führt. Dieses Rohr ist aber nur dann wirkungsvoll, wenn das Element sich im Ruhezustand befindet, nicht mehr dagegen, wenn das Element sich entlädt. Dann drückt nämlich die sich ausdehnende negative Elektrode trotz des Gasraums auf die wände des Bechers, die, indem sie sich verformen, eine Rißbildung in der Pechschicht hervorrufen. Daraus folgt eine Luftzufuhr, die eine schädliche Oxydation der negativen Elektrode hervorruft Dies ist besonders deutlich bei langsamen oder unterbrochenen Entladungen.

Die Erfindung hat zum Ziel, diesen Nachteil zu beheben.

Bei einem galvanischen Element gemäß Anspruch 1 folgt bei der Ausdehnung der negativen Elektrode, d*h. wenn die Wände des Bechers sich nach außen wölben, die Umfangslinie des luftundurchlässigen Deckels, der an die Wände des Bechers geschweißt ist, der Bewegung der Wände, indem die Winkel des abgestuften Randes geöffnet werden. So gibt es keinen Dichtheitsverlust mehr zwischen dem Rand des luftundurchlässigen Deckels und den Wänden des Bechers.

Wenn der luftundurchlässige Deckel und die Wände des Bechers aus Plastikmaterial bestehen, werden die Schweißnähte vorzugsweise durch Ultraschallschweißen ausgeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur näher beschrieben, die einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Element zeigt.

Das in der Figur gezeigte Element besitzt ein Plastikgehäuse bestehend aus einem Becher 1, einem Deckel 26 und einer Abdeckung 2. Im Inneren des Gehäuses befinden sich eine zentrale

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positive Luftdepolarisationselektrode, bestehend aus einer katalytischen Masse 3 auf der Basis von Kohlenstoffteilchen, und eine negative Elektrode 4 auf Zinkpulverbasis, die entlang der Wand des Bechers 1 angeordnet ist. Der ringförmige Raum zwischen den Elektroden wird von einem alkalischen gelierten Elektrolyten 5 ausgefüllt, der außerdem den oberen Teil der negativen Elektrode bedeckt. Belüftungsmittel für die positive Elektrode weisen einen senkrechten Luftkanal 6 auf, der in die Masse 3 eingearbeitet ist und in eine Luftverteilungskammer 7 mündet, die sich direkt unter der Abdeckung 2 befindet. Diese hat zwei Öffnungen 8 und 9, die mit Stopfen 20 und 21 verschlossen dargestellt sind. Die Stopfen müssen entfernt werden, wenn das Element in Betrieb genommen wird. Die Öffnungen 8 und 9 sichern dann die Verbindung zwischen der Außenatmosphäre und der Kammer 7, wodurch die positive Elektrode mit Luft versorgt wird. Im Kanal 6 befindet sich ein Profilstück 10 mit H-förmigem Querschnitt gemäß der DE-PS 23 41 483, das die natürliche Luftzirkulation verbessert. Ein Metalldraht 11, der spiralförmig in den Kanal 6 gelegt and in die Masse 3 teilweise eingebettet ist, bildet einen Stromkollektor für die positive Elektrode und ist mit der positiven Klemme 12 verbunden. Der negative Stromkollektor besteht aus einem Metalldraht 13, der in die Elektrode 4 getaucht ist und durch die Abdachung 2 hindurchgeht. Über der freien Oberfläche 14 des Elektrolyten 5 befindet sich ein Gasraum 15, in den hinein Volumenvergrößerungen der Elektrode aufgrund von Temperaturschwankungen und der Entladung des Elements erfolgen.

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Um zu verhindern, daß Luft in den Raum 15 eindringt, wo sie das Zinkpulver der negativen Elektrode chemisch oxydieren könnte, ist der Raum 15 von der Luftverteilungskammer 7 luftdicht abgetrennt durch einen luftundurchlässigen ringförmigen Deckel 26 aus Plastikmaterial, der mit einer Pechschicht 27 bedeckt und in seiner Mitte mit einem Rohr 28 aus Plastik, das aus dem Elektrolyten vorsteht, verbunden ist. Der Plastikdeckel 26 ist mit einem abgestuften Rand 27 versehen, der an seinem Ringrand 30 mit den Wänden des Bechers 1 verschweißt ist. Die Abdeckung 2 schließt an das Innere des Rands 27 an, in den sie entweder mit Kraft hineingedrückt oder an den sie angeklebt wird. Der Plastikdeckel 26 ist an einen Vorsprung 29 des oberen Teils des Rohrs 28 angeklebt, wobei die Pechschicht 17 die Dichtheit verbessert, wie es in der Figur gezeigt ist. Er kann aber auch durch Ultraschall an das Rohr 28 geschweißt sein. Der untere Teil des Rohrs 28 ist dicht von der aktiven Masse 3 umgeben. Diese Dichtheit kann insbesondere durch Giefien der Masse um das Rohr erhalten werden. Wenn z.B. das Rohr 28 aus Polystyren oder einem Kopolymer von Styren wie beispielsweise dem Kopolymer Acrylonitril-Butadien-Styren (ABS) besteht und wenn die Masse 3 aus einer Mischung von katalytischem Material (Kohlenstoff), einem Binder aus Polystyren und einem Polystyren-Lösungsmittel (chlorierter Kohlenwasserstoff, aromatischer Kohlenwasserstoff, Ceton) besteht, dann greift das Lösungsmittel das Rohr 28 oberflächlich an, was eine ausgezeichnete Verbindung zwischen Masse und Rohr ergibt.

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Man sieht, daß der Teil des abgestuften Rands 27, der in der Figur senkrecht gezeichnet ist, eine schräge Position einnimmt, wenn die Wände des Bechers 1 sich ausweiten wollen. Wenn dabei eine Rißbildung der Pechmasse 17 in der Nähe dieses Rands entsteht, beeinträchtigt sie keineswegs die Dichtheit des Raums 15. Es gibt folglich keine parasitäre Entladung der negativen Elektrode während der Entladungen oder in Ruhestellung.

Die obige Beschreibung betrifft ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Luftzufuhr in den Raum 15 durch ein zentrales Rohr 28 verhindert wird, das in den Elektrolyten eintaucht und dicht mit der katalytischen Masse verbunden ist. Die Erfindung könnte aber ebenfalls auf solche Ausführungsformen angewandt werden, die andere Belüftungsarten und Verbindungen der Belüftungsmittel mit dem luftdichten Deckel vorsehen.

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Claims

Fo 11 357 D

._::/t -J Γ ' \ ';:- 2^. juii 1979

SAFT-LECLANCHE S.A.
Rue Georges Leclanche
86009 POITIERS, Frankreich

und

COMPAGNIE INDUSTRIELLES DES PILES ELECTRIQUES ¹¹CIPEL" S.A. 125, rue du President Wilson 92302 LEVALLOIS-PERRET
Frankreich

GALVANISCHES LUFT-DEPOLARISATIONSELEMENT

PATENTANSPRÜCHE

^ Galvanisches Luft-Depolarisationselement mit einer an der Wand eines zylindrischen Bechers anliegenden negativen Elektrode und einer zentralen, von oben mit Luft versorgten positiven Elektrode sowie mit einem gelierten Elektrolyten zwischen den Elektroden und mit einem Gasraum oberhalb des Elektrolyten und der negativen Elektrode, wobei der Gasraum nach oben durch einen Deckel luftdicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (26) einen abgestuften Rand (27) aufweist, der mit dem Rand des Bechers (1) rundum verschweißt ist.

2 - Galvanisches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der luftdichte Deckel (26) und die Wände des Bechers (1) aus Plastikmaterial bestehen und daß die Schweißung durch Ultraschallschweißen erfolgt.

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