DE3338955A1 - Elektrochemische speicherzelle - Google Patents

Elektrochemische speicherzelle

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DE3338955A1
DE3338955A1 DE19833338955 DE3338955A DE3338955A1 DE 3338955 A1 DE3338955 A1 DE 3338955A1 DE 19833338955 DE19833338955 DE 19833338955 DE 3338955 A DE3338955 A DE 3338955A DE 3338955 A1 DE3338955 A1 DE 3338955A1
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Dieter Ing.(grad.) 6940 Weinheim Hasenauer
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Brown Boveri und Cie AG Germany
BBC Brown Boveri AG Germany
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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Description

  • Elektrochemische Speicherzelle Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrochemische Speicherzelle gemäß dem Oberbegriff des P a t e n t a n s p r u c h e s 1.
  • Solche wiederaufladbaren elektrochemischen Speicherzellen werden in Hochtemperaturspeicherhatterien verwendet, die als Energiequelle von electrischen Bahnen und Spetzenlastspeichen eine anwendung finden.
  • Wiederaufladbare elektrochemische Speicherzellen mit Festelekrolyten eignen sich sehr gut zum Aufbau aren Hochtemperaturspeicherbatterien hoher Energie- und Leistungsdichte. Die in den Alkali/Chalkogen-Speicherzellen verwendeten Festelektrolyten, die beispielsweise aus Beta-Aluminiumoxid gefertigt sind, zeichnen sich dadurch aus, daß die Teilleitfähigkeit des beweglichen lonß Behr @ouh und die Teilleitfähigkeit @@r Elektr@@@ um vielfache Zehnerpotenzen kleiner ist. Durch die Verwendung solcher Festelektrolyten für den Aufbau von ele@@@@@@@@@@@@@@ speicherzellen wird @@@@@@@, daß parktisch keine @ebenentladung stattrindet, da die Elektronenleitfähigkeit vernachlässighar ist, und die Reaktionssubstanzen auch nicht als neutrale Teilchen durch den Festelektrolyten gelangen können.
  • aus der DE-OS 30 22 449 ist eine elektrochemische Speicherzelle bekannt, die von einem becherförmigen Gehäuse aus Metall begrenzt ist. Innerhalb dieses becherförmigen Gehäuses ist ein ebenfalls becherförmig ausgebildeter Festelektrolyt angeordnet, dor aus Beta-Aluminiumoxid gefertigt ist. Die Abmessungen des Festelektrolyten sind so gewählt, daß zwischen seinen Außenflächen und den Innenflächen des Gehäuses ein zusammenhängender Zwischenraum verbleibt, der als Kathodenraum genutzt wird. Der Innenraum des Festelektrolyten dient als Anodenraum und ist mit Natrium ausgefüllt. Der oben erwäh@te Zwischenraum enthält Schwefel. Die Strom ausbeute einer solchen Natrium/Schwefel-Speicherzelle liegt daber etwa bei 1OO. Bei diesen elektrochemischen Speicherzellen ist das Verhältnis von Energieinhalt zum Gesamtgewicht im Vergleich zum Bleiakkumulator sehr hoch, da die i?ea'<-tionsstoffe leicht sind und bei der elektrischen Reaktion viel Energie frei wird. Von nachteil ist jedoch hierbei, daß die Kapazität dieser Speicherzelle nicht beliebig vergrößert werden kann.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zux nde, eine elektrochemische Speicherzelle zu schaffen, deren Abmessungen und deren Kapazität wesentlich größer sind als die der bis jetzt bekannten Speicherzellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Durch die Verwendung eines haspelförmig ausgebildeten Festelektrolyten ist es möglich, eine Natrium/Schwefel-Speicherzelle zu bauen, deren Energieinhalt um ein Vielfaches größer ist als derjenige bis jetzt gebauter Speicherzellen dieser Art. Insbesondere ist es möglich, Natrium/Schwefel-Speicherzellen herzustellen, die eine Höhe von 600 mm und einen Durchmesser von 480 mm aufweisen. Durch den speziell ausgebildeten Festelektrolyten, istes möglich, die für die chemische Reaktion erforderliche Fläche um ein Vielfaches zu vergroßern.
  • Der haspelförmige Festelektrolyt ist ferner die Eigenschaft auf, daß er zur Verrigerung des Zellwiderstandes trotz seiner vergrößerten Oberfläche beitrag.
  • Zusätzlich wird durch die Verwendung des haspelförmig ausgebildeten Festelektrolyten die Sicherheit der Speicherzelle erhöht. Insbesondere wird dies durch die aneinandergefügten haspelförmigen Bauelemente aus Beta-Alurniniumoxid erreicht, zwischen deren Stirnflächen Kapillaren für das Natrium geschaffen werden. Die Kapillaren sind gerade so groß, daß nur die für die chemische Reaktion erforderliche Menge des Natriums zwischen die Stirnfl-icken gelangen kann. Der Rohrkanal im Inneren des Feste3ektrolyten, der mit den zwischen den Stirnflächen gebildeten Kapillaren in Verbindung steht, transportiert nur so viel Natrium, wie für die Versorgung der Kapillaren erforderlich ist. Damit wird erreicht, daß bei einem Bruch des Festelektrolyten der Zusammenfluß von gröPeren Mengen an Natrium und Schwefel ausgeschlossen ist, und damit eine Zerstörung den @@@@@@rzelle verhi@@@@@ wi@d.
  • Weitere erfindungsweaontliche Merkmale sind in den Unter@@@paüchen g e k e n n z e i c h n e g t.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnunren erläutert: Es zeigen: Fig. 1: Eine erfindungsgemä.ße Speicherzeile im Vertikalschnitt, Fig. 2: eine ausführungsform des verwendeten haspelförmigen Festelektrolyten, Fig. 3: eine Variante des in Figur dargestellten Festelektrolyten fig. 4: eine weitere Ausführungsform des verwendeten Festelektrolyten, Fig. 5: eine Natrium/Schwefel-Speicherzelle in Flachform.
  • Die in Figur 1 dargesterlte Speicherzelle 1 wird im wesentlichen aus einem metallischen Gehäuse 2, einem Festelektrolyten 3 sowie einem Vorratsbehälter 4 für das Natrium gebildet. Das metallische Gehäuse 2 ist becherförmig ausgebildet und aus einem warmfesten Stahl gefertigt. Im Inneren des Gehiuses 2 sind der Festelektrolyt 3 und der Vorratsbehälter 4 für das Natrium angeordnet. Bei der hier dargestellten Ausführungsform befindet sich der Vorratsbehälter 4 im oberen dritte der Speicherzelle 1, während die übrigen 2/3 des Gehäuseinnenraumes für die Aufnahme des Festelektrolyten dienen. In dem Bereich des Gehäuses 2, in dem die Reaktandenräume liegen, ist ein Zellenbecher S aus Aluminium angeordnet. Die Abmessungen dieses Zellenhechers 9 sind so gewählt, daß er an den seitlichen Innenflichen des Gehäuses 2 und an dessen Boden dicht anliegt. Dieser Zellenbecher 5 ist bis zum unteren Rand des Vorratabehälters 4 geführt. Innerhalb dieses Zellenbechers 5 ist der Festelektrolyt 3 angeordnet. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird er durch fünf fest miteinander verbundene Bauelemente 6 gebildet. Jedes Bauelement 6 ist aus Beta-Aluminiumoxid gefertigt. Es wird im wesentlichen durch ein Rohr hK gebildet, das an seinen beiden Enden mit einer nach außen gerichteten Stirnfläche 6S versehen ist. Bei. dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die STirnflächen die Form von Ringscheiben auf. Der Außendurchmesser einer jeden Stirnfläche 6S ist etwa um das siebenfache größer als der Innendurchmesser eines jeden Rohres 6K. , Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Durchmesser der Stirnflächen 6S so groß gewählt, daß zwischen ihrem äußeren Rand und dem Zellenhecher 5 rundum ein schmaler Ringspalt 7 verbleibt. Die den Festelektrolyten 3 bildenden Bauelemente 6 sind, eine Reihe bildend, so aneinandergefügt, daß die Stirnflächen hS jeweils zweier benachbarter Bauelemente 6 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Jeweils zwei direkt benachbarte Stirnflächen 6S sind über ein Distanzstück 8, das gleichzeitig als Dichtung dient, mteinander verbunden. Das Distanzstück 8 kann ebenfalls aus Beta-Aluminiumoxyd gefertigt werden und über ein Glaslot @hier nicht dargestellt) mit den Stirnflächen 6S verbunden werden.
  • Das Distanzstück 8 erstreckt sich längs des gesamten Umfangs der Stirnflächen 6S. Die Hohe der Distanzstücke 8 ist so groß gewählt, daß zwischen jeweils Me einander gegenüberliegenden Stirnflächen 65 eine ausreichend ch@ße Kapillare @ für das Natrium gebil@et wird. Diese kapillaren 9 siehen @n direk@er Verbidnung mit den Innenbereichen der Rohre 6K. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist in die Kapillaren 9 und in den Innenbereich der Rohre 6K ein zusätzlicher Füllstoff 10 angeordnet, der bewirkt, daß nur soviel Natrium durch die Rohre 6K und von dort in die Kapillaren 9 gefördert wird, wie für die ablaufenden chemischen Reaktionen gerade erforderlich ist. Die bmessunxen der den Festelektrolyten 3 bildenden Bauelemente 6 sind für alle gleich groß gewählt. Durch die oben beschriebene Aneinanderreihung der Bauelemente 6 wird ein Festelektrolyt 3 gebildet, der in seiner Längsachse einen Rohrkanal 11 aufweist, da die Stirnflächen 6S so mit den Rohren verbunden sind ,daß der Innenbereich der Rohre 6K offen bleibt.
  • Der Rohrkanal 11 bildet zusammen mit den Kapillaren , die zwischen jeweils zwei über ein Distanzstück 8 miteinander verbundenen Stirnflächen hS gebildet sind, den anodenraum der elektrochemischen Speicherzelle 1.
  • Der Rohrkanal 11 ist am unteren Ende durch einen Stopfen 12, der ebenfalls aus Beta-Aluminiumoxid gefertigt ist, verschlossen. Das obere Ende des Rohrkanales 11 ist von einer dicken Ringscheibe 13 aus Alpha-Aluminiumoxid umgeben. titer eine Bohrung 14 in dieser Ringscheibe 13 und der Stirnfläche des Zellenbechers 5 steht der Rohrkanal 11 mit dem Vorratsbehälter 4 fr das Natrium in direkter Verbindung. Der Vorratsbehälter 4 ist aus einem korrosionsbeständigen elektrisch leitenden Werkstoff gefertigt. Der Außendurchriesser des Vorratabehälters 4 ist so groß gewalt, daß zwischen ihm und den Innenflächen des metallischen Gehäuses 2 ein Rallm verbleibt, der mit einem Isoliermaterial 24 ausgefüllt ist. In das Innere des Vorratsbehälters 4 ragt der anodische Stromabnehmer 15, der aus einem elektrisch leitenden korrosionsbeständigen Werkstoff gefertigt ist.
  • Das zweite Ende des Stromabnehmers 15 ist durch die äußere Begrenzung des Vorratsbehälters II, die Isolierung 24 sowie durch die Verschlußplatte 16 der elektrochemischen Speicherzelle 1 hindurchgeführt und steht einige Millimeter über dieser nach außen über. Die Verschlußplatte 16 ist aus einem nichtleitenden Material, beispielsweise aus Alpha-Aluminiu'moxid gefertigt.
  • Der Kathodenraum der erfindungsgemäßen Speicherzelle wird durch die ringförmigen Kammern 17 gebildet, lhe nach oben und unten durch die beiden Stirnflächen 6S eines jeden Bauelementes 6 begrenzt sind und das Rohr YY eines jeden Baue3ementes 6 rundum umgeben. Die Kammern 17 sind über den zwischen dem Festelektrolyten Q und dem Zellenbecher 5 angeordneten Ringspalt 7 miteinander verbunden. Die Kammern 17 sind mit einem Graphitfilz 18 ausgefüllt, der mit Schwefel getränkt ist. In jede Kammer 17 ragen stegartige kathodische Stromabnehmer 19.
  • Diese sind mit einem Ende elektrisch leitend mit dem Zellenbecher 5 verbunden. Der Zellenbecher 5 steht in elektrisch leitendem Kontakt mit dem mtallischen Gehäuse 2, welches bei dieser Ausführungsform ans 5 kathodischer Stromabnehmer dienen kann. Für die elektrisch leitende Verbindung ist dRS metallische Gehause 2 an seinem oberen äußeren Ende mit einem elektrischen Leiter 20 verbunden, br welchen die Verbindung zur nächsten Speicherzelle erfolgen kann.
  • Figur 2 zeigt eine Variante des erfindungsgem Festelektrolyten 3. Dieser wird wiederum durch mente 6 aus Beta-A]uminiumoxid gebildet, die eine Reihe bildend, aneinandergefügt sin. Jedes der Bauelemente 6 wird wiederum durch ein Rohr @k gebildet, daß an Aufnen beiden Enden mit einer nach außen gerlchteten Stirnfläche 6S versehen ist. Die Stirnflächen 6S sind auch bei dieser Ausführungsform als Ringscheiben ausgebildet und stoffschlüssig mit dem iohi' oK verbunden. JitEi Rohre bleiben bei der Verbindung der Stirnflächen 6S offen.
  • Die Abmessungen aller Bauelemente 6 sind gleich groß.
  • Durch die AneinanderfÜ,"ung derselben wird ein Festelektrolyt 3 ausgebildet, der wiederum einen in seiner Längsachse verlaufenden Rohrkanal 11 aufweist. Dieser ist für den Transport des Natriums von einem Vorratshehälter zu den Kapillaren 9 vorgesehen. Zur Ausbildung dieser Kapillaren 9 sind die Stirnflachen 6S an ihrem äußeren Umfang mit Rändern 30 und 31 versehen. Jedes Bauelement ist so ausgebildet, daß seine am oberen Ende des Rohres 6K befestigte Stirnfläche 6S aiif ihrer Oberseite einen als Nut ausgebildeten Rand 30 aufweist.
  • Die Stirnfläche 6S, die sich am unteren Ende des Rohres 6K befindet, weist an ihrer Unterseite einen als Feder ausgebildeten Rand 31 auf. Die beiden Ränder 30 und 31 erstrecken sich längs des gesamten äußeren Umfangs der Stirnflächen 6S, Die Ränder 30 tnd 31 der Bauelemente 6 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei dem oben beschriebenen Aneinanderfügung der Bauelemente 6 der als Nut ausgebildete Rand 30 einer Stirnfläche in den als Feder ausgebildeten Rand 31 der gegenü.ber)iegenden stirnfläche 6S eingesetzt werden kann. Die Höhe der Ränder 30 und 31 ist so gewählt, daß zwischen zwei miteinander verbundenen Stirnflächen 6S zweier Baue]emente 6 eine Kapillare q von der gewünschten Höhe gebildet wird. In dem Bereich der Ränder 30 und 31 werden die Stirnflachen 65 beispielsweise durch Verwendung eines Glaslotes dauerhaft miteinander verbunden.
  • Die Kapillaren 9 und der Rohrkanal 11 bi en auch hierbei den Anodenraum für die auszubildende e1.ektrochemische Speicherzelle 1 (hier nicht dargestel]t).
  • Die zwischen den beiden Stlrnflachen 6S eines jeden Bauelementes 6 ausgebildeten Kammern 17 bilden den Kathodenraum. Sie werden wie bei dem in Figur 1 dagestellten Ausführungsbeispiel bei der Fertigstellung c7er Speicherzelle mit einem mit Schwefe] getränkten Graphitfilz ausgefüllt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außendurchmesser der Stirnfläehen 6s mindestens um das fünffache größer a].s der Innendurchmesser des Rohrkanales 11. Durch diese Maßnahme wird eine beachtlich größere Oberfläche für den Ablauf dep chemischen Reaktionen bereitgestellt, als es bei der Verwendung.von becherförmigen Festelektrolyten der Fall ist.
  • Figur 3 zeigt eine Variante des in Figur 2 dargestellten Festelektrolyten 3. Er wird wiederum durch die fineinanderreihung von Bauelementen 6 aus Beta-Aluminiumoxid gebildet, Jedes der Bauelemente 6 weist ein Rohr 6K auf, das an seinen oberen und unteren Ende mit einer nach außen weisenden Stirnfläche 6S in Form einer Ringscheibe versehen und stoffschlüssig mit diesem verbunden ist.
  • Die Stirnflchen 6S sind in entsprechender Weise wie die Stirnflächen des in Figur 2 dargestellten Festelektrolyten 3 an ihren äßeren Umfängen mit Rändern 30 und 31 versehen. Insbesondere weisen die Oberflachen der am oberen Ende eines jeden Rohres 6K angeordneten Sir, flächen 6S Ränder 30 auf, die jeweils als Nitt ausgebildet sind. An der Unterseite der unteren Stirnflächen 6S eines den Bauelementes 6 sind Runder 31 angeordnet, die aJs Federn ausgebildet sind; Die Höhe der Ränder ist auch hierbei so gewählt, daß die zu bildenden Kapillaren 9, welche sich zwischen jeweils zwei sneinandergefügten Bauelementen @ bfinden, @@ie gewünsnhte Höhe aufwelsen.
  • Der Anodenraum wird Auch hierbei durch den Rohrkanal 11, der durch die aneinandermereihten Rohre 6K entsteht und die Kapillaren 9 @ebildet. Dei Kammern 17 d@e@er auch hierbei als Kathodenraum. Wie Figur 3 zeigt, ist der Durchmesser der Stirnflächen 65 mindestens um das fünfzehnfache größer als der Innendurchmesser des Rohrkanals 11. Um den sehr groß ausgebildeten Stirnflachen 6S eine größere Stabilität zu verleihen, sind wenigstens die am oberen enda der Rohre 6K angeordneten Stirnflächen 6S auf ihrer Oberflache mit Steten 40 versehen. Diese Stee 40 sind ebenfalls aus Beta-Aluminiumoxid gefertigt. Sie sind vom jeweiligen Rohr 6K eines Bauelementes 6 radial nach außen geführt und stoffsch]üssig mit der Stirnfläche 65 verbunden. Die Höhe der Stege 40 ist an die Höhe des jeweiligen Randes 30 angepaßt.
  • Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines haspelförmigen Festelektrolyten, wie er für den Aufbau der erfindungsgemäßen Speicherzelle verwendet werden kann.
  • Der Festelektrclyt 3 ist auch hierbei aus mehreren Bauelementen 6 zusammengesetzt. Jedes Bauelement weist ein Rohr 6 auf, das an seinen beiden Enden wiederum mit jeweils einer nach außen gerichteten Stirnfläche 65 versehen ist. Das Rohr 6K wird durch zwei Rohrelemente 6A und 6B gebildet, wobei das Rohrelement 6B mit dem kleineren Durchmesser innerhalb des Rohrelementes 6A konzentrisch angeordnet ist. Jedes Rohrelement 6A, 6B eist an einem Ende eine nach außen gerichtete Stirnfläche 6S auf. Din Stirnfläche 6S wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine ringförmige Scheibe gebildet, die stoffschlüssig mit dem Rohrelement 6A, 6B verbunden ist. Die beiden Rohrelement 6A und 6B sind so ineinandergefügt, daß die beiden Stirnflächen 65 einander gegenüberliegend angeordnet sind, und zwischen ihnen eine ringförmig Kammer 17 gebildet wird. Rei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Stirnfläche 6S, die mit dem inneren Rohrelement 6B verbunden ist, einen U-förmigen Querschnitt auf. Die mit dem U-förmigen Querschnitt versehene Stirnf che 6S wird so angeordnet, daß ihr seitlich zur Längsachse des Rohrelementes 6B verlaufender Rand von der Stirnfläche 6S des Rohrelementes 6S wegweist. Das konzentrisch in dem äußeren Rohrelement 6A angeordnete Rohrelement 6B ist mit diesem durch ein Glaslot 30 fest verbunden.
  • Zur Bildung des Festelektrolyten 3 werden die Bauelemente 6 so aneinandergefügt, daß durch ihre Rohre 6K ein zusammenhängender Rohrkanal 11 gebildet wird. Da jedes Bauelement 6 eine Stirnfläche 6S aufweist, die einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wird zwischen der Stirnfläche 6S eines ersten Bauelementes, did vollständig eben ausgebildet ist, und einer zeiten Stirnfläche 6S eines zweiten Bauelementes 6 mit U-förmigem Querschnitt beim Zusammenfügen eine Kapillare 9 gebildet, die mit dem Rohrkanal 11 in Verbindung steht. Die mit den U-förmig ausg,ebildeten Querschnitten versehenen Stirnflächen weisen einen Durchmesser auf, der geringfür kleiner gewählt ist als der Durchinesser der eben ausgebildeten Stirnflächen 65. Hierdurch ist es mög:tich, eine ebene Stirnflache und eine I-förmige Stirnflächen 65 an ihrem äußeren Rand über ein Glaslot ?1 fest miteinander zu verbinden.
  • Unter Verwendung der hier beschriebenen Rohrelemente 6A und 6B, die nur einseitig mit je einer Stirnfl,che 6A versehen sind, kann ein Festelektrolyt 3 sehr einfach hergestellt wenden, da diese Bauelemente leicht su fertigen und abense leicht miteinander zu verbinden sind.
  • Figur 5 zeigt eine elektrochemische Speiche Speicherzelle @ @ Flachform. Sie ist quaderförmig ausgebildet und weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Speicherzelle wird außen von einem metallischen Gehäuse 2 begrenzt, das beispielsweise aus einem warmfesten Stahl gefertigt ist.
  • Die Speicherzelle weist im Inneren wiederum einen Festelektrolyten 3 sowie einen Vorratsbehälter 4 für das Natrium auf. Der Vorratsbehälter 4 ist im unteren Drittel des quaderförmig ausgebildeten metallischen Gehäuses 2 angeordnet. Der übrige Innenraum des Gel,a'uses 2 beinhaltet den Festelektrolyten 3 und die Reaktandenräume. Bei dem hier darestellten Ausführungsbeispiel ist der Festelektrolyt 3 wieder durch die Aneinanderfügung von Bauelementen 6 aus Beta-Aluminiumoxid ,gefertigt. Jedes Bauelement 6 weist wiederum ein Rohr 6K auf, das an seinem oberen und unteren Ende stoffschlüssig mit einer nach außen gerichteten Stirnfläche 6S versehen ist. Bei dem hier dargestellten Ausfü.hrungsbeispie weisen die Stirnflächen einen rechteckigen Querschritt auf. Die beiden Stirnfla"chen 6S eines jeden Bauelementes 6 sind derart mit dem Rohrende verbunden, daß die Längsachse des Rohres die Mitten der beiden Stirnflchen durchsetzt und das zur an beiden Enden nach außen hin offen ist. Die Bauelemente 6 sind wiederum', eine Rethe bildend, über ihre Stirnflächen zusammengefügt. Zwischen jeweils zwei miteinander verbundenen Stirnflächen zweier Bauelemente 6 ist auch hierbei ein als Dichtung dienendes Distanzstück 8 angeordnet. Das Distanzstück 8 verläuft entlang des gesamten äußeren Umfan.s der beiden miteinander verbundenen Stirnflächen ES. Die Höhe der Distanzstücke ist so gewählt, daß die zwischen den Stirnflächen auszubildenden Kapillaren Q die jeweils gewünschte Größe aufweisen. In analoger Weise zu den Ausführungsbeispielen, die in den Figuren 2 und 3 dargestellt und in den dazugehörigen Beschreibungen erläutert sind, lassen sich die Stirnflächen auch hierbei mit Rändern 30 und 31 versehen, die als Nut bzw.
  • als Feder ausgebildet sind. Durch das Aneinanderfügen der Bauelemente 6 wird ein Festelektrolyt 3 geschaffen, der einen zentralen Rohrkanal 11 aufweist, welcher zusammen mit den Kapillaren 9 den Anodenraum bildet. Der Rohrkanal 11 ist an seinem oberen Ende versch)ossen, während sein unteres Ende mit dem Vorratsbehälter 4 das Natrium in Verbindung steht. Zwischen dem unteren Ende des Festelektrolyten 3 ünd dem Vorratsbenhälter für das Natrium ist eine Platte aus Alpha-Aluminiumoxid 13 angeordnet. iibr eine Öffnugn 13A in der Platte 13 und eine Öffnung A in dem Vorratsbehälter 4 steht der Rohrkanal 11 in direkter Verbindung mit dem Innenraum des Vorratsbehälters 4. Die Öffnungen ha und 13A sind direkt unterhalb des unteren Endes des Rohrkanales 11 angeordnet.
  • Der Kathodenraum wird durch die Kammern 17 gebildet, die zwischen jeweils zwei Stirnflächen eines Bauelementes 6 vorgesehen sind. Die Höhe dieser Kammern 17 wird durch die Höhe der Rohre 6K bestimmt. Ihre Länge richtet sich nach den Abmessungen der Stirnflä.chen, insbesondere nach der Länge jeder Stirnflächenhalfte. Die Abmessungen der Stirnflachen 6S sind so gewahrt, daß zwischen dem Festelektrolyten 3 und dem metallischen Gehause 2 rundum ein Spalt 7 verbleibt, ilber welchen die Kammern 17 miteinander verbunden sind. Der Innenraum der Kammern 17 ist mit einem draph@tfi@z 18 ausgefüllt, welchen mit Schwefel getränkt ist. In jede Kammer 17 ragt ein stegartiger kathodischer Stromabnehmer 10, dessen ernten Ende bis nahe na das Rohr 6K geführt ist. Das zweite Ende dieses kathodischen Stromabnehmers @@ ist mit der Innenfläche des metallischen Gehäuses 2 elektrisch leitend verbunden, so daß die Außenfläche des Gehäuses 2 als kathodischer Stromabnehmer genutzt werden kann.
  • Der Vorratsbehqtlter 4 für das Natrium ist aus einem korrosionsbeständigen Metall gefertigt. Die Größe des Vorratsbehälters ist so bemessen, daß zwischen seinen äußeren Begrenzungsflächen und den inneren Bebrenzungsflächen des metallischen Gehouses 2 ein Zwischenraum verbleibt, der mit einem Isoliermaterial 24 ausgefüllt ist.
  • Die Erfindung beschränkt .sich nicht nur auf die in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele, vielmehr umfaßt sie alle elektrochemischen Speicherzellen, bei denen der Festelektrolyt aus einer Vielzahl von Bauelementen 6 zusammengesetzt ist, welche jeweils durch ein Rohr gebildet sind, an dessen beiden Enden jeweils eine Stirnfläche stoffschlüssig befestigt ist derart, daß das Rohr an beiden Enden nach außen hin geöffnet ist.

Claims (10)

  1. P a t e n t a n s p ü c h e 1. Elektroebemische Speicherzelle (1) auf den Basis von Natrium und Schwefel mit einem metallischen Gehäuse (2) innerhalb dessen wenigstens ein Anodenraum (9, 11) und ein Kathodenraum (7,14) angeordnet und durch einen allalilonenleitenden Festelektrolyten () aus Betaaluminiumoxid voneinander getrennt sind, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß der Festelektrolyt (3) wenigstens einen Rohrkanal (11) aufweist, der mit senknecht zu seinen Lämhdsachsen verlaufenden Kapilla@en (9) in Verbindung steht 2. Elektrochemische Speicherzelle nach Anspruch 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Festelektrolyt (3) aus mindestens zwei Bauelementen (6) zusammengesetzt ist, die jeweils wenigstens ein Rohr (6K) aufweisen, das an seinen beiden Enden mit einer flanschartig nach außen gerichteten Stirnfläche (68) versehen ist, daß die Rohre (6K) zur Bidlung des Rohrkanals aneinanedergereiht und jeweils zwei aneinandergrenzende Sti@nflächen (6S) zur Bildung einer Kapillare (9) über ein Distanzstück (8), das las Dichtung diert, verbudnen sind.
  2. 3. Elektrochemische Speicherzelle nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jedes Bauelement (2) konzentrisch ineinandergefügte Rohrelemente (6A, 6B) aufweist, die einer ein Glaslot (30) miteinander irprbinden sind, daß jedes Rnbrelement (6A, 6B) an einem Ende mit. einer nach außen gerichteten Stirnflache (6S) zur Bildung einer ringförmigen Kammer (17), zwischen den beiden Stirnflächen (6S) der beiden Rohrelemente (6,6B) versehen ist, und wenigstens eine Stirnflache (6S) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
  3. . Elektrochemische Speicherzelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (6K) der Bauelemente (6) so aneinandergefügt sind, daß. jeweils eine ebene Stirnflache (6S) eines ersten Bauelementes"(6) zur Bildung, einer Kapillaren (9) mit der einen U-förmige Querschnitt aufweisenden Stirnflächen (6S) eines zweiten Bauelementes (6) verbunden ist.
  4. 5. Elektrochemische Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Anodenraum durch den Rohrkanal (11) und die mit ihm in Verbindung stehenden Kapillaren (9) gebildet ist.
  5. 6. Elektroschemische Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ror Kathodenraum durch die ringförmigen Kammern (17) fflehildet ist, die jeweils durch die beiden Stirnfläche (65) und das Rohr (6K) eines jeden Bauelementes (6) begrenzt und über einen Ringspalt (7) zwischen dem Festelektrolyten (3) und dem metallischen Gehause (2) miteinander verbunden sind.
  6. 7. Elektrochemische Speicherzelle nach Anspruch 2, dadtlrch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (8) durch zwei Ränder (30 und 31) gebildet ist, die a3s Nut und Feder ausgebildet sind, und daß jeweils ein Rand (30) auf der Oberseite und ein Rand (@1~ auf der Unterseite der beiden miteinander zu verhindenden Stirnflächen (6S) Angeordnet ist.
  7. 8. Elektrochemische Spieherzeille nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück (8) aus Betaaluminium gefertigt und seine Verbindung mit den Stirnflächen (6S) über ein Glsslot erfolgt, und daß das Distanzstück (8) längs des gesamten Umfangs der zu verbindenden Stirnf]chen (6S) angeordnet ist.
  8. 9. Elektrochemische Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Stirnflächen (6S) als Ringscheiben ausgebildet sind oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
  9. 10. Elektrochemische Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge!'ennzeichnet, daß der Außendurehmesser der Stirnflächen (6S) minrlestens um das Dreifache größer ist als der Innendurchmesser der Rohre (6K) und daß der Rohrkanal (11) einen rechteekigen oder runden Innen- und/oder Außenquerschnitt aufweist
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