DE389888C - Trockenelement - Google Patents

Description

(M 77294

Die dem Leclanche-Elemente nachgebildeten Trockenelemente mit durch ein Verdickungsmittel, wie Agar, Stärke usw., versteiften und zumeist auch Chlorzink oder Chlorkalzium enthaltenden Chlorammoniumelektrolyten, nutzten im besten Falle die Depolarisatormasse zu 40 Prozent, die Zinkanode zu kaum 20 Prozent aus, bei der geringsten Nachlässigkeit in der Erzeugung konnte aber selbst diese Ausnutzung nicht erreicht werden. Die Entladungskurve solcher Elemente ist ziemlich steil fallend, insbesondere wenn Dauerentladungen erfolgen. Innere Kurzschlüsse beim Lagern verringern die Haltbarkeit oft ganz erheblich.

Die Erfindung bezweckt die wesentliche

Herabminderung der erwähnten Nachteile durch einen unter Ausnutzung der bei der Stromerzeugung entstehenden Änderungen der Dichte und der osmotischen Drücke hervorgerufenen gesteigerten Flüssigkeitskreislauf und besteht dem Wesen nach darin, daß einerseits in an und für sich bekannter Weise weder das an die Anode und an die Depolarisatormasse anliegende Diaphragma, noch der Depolarisator vollkommen untergetaucht, und daß andererseits im unteren Teile des Behälters ein mit dem Kathoden- bzw. Depolarisatorraum unmittelbar in Verbindung stehender Elektrolytraum angeordnet ist.

! In Abb. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.

j Es bezeichnet 1 den Isolierbehälter, 2 die Zinkanode, 3 die Kohlekathode und 4 die Depolarisatormasse. Gemäß der Erfindung reicht der Flüssigkeitsspiegel nicht an die Oberkante des Depolarisator und des Diaphragmas. Das einerseits an die Anode, anderseits an die Depolarisatormasse bzw. bei Verwendung von sogenannten Puppen an die Puppenhülle anliegende Diaphragma 5 besteht zweckmäßig aus einem sehr aufsaugungsfähigen Gute, wie Baumwollflor, dickes Asbestgewebe u. dgl., am besten" jedoch ungepreßte und ungeleimte Zellulose, wie sie (in Plattenform) als Rohprodukt von den Zellulösefabriken erhältlich ist. Die Elektroden und die Depolarisatormasse lassen im unteren Teile des Behälters 1 einen die freie Beweglichkeit der Flüssigkeitsteile zulassenden Elektrolytraum 6 frei, in welchem das Diaphragma hineinragen kann. Die Lage der Elektrode 3 und der Depolarisatormasse 4 kann z. B. durch ein paraffiniertes, durch-

löchertes Gerüst 7 gesichert werden. Es ist wesentlich, daß beim Auffüllen nach der Durchfeuchtung des Depolarisators und des Diaphragmas der Elektrolytraum nahezu 5 oder ganz gefüllt sei; hingegen darf der Behälter selbst keinesfalls ganz gefüllt sein, vielmehr ist es vorteilhaft, nur die Unterkanten des Diaphragmas und Depolarisators in die Flüssigkeit eintauchen zu lassen, so daß die Durchfeuchtung des Elements nur durch aufgesaugte Flüssigkeit erfolgt.

In Abb. 2 ist mit II die Entladungskurve eines solchen Elements mit 100 g Depolar isatormasse bei einer ständigen Stromentnahme von 50 Milliampere mit den Entladungskurven eines gewöhnlichen guten Trockenelements mit verdickten Elektrolyten III und eines sogenannten Beutelelements IV gleicher Größe verglichen. Es ist ersichtlich, daß das neue Element um 50 Prozent längere Betriebsdauer (18 Tage) aufweist, als die bekannten Elemente (10 bis 12 Tage).

Die überraschende Leistungsfähigkeit des neuen Elements ist wahrscheinlich der durch die Vermeidung des Verdickungsmittels und durch die eigenartige Anordnung des Diaphragmas und Depolarisators ermöglichten leichten Flüssigkeitskreislauf zuzuschreiben, der beim dargestellten Ausführungsbeispiel von der Anode gegen die Kathode gerichtet ist. Diese Annahme wird durch den Umstand gestützt, daß, wenn man ermidungs- , gemäß entlang der Kathode ihrer Länge nach mit dem Depolarisatorraume und unten mit dem Elektrolytraume verbundene Kanäle anordnet, die Leistungsfähigkeit des Elements noch weiter gesteigert werden kann, wie dies Kurve ι der Abb. 2 zeigt.

Auch konnte festgestellt werden, daß, wenn man die Verbindung des Depolar isatorraumes mit dem Elektrolytenraume dadurch herstellt, daß man ein durchlöchertes, unten offenes , Kohlerohr als Kathode benutzt, bei Stromerzeugung die im Rohr befindliche Flüssigkeit stark ammoniakalisch wird und schlierenbildend in den Elektrolytraum sinkt. Dieser Flüssigkeitskreislauf scheint die Hydroxylionen aus dem Depolarisatorraume ständig zu verdrängen und durch Zuführung von frischer Salmiaklösung in den Depolarisatorraum die Ausscheidung des schwerlöslichen Zinkammoniumchlorids zu verhüten; das an der Kathode gebildete Ammoniak fließt ständig in den Elektrolytraum und wird hier so weit verdünnt, daß ihre Kon- i zentration nicht mehr genügt, um das Zinkammoniumchlorid, das in Salmiaklösung be- ; kanntlich ziemlich gut löslich ist, auszuscheiden.

Abb. 3 und 4 zeigen beispielsweise zwei Arten der Anordnung der Kanäle 8 bei Elementen mit zentraler Kohlekathode. Dem Wesen nach gleiche Kanäle kann man auch bei Verwendung platten- oder beclierförmiger Kathoden anordnen.

Man hat wohl auch bisher in vereinzelten Fällen Kanäle im Depolarisatorraume zum Auffüllen oder auch zur vermeintlichen Regenerierung des Braunsteins angeordnet. Obwohl die Kanäle beim Erfindungsgegenstande auch zum Auffüllen benutzt werden können, kommt es hier in erster Reihe auf ihre den Flüssigkeitsumlauf während der Stromabgabe fördernde Wirkung an.

Bei Elementen, die nicht vollkommen verschlossen sein müssen, kann man die Kanäle auch oben offen halten, so daß ein Teil des Ammoniaks sich verflüchtigen kann. Hierdurch kann man die Leistungsfähigkeit des Elements noch um einige Prozente steigern.

Diaphragmen, die einerseits an die Depolarisatormasse, anderseits an die Anode anliegen, sind \vohl in den Trockenbatterien mit verdicktem Elektrolyten bekannt, auch der nicht ganz untergetauchte Zustand des Depolarisators ist in gewöhnlichen Leclanche-Elementen aufzufinden; das Wesen der Erfindung liegt in der Kombination dieser beiden Anordnungen mit einem Elektrolytraum bei den Trockenelementen der Leclanehe-Type mit unverdicktem Elektrolyten.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Trockenelement mit in einem Isolierbehälter angeordneter Kohlekathode, die wirksame Fläche der Kathode bedeckende Depolarisatormasse von der Zinkanode trennendem Diaphragma und unverdicktem Chlorammoniumelektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits in an und für sich bekannter Weise weder das an die Anode und an die Depolarisatormasse anliegende Diaphragma, noch der Depolarisator vollkommen untergetaucht, und daß andererseits im unteren Teile des Behälters ein mit dem Kathoden- bzw. Depolarisatorraum unmittelbar in \"erbindung stehender Elektrolytraum angeordnet ist.

2. Trockenelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein oder mehr entlang der Kathode angeordnete, einerseits mit dem Depolarisatorraume, andererseits mit dem Elektrolytraume verbundene Kanäle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.