DE2943046C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2943046C2 DE2943046C2 DE2943046A DE2943046A DE2943046C2 DE 2943046 C2 DE2943046 C2 DE 2943046C2 DE 2943046 A DE2943046 A DE 2943046A DE 2943046 A DE2943046 A DE 2943046A DE 2943046 C2 DE2943046 C2 DE 2943046C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- anode
- battery according
- flow
- cell frame
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/70—Arrangements for stirring or circulating the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/26—Cells without oxidising active material, e.g. Volta cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/32—Deferred-action cells activated through external addition of electrolyte or of electrolyte components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/42—Grouping of primary cells into batteries
- H01M6/46—Grouping of primary cells into batteries of flat cells
- H01M6/48—Grouping of primary cells into batteries of flat cells with bipolar electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Batterie, bestehend aus einer Vielzahl
gleichartiger, zwischen zwei Stirnplatten zusammengehaltenen Zel
len, die jeweils einen Zellenrahmen haben, in dem mit Abstand von
einer Seite ein Anodenhalter angeordnet ist, der mit der entspre
chenden gleichen Seite eines benachbarten Zellenrahmens einen Strö
mungskanal für eine Elektrolytflüssigkeit bildet, wobei ferner zwi
schen den Anodenhaltern eine durch den Zellenrahmen steckbare, sich
verzehrende Anode angeordnet ist, deren Stirnseite an einem von den
Anodenhaltern getragenen Gitter angreift, an dem eine, ebenfalls
von den Anodenhaltern getragene Kathodenplatte anliegt.
Bei Batterien dieser Art sind Anoden und Kathoden gewöhnlich hinter
einander in einem alles bedeckenden gemeinsamen Gehäuse gestapelt
und die erforderliche Elektrolytflüssigkeit strömt über die Berüh
rungsflächen benachbarter Anoden und Kathoden. Dieser Stapel wird
durch eine einzige, am einen Ende des Stapels angeordnete Andrück
einrichtung in Druckberührung gehalten. Derartige Andrückeinrichtun
gen haben trotz allem auch unerwünschte Eigenschaften.
Streuverluste sind eine Quelle verlorener Energie. Bei bestehenden
bipolaren Batterien wird zur Vermeidung derartiger Verluste ein
sehr kompliziertes und bisher unzuverlässiges System von unter Druck
stehenden bewegbaren Seitenwänden, Druckmanschetten und Verteiler
leitungen verwendet. Wenn die aus Lithium oder dgl. bestehende Ano
de sich aufzehrt, entstehen weitere Querverbindungswege und Verluste.
Bei einer bipolaren Batterie erfolgt der größte Teil der Vertei
lung der Elektrolytströmung mittels eines Druckgefälles in einem
Verteilerkanal. Ein Druckgefälle von 0,07 bar, das noch zulässige
Streuverluste und eine gute Strömungsverteilung ergibt, bewirkt
allerdings beträchtliche Schäden an den Abdichtmanschetten, die die
Neigung zeigen, sich zu verformen und an den Kanten zu lecken, wenn
auf 0,07 bar ausgelegte Verteilerkanäle verwendet werden.
Jede Zelle einer bipolaren Batterie ist eine Einzeleinheit und be
steht aus einem Block aus Lithium oder dgl., der auf eine Kathoden
platte gedrückt wird. Diese besteht aus einer mit Nuten versehenen
Platte aus Kohlenstoffstahl, auf der ein mit Platin plattiertes
Gitter einerseits und eine Einrichtung zur Vermeidung der Streu
verluste andererseits aufgeschweißt sind. Eine solche Kathodenplat
te ist nicht billig und die Anordnung muß jeweils wieder aufgearbei
tet werden. Ferner muß dabei eine Abdichtmanschette entfernt werden.
Eine Untersuchung ist notwendig um festzustellen, ob die Beschich
tung noch unberührt ist und ob die empfindliche Kathodenplatte und
das Gitter beim Transport vom Einsatzort nicht beschädigt worden
sind.
Bei den bekannten bipolaren Batterien sind die Zellen in einem Sta
pel angeordnet. Dies kann dadurch erfolgen, daß jede einzelne Elek
trode im Batteriegehäuse (wie dies z. Zt. erfolgt) angeordnet wird
oder daß sie in einem Gestell gesammelt werden und die ganze An
ordnung der Elektroden in ein gemeinsames Batteriegehäuse gedrückt
wird. Es hat sich bisher gezeigt, daß eine Abdichtmanschette die
Neigung hat, sich zwischen den Anodenflächen und dem benachbarten
Kathodengitter einzuklemmen. Dies macht die Elektrode nutzlos und
vermindert die Batterieleistung.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine
Batterie der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Nachteile
bekannter bipolarer Batterien vermeidet, bei der die Streuverluste
auf ein Minimum verringert werden, bei der mit einem minimalen
Druckgefälle gearbeitet werden kann und bei der die Anode auf
einfache Weise ausgewechselt werden kann.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin,
daß die Anode eine Steuereinrichtung für den Fluß des Elektrolyts
trägt, daß Führungen zur Steuerung des Flusses des Elektrolyten
von einem Strömungskanal zum Gitter und von diesem zum anderen
Strömungskanal vorgesehen sind und daß in jedem Zellenrahmen eine
Andrückeinrichtung angeordnet ist, die auf eine zugeordnete Anode
derart einwirkt, daß sie auf diese in Richtung auf das Gitter und
die nächste Anode eine konstante Kraft ausübt.
Mit der erfindungsgemäßen Batterie ist es möglich, die Anzahl der
Parallelwege zu vermindern und die Strömungskanäle so anzuordnen,
daß die Gesamthöhe der Batterie gering gehalten werden kann.
Da keine Abdichtmanschetten erforderlich sind, kann die Batterie
mit einem beliebigen Druckgefälle arbeiten. Bewegbare Wände sind
ebenfalls nicht vorgesehen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Kathode im Batteriege
häuse ortsfest gehalten und braucht nicht entfernt zu werden. Das
Lithium wird auf eine Platte aus Kohlenstoffstahl
gedrückt, die nicht teuer ist. Der Benutzer spart nicht nur an der
Anzahl der Kathodenplatten zur Durchführung seines Programmes, son
dern auch im Hinblick auf die Wiederaufarbeitung der Einzelteile.
Da die erfindungsgemäße Batterie keine Abdichtmanschetten hat, ist
auch ein Bedienungsfehler nicht möglich. Die Andrückeinrichtung
wird einfach zurückgedrückt und die Anoden können ausgetauscht
werden.
Bei bipolaren Batterien wird zum Zusammendrücken des Stapels eine
Gummiblase verwendet. Diese ist zwar angemessen um den erforderli
chen Druck auszuüben, doch ist sie, wie jedes dünne Gummiprodukt
dann besonders Beschädigungen ausgesetzt, wenn wie hier, die
Batterie öfters beladen werden muß. Eine derartige Beschädigung
könnte sogar bis zu dem Zeitpunkt des erneuten Einsatzes unent
deckt bleiben.
Bei der erfindungsgemäßen Batterie könnte auch eine Blase aus Gummi
verwendet werden, aber es sei auch bemerkt, daß hierbei die Blase
nicht aus der Batterie entfernt wird und somit auch die Gefahr
einer Beschädigung entfällt. Allerdings können Druckdosen aus
Metall sowohl zum Andrücken als auch für die Weiterleitung des elek
trischen Stromes mitunter vorteilhafter verwendet werden.
Eine Druckdose aus Metall wäre bei einer bipolaren Batterie mit
einer Hublänge von mehr als 30 cm auch völlig ungeeignet. Die Er
fahrung hat gezeigt, daß bei Hüben über 30 cm die Federkonstante
und die Durchbiegung bei Druckdosen ein echtes Problem darstellen.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführung, die für jede Zelle eine
Andrückeinrichtung vorsieht, beträgt der Hub jeweils nur ca. 4 cm
d. h. nicht mehr als die Dicke der Anode und unterliegt somit nicht
den vorgenannten Beschränkungen.
Einzelelektrodentests, bei
denen 4 cm-Anoden verwendet wurden, wurden 24 bis 26 Std. er
folgreich durchgeführt. Bei bipolaren Batterien beträgt die
Betriebsdauer der Anoden, deren Dicke ein Vielfaches von 4 cm
beträgt, nur die Hälfte einer monopolaren Batterie. Die erfin
dungsgemäße Batterie ist im Wesentlichen eine Reihe von Einzel
elektroden.
Bei einer bipolaren Batterie kommt es vor, daß ein oder mehr
Elektroden nicht arbeiten, indem sie entweder keine oder nur
eine schwache Spannung liefern. Bei der erfindungsgemäßen Batterie
kann indes von jeder Zeile die Spannung abgegriffen werden, die
sie erzeugt und der Elektrodendruck kann so eingestellt werden, daß
von jeder Elektrode die gewünschte Leistung abgegeben wird.
Es ist auch möglich, gewünschte Spannungen abzugreifen. So ist es
möglich, z. B. von einer 30 V-Batterie nur 6 V abzuzapfen um z. B.
Niederspannungsspulen zu beaufschlagen.
Dies wäre bei einer bipolaren Batterie nicht möglich, da diese in
jedem Falle ihre Gesamtspannung abgibt und eine Spannung, die von dieser
abweicht, nur über einen Transformator erreichbar ist.
Nachstehend ist die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung
näher erläutert und zwar zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Batterie im teilweisen Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1 und
Fig. 4 eine teilweise Explosionsansicht zur Darstellung der Zu
ordnung des Kathodengitters, der Kathodenplatte, des Ano
denhalters und des vom Anodenhalter getragenen Gliedes zur
Steuerung der Elektrolytströmung.
Fig. 1 zeigt eine elektrochemische Batterie 5 gemäß der Erfindung.
Sie besteht im Wesentlichen aus einem Paar Stirnwänden 6, 7 mit einer
dazwischen angeordneten Vielzahl von im Wesentlichen identischen
Zellen 8. Zunächst sei eine einzelne Zelle, dann der Zellenaufbau
in der Batterie 5 beschrieben.
Jede Zelle 8 umfaßt einen Zellenrahmen 9, der allgemein rechteckig
und hohl ausgeführt ist. Eine Stirnwand jedes Zellenrahmens 9 be
sitzt eine Dichtungsnut 10, in der ein Dichtungsring 11 ausgenom
men ist, um zwischen benachbarten Zellenrahmen 9 eine flüssigkeits
dichte Abdichtung herbeizuführen.
Normalerweise sind die Zellenrahmen 9 allgemein in lotrechten Ebenen
aufgestellt. Daher wird aus Anschaulichkeitsgründen jeder Zellen
rahmen 9 beschrieben als bestehend aus einer Oberseite 12, Boden
seite 13 und einem Paar lotrechter Seiten 14. Die Seiten des Zel
lenrahmens 9 bilden eine allgemein rechteckige Durchgangsöffnung
15. Im oberen und unteren Teil jedes Zellenrahmens 9 ist eine kom
binierte Anodenhalte- und Führungseinrichtung angeordnet, die all
gemein die Form einer im Querschnitt rechteckigen Stange hat, deren
Dicke etwas geringer ist als die Dicke des Zellenrahmens 9. Unter
der Dicke ist die Abmessung in Richtung des Zellenstapels gemeint
die im vorliegenden Falle, wo die Zellen lotrecht stehen, die Waa
gerechte ist.
Jeder Anodenhalter 16 ist in der Öffnung 15 des Zellenrahmens 9
mittels eines Paares mit Abstand voneinander in der Öffnung 15 an
geordneter Tragblöcke 17 gehalten. Die Tragblöcke 17 sitzen auf
Stiften 18, die sich längs der Öffnung 15 und durch Öffnungen 19
in den lotrechten Seiten 14 des Zellenrahmens 9 erstrecken und diese
Seiten 14 zugleich strukturell tragen.
Zwischen den Anodenhaltern 16 und den Seiten 14 des Zellenrahmens
9 ist eine sich verzehrende Anode 20 angeordnet, die in Fig. 1 in
teilverzehrtem Zustand dargestellt ist.
Jeder Anodenhalter 16 besitzt eine Verteileinrichtung 21 für die
Strömungsverteilung und Unterdrückung einer Parallelschaltung. Diese
Verteileinrichtung 21 begrenzt zusammen mit dem zugeordneten Ano
denhalter 16 eine in Richtung des Dickenmaßes aus dem Anodenhal
ter 16 vorstehende Rippe 22. Diese kann auf ihrer freien Fläche
ein Dichtungselement 23 tragen, das mit dem nächsten benachbarten
Anodenhalter 16 eine dichte Verbindung bildet.
Zwischen den Rippen 22 erstreckt sich ein Gitter 24, das einen
Teil der Kathode bildet und an der benachbarten Seite der Anode
20 anliegen soll. Gegenüber anderen Gebilden wurde ein Gitter deswe
gen gewählt, weil es eine innige Berührung mit der Anodenfläche
über eine große Fläche haben kann, während gleichzeitig eine kon
stante Zirkulation eines Elektrolyten zwischen den Berührungsflä
chen von Anode und Kathode sein kann.
Das Gitter 24 liegt dicht an der Kathodenplatte 25. Wie Fig. 4
zeigt, besitzt die am Gitter 24 angreifende Seite der Kathodenplat
te 25 eine Vielzahl vorstehender Rippen 26, die zwischen sich
flache Strömungskanäle 27 für einen Elektrolyt bilden, der über
die Fläche des Gitters 24 fließt. Die nicht mit Nuten versehene
Seite der Kathodenplatte 25 steht dann in inniger Berührung mit
der Anode oder einer Hinterfütterung für eine Anode einer benach
barten Zelle 8.
Um die Kanten der Seitenflächen der Anode 20 gegen die Elektrolyt
strömung abzudichten und eine Ausnehmung für eine gummiartige Be
schichtung 20 A zum Schutz der Anoden
seiten vorzusehen, wenn sich die Anode verzehrt, wird von jedem
Anodenhalter 16 ein Dichtungsglied 28 getragen, das in einer Aus
nehmung 29 sitzt, die an einer Stelle des Anodenhalters 16 angeord
net ist, wo das Dichtungsglied 28 am Gitter 24 und an einer waage
rechten Kante oder Seite der Anode 20 angreift.
Fig. 2 zeigt ferner, daß die Seiten 14 des Zellenrahmens 9 so ange
ordnet sind, daß die Seite, in der die Nut 10 mit einer Ausnehmung 30
gebildet ist, unmittelbar neben der Öffnung 15 liegt. In jeder
Ausnehmung 30 ist ein Dichtungselement oder -streifen 31 vorgesehen,
der in Berührung mit den Seitenkanten des Gitters 24 und den lot
rechten Seitenflächen der Anode 20 steht. So wird für alle prakti
schen Fälle eine Elektrolytströmung zwischen den lotrechten Seiten
flächen der Anode 20 und den Seiten 14 des Zellenrahmens 9 vermieden.
Das Gitter 24 und die Kathodenplatte 25 ragen oben und unten über
die Anode 20 hinaus und bewirken eine gleichförmige Elektrolytströ
mung bevor der Elektrolyt die Anode erreicht hat. Dies dient dazu,
die bei bipolaren Batterien üblicherweise auftretende Kantenerosion
der Anode zu vermeiden.
Fig. 4 zeigt, daß im Hinblick auf die Verteileinrichtung 21 jeder
Anodenhalter 16 mit einem tiefen Schlitz 32 versehen ist, der sich
über dessen volle Länge erstreckt. In diesem Schlitz 32 sitzt eine
Steuerplatte 33, die die Abmessungen des Schlitzes 32 aufweist und
so ausgebildet ist, daß im Boden dieses Schlitzes 32 ein Strömungs
kanal 34 (Fig. 1) gebildet wird. Die zueinander gegenüberstehenden
Seiten der Steuerplatte 33 besitzen eine Vielzahl gleichmäßig über
sie verteilter paralleler Nuten 35, die als Strömungskanäle für den
Elektrolyt dienen. Diese Strömungskanäle sollen über die gesamte
Breite des Gitters 24 und der Kathodenplatte 25 eine gleichförmige
Strömungsverteilung bewirken, die Strömungsmenge des Elektrolyten
zu jeder Zelle 8 steuern und die elektrischen Ableitverluste zwi
schen den Zellen 8 durch einen langen Strömungsweg des Elektrolyten
mit minimaler Strömungsfläche verringern.
Jede Zelle 8 besitzt ferner eine Andrückeinrichtung 36 mit der eine
optimale Kraft auch entgegen etwaigen Erosionen auf die Anode 20
so ausgeübt wird, daß die Druckberührung zwischen der Anode 20 und
dem Gitter 24 jederzeit optimal bleibt.
Je nach Anwendung kann die Andrückeinrichtung 36 eine Metalldose oder
wie nachstehend angegeben, eine Blase 37 aus einem Werkstoff sein,
der der Erosion durch den Elektrolyten widersteht. Die Blase 37
hat Seitenteile 38, die so gefaltet sind, daß die erforderliche
Ausdehnung der Blase 37 bewirkt wird. Mit anderen Worten, die Blase
37 muß sich im Wesentlichen soweit ausdehnen, wie die Dicke der
Anode 20. Um die Anbringung der Blase 37 zu erleichtern, kann sie
auf einer Stützplatte 40 aufgeklebt sein.
Um ein Druckmedium in die Blase 37 einführen zu können um diese zu
dehnen, besitzt die Blase 37 ein Füllrohr 41, das aus dem Zellenrah
men 9 durch eine Bohrung 42 in der Oberseite 11 herausragt. Die
Bohrung 42 fluchtet mit einer gleichartigen Bohrung 43 in der oberen
der beiden Anodenhalter 16.
Die Blase 37 besteht aus geeignetem Gummiwerkstoff, aus dem auch das
Füllrohr 41 bestehen kann. Es muß aber zumindest einen gewissen Grad
an Widerstandsfähigkeit haben, so daß, wenn es durch die Bohrungen
42, 43 gezogen wird, Abdichtungen mit dem Zellenrahmen 9 und dem
oberen Anodenhalter 16 bildet.
Der Abstand der Anodenhalter 16 von den Ober- und Bodenseiten 12, 13
des Zellenrahmens 9 bewirkt die Bildung von mit großen Querschnitten
versehenen Strömungskanälen 44 und 45 ober- und unterhalb der oberen
und unteren Anodenhalter 16. Jeder Strömungskanal 44, 45 einer Zelle
8 mündet in einen gleichartigen Strömungskanal der nächsten Zelle 8.
Die Stirnwand 7 dient nur als Kappe und ist starr, abgesehen von
geeigneten, nicht dargestellten Löchern für Befestigungsschrauben
und einem mittleren Loch zur Aufnahme eines Anschlusses 46. Wie
oben angegeben, unterscheidet sich die Kathodenplatte 25 der letz
ten Zelle 8 nach rechts hin von den anderen Kathodenplatten dadurch,
daß sie eine Anschluß-Kathodenplatte ist und einen Anschluß 46
trägt. Die Anschlußkathodenplatte 25 wird gegen die
Stirnwand 7 mittels einer vom Anschluß 46 getragenen Mutter und
Unterlegscheibe 47 angeklemmt, wobei zumindest der äußere Teil
des Anschlusses 46 ein Außengewinde hat. Der Anschluß 46 trägt eine
weitere Mutter mit Unterlegscheibe 48 um ein Ende eines elektrischen
Leiters fest mit dem Anschluß 46 zur elektrischen Energieübertra
gung zu verbinden.
Jede Kathodenplatte 25 hat einen Vorsprung 25 A, der durch einen
Schlitz in der Seite 14 und gegenüber der Außenseite des Zellen
rahmens 9 abgedichtet herausragt und so einen einzelnen Zellenzap
fen bildet. Dieser äußere elektrische Zapfen dient dazu, die ein
zelnen Zellen auf den von außen zu steuernden Druck der Blase 37
zu prüfen und Zusatzgeräte mit einer Spannung unterhalb der an den
Anschlüssen 46, 49 abnehmbaren Spannung der gesamten Batterie an
zuschließen.
Die Stirnwand 6 dient nicht nur dazu, den Anschluß 49 der Batterie
zu tragen, sondern sorgt auch für den Nachschub und die Rückleitung
des Elektrolyten. Insbesondere ist die Stirnwand 6 mit einer mit
tigen Öffnung versehen, durch die der Anschluß 49 ragt. Dieser ist
mit der Platte 40 verbunden und stellt den Anodenanschluß dar. Die
Platte 40 ist an der Stirnwand 6 mittels einer Mutter und Unterleg
scheibe 50 angeklemmt, die auf dem äußeren, mit Außengewinde ver
sehenen Teil des Anschlusses 49 sitzen. Eine weitere Mutter mit
Unterlegscheibe 51 dient dazu, einen elektrischen Leiter mit dem
Anschluß 49 zu verbinden.
Die Stirnwand 6 weist ferner einen Einlaß- und einen Auslaßkanal 52
bzw. 53 auf, die mit geeigneten Rohranschlüssen 54 bzw. 55 versehen
sind, an die leicht (nicht dargestellte) Zu- und Abführleitungen
für Elektrolytflüssigkeit angeschlossen werden können. Sowohl der
Ein- als der Auslaßkanal 52 bzw. 53 münden in je einen Strömungska
nal 56, die, wie Fig. 3 zeigt, sich quer über die Stirnwand 6 er
strecken. Der neben der Innenseite der Stirnwand 6 befindliche
Strömungskanal 56 hat eine größere Abmessung, um eine Umfangsschul
ter oder -abstufung 57 zu bilden. Auf jeder Abstufung oder Schul
ter 57 sitzt eine jeden Strömungskanal 56 allgemein abschließende
Abschlußwand 58 mit einer Vielzahl von durchgehenden Strömungsver
teilungslöchern 59, die, wie Fig. 1 zeigt, jeweils in einen der
Elektrolyt-Strömungskanäle 44, 45 münden.
Gemäß den Fig. 2 und 3 besitzen die Stirnwände 6, 7 sowie alle Zel
lenrahmen 9 Schraubenlöcher 60 neben ihrer Umfangskante. Durch
jeden Satz hintereinander fluchtender Schraubenlöcher 60 gehen
mit Mutter besetzter Schraubenbolzen, die ein festes Zusammendrücken
der Zellen 8 zwischen den Stirnwänden 6, 7 ermöglichen.
Die Füllrohre 41 der verschiedenen Blasen 37 können an eine übliche
Mediumquelle angeschlossen sein. Das Medium ist in der Regel gas
förmig und vorzugsweise ein Inertgas. Die Anschlußart der Füllrohre
41 an die Versorgungsquelle ist nicht Gegenstand der Erfindung und
daher nicht weiter erläutert.
Wenn sich die Anoden 20 auf ein maximal zulässiges Maß aufgezehrt
haben, wird das Innere jeder Zelle 8 in geeigneter Weise von Elek
trolytflüssigkeit freigespült, so daß das Öffnen der Batterie 5 ge
fahrlos erfolgen kann. Die Anoden müssen aus einem Werkstoff, z. B.
Lithium bestehen, der hochkorrosiv ist und nicht unmittelbar ge
handhabt werden kann. Gemäß der Erfindung werden die einzelnen
Zellen 8 nach dem Öffnen der Batterie 5 voneinander getrennt, oder
es ist eine lösbare Seitenplatte vorgesehen, so daß eine abgenutz
te Anode durch eine frische Anode ausgetauscht werden kann. Die
Zellen 8 können dann wieder zusammengesetzt werden.
Ausgenommen den Fall, daß das nichtverbrauchte Anodenmaterial mög
licherweise wiederverwertet werden sollte, ist die Anode erfindungs
gemäß so ausgebildet, daß sie auf das höchstzulässige Maß abge
nutzt werden kann. Ggf. wird die Anode von einer stählernen Stütz
platte getragen, die an der Blase bzw. an der Druckdose angreift.
Wenn die Andrückeinrichtung aus metallischen Druckdosen besteht,
bewirken diese die elektrische Verbindung zwischen den Zellen.
Wenn die Andrückeinrichtung dagegen aus einer Blase aus nicht lei
tendem Werkstoff besteht, muß mit dieser ein Paar Endplatten 62,
63 verbunden sein, die durch ein Kabel oder Band 64 miteinander
elektrisch verbunden sind. Bei den Zwischenzellen greifen die End
platte 62 an der Kathodenplatte 25 und die Endplatte 63 an der Ano
de 20 an.
Claims (13)
1. Batterie, bestehend aus einer Vielzahl gleichartiger, zwischen
zwei Stirnplatten zusammengehaltener Zellen, die jeweils einen
Zellenrahmen haben, in dem mit Abstand von einer Seite ein Ano
denhalter angeordnet ist, der mit der entsprechenden gleichen
Seite eines benachbarten Zellenrahmens einen Strömungskanal für eine
Elektrolytflüssigkeit bildet, wobei ferner zwischen den Anoden
haltern eine durch den Zellenrahmen steckbare, sich verzehrende
Anode angeordnet ist, deren Stirnseite an einem von den Anodenhal
tern getragenen Gitter angreift, an dem eine, ebenfalls von den
Anodenhaltern getragene Kathodenplatte anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anode (20) eine Steuereinrichtung (21) für den Fluß des Elektrolyts trägt,
daß Führungen (27) zur Steuerung des Flusses des Elektrolyten von einem Strömungskanal (44) zum Gitter (24) und von diesem zum anderen Strömungskanal (45) vorgesehen sind und
daß in jedem Zellenrahmen (9) eine Andrückeinrichtung (37) ange ordnet ist, die auf eine zugeordnete Anode (20) derart einwirkt, daß sie auf diese in Richtung auf das Gitter (24) und die nächste Anode (20) eine konstante Kraft ausübt.
daß die Anode (20) eine Steuereinrichtung (21) für den Fluß des Elektrolyts trägt,
daß Führungen (27) zur Steuerung des Flusses des Elektrolyten von einem Strömungskanal (44) zum Gitter (24) und von diesem zum anderen Strömungskanal (45) vorgesehen sind und
daß in jedem Zellenrahmen (9) eine Andrückeinrichtung (37) ange ordnet ist, die auf eine zugeordnete Anode (20) derart einwirkt, daß sie auf diese in Richtung auf das Gitter (24) und die nächste Anode (20) eine konstante Kraft ausübt.
2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Anodenhalter (16) mit Abstand von den jeweiligen
waagerechten oder lotrechten Seiten (12, 13; 14) der Zellenrahmen
(9) mittels Tragblöcken (17) gehalten sind.
3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Tragblöcke (17) von den lotrechten bzw. waagerech
ten Seiten (14 bzw. 12, 13) des Zellenrahmens (9) getragen sind.
4. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung (21)
des Flusses des Elektrolyten aus einer von jeder Zelle (8) axial
vorspringenden, mit der benachbarten Zelle (8) bzw. der Stirn
platte (7) eine dichte Verbindung bildenden Rippe (22) besteht,
deren Vorsprungmaß allgemein der Summe der Dicken des Gitters
(24) und der Kathodenplatte (25) entspricht und daß die Rippe
(22) eine Stelleinrichtung für das Gitter (24) und die Kathoden
platte (25) bildet.
5. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Einrichtung (21) vorgesehen ist,
die eine gleichförmige Elektrolytströmung um die Rippe (22) und
über deren gesamte Länge bewirkt.
6. Batterie nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rippe (22) aus einer in einem Schlitz
(32) in einem der Anodenhalter (16) sitzenden Steuerplatte (33)
besteht.
7. Batterie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß beiderseits der Steuerplatte (33) mehrere Strömungs
kanäle (35) angeordnet sind.
8. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung aus einem
sich ausdehnenden Glied (37) besteht, das einen außerhalb des
Zellenrahmens (9) befindlichen Anschluß (41) für ein Druckmedium
hat.
9. Batterie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß sich der Anschluß (41) für ein Druckmedium durch mit
einander fluchtende Öffnungen (42, 43) in einem der Anodenhalter
(16) und dem zugeordneten Zellenrahmen (9) erstreckt.
10. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine der beiden die Zellen (8) ein
schließenden Stirnplatten (6, 7) eine Strömungsplatte mit einer
Ein- und einer Auslaßöffnung (52, 53) ist.
11. Batterie nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß mit jeder Ein- und Auslaßöffnung (52, 53) ein Strö
mungskanal (56) verbunden ist, der sich quer über praktisch die
gesamte Breite der Batterie (5) erstreckt und eine Abschlußwand
(58) aufweist.
12. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß mindestens einige der Kathodenplatten
(25) Vorsprünge (25 A) aufweisen, die zur Abnahme einer kleineren
als der Gesamtspannung der Batterie (5) dienen.
13. Batterie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß zur Steuerung der Elektrolytströmung
und Vermeidung von Streuverlusten geeignete Verteilerkanäle (44,
45) vorgesehen sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/955,564 US4188462A (en) | 1978-10-30 | 1978-10-30 | Power module assembly with monopolar cells |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2943046A1 DE2943046A1 (de) | 1980-05-14 |
DE2943046C2 true DE2943046C2 (de) | 1988-06-23 |
Family
ID=25497005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792943046 Granted DE2943046A1 (de) | 1978-10-30 | 1979-10-25 | Batterie |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4188462A (de) |
JP (1) | JPS55166867A (de) |
AR (1) | AR228846A1 (de) |
AU (1) | AU531959B2 (de) |
BE (1) | BE879701A (de) |
BR (1) | BR7907009A (de) |
CA (1) | CA1131304A (de) |
DE (1) | DE2943046A1 (de) |
ES (1) | ES485547A0 (de) |
FR (1) | FR2440619A1 (de) |
GB (1) | GB2035667B (de) |
IT (1) | IT1124681B (de) |
MX (1) | MX147140A (de) |
NL (1) | NL7907965A (de) |
NO (1) | NO151643C (de) |
SE (1) | SE7908392L (de) |
ZA (1) | ZA795361B (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4269907A (en) * | 1980-05-05 | 1981-05-26 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Electrochemical cell |
US4421831A (en) * | 1982-07-12 | 1983-12-20 | General Electric Company | Battery flow restrictor |
US4477540A (en) * | 1983-10-03 | 1984-10-16 | Eagle-Picher Industries, Inc. | Metal-gas cell with electrolyte reservoir |
BR8507020A (pt) * | 1984-10-15 | 1987-01-06 | Gould Inc | Selo para anodo de material reativo,pilha eletroquimica e metodo para formar um anodo de metal reativo selado |
US4564570A (en) * | 1984-10-15 | 1986-01-14 | Gould, Inc. | Seal for reactive metal anode |
US4618503A (en) * | 1985-03-14 | 1986-10-21 | Gould, Inc. | Method of forming a reactive metal anode having an edge seal |
US4610081A (en) * | 1985-08-05 | 1986-09-09 | Gould, Inc. | Method of fabricating battery plates for electrochemical cells |
US4734342A (en) * | 1986-01-29 | 1988-03-29 | Gould, Inc. | Terminal means for electrochemical cells |
US4714662A (en) * | 1986-05-12 | 1987-12-22 | Gould Inc. | Power module assembly of electrochemical cells |
US4948681A (en) * | 1988-05-02 | 1990-08-14 | Globe-Union Inc. | Terminal electrode |
US5427873A (en) * | 1990-09-14 | 1995-06-27 | Westinghouse Electric Corporation | Lithium-water battery |
US5793637A (en) * | 1996-03-04 | 1998-08-11 | Asarco Incorporated | Method and apparatus for banding copper cathodes |
EP1581672B1 (de) * | 2002-12-12 | 2017-05-31 | Metalysis Limited | Elektrochemische reduktion von metalloxiden |
FR2892565B1 (fr) * | 2005-10-20 | 2014-07-04 | Electricite De France | Procede de compression d'un empilement d'electrodes d'un accumulateur par un sachet, accumulateur et sachet correspondants |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2001978A (en) * | 1933-08-31 | 1935-05-21 | Ruben Samuel | Voltaic couple |
US3390014A (en) * | 1960-05-11 | 1968-06-25 | Eisler Paul | Secondary electric batteries having plurality of thin flexible intermediate bipolar plates |
US3505113A (en) * | 1967-11-22 | 1970-04-07 | Gulf General Atomic Inc | Rechargeable energy conversion process |
US3536535A (en) * | 1969-11-25 | 1970-10-27 | Whittaker Corp | Electric power source with movable anode means |
US3841914A (en) * | 1972-05-19 | 1974-10-15 | Mallory & Co Inc P R | Solid state battery structure |
US3779813A (en) * | 1972-08-21 | 1973-12-18 | Occidental Energy Dev Co | Manifold system for electrical energy storage systems |
US4052541A (en) * | 1973-12-06 | 1977-10-04 | Aktiebolaget Tudor | Electric accumulator cell with at least one dissoluble electrode |
US4057675A (en) * | 1974-02-19 | 1977-11-08 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Electrochemical cell |
US4053685A (en) * | 1974-05-15 | 1977-10-11 | Lockheed Missiles & Space Company Inc. | End-reacting electrochemical battery |
CA1070376A (en) * | 1976-02-05 | 1980-01-22 | Richard Rosey | Circulating electrolyte battery system |
GB1578335A (en) * | 1976-05-08 | 1980-11-05 | Lucas Industries Ltd | Battery packs |
DE2706016C3 (de) * | 1977-02-12 | 1981-03-19 | Accumulatorenwerk Hoppecke Carl Zoellner & Sohn, 5000 Köln | Elektrochemische Batterie |
-
1978
- 1978-10-30 US US05/955,564 patent/US4188462A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-10-08 ZA ZA00795361A patent/ZA795361B/xx unknown
- 1979-10-10 AU AU51649/79A patent/AU531959B2/en not_active Ceased
- 1979-10-10 SE SE7908392A patent/SE7908392L/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-10-17 GB GB7936069A patent/GB2035667B/en not_active Expired
- 1979-10-23 CA CA338,210A patent/CA1131304A/en not_active Expired
- 1979-10-25 DE DE19792943046 patent/DE2943046A1/de active Granted
- 1979-10-26 IT IT26837/79A patent/IT1124681B/it active
- 1979-10-26 MX MX179791A patent/MX147140A/es unknown
- 1979-10-26 NO NO793452A patent/NO151643C/no unknown
- 1979-10-29 JP JP13884979A patent/JPS55166867A/ja active Granted
- 1979-10-29 FR FR7926709A patent/FR2440619A1/fr active Granted
- 1979-10-29 BE BE0/197868A patent/BE879701A/fr not_active IP Right Cessation
- 1979-10-29 BR BR7907009A patent/BR7907009A/pt unknown
- 1979-10-30 ES ES485547A patent/ES485547A0/es active Granted
- 1979-10-30 NL NL7907965A patent/NL7907965A/nl not_active Application Discontinuation
- 1979-10-30 AR AR278698A patent/AR228846A1/es active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2943046A1 (de) | 1980-05-14 |
US4188462A (en) | 1980-02-12 |
MX147140A (es) | 1982-10-13 |
ES8100557A1 (es) | 1980-11-01 |
GB2035667A (en) | 1980-06-18 |
NO793452L (no) | 1980-05-02 |
SE7908392L (sv) | 1980-05-01 |
ZA795361B (en) | 1980-09-24 |
IT7926837A0 (it) | 1979-10-26 |
AU531959B2 (en) | 1983-09-15 |
AU5164979A (en) | 1980-05-08 |
GB2035667B (en) | 1982-08-18 |
FR2440619A1 (fr) | 1980-05-30 |
IT1124681B (it) | 1986-05-14 |
CA1131304A (en) | 1982-09-07 |
AR228846A1 (es) | 1983-04-29 |
NO151643C (no) | 1985-05-08 |
BE879701A (fr) | 1980-02-15 |
BR7907009A (pt) | 1980-09-16 |
NO151643B (no) | 1985-01-28 |
JPS55166867A (en) | 1980-12-26 |
FR2440619B1 (de) | 1984-06-08 |
ES485547A0 (es) | 1980-11-01 |
JPS6340357B2 (de) | 1988-08-10 |
NL7907965A (nl) | 1980-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2943046C2 (de) | ||
DE4444114C2 (de) | Elektrochemische Halbzelle mit Druckkompensation | |
DE2927656C2 (de) | Verfahren zum Betreiben einer galvanischen Zelle und galvanische Zelle zu dessen Durchführung | |
DE2026622C2 (de) | Koronareaktorkern zur Ozonerzeugung | |
CH644971A5 (de) | Verfahren zum vermindern von querstroemen in elektrochemischen vorrichtungen mit einer anzahl von zellen. | |
DE3140347A1 (de) | "elektrochemische zellenbaugruppe und verfahren zur leckstromminimierung" | |
DE3000313A1 (de) | Elektrolysezelle mit gesteuerter anolytstroemungsverteilung | |
DE4206843A1 (de) | Elektrochemische zellen zur durchfuehrung elektrochemischer prozesse | |
DE102004015680A1 (de) | Elektrodenanordnung für eine elektrochemische Behandlung von Flüssigkeiten mit einer geringen Leitfähigkeit | |
DE60302610T2 (de) | Ionenaustauschmembran-Elektrolyseur | |
DE2240986A1 (de) | Koronaerzeuger | |
CH629036A5 (de) | Bipolare elektrodengruppe zum vermindern der parasitaeren stroeme in einer sekundaerbatterie. | |
DE2828397C2 (de) | ||
DE2621081C3 (de) | Galvanische Batterie | |
DE2942745C2 (de) | ||
DE3516766A1 (de) | Brennstoffzelle | |
EP0514392A1 (de) | Elektrodenelement für elektrolytische zwecke und dessen verwendung. | |
DE2135873B2 (de) | Zellenoberteil für Amalgamhochlastzellen | |
CH647266A5 (de) | Elektrolyse-zelle vom filterpressentyp. | |
DE2538000C3 (de) | Bipolare Elektrodenkonstruktion für eine membranlose Elektrolysezelle | |
EP3476000A1 (de) | Vorrichtung zur energieumwandlung, insbesondere brennstoffzelle oder elektrolyseur | |
EP1015665A1 (de) | Elektrolyseapparat | |
EP2141264B1 (de) | Vorrichtung zum Erzeugen eines Sauerstoff-/Wasserstoffgemisches | |
DE102021206594A1 (de) | Brennstoffzellenstapel mit einer Vielzahl von Einzelzellen | |
DE1949127B2 (de) | Bipolare elektrolysezelle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LOCKHEED MISSILES & SPACE CO., INC., SUNNYVALE, CA |
|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: WEICKMANN, H., DIPL.-ING. FINCKE, K., DIPL.-PHYS. |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |