DE3337991A1 - Elektrochemische zelle - Google Patents

Elektrochemische zelle

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Description

Patentanwälte · European Patent Attorneys . Dr. W. Müller-Bore f Dr. Müller-Bor* und Partnor ■ POB 260247 - D-8000 München 29
Dipl.-Phys.
Dr. Paul Deufel
Dlpl.-Chem., Dipl.-Wirtech.-Ing.
Dr. Alfred Schön
Dipl.-Chem.
Werner Hertel Dietrich Lewald
Dipl.-Ing.
Dr.-Ing. Dieter Otto
Dipl.-Ing.
D/Sz - S 4056
SOUTH AFRICAN INVENTIONS DEVELOPMENT CORPORATION
Administration Building, Scientia
Pretoria
Elektrochemische Zelle
D-8000 München 2 POB 20 02 47 Kabel: Telefon Telecopier Infotec 6400 B Telex
IsartorpluU ö D-UOOO München 20 Muebopat 089/221483-7 G II +111 (089)229643 5-24 285
— Α Ι Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle, insbeonsere eine elektrochemische Zelle der Art mit zwei oder mehr reaktiven Komponenten, von denen wenigstens eine bei der Betriebstemperatur der Zelle flüssig ist, wobei die Komponenten voneinander getrennt sind und befähigt sind, miteinander unter möglicherweise unerwünschten Folgen zu reagieren. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verminderung der möglichen dadurch bedingten Gefahren.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt eine elekrochemische Zelle zwei oder mehr reaktive Komponenten, die voneinander getrennt sind und die dazu befähigt sind, miteinander unter möglicherweise unerwünschten Folgen unter Bildung eines Reaktionsproduktes oder von Reaktionsprodukten zu reagieren, gegenüber den oder denen sie inert sind, wobei wenigstens eine dieser reaktiven Komponenten in ein makroporöses Material imprägniert ist oder es enthält, zur Verfestigung und/oder zum Einschluß dieses Reaktionsprodukts oder der Reaktionsprodukte in einer oder mehreren Zonen, wo Kontakt zwischen den reaktiven Komponenten erfolgen kann und so die Fähigkeit des Reaktionsproduktes oder der Reaktionsprodukte, diese Komponenten voneinander zu trennen, vergrößert wird.
Die mögliche Gefahr, gegen welche die Erfindung schützen soll, entsteht bei Versagen und insbesondere bei der Beschädigung einer Zelle, was beispielsweise bei einem nnfall erfolgen kann, wie einem Motorunfall, wenn die Zelle Teil des Antriebssystems eines Motorfahrzeuges bildet. Reaktive Komponenten in einer elektrochemischen Zelle, wenn sie in Kontakt miteinander kommen, bilden Reaktionsprodukte, gegen welche die Komponenten von sich aus inert sind. Solche Reaktionsprodukte trennen dann die reaktiven Komponenten voneinander und der Zweck, das makroporöse
-JS-
Material in der Zelle vorzusehen, besteht darin, die Reaktionsprodukte zu verfestigen und/oder einzuschließen, um, wie oben erwähnt, die Fähigkeit der Reaktionsprodukte zur Trennung der reaktiven Komponenten voneinander zu verbessern, und so die möglicherweise unerwünschten Folgen zu vermindern, welche aus der Reaktion der reaktiven Komponenten miteinander als Ergebnis des Versagens oder einer Beschädigung der Zelle durch Unfall entstehen könnten.
Das poröse Material kann teilchenförmig sein, d.h. fasrig oder körnig, beispielsweise so, daß sich ein Körper, eine Schicht oder ein Bett von Teilchen ergibt, die makroporös sind. Der Begriff "makroporös" bedeutet hier, daß das Material von einer flüssigen Zellkomponente imprägniert wird im Sinne der Imprägnierung durch Kapillarwirkung und dergleichen, im Gegensatz zu mikroporösen Materialien, wie Atomsiebe, wie sie durch Zeolithe oder dergleichen geliefert werden, die im atomaren oder molekularen Bereich porös sind und nach anderen Mechanismen als gewöhnlichen Kapillarreaktionen imprägniert werden.
Die Teilchen können lose oder miteinander unverbunden sein und in der Lage sein, sich relativ zueinander zu bewegen. In diesem Falle kann das poröse Material eine verschiedene Dichte von derjenigen der reaktiven Komponente haben, mit welcher es sich in Kontakt befindet und einen Teil des Raumes einnehmen, der von dieser Komponente eingenommen wird, so daß das poröse Material eine Schicht in der Komponente bei der Betriebstemperatur der Zelle bildet. Wenn so z.B. Kontakt zwischen den Komponenten bei hohem Anwachsen oder hohem Pegelstand in einer der Komponenten vorhersehbar ist, können die Teilchen der porösen Komponenten eine geringere Dichte haben als diese Komponente,
so daß sie ein aufschwimme ides Bett darauf bei diesem 35
hohen Niveau bilden. Wenn andererseits Kontakt bei
-Al -
niederem Pegelstand anzunehmen ist, kann das poröse Material Teilchen größerer Dichte haben als die der Komponente, so daß sie unter Bildung eines Bettes oder
einer Schicht am Boden der Komponente sich absetzen. 5
Andererseits können die Teilchen,obwohl sie voneinander getrennt sind, in Kontakt miteinander gehalten werden, indem sie unter äußerem Zwang in einer kompakten Masse zusammengehalten werden, die beispielsweise durch Druck zusammengehalten wird und mit dieser Komponente imprägniert ist. In diesem Falle kann das poröse Material praktisch den gesamten Raum einnehmen, der von der reaktiven Zellkomponente, mit welcher es imprägniert ist, eingenommen wird.
Statt dessen kann das poröse Material in Form eines Artefakts (eines künstlichen Gebildes) 'vorliegen, z.B. eines Artefakts, das gewobenes oder verfilztes fasriges Material aufweist. Außerdem kann das poröse Artefakt ein solches mit schwammähnlicher Struktur sein, wie es durch ein gesintertes Bett von Teilchen erzeugt wird. Das Artefakt kann somit ein Sinterkörper sein.
Wie oben erwähnt ist die Komponente der Zelle, welche in das poröse Material imprägniert wird oder das poröse Material umgibt und es sättigt, eine Flüssigkeit, wenigstens bei der Betriebstemperatur der Zelle. Die Porosität des porösen Material ist somit vorzugsweise so, daß sie die ungehinderte Durchdiffusion der Komponente, mit welcher es in Kontakt ist, bei der Betriebstemperatur der Zelle gestattet.
Während im allgemeinen häufig der gesamte Körper oder die Masse der fraglichen Komponente in das poröse Material imprägniert wird, um es somit zu umgeben und/oder zu
sättigen, wird die Erfindung auch oft angewandt, in dem das poröse Material nur in einer Zone oder in Zonen der Zelle vorgesehen ist, wo Kontakt zwischen reaktiven Komponenten im Falle von gewissen anzunehmenden Arten von Schädigungen der Zelle zu erwarten und zu befürchten ist.
Wenn die reaktiven Zellkomponenten miteinander in gelinder oder ruhiger Art in Kontakt kommen, kann es passieren, daß eine Schicht von Reaktionsprodukten zwischen ihnen erzeugt wird, welche sie wirksam voneinander trennt und die weitere Reaktion zwischen den Komponenten verhindert oder vermindert. Bei einem mehr oder weniger heftigen oder katastrophalen Unfall, der der Zelle beträchtlichen Schaden zufügt, können aber die Komponenten mehr oder weniger stark durchmischt werden, insbesondere wenn sie beide flüssig sind, was zu einer heftigen, unkontrollierbaren und möglicherweise katastrophalen Reaktion führen kann. In einem solchen Fall kann, selbst wenn eine Schicht von Reaktionsprodukten zwischen den Komponenten erzeugt wurde, diese Schicht zerstört werden, und zwar möglicherweise wiederholt, wenn der Unfall oder der Schaden der Zelle ausreichend heftig ist, was einen weiteren Kontakt zwischen den Komponenten möglich macht und die unerwünschten Folgen verstärkt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Vorliegen von Teilchen, wie Fasern, in einer Zone wo Kontakt zwischen den Komponenten erfolgt und Reaktionsprodukte gebildet werden, die Verstärkung der Schicht von Reaktionsprodukten bewirken und sie weniger anfällig für anschließendes mechanisches Versagen machen, oder das poröse Material kann die Reaktionsprodukte einschließen und immobilisieren (wie dies mit körnigen Teilchen oder porösen schwammähnlichen Artefakten der Fall ist), wodurch die Fähigkeit
der Reaktionsprodukte zur Trennung der Komponenten vergrößert wird. Je nach dem verwendeten porösen Material kann sowohl diese Verstärkung als auch das Einschließen vorliegen.
Zwei der reaktiven Zellkomponenten können bei der Betriebstemperatur der Zelle flüssig und voneinander durch einen Seperator getrennt sein, mit welchem sie beide in Kontakt stehen, wobei eine Schicht des porösen Materials an wenigstens einer Seite des Seperators an der Grenzfläche zwischen dem Seperator und der Komponente auf dieser Seite des Seperators vorgesehen ist.
Der Seperator kann ein Feststoffelektrolyt sein, wobei die Komponenten auf entgegengesetzten Seiten desselben Anodenmaterial bzw. flüssiges Elektrolytmaterial umfassen. Die Schicht kann an der Grenzfläche zwischen dem flüssigen Elektrolyten und dem festen Elektrolyten vorgesehen sein. Das Anodenmaterial kann ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall umfassen, der flüssige Elektrolyt kann ein schmelzflüssiger Salzclcktrolyt sein, der eines oder mehrere Alkali- und/oder Erdalkalihalogenide umfaßt und die Schicht von porösem Material kann nichtleitendes fasriges Material umfassen.
Als Beispiele dieser Art von Zelle, auf welche die Erfindung angewandt werden kann, seien Zellen mit einer Anode und einer Kathode, einem festen Elektrolyten, welcher die Anode von der Kathode trennt, und einem flüssigen Elektrolyten in der Kathodenabteilung, der als ionischer Leiter dient, ohne anderweitig an der Zellreaktion teilzunehmen, der aber zur heftigen Reaktion mit dem aktiven Anodenmaterial befähigt ist, genannt. In einem solchen Fall kann das aktive Anodenmaterial beispielsweise flüssiges Natrium sein, der Feststoffelektrolyt kann
* ß-Aluminiumoxyd (ß-Al-O_.) sein und der Elektrolyt geschmolzenes Natriumaluminiumchlorid (NaAlCl4), welcher das Kathodenmaterial umgibt, das in Form einer festen, porösen aktiven Matrix vorliegen kann. Der ß-Aluminiumoxyd-Elektrolyt dient als wirksamer Separator, welcher das Natriumaluminiumchlorid vom Natriumanodenmaterial trennt. Diese Kombination von flüssigem Elektrolyt und Anode umfaßt die zwei Substanzen, welche miteinander extrem reaktiv sind und die bei zufälligem Kontakt im Falle eines Schadens gefährlich miteinander reagieren können, je nach dem Grad ihrer Vermischung.
Gemäß der Erfindung kann eine Schicht von porösem Material, wie oben beschrieben, beispielsv/eise in Form einer fasrigen Struktur in Zonen in der Zelle vorgesehen sein, wo der flüssige Elektrolyt im Falle eines Schadens mit dem Anodenmaterial reagieren kann oder dies anzunehmen ist, beispielsweise im Falle eines Bruches des Feststoffelektrolyten. Die inerten Reaktionsprodukte, welche durch eine solche Reaktion gebildet werden, würden durch die fasrige Struktur verstärkt werden und eine faserverstärkte Sperre bilden, welche beständig gegen Durchtritt sowohl des flüssigen Elektrolyten als auch des aktiven Anodenmaterials ist, von denen einer oder beide bei der Betriebstemperatur der Zelle flüssig sind.
Obwohl die fasrige Struktur an der Grenzfläche zwischen dem Feststoffelektrolyt und dem flüssigen Elektrolyten wie oben beschrieben angeordnet sein kann, kann sie ebenso leicht durch den gesamten Raum in der Kathodenabteilung, welcher den flüssigen Elektrolyten enthält, angeordnet sein. Weiterhin kann ein solches fasriges Material auch in der Anodenabteilung vorgesehen sein, beispielsweise durch die ganze Anodenabteilunq oder an der Grenzfläche zwischen Feststoffelektrolyt und Anodenmaterial. Für
- Hf -
Zellen dieser Art ist die fasriqe Struktur vorzugsweise nicht leitend, wie oben beschrieben, und kann keramisches Material, Aluminiumoxyd, Glasfasern oder dergleichen umfassen.
Für Zellen mit einer Kathode, die von der Art sein soll, die ein Artefakt umfasst, beispielsweise ein gesintertes Artefakt, das porös für flüssigen Elektrolyt ist, kann gemäß der Erfindung auch fasriges Material in das Kathodenmaterial vor der Bildung des Artefakts eingebracht werden, wodurch das Sintern und die Bindung des Kathodenmaterials unterstützt werden.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zur Verminderung der möglichen Gefahr durch Kontakte zwischen zwei oder mehreren aktiven Komponenten in einer elektrochemischen Zelle, von denen wenigstens eine Komponente bei der Betriebstemperatur der Zelle flüssig ist und die Komponenten voneinander getrennt, aber dazu befähigt sind, miteinander unter möglicherweise unerwünschten Folgen unter Bildung von Reaktionsprodukten, gegenüber welchen sie inert sind, zu reagieren, wobei das Verfahren darin besteht, in einer oder mehreren Zonen in der Zelle, wo Kontakt zwischen den reaktiven Komponenten erfolgen kann, ein makroporöses Material anzuordnen, das mit wenigstens einer der reaktiven Komponenten imprägniert ist oder darin enthalten ist, zur Verfestigung und/oder zum Einschluß dieser Reaktionsprodukte und so die Fähigkeit der Reaktionsprodukte, die Komponenten .voneinander zu trennen, erhöht wird.
Die Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben. Es bedeuten:
jjj /yy ι
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt der Seitenansicht eines Gefäßes, das zwei Komponenten enthält, wie dies von der Anmelderin untersucht wurde.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Seitenansicht einer Zelle gemäß der Erfindung und
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der Seitenansicht einer weiteren Zelle gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 allgemein ein ge-1^ eignet erhitztes Gefäß, in welches flüssiges Natrium, ausgedrückt durch die Bezugszahl 12, bei 2500C eingefüllt wurde und wonach und obenauf flüssiges Natriumaluminiumchlorid, mit der Bezugszahl 14 bezeichnet, ebenfalls bei 2500C eingefüllt wurde. Diese Komponenten 1^ wurden in vorsichtiger und gesteuerter Weise zugegeben und in Schichten getrennt, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Zugabe wurde unter Argon durchgeführt, wobei das Gefäß 10 bei einer Temperatur von 2500C gehalten wurde. Es zeigte sich, daß das Natrium und das Natriumaluminiumchlorid rasch bei dieser Temperatur reagierten und zwar exotherm, was feste Reaktionsprodukte gab, welche die Schicht 16 bildeten, gemäß folgender Reaktionsgleichung:
NaAlCl4 + 3Na * 4 NaCl + Al
Bei vorsichtiger Zugabe der Komponenten zeigte es sich, daß die Schicht 16 so ausgebildet wurde, daß sie die Komponenten wirksam voneinander trennte, ohne eine unannehmbare Temperaturerhöhung. Die durch das Reaktionsprodukt gebildete feste Sperre diente dazu, die Reaktion zwischen den Komponenten rasch zu verlangsamen und es zeigte sich, daß die Temperaturzunahme auf weniger als 500C begrenzt blieb.
Es zeigte sich weiterhin, daß bei schwerwiegender Zerstörung der Sperrschicht 16, beispielsweise durch Rühren, eine heftige Reaktion mit einem raschen Temperaturanstieg von bis zu 10000C erfolgte, was die Gefahr zeigt, die inhärent bei heftiger Schädigung von Zellen, welche Natrium und Natriumaluminiumchlorid enthalten, in einer Wiese, daß ausgedehntes und rasches Mischen zwischen diesen Komponenten erfolgt, vorliegt.
In Fig. 2 zeigt die Bezugszahl 18 allgemein eine elektrochemische Zelle gemäß der Erfindung. Die Zelle enthält ein Gehäuse 20, in dem schmelzflüssiges Natrium 22 ist. Ein becherförmiger Seperator 24 aus ß-Aluminiumoxyd-Feststoffelektrolyt, ist teilweise in das Natrium 22 eingetaucht und darin ist eine feste aktive Kathodenmatrix 26, ihrerseits im Becher 24, in schmelzflüssiges Natriumaluminiumchlorid als flüssigem Elektrolyten 28 eingetaucht. Das Gehäuse 20 dient als Anodenstromsammler und ein Kathodenstromsammler 30 ist vorgesehen, der in die Matrix 26 eingebettet ist und sich nach oben daraus und aus dem Elektrolyten 28 und dem Gehäuse 20 erstreckt, von welchem er bei 32 isoliert ist.
Gemäß der Erfindung wurde Graphitfilz (nicht gezeigt) verwendet, um die innere Oberfläche des Bechers 24 auszukleiden, wo er durch den flüssigen Elektrolyten 28 gesättigt ist. Im Falle eines Bruches oder eines Zerreißens des Bechers 24 gelangt Natrium 22 in den Kathodenraum, der durch diesen Becher 24 gebildet ist, reagiert mit dem flüssigen Elektrolyten in der Filzauskleidung gemäß der oben gezeigten Reaktion und ergibt Natriumchlorid und Aluminium als Reaktionsprodukte in einer Schicht, welche durch die Fasern des Kohlenstoffilzes verstärkt wird. Es hat sich gezeigt, daß diese mit Kohlcfasern verstärkte Schicht von Reaktionsprodukten viel robuster und
schwieriger zu brechen ist, als eine entsprechende Schicht von unverstärkten Reaktionsprodukten ohne diese Kohlefasern, beispielsweise während anschließender Vibration
oder Schlagen, denen die Zelle unterworfen sein kann. 5
Weiterhin ist die Möglichkeit vorgesehen, den Raum des Kathodenabteils, der durch den flüssigen Elektrolyten eingenommen wird, vollständig mit solchem Filz auszufüllen. Wenn es sich jedoch zeigt, daß die Gefahr einer vorzeitigen Überentladung besteht, insbesondere in der Zone im flüssigen Elektrolyten 28 über der Kathodenmatrix 26, ist die Verwendung von elektrisch isolierenden Fasern, wie Keramikfasern, Aluminiumoxydfasern oder Glasfasern vorzuziehen, wobei die Fasern natürlich so gewählt werden, daß sie bezüglich der Reaktion mit dem flüssigen Elektrolyten stabil sind. Wenn eine Matte oder Wolle aus solchen Fasern eingesetzt wird, kann sie teilweise zur Immobilisierung der Schmelze 28 dienen, wodurch die Sicherheit erhöht wird, obwohl von diesem Gesichtspunkt aus die Verwendung von Teilchen anstelle von Fasern, wie in einem Pulver, das durch den flüssigen Elektrolyt gesättigt ist, eine bessere Immobilisierung bewirken kann.
In entsprechender Weise kann eine Schicht von geeignetem fasrigen Material, das inert gegenüber Natrium bei der in Frage stehenden Temperatur ist, benutzt werden, um die andere Oberfläche des Bechers 24 zu verkleiden, um gegen Durchtritt von flüssigem Elektrolyt 28 in das Natrium 22 der Anode zu schützen , indem eine faserverstärkte Schicht von Reaktionsprodukten auf der Außenseite des Bechers gebildet wird, oder solches fasriges Material kann die Gesamtheit des Anodenraumes ausfüllen.
In Figur J ist eine entsprechende Zelle gezeigt und wenn nicht anders angegeben, bedeuten vdic gleichen Bezugszahlen
die gleichen Teile. In diesem Fall ist die Matrix 26 weggelassen und dor Kathodenraum ist mit geschmolzenem Natriumaluminiumchlorid gefüllt, das, als aktiven Bestandteil darin gelöst, SbCl1- enthält. Auch in diesem Falle
kann die Erfindung analog angewandt werden, in der gleichen Weise wie sie oben für Fig. 2 beschrieben ist.
Ein weiterer Asprekt der Erfindung ist die Verminderung der Gefahr einer unerwünschten Reaktion (insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 2) zwischen dem flüssigen Natriumanodenmaterial und dem flüssigen Elektrolyten, wie Natriumaluminiumchlorid, wenn der Elektrolyt in die poröse Kathodenmatrix imprägniert ist. Der Grad der Imprägnierung des flüssigen Elektrolyten in die Matrix, wie er derzeit ^ erreicht wird, ist ungenügend, um zu einer heftigen Reaktion zwischen dem flüssigen, in das Matrixmaterial imprägnierten Elektrolyten und dem Natrium zu führen," wenn jedoch eine erhöhte zur Verfügung stehende Porosität für die Matrix ausgebildet wird, kann das darin imprägnierte Natriumaluminiumchlorid auf ein Niveau erhöht werden, wo die Reaktion desselben mit dem Natrium im Falle eines Bruches der Matrix und dem Kontakt desselben mit dem Natrium ein Problem werden kann. Um dagegen zu schützen können entsprechende Fasern in die Poren der Matrix einge-
bracht werden, um die Gefahr zu vermindern. Solche Fasern können während der Herstellungsstufe zugesetzt werden, in dem sie beispielsweise mit Pulvern gemischt werden, aus welchen die Matrix gebildet wird, bevor die Herstellung bzw. Formung und Sinterung erfolgt. Das Vor-
liegen solcher Fasern kann auch die Steuerung der Sinterung unterstützen und dazu helfen, die Kathodenmatrix während der nachfolgenden Operation miteinander zu verbinden.
Wenn überdies ein poröses Artefakt, wie ein MineralschwamiTi, der durch Kapillarwirkung imprägniert ist, oder ein Bett (möglicherweise ein Sinterbett) von Teilchen in entsprechender Weise wie die oben beschriebenen Fasern
verwendet wird, beispielsweise als innere und/oder als äußere Auskleidung des Bechers 24 oder die Gesamtheit des Anoden- oder Kathodenraumes damit gefüllt wird und dann der Bruch des Bechers dazu führt, daß der Anodenraum von flüssigem Elektrolyt durchdrungen oder Kathodenraum von Anodenmaterial durchdrungen wird, werden die Reaktionsprodukte in einer Schicht im Artefakt oder im Bett an der Grenzfläche mit dem Becher eingeschlossen. Dies dient dazu, die Schicht von gebildeten Reaktionsprodukten zu immobilisieren und zu verfestigen und vergrößert ihre Möglichkeit, den flüssigen Elektrolyt und das Anodenmaterial zu trennen, und wenn das Artefakt oder das Bett Fasern enthält, kann ebenso eine Faserverstärkung der Schicht erhalten werden.
Die elektrochemischen Zellen gemäß der Erfindung wurden ^u unter Bezugnahme auf Zellen von zylindrischer Form in den Zeichnungen beschrieben. Selbstverständlich kann die Erfindung auch auf Zellen anderer Form angewandt werden, beispielsweise Flachzellen, und solche Zellen können
leicht gemäß der Erfindung hergestellt werden. 25

Claims (13)

PATENTANSPRÜCHE
1. Elektrochemische Zelle, enthaltend zwei oder mehr reaktive Komponenten, von denen wenigstens eine bei der Betriebstemperatur der Zelle flüssig ist und wobei die Komponenten voneinander getrennt und in der Lage sind, miteinander unter möglicherweise unerwünschten Folgen unter Bildung von einem oder mehreren Reaktionsprodukten, gegen welche sie inert sind, zu reagieren , dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dieser reaktiven Komponenten, die bei Betriebstemperatur flüssig ist, in ein makroporöses Material imprägniert ist oder es enthält, zur Verfestigung und/oder zum Einschluß dieses Reaktionsprodukts oder der Reaktionsprodukte in einer oder mehreren Zonen, wo Kontakt zwischen den reaktiven Komponenten erfolgen kann, und so die Fähigkeit des Reaktionsprodukts oder der Reaktionsprodukte, diese Komponenten voneinander zu trennen, verbessert wird.
2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material teilchenförmig ist.
3. Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material eine verschiedene Dichte von derjenigen der reaktiven Komponente hat, mit welcher es in Kontakt ist und einen Teil des von dieser Komponente eingenommenen Raumes besetzt, so daß das poröse Material eine Schicht in der Komponente bei der Betriebstemperatur der Zelle bildet.
4. Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des porösen Materials miteinander in Kontakt gehalten werden.
5. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material in Form eines Artefakts vorliegt.
6. Zelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Artefakt ein gewobenes oder verfilztes faserförmiges Material umfaßt.
7. Zelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Artefakt ein gesinterter Körper ist.
8. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität des porösen Materials derart ist, daß es die ungehinderte Durchdiffusion derjenigen Komponente erlaubt, mit welcher es in Kontakt bei der Betriebstemperatur der Zelle ist.
9. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der reaktiven ZeIlkomponenten (22,28) flüssig bei der Betriebstemperatur der Zelle sind und voneinander durch einen Seperator (24) getrennt sind, mit welchem sie beide in Kontakt stehen, wobei eine Schicht des porösen Materials an wenigstens einer Seite des Seperators an der Grenzfläche zwischen dem Seperator und der Komponente (22, 28) auf dieser Seite des Seperators vorgesehen ist.
10. Zelle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Seperator ein fester Elektrolyt (24) ist und die Komponenten an entgegengesetzten Seiten desselben Anodenmaterial (22) bzw. flüssiges Elektrolytmaterial (28) aufweisen.
11. Zelle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht an der Grenzfläche zwischen dem flüssigen Elektrolyten (28) und dem festen Elektrolyten (24) vorgesehen ist.
12. Zelle nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Anodenmaterial (22) ein Alkalimetall und/oder ein Erdalkalimetall umfaßt und der flüssige Elektrolyt (24) ein schmelzflüssiger SaIzelektrolyt ist, der ein oder mehrere Alkali- und/oder Erdalkalihalogenide umfaßt und die Schicht nichtleitendes fasriges Material aufweist.
13. Verfahren zur Verminderung der möglichen Gefahr durch Kontakt zwischen zwei oder mehreren reaktiven Komponenten in einer elektrochemischen Zelle, wobei wenigstens eine der Komponenten bei der Betriebstemperatur flüssig ist und die Komponenten voneinander getrennt sind und dazu befähigt sind, miteinander unter möglicherweise unerwünschten Folgen zu reagieren, unter Bildung von Reaktionsprodukten, gegen welche sie inert sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder mehreren Zonen in der Zelle, wo Kontakt zwischen den reaktiven Komponenten erfolgen kann, ein makroporöses Material angeordnet wird, das mit wenigstens einer der reaktiven Komponenten imprägniert ist oder darin enthalten ist zur Verfestigung und/oder zum Einschluß dieser Reaktionsprodukte und so die Fähigkeit der Reaktionsprodukte zur Trennung dieser Komponenten voneinander erhöht wird.
DE3337991A 1982-10-20 1983-10-19 Elektrochemische zelle Withdrawn DE3337991A1 (de)

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