DE3248110A1 - Electrochemical storage cell - Google Patents
Electrochemical storage cellInfo
- Publication number
- DE3248110A1 DE3248110A1 DE19823248110 DE3248110A DE3248110A1 DE 3248110 A1 DE3248110 A1 DE 3248110A1 DE 19823248110 DE19823248110 DE 19823248110 DE 3248110 A DE3248110 A DE 3248110A DE 3248110 A1 DE3248110 A1 DE 3248110A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alloy
- spacer
- memory cell
- cell according
- alkali metal
- 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.)
- Granted
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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- 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
- H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
- H01M10/39—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34 working at high temperature
- H01M10/3909—Sodium-sulfur cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
-
- 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
Abstract
Description
Elektrochemische Speicherzelle Electrochemical storage cell
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrochemische Speicherzelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an electrochemical storage cell according to the preamble of claim 1.
Solche wiederaufladbaren elektrochemischen Speicherzel-In werden in Hochtemperatur-Speicherbatterien verwendet, die beispielsweise als Energiequelle von Elektrofahrzeugen eine Anwendung finden.Such rechargeable electrochemical storage cells are in High temperature storage batteries are used, for example, as an energy source of electric vehicles find an application.
Wiederaufladbare elektrochemische Speicherzellen mit Festelektrolyten eignen sich sehr gut, zum Aufbau von Akkumulatoren hoher Energie und Leistungsdichte. Die in den Alkali/Chalkogen-Speicherzellen verwendeten Fest elektrolyten, die beispielsweise aus Beta-Aluminiumoxid gefertigt sind, zeichnen sich dadurch aus, daß die Teilleitfähigkeit des beweglichen Tons sehr hoch und die Teilleitfähigkeit der Elektronen um vielfache Zehnerpetenz kleiner ist. Durch die Verwendung solcher Festelektrolyten für den Aufbau von elektrochemischen Speicherzellen wird erreicht, daß praktisch keine Nebenentladung stattfindet, da die ElektronenleitfShigkeit vernachlässigbar ist, und die Reaktionssubstanzen auch nicht als neutrale Teilchen durch den Festelektrolyten gelangen können.Rechargeable electrochemical storage cells with solid electrolytes are very suitable for the construction of accumulators with high energy and power density. The solid electrolytes used in the alkali / chalcogen storage cells, for example are made of beta-aluminum oxide, are characterized by the fact that the partial conductivity of the mobile sound is very high and the partial conductivity of the electrons is multiple The power of ten is smaller. By using such solid electrolytes for the Construction of electrochemical Memory cells achieve that practical no secondary discharge takes place, since the electron conductivity is negligible is, and the reaction substances also not as neutral particles through the solid electrolyte can get.
Ein spezielles Beispiel hierfür sind wiederaufladbare elektrochemische Speicherzellen auf der Basis von Natrium und Schwefel, die einen Festelektrolyten aus Beta-Aluminiumoxid besitzen. in Vorteil dieser elekthochemischen Speicherzellen bestehet darin, daß beim Laden keine elektrochemischen Nebenreaktionen auftreten.A specific example of this are rechargeable electrochemicals Storage cells based on sodium and sulfur, which are a solid electrolyte made of beta alumina. in advantage of these electrochemical storage cells consists in the fact that no electrochemical side reactions occur during charging.
Der Grund dafür ist, daß nur Natriumionen durch den Festelektrolyten gelangen können. Die Stromausbeute einer solchen Natrium/Schwefel-Speicherzelle liegt daher etwa bei 100 %. Bei diesen elektrochemischen Speicherzellen ist das Verhältnis von Energieinhalt zum Gesamtgewicht der Speicherzelle im Vergleich zum Bleiakkwnulator sehr hoch, da die Reaktionsstoffe leicht sind, und bei der elektrochemischen Reaktion viel Energie frei wird. Elektrochemische Speicherzellen auf der Basis von Natrium und Schwefel besitzen also gegenüber konventionellen Akkumulatoren, wie den Bleiakkumulatoren, erhebliche Vorteile.The reason for this is that only sodium ions get through the solid electrolyte can get. The current yield of such a sodium / sulfur storage cell is therefore around 100%. This is the case with these electrochemical storage cells Ratio of energy content to the total weight of the storage cell compared to Lead accumulator very high, since the reaction substances are light, and with the electrochemical Reaction releases a lot of energy. Electrochemical storage cells based on So sodium and sulfur have compared to conventional accumulators, such as lead-acid batteries have considerable advantages.
Wird an diese Speicherzellen eine ZU hohe Spannung angelegt, so kann es zu einem Bruch des Festelektrolyten kommen. Das Gleiche kann auch bei einer Überalterung oder einer mechanischen Beschädigung des Festelektrolyten auftreten. Um in einem solchen Fall das Zusammenfließen und das direkte Reagieren von größeren Mengen an Natrium und Sobwefel zuvermeiden, ist in der US-PS 42 47 05 vorgeschalgen, im Anodenraum einen Sicherheitsbehälter vorzusehen, der das Alkalimetall aufnehmen kann. nicr Sicherheitsbehälter weist an seinem unteren Ende eine kleine Austrittsöffnung auf, über welche das Natrium in einen Sieherheitsspalt zwischen dem Sicherbeitsbebälter und dem FesteleI<trolyten eintreten kann. Von Nachteil ist bei dieser Anordnung, daß bei einem Bruch des Festelektrolyten zwar keine großen Mengen, Jedoch immer und kontinuierlich kleinere Mengen an Natrium in den Kathodenraum fließen können.If too high a voltage is applied to these memory cells, then the solid electrolyte will break. The same can also be said of an obsolescence or mechanical damage to the solid electrolyte. To in one in such a case the confluence and direct reaction of larger amounts of To avoid sodium and sulfur is proposed in US-PS 42 47 05, in the anode compartment Provide a containment that can hold the alkali metal. no Security container has a small outlet opening at its lower end, above which the sodium in a security gap between the containment and the FesteleI <trolyte can occur. The disadvantage of this arrangement is that in the event of a break in the solid electrolyte there are no large quantities, but always and continuously smaller amounts of sodium can flow into the cathode compartment.
Der Erfindung liegt; cleshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrochemische Speicherzelle zu schaffen, bei der, bei einer Erhöhung der Temperatur auf Werte die wesentlich über der Arbeitstemperatur der Speicherzel3e liegen, der Austritt des Natriums aus dem Sicherheitsbehälter vollständig unterbunden wird.The invention lies; Therefore the task is based on an electrochemical To create a memory cell in which, when the temperature rises to values which are significantly above the working temperature of the storage cell, the outlet the sodium is completely prevented from the containment.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This task is achieved by the characterizing features of the patent claim 1 solved.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further features essential to the invention are set out in the subclaims marked.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert.The invention is explained below with reference to drawings.
Es zeigen: Figur 1: Eine elektrochemische Speicherzelle mit einem speziell ausgebildeten Sicherheitsbehä.lter für das Alkalimetall, Figur 2: eine liariante der in Figur 1 dargestellten elektrochemischen Speicherzelle.They show: FIG. 1: An electrochemical storage cell with a specially designed security container for the alkali metal, Figure 2: a liariante of the electrochemical storage cell shown in Figure 1.
In Figur 1 ist eine elektrochemische Speicherzelle 1 auf der Rseis von Natrium und Schwefel im Vertikalschnitt dargestellt. Die Speicherzelle 1 wird im wesentiicien durch ein metallisches Gehäuse 2 und einen Festelektrolyten 3 gebildet. Das metallische Gehäuse hat die Form eines Bechers. Es ist aus Aluminium oder einem Edelstahl hergestellt. In seinem Inneren ist der Festelektrolyt 3 angeordnet, der aus Beta-Aluminiumoxid besteht. Dieser ist ebenfalls becherförmig ausgebildet. Die Abmessungen des Festelektrolytcn 3 sind so gewählt, daß zwischen den Innenflächen den metallischen Gehäuses 2 und den Außenflächen des Festelektrolyten 3 ein zusammenhängender Zwischenraum 4 verbleibt. Dieser wird als Kathodenraum genutzt. Das Innere des Festelektrolyten 3 dient bei der hier dargestellten Ausführungsform der Speicherzelle 1 als Anodenraum 5. Das metallisehe Gehause 2 ist an seinem oberen offenen Ende mit einem nach innen weisenden Flansch 6 versehen. Der Festelektrolyt 3 weist an seinem oberen offenen Ende einen nach außen gerichteten Flansch 7 auf. Dieser wird durch einen Isolierring aus Alpha-Aluminiumoxid gebildet. Der Isolierring ist über ein Galslot 8 mit dem Festelektrolyten 3 verbunden. Der Isolierring ist so ausgebildet, daß er die Punktion des nach außen weisenden Flansches 7 übernehmen kann. Der flansch 7 ist auf den! Flansch f des metallischen Gehäuses 2 aufgesetzt. Zwischen den beiden Flanschen 6 und 7 ist eine Dichtung 9 angeordnet. Durch die beiden Flansche 6 und 7 wird der Wathodenraurn 4 nach außenhin verschlossen. Der Verschluß der Speiciierzelle 1 erfolg über eine Verschlußplatte 10, die aus einem nichtleitenden Material hergestellt ist Die Verschlußplatte 10 verschl ießt den Anodenraum 5 und die gesamte Spei.cherzelle 1 nach außenhin. Die Verschlußplatte 10 ist auf den Flansch 7 des Festelektrolyten 3 aufgesetzt. Zwisehen dem Flansch 7 und der Verschlußplatte 10 ist eine Dichtung 11 angeordnet. Der anodische Stromabnehmer wird hierbei durch einen rreta)lischen Stab 19 gebildet, dessen erstes Ende weit in den Anodenraum 5 hineinragt.In FIG. 1 there is an electrochemical storage cell 1 on the ice of sodium and sulfur shown in vertical section. The memory cell 1 becomes essentially by a metallic housing 2 and a solid electrolyte 3 formed. The metallic housing has the shape of a cup. It's made of aluminum or a stainless steel. The solid electrolyte 3 is arranged in its interior, which consists of beta alumina. This is also cup-shaped. The dimensions of the solid electrolyte 3 are chosen so that between the inner surfaces the metallic housing 2 and the outer surfaces of the solid electrolyte 3 a coherent Gap 4 remains. This is used as a cathode compartment. The inside of the solid electrolyte In the embodiment shown here, the storage cell 1 serves as an anode space 5. The metallic housing 2 is at its upper open end with an inward facing flange 6 provided. The solid electrolyte 3 has at its upper open End of an outwardly directed flange 7. This is achieved by an insulating ring formed from alpha alumina. The insulating ring is via a Galslot 8 with the Solid electrolyte 3 connected. The insulating ring is designed so that it can puncture of the outwardly facing flange 7 can take over. The flange 7 is on the! Flange f of the metallic housing 2 is placed. Between the two flanges 6 and 7 a seal 9 is arranged. Through the two flanges 6 and 7, the Wathode space 4 closed to the outside. The closure of the Speiciierzelle 1 is successful via a closure plate 10 made of a non-conductive material The closure plate 10 closes the anode compartment 5 and the entire storage cell 1 outwards. The closure plate 10 is on the flange 7 of the solid electrolyte 3 put on. Between the flange 7 and the closure plate 10 is a seal 11 arranged. The anodic pantograph is here by a rreta) lischen Rod 19 is formed, the first end of which protrudes far into the anode space 5.
Sein zweites Ende ist durch eine Bohrung in der Verschlußplatte 10 nach außen geftihrt, und steht einige Nillirneter über diese über. Die Verbindung der Bauteile 6,7 und 10 der Speicherzelle 1 erfolgt in einer bekannten Art und Weise, die hier nicht näher erläutert werden soll.Its second end is through a hole in the closure plate 10 led to the outside, and some Nillirneter protrudes over this. The connection the components 6, 7 and 10 of the storage cell 1 takes place in a known manner, which should not be explained in more detail here.
Innerhalb des Festelektrolyten 3 ist ein Sicherheitsbehalter 12 angeordnet. Dieser hat die Form eines Bechers und ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Aluminium gefertigt. Für die Herstellung des Sicherheitsbehalters 12 kann auch ein Edelstahl verwendet werden. Die Abmessungen des Sicherheitsbehälters 12 sind so gewählt, daß zwischen seinen Außenflächen und den Innenflächen des Festelektrolyten 3 rundum ein schmaler Sicherheitsspalt 13 verb]eibt. An seinem unteren innerhalb des Festelektrolyten 3 angeordneten Ende weist der Sicherheitsbehälter 12 eine Austrittsöffnung 1 auf.A safety container 12 is arranged within the solid electrolyte 3. This has the shape of a cup and is in the embodiment described here made of aluminum. For the production of the safety container 12 can also a stainless steel can be used. The dimensions of the containment 12 are chosen so that between its outer surfaces and the inner surfaces of the solid electrolyte 3 all around a narrow safety gap 13 verb] eibt. At its lower inside the end of the solid electrolyte 3 arranged, the safety container 12 has an outlet opening 1 on.
Der Sicherheitseinsatz 12 ist für die Aufnahme des flüssigen Natriums vorgesehen. Durch ihn wird bei einem Bruch des Festelektrolyten 3 verhindert, daß größere Mengen Natrium in den Kathodenraum 4 fließen können.The safety insert 12 is for the absorption of the liquid sodium intended. It prevents the solid electrolyte 3 from breaking in the event of a break larger amounts of sodium can flow into the cathode compartment 4.
Innerhalb des Sicherheitsspaltes 13, der sich zwischen dem Festelektrolyten 3 und dem Sicherheitsbehälter 12 befindet, ist im Bereich der seitlichen Befrenzungsflächen des Festelektrolyten 3 und des SIcheNi-eitsbehIters 12 eine Metallwolle 15 angeordnet.Within the safety gap 13, which is between the solid electrolyte 3 and the safety container 12 is located in the area of the lateral border areas the solid electrolyte 3 and the SIcheNi-eitsbehIters 12 a metal wool 15 arranged.
Diese übernimmt die Aufgabe einer Kapillarstruktur. Mit ihrer Hilfe wird erreicht, daß das beim normalen Betrieb der Speicherzelle 1 aus dem Sicherheitsbehälter 12 austretende Natrium zu den Innenflächen des Festelektrolyten 3 transportiert wird und diese vollständig benetzt.This takes on the task of a capillary structure. With your help it is achieved that the storage cell 1 from the security container during normal operation 12 escaping sodium is transported to the inner surfaces of the solid electrolyte 3 and completely wets them.
In die Öffnung 14 des Sicherheitsbehälters 12 ist ein Einsatz 16 eingesetzt. Dieser ist stopfenförmig ausge- bildet. Sein Querschnitt ist an den Querschnitt der Öffnung 111 angepaßt An seinem nach innen weisenden Ende ist der Einsatz 16 rundum flächenartig verbreitert, so daß ein Flansch 16F gebildet wird. Dieser Flansch 16r sitzt auf dem Boden des Sicherheitsbehälters 12 auf. Der Einsatz 16 weist e-ine zentrische durchgehende Bohrung 17 auf, die als Auslaufkanal für das innerhalb des Sicherheitsbehälters 12 angeordnete Natrium dient. An seinem inneren Lnde weist der Einsatz 16 eine Vertiefung 18 auf, in deren Mitte der Auslaufkanal einmündet. Die Ausnehmung 18 ist rundum durch ein über den Flansch 1 EI; überstehendes Distanzstück 19 begrenzt. Dieses ist aus einem Material gefertigt, das hei einem Temperaturansie der Speicherzelle auf Werte, die wesentlich über ihre Arbeitstemperatur liegen, zu schmelzen beginnt.An insert 16 is inserted into the opening 14 of the security container 12. This is plug-shaped forms. Its cross section is on the cross-section of the opening 111 is adapted at its inwardly facing end the insert 16 widened flat all around, so that a flange 16F is formed will. This flange 16r rests on the bottom of the security container 12. Of the Insert 16 has a central through hole 17, which acts as an outlet channel for the sodium arranged within the containment 12 is used. On his In the inner end, the insert 16 has a recess 18 in the center of which the outlet channel joins. The recess 18 is all around by an over the flange 1 EI; protruding Spacer 19 limited. This is made of one material, that is to say one Temperaturansie of the storage cell to values that are significantly above its working temperature lying, begins to melt.
Erfindungsgemäß wird dieses Distanzstück 19 aus einer Legierung gefertigt, die wenigstens zwei Metalle aus der Gruppe I-b, II-a und III-a des Periodensystems enthalt Die Zusammensetzung der Legierung # at davon abhängig, bei welcher Temperatur das Distanzstück 19 sc1imelzen soll. Ist beispielsweise beabsichtigt, daß es bei einem Temperaturanstieg innerhalb der Speicherzelle auf Werte, die bei etwa 4550 C liegen, schmelzen soll, so wird vorzugsweise eine Legierung verwendet, die 65 Gew.% Aluminium und 35 Gew.% Magnesium enthalt. Ist das Distanzstück 19 aus dieser Legierung gefertigt, so beginnt es beim Erreichen einer Innentemperatur von 4510 C zu schmelzen. Auf das Distanzstck 19 ist eine runde federnde Verschlußscheibe 20 aufgesetzt, deren Durchmesser so gewählt ist, daß ihr Rand weit über die Ausnehmung 18 übersteht. Die Verschlußscheibe 20 ist aus Edelstahl gefertigt. Die Größe der Verschlußscheibe 20 wird vorzugsweise so gewäh] t, daß sie wenigstens bis zur inneren Begrenzung des Flansches 16F reicht. Für ihre Befestigung sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel drei hakenähnliche Halterungen 21 vorgesehen. Diese sind mit dem Rand des Flansches 16F stoffschlüssig verhtnden und in einem definierten gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet. Die Halterungen 21 sind so ausgebildet, daß ihre hakenförmig ausgebildeten Enden auf dem nach oben weisenden Rand der Verschußscheibe 20 aufsitzen und diese gegen das Distanzstück 19 drücken. Damit das in dem sSicherheitsbehälter 12 angeordnete Natrium in die Ausnehmung 18 und von dort in den Auslaufkanal 17 gelangen kann, ist die Oberfläche des Distanzstückcs 19 wellenförmig ausgebildet, so daß zwischen der Verschlußscheibe 20 und dem Distanzstück 19 Durchtrittsöffnungen (hier nicht dargestellt) für das Natrium gebildet werden.According to the invention, this spacer 19 is made of an alloy, the at least two metals from group I-b, II-a and III-a of the periodic table The composition of the alloy # at depends on what temperature the spacer 19 is intended to melt. For example, it is intended that a temperature rise within the memory cell to values around 4550 C is to melt, an alloy is preferably used which is 65 Contains wt.% Aluminum and 35 wt.% Magnesium. Is the spacer 19 from this Made of an alloy, it starts when an internal temperature of 4510 is reached Melt C. On the spacer 19 is a round resilient locking disc 20 placed, the diameter of which is chosen so that its edge far beyond the recess 18 survives. The closure disk 20 is made of stainless steel. The size of the Closure disk 20 is preferably chosen so that it is at least up to inner limitation of the flange 16F is enough. This is where you can fix them The illustrated embodiment has three hook-like holders 21 intended. These are cohesively connected with the edge of the flange 16F and in one defined even distance from each other. The brackets 21 are designed so that their hook-shaped ends on the upward facing Sit on the edge of the locking disc 20 and press it against the spacer 19. So that the sodium arranged in the safety container 12 enters the recess 18 and can get from there into the outlet channel 17 is the surface of the spacer 19 wave-shaped, so that between the closure disc 20 and the spacer 19 passage openings (not shown here) are formed for the sodium.
Im unteren Bereich des Auslaufkanals 17 ist ein Docht 22 aus Alum'niw angeordnet, der sich bis in den Sicherheltsspllt 15 erstreckt.In the lower area of the outlet channel 17 there is a wick 22 made of aluminum arranged, which extends into the safety slot 15.
So lange die Speicherzelle 1 bei ihrer vorgeschriebenen Arbeitstemperatur von 350° C arbeitet, fließt das innerhalb des Sicherheitsbehältes 12 angeordnete Natrium im unteren Bereich desselben zwischen den Öffnungen, die zwischen dem Distanzstück 19 und der Verschiußschcibe 20 durch dessen wellenförmig ausgebildeten Rand erzeugt werden, in die Ausnehmung 18 und von dort in den Auslaufkanal 17, von wo es in den Sicherheitsspalt 13 gelangt. Kommt es beispielsweise auf Grund einer lIberbelasturlg der Speicherzelle zu einem Temperaturanstieg auf Werte, die wesentlich über der Arbeitstemperatur liegen, so beginnt zunächst das Distanzstick1 9, welches ebenfalls den erhöhten Temperatureinwirkungen ausgesetzt ist zu schmelzen. Die nun flüssig gewordene Legierung fließt in die Ausnehmung 18 und von dort in den Auslaufkanal 17, wodurch dieser verstopft wird Um einen dauerhaften Verschluß des Auslaufkanals -17 zu erreichen, ist im unteren Bereich des Auslaufkanals der aus Aluminium gefertigte Docht 22 vorgesehen, der durch die flüssige Legierung gelöst wird. Das gelöste Aluminium bewirkt seinerseits eine Erhöhung des Schmelzpunktes der Legierung. Dadurch wird erreicht, daß die Legierung bereits innerhalb des Auslauf1'anals 17 erstarrt. Während das Distanzstück 20 zu schmelzen beginnt, senkt sich die Verschlußscheibe 20 allmählich ab, da sie auf dessen oberem Rlnd aufsitzt. Die Verschlußscheibe 20 senkt sich soweit ab, bis sie auf dem Flansch 16F des Einsatzes 16 aufsitzt und die Ausnehmung 18 vollständig verschließt Damit wird sichergestellt, daß kein weiteres Natrium aus dem Sicherheitsbehälter 12 in die Ausnehmung 18 und von dort in den Auslaufkanal gelangen kann.As long as the storage cell 1 is at its prescribed working temperature of 350 ° C works, the arranged inside the containment 12 flows Sodium in the lower part of the same between the openings that between the spacer 19 and the Verschiußschcibe 20 generated by its wave-shaped edge are, into the recess 18 and from there into the outlet channel 17, from where it is in the Safety gap 13 arrives. For example, is it due to excessive stress of the memory cell to a temperature increase to values that are significantly above the Working temperature, the distance stick1 9 begins, which also is exposed to the increased temperature effects to melt. The now liquid The alloy that has become flows into the recess 18 and from there into the outlet channel 17, whereby this becomes clogged To a permanent Closure of the outlet channel -17 is to be reached in the lower area of the outlet channel Wick 22 made of aluminum is provided, which is dissolved by the liquid alloy will. The dissolved aluminum in turn increases the melting point the alloy. This ensures that the alloy is already within the outlet channel 17 solidified. As the spacer 20 begins to melt, the closure disc descends 20 gradually since it rests on its upper rim. The closure disc 20 lowers until it rests on the flange 16F of the insert 16 and the recess 18 completely closes this ensures that no further Sodium from the containment 12 into the recess 18 and from there into the Outlet channel can get.
Anstelle einer Legierung mit 65 Gew.% Aluminium und 35 Gew.% Magnesium kann für die Herstellung des als Abstützung dienenden Distanzstückes 19 auch eine Legierung aus 30,7 Gew . Kupfer und 69,3 Gel Magnesium verwendet werden. Die Gewichtsangabe bezieht sich auf das Gesamtgewicht der Legierung. Wird das Distanzstück aus dieser Legeierung gefertigt, so beginnt es jedoch erst bei 4850 C zu schmelzen. Eine weitere Legierug, die für die Fertigung des Distanzstückes l9geeignet ist, kann aus 70 Gew.% Aluminium und 50 Gew.% Magnesium gefertigt werden. Die Gewiehtsangate bezieht sich auf das Gesamtgewicht der Legierung.Instead of an alloy with 65% by weight of aluminum and 35% by weight of magnesium can also be used for the production of the spacer 19 serving as a support Alloy of 30.7 wt. Copper and 69.3 gel magnesium are used. The weight indication refers to the total weight of the alloy. Will the spacer from this Made of alloy, it does not begin to melt until 4850 C. Another Alloy, which is suitable for the production of the spacer 19, can be made from 70% by weight Aluminum and 50 wt.% Magnesium are made. The Gewichtsangate relates on the total weight of the alloy.
Figur 2 zeigt eine Variante der in Figur 1 dargestellten Speicherzelle 1. Diese ist im wesentlichen so aufgebaut, wie die in Figur 1 gezeigte Speicherzelle. Die hier dargestellet Speicherzelle 1 umfaßt ebenfalls ein metallisches Gehäuse 2, das becherföfmig ausgebildet ist. Innerhalb dessen ist ein becherförmiger Festelektrolyt 3 aus Beta-Aluminiumoxid angeordnet. Zwischen der Gehäuse 2 und dem Festelektrolyten 3 ist der Kathoden raum vorgesehen. Innerhalb des Festelektrolyten 3 ist eine Sicherheitsbehälter 12 angeordnet, der für die Aufnahme des Natriums vorgesehen ist. Zwischen dem Festelektrolyten 3 und dem Sciherheitsbehälter 12 ist wiederum ein Sicherheitsspalt 13 vorgesehen, innerhalb dessen eine Metallwolle 15 angeordnet ist, welche als Kapillarstruktur dient. Der wesentliche tjnterschied zwischen beiden Anordnung besteht in der Ausgestaltung des Einsatzes 16, der innerhalb der Austrittsöffnung 14 des Sicherheitsbehälters 12 angeordnet ist. Der Einsatz 16 ist auch hierbei im wesentlichen stopfenförmig ausgebildet. Sein Außendurchmesser ist an den Innendurchmesser der Öffnung 14 des Sicherheitshehälters angepaßt. An seinem innerhalb des Sicherheitsbehälters 12 angeordneten Ende ist der Einsatz 16 zur Bildung eines Flansches 16F flächenartig ausgebildet Des weiter@n weist der Einsatz 16 eine durchgehende Bohrung 17 auf, die auch hierbei als Auslaufkanal für das Natrium vorgeschen ist. An seinem inneren Ende ist der Einsatz 16 zusätzlich mit einer ringförmigen Ausnehmung 18 versehen, die symmetrisch um die Längsachse des Sicherheitsbehälters 12 angeordnet ist. Die Bohrung 17 ist so angeordnet, daß sie in die ringförniige Ausnehmung 18 einmündet. Am äußeren Rand der Ausnehmung 18 ist ein Djstanzstück 19 angeordnet, der einige Millimeter über den Flansch 17F übersteht. Auf den Distanzring 19 ist eine runde federnde Verschlußscheibe 20 aus Ebdelstahl aufgesetzt. Der Durchmesser der Verschlußscheibe 20 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des Flansches 17F. Die Verschlußscheibe weist in ihrer Mitte ein Loch SOL auf, durch welches das Natrium in die ringförmige a Ausnehmung 18 gelangen kann.FIG. 2 shows a variant of the memory cell shown in FIG 1. This is essentially constructed like the memory cell shown in FIG. The memory cell 1 shown here also comprises a metallic housing 2, which is cup-shaped. Inside this is a cup-shaped solid electrolyte 3 arranged from beta alumina. Between the Housing 2 and the solid electrolyte 3, the cathode space is provided. Inside the solid electrolyte 3 a safety container 12 is arranged for the reception of the sodium is provided. Between the solid electrolyte 3 and the safety container 12 is again a safety gap 13 is provided, within which a metal wool 15 is arranged, which serves as a capillary structure. The main difference between the two arrangements consists in the design of the insert 16, which is within the outlet opening 14 of the containment 12 is arranged. The use 16 is also essentially designed in the form of a plug. Its outside diameter is adapted to the inner diameter of the opening 14 of the safety holder. At its end arranged inside the containment 12 is the insert 16 designed flat to form a flange 16F Insert 16 has a through hole 17, which is also used here as an outlet channel for the sodium is present. The insert 16 is also at its inner end provided with an annular recess 18 which is symmetrical about the longitudinal axis of the security container 12 is arranged. The bore 17 is arranged so that it opens into the annular recess 18. At the outer edge of the recess 18 a Djstanzstück 19 is arranged, which a few millimeters over the flange 17F survives. On the spacer ring 19, a round resilient locking disk 20 is made Ebony steel put on. The diameter of the closure disk 20 is slightly smaller than the diameter of the flange 17F. The locking disc points in its center a hole SOL through which the sodium get into the annular recess 18 can.
Zur Halterung der Versehlußscheibescheibe 20 ist der Flansch 17F mit einem nach oben gerichteten hakenförmigen rundum geführten Rand 17R versehen Insbesondere weist dieser Rand 17R eine nach innen gerichtete hakenförmige Krümmung auf, welche auf dem nach oben weisenden Rand der VerschluRscheil->e 20 aufsitzt und diese gegen das Distanzstück 19 drückt. Im unteren Bereich des Auslaufkanales 17 ist ein Docht 22 aus Aluminium angeordnet, der bis in den Sicherheitsspalt 13 geführt ist.To hold the locking disk 20, the flange 17F is with provided an upwardly directed hook-shaped edge 17R guided all around In particular this edge 17R has an inwardly directed hook-shaped curvature, which is seated on the upward-facing edge of the locking wedge-> e 20 and this presses against the spacer 19. In the lower area of the outlet channel 17 is a Wick 22 made of aluminum is arranged, which is guided into the safety gap 13.
Im Normalbetrieb der Speicherzelle 1 fließt das im Sicherheitsbehälter 12 angeordnete Natrium über das Loch 20L in der Verschlußscheibe 20 in die ringförmige Ausnehmung 1 8 und von dort in den Auslaufkanal 17. Von dort gelangt es in den Sicherheitsspalt 13, der zwischen dem Festelektrolyten 3 und dem Sicherheitsbehälter 20 angeordnet ist. Kommt es zu einem Temperaturanstieg innerhalb der Speicherzelle 1, auf Werte, die etwa 100° c über der Arbeitstemperatur der Speicherzelle liegen, so beginnt das aus einer dci oben beschriebenen Legierungen gefertigte Distanzstück 19 zu schmelzen. Die flüssige Legierung fließt in die ringförmige Ausnehmung 19 und von dort in den Ablaufkanal 17. Durch die heiße Legierung wird der dort befind] iche Docht 22 gelöst, welcher wiederum den Schmelzpunkt der Legierung erhöht, so daß die Legierung innerhalb des Auslaufkanales 17 erstarrt. Aufgrund des schmelzenden Distanzstückes 19 wird die auf ihm aufsitzende Verschlußscheibe 20 abgesenkt, bis sie auf dem Flansch 17F aufsitzt. Dadurc}i, daß die Ausnehmung 1 8 ringförmig ausgebildet ist, verbleibt ein Mittelsteg 18M, der direkt unterhalb des Loches 20L in der Verschlußscheibe 20 positioniert ist. Dieser bewirkt die Verschließung des Loches 20L, nach dem das Distanzstück 19 geschmolzen ist, uiid sich die Verschlußscheibe 20 abgesenkt hat. . Damit kann kein weiteres Natrium in die ringförmige Ausnehmung 18 gelangen. Der Sicherheitsbehälter 12 ist jetzt dauerhaft verschlossen.During normal operation of the storage cell 1, this flows in the safety container 12 arranged sodium via the hole 20L in the closure disc 20 into the annular Recess 18 and from there into the outlet channel 17. From there it passes into the safety gap 13, which is arranged between the solid electrolyte 3 and the safety container 20 is. If there is a temperature increase within memory cell 1, to values which are about 100 ° C above the working temperature of the storage cell, so begins to melt the spacer 19 made of an alloy described above. The liquid alloy flows into the annular recess 19 and from there into the Drainage channel 17. The wick located there is removed by the hot alloy 22 dissolved, which in turn increases the melting point of the alloy, so that the alloy solidified within the outlet channel 17. Because of the melting spacer 19 the locking disc 20 sitting on it is lowered until it rests on the flange 17F sits up. Dadurc} i, that the recess 1 8 is annular, remains a central ridge 18M which is directly below the hole 20L in the closure disc 20 is positioned. This closes the hole 20L, after which the Spacer 19 has melted, uiid the closure disc 20 has lowered. . This means that no further sodium can get into the annular recess 18. Of the Security container 12 is now permanently closed.
- Leerseite -- blank page -
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823248110 DE3248110A1 (en) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | Electrochemical storage cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823248110 DE3248110A1 (en) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | Electrochemical storage cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3248110A1 true DE3248110A1 (en) | 1984-06-28 |
| DE3248110C2 DE3248110C2 (en) | 1987-04-09 |
Family
ID=6181834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823248110 Granted DE3248110A1 (en) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | Electrochemical storage cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3248110A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3442453A1 (en) * | 1984-11-22 | 1986-05-22 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Electrochemical storage cell |
| DE3444917A1 (en) * | 1984-12-08 | 1986-06-12 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | ELECTROCHEMICAL STORAGE CELL |
| GB2304451A (en) * | 1995-08-17 | 1997-03-19 | Programme 3 Patent Holdings | High temperature storage battery |
| US5817434A (en) * | 1995-08-17 | 1998-10-06 | Electro Chemical Holdings Societe Anonyme | High temperature storage battery |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2551604A1 (en) * | 1974-11-19 | 1976-05-20 | Secretary Industry Brit | ELECTRIC POWER CELL |
| US4102042A (en) * | 1977-03-11 | 1978-07-25 | Ford Motor Company | Method for preparing a sodium/sulfur cell |
| DE2819027A1 (en) * | 1978-04-29 | 1979-11-08 | Bbc Brown Boveri & Cie | ELECTROCHEMICAL STORAGE CELL |
| US4246325A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-20 | Electric Power Research Institute, Inc. | Sodium-sulfur battery including thermally responsive valve and method |
| US4247605A (en) * | 1980-04-07 | 1981-01-27 | Ford Motor Company | Method of forming and starting a sodium sulfur battery |
| GB2083272A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-17 | Gen Electric | Sodium-sulfur battery including thermally responsive valve and method |
-
1982
- 1982-12-24 DE DE19823248110 patent/DE3248110A1/en active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2551604A1 (en) * | 1974-11-19 | 1976-05-20 | Secretary Industry Brit | ELECTRIC POWER CELL |
| US4102042A (en) * | 1977-03-11 | 1978-07-25 | Ford Motor Company | Method for preparing a sodium/sulfur cell |
| DE2819027A1 (en) * | 1978-04-29 | 1979-11-08 | Bbc Brown Boveri & Cie | ELECTROCHEMICAL STORAGE CELL |
| US4246325A (en) * | 1979-07-03 | 1981-01-20 | Electric Power Research Institute, Inc. | Sodium-sulfur battery including thermally responsive valve and method |
| US4247605A (en) * | 1980-04-07 | 1981-01-27 | Ford Motor Company | Method of forming and starting a sodium sulfur battery |
| GB2083272A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-17 | Gen Electric | Sodium-sulfur battery including thermally responsive valve and method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3442453A1 (en) * | 1984-11-22 | 1986-05-22 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Electrochemical storage cell |
| DE3444917A1 (en) * | 1984-12-08 | 1986-06-12 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | ELECTROCHEMICAL STORAGE CELL |
| GB2304451A (en) * | 1995-08-17 | 1997-03-19 | Programme 3 Patent Holdings | High temperature storage battery |
| GB2304451B (en) * | 1995-08-17 | 1998-06-10 | Programme 3 Patent Holdings | High temperature storage battery |
| US5817434A (en) * | 1995-08-17 | 1998-10-06 | Electro Chemical Holdings Societe Anonyme | High temperature storage battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3248110C2 (en) | 1987-04-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0064234B1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| EP0142030B1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| DE3114348C2 (en) | ||
| DE2730981A1 (en) | CONTAINER FOR ALKALI METAL BATTERIES | |
| EP0141353B1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| DE3225861C2 (en) | ||
| EP0064676B1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| DE60034397T2 (en) | Electrochemical cell with lid assembly | |
| DE3248110A1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| DE2743078C2 (en) | ||
| EP0183104B1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| EP0158815B1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| DE1081526B (en) | Galvanic dry element | |
| DE3117383C2 (en) | ||
| EP0376059B1 (en) | Electrochemical energy storage cell | |
| DE2652012C2 (en) | Electrochemical generator based on sulfur-sodium | |
| DE2312819C3 (en) | Galvanic gas-depolarized element | |
| EP0184735A1 (en) | Electrochemical-storage cell | |
| DE3345708C2 (en) | ||
| DE19812512C2 (en) | Cathode for a molten carbonate fuel cell and molten carbonate fuel cell with such a cathode | |
| EP0077538B1 (en) | Electrochemical storage cell | |
| DE3442453C2 (en) | ||
| EP0650211A1 (en) | Electrochemical energy storage cell | |
| EP0513531A1 (en) | Accumulator batteries for automotive vehicles | |
| DE3338955A1 (en) | Electrochemical storage cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BBC BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ASEA BROWN BOVERI AG, 6800 MANNHEIM, DE |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |