DE3520212A1

DE3520212A1 - Batterieanordnung mit einer elektrolytloesungszufuehrung

Info

Publication number: DE3520212A1
Application number: DE19853520212
Authority: DE
Inventors: Koichi Tokio/Tokyo Ashizawa; Hideharu Matsudo Chiba Ogino; Shunji Tokio/Tokyo Shimizu
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1984-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1985-12-19
Also published as: GB2161316A; US4894294A; GB2161316B; GB8513909D0; FR2565412A1

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE 3 5 2021

PATENTANWÄLTE D1PL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN - DIPU-INa. W. LEHN DIPL.-INQ. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT, H-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GORS DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

The Furukawa Electric Co., Ltd. 42 151

Tokyo / Japan

Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei der mehrere Einheitszellen elektrisch in Serie verbunden oder gestapelt sind, und betrifft insbesondere eine Batterie dieser Art, bei der ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen den Einheitszellen verhindert werden soll.

Sogenannte Batterien mit einer Elektrolytlösungszuführung, bei denen eine Elektrolytlösung von außen zugeführt und von den Zellen durch einen Elektrodenreaktionsabschnitt innerhalb jeder Zelle nach außen abgegeben wird, umfassen verschiedene Batteriearten, wie z. B. Zink-halogenbatterien, Redox-Zellen und Brennstoffzellen. Um die Kapazität einer derartigen Batterie zu steigern, muß eine Anzahl Einheitszellen

ARABELLASTRASSE 4 . D-8OOO MÜNCHEN 81 · TELEFON CO89} S11O87 · TELEX 5-29619 CPATHEJ · TELEKOPIERER 918356

in Serie oder parallel verbunden werden. Da die Serienverbindung die Anwendung eines bipolaren Elektrodenauf baus gestattet, ist diese zur Steigerung der Batteriekapazität sehr vorteilhaft.
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Wenn Einheitszellen in Serie geschaltet werden oder gestapelt werden, wie z. B. eine Batterie mit einer Elektrolytlösungszuführung, wird das ümlaufverfahren im allgemeinen angepaßt. Bei diesem Verfahren wird eine Elektrolytlösung im allgemeinen von einem gemeinsamen Elektrolytlösungstank zugeführt und die von jeder Einheitszelle ausgegebene Elektrolytlösung wird wieder in dem Elektrolytlösungstank gesammelt. Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer derartigen Batterie. In Fig.

3 sind vier Einheitszellen C-I, C-2, C-3 und C-4 in Serie geschaltet. Eine Elektrolytlösung 3 wird entsprechend von einem Elektrolytlösungstank T zu den Einheitszellen C-I, C-2, C-3 und C-4 mittels einer Pumpe P durch einen gemeinsamen Zuführweg I¹ und entsprechende Verteilerwege 2'a, 2'b, 2'c und 2'd für die Flüssigkeit zugeführt. Die von den entsprechenden Einheitszellen ausgegebene Elektrolytlösung wird durch entsprechende Ausgabewege 4'a, 4'b, 4¹C und 4'd für die Flüssigkeit und einen gemeinsamen Ausgabeweg 5¹ zu dem Tank T zurückgeführt. Wenn eine Batterie dieser Anordnung jedoch betrieben wird, wie in Fig. 4 dargestellt, fließt zusätzlich zu einem Strom I der Batterie ein Flüssigkeitskurzschlußstrom (Nebenflußstrom) I¹ zwischen den Zellen durch die Elektrolytlösung in den Verteiler- und Ausgabewegen für die Flüssigkeit. Dies bewirkt einen Flüssigkeitskurzschluß und führt zu einem großen Stromverlust. Wenn dieser Zustand durch einen gleichwertigen elektrischen Schaltkreis dargestellt wird, entspricht das

dem in Fig. 5 dargestellten Schaltkreis. In Fig. 5 bezeichnen die Symbole Rl bis R4 Widerstände.

Wenn ein derartiger Flüssigkeitskurzschluß eintritt, nimmt die Entladekapazität im Fall einer Primärbatterie ab. Im Fall einer Sekundärbatterie nimmt sowohl die Lade- als auch die Entladekapazität ab und der Lade- und Entladewirkungsgrad wird beträchtlich vermindert. Um einen derartigen Flüssigkeitskurzschluß und seinen nachteiligen Einfluß zu verhindern, werden die Widerstände der Elektrolytlösungsabschnitte in dem Flüssigkeitsweg zwischen je zwei benachbarten Einheitszellen, d. h. Rl bis R4 in Fig. 5 vergrößert. Genauer gesagt, wird die Länge der Flüssigkeitswege zwischen je zwei benachbarten Einheitszellen (z. B.

11, 12, Wl und W2 in Fig. 4) vergrößert oder der Querschnitt der Flüssigkeitswege (z. B. Sl bis S4 in Fig. 4) wird entsprechend der Gleichung R = p· l/S vermindert (wobei R: Widerstand,ρ : spezifischer Widerstand; 1: Länge des Flüssigkeitsweges, S: Querschnittsfläche bedeutet). Entsprechend einem anderen Verfahren wird ein sich drehendes Teil in einem Flüssigkeitsweg angeordnet, um die Elektrolytlösung abzutrennen und ihre Kontinuität zu unterbrechen.

Wenn jedoch die Länge des Flüssigkeitsweges zwischen je zwei Zellen vergrößert wird, wird daß Rohrleitungssystem größer. Dies führt dazu, daß die Batteriekonstruktion aufwendig wird und ein großes Volumen aufweisen.

Wenn weiter die Querschnittsfläche des Flüssigkeitsweges vermindert wird, wird der Widerstand der Elektrolytlösung vergrößert und der Druckverlust gesteigert. In jedem dieser Fälle treten besondere Probleme auf, und der Flüssigkeitskurzschluß kann nicht vollständig

verhindert werden. Mit dem Verfahren, bei dem die Elektrolytlösung durch ein sich drehendes Teil unterbrochen wird, wird das Rohrleitungssystem komplex und die mechanische Lebensdauer des sich drehenden Teils stellt ein Problem dar, was zu einer nicht zufriedenstellenden Lösung des Problems führt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Flüssigkeitskurzschluß verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst, d. h. dadurch, daß ein Strömungs-Unterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit unter Verwendung des freien Falls der elektrolytischen Lösung längs jedes Verteilerwegs für die Flüssigkeit an der Zuführseite und/oder jedem Ausgabeweg für die Flüssigkeit angeordnet ist.

Wenn in jedem Verteilungsweg für die Flüssigkeit und jedem Ausgabeweg für die Flüssigkeit eine Sammelkammer für die Flüssigkeit vorgesehen ist, die einen freien Fall der Lösung gestattet, und die in einer derartigen Kammer gesammelte Lösung gleichförmig verteilt und in einem freien Fall in mehrere Ausgabeöffnungen fällt, kann der Abstand der Flüssigkeitsunterbrechung durch den freien Fall verkürzt werden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung

einer Batterieanordung mit einer Elektrolytlösungszuführung gemäß der Erfindung;

' Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der

Beziehung zwischen dem Flüssigkeitswiderstand und der Fallhöhe, wenn die Elektrolytlösung im freien Fall herabfällt; 10

Fig. 3 ein Diagramm einer bekannten

Batterie mit einer Elektrolytlösungszuführung ;

Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung des

Flüssigkeitskurzschlusses in der in Fig. 3 dargestellten Batterie;

Fig. 5 ein dem Flüssigkeitskurzschluß

in Fig. 4 entsprechender elek

trischer Schaltkreis; und

Fig. 6 eine teilweise geschnittenen

perspektivische Ansicht einer Sammelkammer für die Flüssigkeit

einer Batterie gemäß der Erfindung .

Fig. 1 zeigt die Batterieanordnung mit einer Elektro-Iytlösungszuführung gemäß der Erfindung. Eine Elektrolytlösung 3 wird zu mehreren (vier im dargestellten Ausführungsbeispiel) Einheitszellen C-I, C-2, C-3 und C-4 durch entsprechende Verteilerwege 2a, 2b, 2c und 2d, die von einem gemeinsamen Versorgungsweg 1 ab-

zweigen, zugeführt und verteilt. Die durch die Elektrodenreaktionsabschnitte in den entsprechenden Einheitszellen fließende Elektrolytlösung wird in einem gemeinsamen Ausgabeweg 5 durch entsprechende Ausgabewege für die Flüssigkeit 4a, 4b, 4c und 4d gesammelt und dann ausgegeben. Bei der Batterie dieser Anordnung sind in der Mitte längs der Verteilerwege 2a, 2b, 2c und 2d für die Flüssigkeit an der Elektrolytlösungszuführseite Strömungsunterbrechungsabschnitte 6a, 6b, 6c und 6d mittels des freien Falls gebildet. Ähnlichen Strömungsunterbrechungsabschnitte 7a, 7b, 7c und 7d für die Flüssigkeit sind in der Mitte längs der Ausgabewege 4a, 4b, 4c und 4d für die Flüssigkeit ausgebildet, wodurch ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen je zwei benachbarten Einheitszellen verhindert wird.

Jeder Strömungsunterbrechungsabschnitt.. für die Flüssigkeit wird durch eine vertikale Trennung eines Teils jedes Verteilungs- oder Ausgabeweges für die Flüssigkeit gebildet, wobei eine vorbestimmte freie Fallhöhe h für die Unterbrechung der Elektrolytlösung erforderlich ist. Das obere Ende des unteren Rohres hat einen vergrößerten Durchmesser, um die herabfallende Elektrolytlösung aufzunehmen.

Die für die Trennung der Elektrolytlösung erforderliche frei Fallhöhe h kann unter Bezugnahme auf den Abschnitt 6a des Verteilungswegs 2a für die Flüssigkeit wie folgt erklärt werden. Die Höhe h ist in diesem Fall der Abstand hl zwischen einer Fallöffnung eines oberen Rohres 2al und dem Niveau einer Elektrolytlösung 3hl des unteren Rohres 2a2, wobei die Elektrolytlösung 3 diese Höhe in freiem Fall in einem physikalisch getrennten Zustand durchfällt, d. h. in Form von Tropf-

chen und das Niveau 3al erreicht. Dies trifft ebenfalls für die Ausgabewege für die Flüssigkeit zu. Beispielsweise ist der Strömungsunterbrechungsabschnitt 7a für die Flüssigkeit entsprechend mit einer erforderlichen freien Fallhöhe h2 zwischen einem oberen Rohr 4al und einem Elektrolytlösungsniveau 3a2 in einem unteren Rohr 4a2 angeordnet. An einem derartigen ünterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit ■hat die Elektrolytlösung 3 einen sehr hohen elektrisehen-Widerstand, so daß ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen zwei benachbarten Zellen verhindert werden kann.

Die für eine Trennung der Flüssigkeit erforderliche freie Fallhöhe h ist entsprechend der Art, der Durchflußmenge/ der Temperatur und ähnlichem der Elektrolytlösung unterschiedlich. Daher muß die freie Fallhöhe so eingestellt werden, daß sie diesen Bedingungen genügt.
20

Im folgenden soll ein Beispiel der Messung der freien Fallhöhe h beschrieben werden.

Zusammensetzung der Elektrolytlösung; 25

2 mol/1 Zinkchlorid + 1 mol/1 Kaliümchorid + 2 mol/1 Natriumchlorid wässrige Lösung

Lösungstemperatur;
30

30° C

Durchflußmenge der Lösung in einer Einzelzelle;

600 ml/min

Freie Fallgeschwindigkeit;
36 cm/sek

Die Elektrolytlösung fallt im freien Fall von einer Fallöffnung für die Flüssigkeit unter den oben auf-. gezeigten Bedingungen und ein Widerstand R (kJlr) der Elektrolytlösung bei jeder Fallhöhe wird mit dem Wechselstromwiderstandsmeßverfahren gemessen. Fig. 2 ist ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Widerstand und der Fallhöhe 1 (cm) von der Fallöffnung für die Flüssigkeit. Man sieht aus dem Diagramm von Fig. 2, daß der Widerstand R ungefähr dem berechneten Wert entspricht, daß die Fallhöhe 1 6 cm erreicht, woraufhin der Widerstand R jedoch vom berechneten Wert stark abweicht, wenn die Fallhöhe 1 8 cm überschreitet. Aufgrund dieses Ergebnisses wird die für eine Flüssigkeitstrennung erforderliche Fallhöhe h innerhalb eines Bereichs zwischen 10 und 12 cm bestimmt.

Fig. 1 zeigt einen Fall, in dem Flüssigkeitsunterbrechungsabschnitte in den beiden Verteilerwegen für die Flüssigkeit an der Elektrolytlösungszuführseite und den Ausgabewegen für die Flüssigkeit an der Elektrolytlosungsausgabeseite ausgebildet sind. Wenn jedoch derartige Strömungsunterbrechungsabschnitte für die Flüssigkeit nur an einer Seite infolge der konstruktiven Grenzen des Batteriesystems ausgebildet werden, wird jedoch ebenfalls eine beträchtliche Wirkung bezüglich der Vermeidung eines Flüssigkeitskurzschlusses erhalten.

Wenn die Elektrolytlösung von der Fallöffnung für die Flüssigkeit an einem Strömungsunterbrechungsabschnitt herunterfällt, werden zwei oder mehr (normalerweise zwei) Fallöffnungen für die Flüssigkeit ausgebildet,

j; um die Durchflußmenge der herabfallenden Lösung zu f

vermindern und die für die Flüssigkeitstrennung erforderliche Fallhöhe zu verkürzen. Von einer öffnung wird jedoch etwa 90% der Elektrolytlösung ausgegeben, { und nur eine kleine Menge der Lösung wird von der an- ,

deren Öffnung ausgegeben. D. h., der für die Flüssigkeitstrennung während des freien Falls erforderliche Abstand bleibt relativ lang, so daß die Höhe der Batterie vergrößert wird.

Um dieses Problem zu lösen, wird erfindungsgemäß eine Sammelkammer in jedem Strömungsunterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit angeordnet und die Elektrolytlösung gleichförmig verteilt, so daß sie von den Fallöffnungen in gleichen Mengen herunterfällt. Bei dieser An-Ordnung kann die für den freien Fall erforderliche Fallhöhe zur Trennung der Flüssigkeit verkürzt und eine kompaktere Bauweise der Batterie erreicht werden. Um eine gleichförmige Verteilung der Elektrolytlösung zu erhalten, ist das Innere der Kammer in obere und untere Abschnitte unterteilt, und eine Abtrennung parallel zur Lösungsströmung ist im oberen Abschnitt angeordnet, um die Strömung der Elektrolytlösung in 2 bis 4 Teilmengen gleichförmig zu unterteilen, und um 2 bis 4 obere unterteilte Kammern zu schaffen.

Weiter ist im unteren Abschnitt eine Abtrennung angeordnet, die sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Abtrennung in der oberen Kammer erstreckt und das Innere des unteren Abschnitts in 2 bis 4 untere unterteilte Kammern unterteilt. Jede der

unteren unterteilten Kammern ist mit einer oberen unterteilten Kammer verbunden und weist eine Fallöffnung für die Flüssigkeit auf. D. .h., wie in Fig. 6 dargestellt, es ist eine Sammelkammer 8 für die Flüssigkeit an dem Strömungsunterbrechungsabschnitt an jedem Verteiler- und Ausgabeweg für die Flüssigkeit angeordnet, der vertikal mittels der Abtrennungen unterteilt ist. Eine Abtrennung 11 parallel zur Strö- - mung der Elektrolytlösung, die mittels des Pfeile in Fig. 6 angedeutet ist, ist im oberen Abschnitt der Kammer 8 vorgesehen, um obere unterteilte Kammern und 12" auszubilden, die die Strömung oder die Strömungsmenge der Elektrolytlösung gleichförmig unterteilen. Eine Abtrennung 13 ist im unteren Abschnitt der Kammer 8 in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Strömung der Elektrolytlösung angeordnet, d. h. senkrecht zur Abtrennung im oberen Abschnitt. Die Abtrennung 13 bildet untere unterteilte Kammern

14 und 14", die gleichförmig das Innere des unteren Abschnitts unterteilen und entsprechende Fallöffnungen 9 und 9¹ für die Flüssigkeit aufweisen. Die oberen und unteren unterteilten Kammern 12 und 12' und 14 und 14" sind miteinander durch Verbindungsöffnungen

15 und 15· verbunden. Bei dieser Anordnung wird die durch den Verteilerweg oder Ausgabeweg für die Flüssigkeit fließenden Strömung der Elektrolytlösung gleichförmig unterteilt und fließt gleichförmig von den Fallöffnungen 9 und 9" für die Flüssigkeit in die unteren unterteilten Kammern 14 und 14'.

Die obige Beschreibung bezieht sich auf den Fall, bei dem die oberen und unteren Abschnitte jeder Sammelkammer in entsprechender Weise in zwei Kammern unterteilt sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch

nicht auf diese Anordnung begrenzt und jede Sammelkainmer für die Flüssigkeit kann in obere und untere Abschnitte unterteilt sein, und jeder obere und untere Abschnitt kann in 2 bis 4 Kammern in entsprechender Weise unterteilt sein.

Beispiel:

■ Der Lade/Entladeversuch wurde bei Zink-Chlorbatterien als Beispiele für Batterien mit einer Elektrolytlösungszuführung durchgeführt, wobei die Strömungsunterbrechungsabschnitte für die Flüssigkeit nur an dem Ausgabeweg für die Flüssigkeit und sowohl an dem Verteiler- und Ausgabewegen für die Flüssigkeit jeder Einheitszelle ausgebildet waren. Der Stromwirkungsgrad, der Spannungswirkungsgrad und der Energiewirkungsgrad jeder Batterie wurden untersucht und die Wirkung zur Verhinderung eines Flüssigkeitskurzschlusses wurde mit einer gewöhnlichen Batterie, die keinen Strömungs-Unterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit hatte, verglichen. In jeder Einheitszelle waren eine Zinkelektrodenplatte (negative Elektrode) aus dichtem Graphit und eine Chlorelektrodenplatte (positive Elektrode) aus porösem Graphit einander gegenüberliegend in einem Polyvinyl-Chloridrahmen angeordnet. Jede Einheitszelle hatte eine wirksame Elektrodenfläche von 300 cm². Der Versuch wurde sowohl für eine Einzelzelle und 10, 25 und 40 in Serie geschaltete Zellen durchgeführt. Die Betriebsbedingungen waren wie folgt:

Zusammensetzung der Elektrolytlösung:

2 mol/1 Zink-Chlorid + 1 mol/1 Kaliumchlorid + 2 mol/1 Natriumchlorid in wässriger Lösung,

- 15 -

die auf einen pH-Wert 1 eingestellt war.

Temperatur der Elektrolytlösung; 3O⁰C

Durchflußmenge pro Einheitszelle der Elektrolytlösung; 600 ml/min

Lade/Entladestromdichte; 30 mA/cm²

Ladezeit;

3 Stunden

Die Ergebnisse sind unten dargestellt:

1. Bei sowohl in den Verteilungs- als auch dem Ausgabewegen für die Flüssigkeit angeordneten Strömungsunterbrechungsabschnitten:

Tabelle

	Strömungswirkungsgrad (%)	Einzel zelle	10 Zellen in Serie geschaltet	25 Zellen in Serie geschaltet	40 Zellen in Serie geschaltet
	85.6	85.1	82.3	80.2
Übliche Batterie	85.5	85.5	85.2	85.1
Batterie gemäß der Erfindung

Tabelle

	Spannungswirkungsgrad (%)	10 Zellen in Serie geschaltet	25 Zellen in Serie geschaltet	40 Zellen in Serie geschaltet
	Einzel zelle	84.1	83,9	83.7
Übliche Batterie	84.3	84.2	84.3	84.3
Batterie gemäß der Erfindung	84.4

Tabelle

	Energiewirkungsgrad (%)	10 Zellen in Serie geschaltet	25 Zellen in Serie geschaltet	40 Zellen in Serie geschaltet
	Einzel zelle	71.6	69.0	67.1
Übliche Batterie	72.2	72.0	71.8	71.7
Batterie gemäß der Erfindung	72.2

2. Wenn der*Strömungsunterbrechungsabschnitt für die· nur in den Ausgabewegen für die Flüssigkeit angeordnet

war:

17 -

Tabelle

	Strömungswirkungsgrad (%)	10 Zellen in Serie geschaltet	25 Zellen in Serie geschaltet	40 Zellen in Serie geschaltet
	Einzel zelle	85.1	82.3	80.2
■Übliche Batterie	85.6	85.2	84.6	84.1
Batterie gemäß der Erfindung	85.5

Tabelle

	Spannungswirkungsgrad (%)	10 Zellen in Serie geschaltet	25 Zellen in Serie geschaltet	40 Zellen in Serie geschaltet
	Einzel- Zelle	84.1	83.9	83.7
übliche Batterie	84.3	84.3	84.2	84.1
Batterie gemäß der Erfindung	84.3

Tabelle 6

	Energiewirkungsgrad. (%)	10 Zellen in Serie geschaltet	25 Zellen in Serie geschaltet	40 Zellen in Serie geschaltet
	Einzel- Zelle	71.6	69.0	67.1
Übliche Batterie	72.2	71.8	71.2	70.7
Batterie gemäß der Erfindung	72.2

Man sieht aus den obigen Ergebnissen, daß, obwohl der Spannungswirkungsgrad nur ein wenig abnimmt, der Stromwirkungsgrad bezeichnend abnimmt und der Energiewirkungsgrad ebenfalls bezeichnend abnimmt, wenn die Anzahl der in Serie geschalteten Zellen bei einer gewöhnlichen Batterie gesteigert wird. Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Batterie, wenn der Strömungsunterbrechungsabschnitt sowohl in den Verteilungs- und Ausgabewegen für die Flüssigkeit vorgesehen ist, obwohl der Stromwirkungsgrad ein wenig abnimmt, eine derartige Abnahme viel geringer als bei einer gewöhnlichen Batterie und die Abnahme des Energiewirkungsgrades ist ebenfalls gering. Wenn der Strömungsunterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit nur im Ausgabeweg ausgebildet wird, sind die Strom- und Energiewirkungsgrade geringer als in dem Fall, in dem die Strömungsunterbrechungsabschnitte sowohl in den Verteilungs- und Ausgabewegen für die Flüssigkeit aus-

gebildet sind, jedoch sind sie beträchtlich größer als jene bei der gewöhnlichen Batterie. Aus den obigen Ausführungen ist ersichtlich, daß bei der erfindungsgemäßen Batterie die Wirkung eines Flüssigkeitskurzschlusses verhindert wird.

Wie oben beschrieben, umfaßt die erfindungsgemäße Batterie mit einer Elektrolytlösungszuführung Strö- - mungsunterbrechungsabschnitte unter Verwendung des freien Falls einer Elektrolytlösung, wodurch man eine beträchtliche Wirkung bezüglich der Verhinderung des Flüssigkeitskurzschlusses erhalten kann. Mit dieser Wirkung kann der Stromverlust in der Batterie bezeichnend vermindert und der Lade-/Entlageenergiewirkungsgrad bei einer Sekundärbatterie verbessert werden, während der Entladeenergiewirkungsgrad bei einer Primärbatterie verbessert werden kann.

Mit einer Konstruktion, bei der eine Sammelkammer die Elektrolytlösung gleichförmig unterteilt, kann die Menge der von jeder Fallöffnung der Kammer herausfließenden Elektrolytlösung gleichgehalten werden. Aus diesem Grund kann, infolge daß ein Flüssigkeitskurzschluß der Strömung der Elektrolytlösung verhindert wird, der Batterieenergiewirkungsgrad verbessert werden, die Höhe der Kammer zur Verhinderung des Flüssigkeitskurzschlusses kann verkürzt werden, und die Batterie kann kompakt ausgebildet werden, wodurch sich viele industrielle Vorteile ergeben.

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER 3 5 2 C 2 1 PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE . DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-INa. K. FDOHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H-A. BRAUNS · DlPL.-ΙΝβ. K. GORG DIPL1-INe. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE The Furukawa Electric Co., Ltd. 42 151 Tokyo / Japan Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung Patentansprüche

1. Batterieanordnung mit einer Elektrolytlösungszuführung, bei der eine Elektrolytlösung (3) von einem gemeinsamen Zuführweg (1) über Verteilerwege (2) für die Flüssigkeit zu jeder von mehreren von elektrischen in ■ Serie geschalteten oder gestapelten Einheitszellen C verteilt und zugeführt wird, und die Elektrolytlösung von jeder der Einheitszellen ausgegeben und in einen gemeinsamen Ausgabeweg (5) über entsprechende Ausgabewege (4) für die Flüssigkeit gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungsunterbrechungsabschnitt (6) für die Flüssigkeit unter Verwendung des freien Falls der elektrolytischen Lösung längs jedes Verteilerweges (2) für die Flüssigkeit an der Zuführseite und/oder jedem Ausgabeweg (4) für die

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Flüssigkeit angeordnet ist, so daß ein Flüssigkeitskurzschluß zwischen je zwei benachbarten Zellen von mehreren Zellen verhindert wird.

2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Stromungsunterbrechungsabschnitte für die Flüssigkeit obere und untere Leitungen für den Verteiler- oder Ausgabeweg (2, 4) der Flüssigkeit umfaßt, die vertikal voneinander durch eine vorbestimmte freie Fallhöhe getrennt sind, um eine Unterbrechung der Elektrolytlösung zu erhalten, wobei ein oberes Ende der unteren Leitung einen größeren Durchmesser zur Aufnahme der herabfallenden Elektrolytlösung aufweist.

3. Batterie nach Anspruch 2, dadurch g e k e η nzeichn.et, daß der ünterbrechungsabschnitt für die Flüssigkeit an einem unteren Ende der oberen Leitung eine Sammelkammer (8) für die Flüssigkeit aufweist, und daß die Sammelkammer (8) in obere und untere Abschnitte unterteilt ist, wobei eine erste Abtrennung (11) im oberen Abschnitt angeordnet ist und sich parallel zu einer Strömung der Elektrolytlösung erstreckt, um mehrere obere unterteilte Kammern (12, 12') zur gleichförmigen Unterteilung einer Strömungsmente der Elektrolytlösung in 2 bis 4 Teilmengen zu bilden, und eine zweite Abtrennung (13) im unteren Abschnitt einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur ersten Abtrennung angeordnet ist, um mehrere untere unterteilte Kammern (14, 14') zu bilden, die gleichförmig das Innere des unteren Abschnitts in 2 bis 4 Abschnitte unterteilen, wobei weiter jede der unteren unterteilten Kammern (14, 14') eine Fallhöhe (9, 9¹) für die Flüssigkeit aufweist, durch die

die Elektrolytlösung fällt, und jede der oberen unterteilten Kammern (12, 12') mit einer entsprechenden der unteren unterteilten Kammern in Verbindung steht.
5

4. Batterie nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie eine bipolare Zink-Halogenbatterie ist, die als Elektrolytlösung eine wässrige Lösung mit einem Zinkhalogenid als Hauptbestandteil verwendet.