DE4107749C2 - Wiederaufladbare elektrochemische Hochtemperatur-Energiespeicherzelle und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle. Insbesondere betrifft sie eine wiederaufladbare elektrochemische Hochtemperatur-Energiespeicherzelle, eine Separatorkombination für eine derartige Zelle, und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Zelle.

DE 35 07 697 A1, GB-A-2 213 310, US-A 4 396 688 und US-A 4 076 903 beschreiben jeweils eine elektrochemische Zelle, die ein Anodenabteil aufweist, das durch einen Separator von dem Kathodenabteil getrennt ist, wobei in ver­ schiedenster Form jeweils Hilfswerkstoffe bzw. ein benetzbares Material auf der Separatoroberfläche oder an der Separatoroberfläche angrenzend angeordnet ist. Der Zweck solcher Hilfswerkstoffe bzw. benetzbaren Materialien liegt darin, die Separatoroberfläche mit Alkalimetall zu benetzen. Jedoch sind die im vorgenann­ ten Stand der Technik beschriebenen Zellen hinsichtlich einer solchen Benetzung nicht zufriedenstellend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrochemische Hochtemperatur-Energiespeicherzelle bereitzustellen, wobei die Zelle dergestalt sein soll, daß sowohl ein verbesserter bzw. erhöhter Kontakt des Alkalimetalls mit der Separatoroberfläche in allen Ladungszuständen der Zelle als auch ein gesteigertes Stromsammlungsvermögen im Anodenabteil bereitgestellt wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine wiederaufladbare elektrochemische Hochtemperatur-Energiespeicherzelle bereitgestellt, die (i) ein Anodenabteil, das bei der Betriebstemperatur der Zelle und wenn die Zelle sich in ihrem geladenen Zustand befindet, eine geschmolzene Alkalimetallanode enthält, (ii) ein Kathodenabteil, das bei dieser Betriebstemperatur und in diesem geladenen Zustand, einen Alkalimetall- Aluminiumhalogenid-Salzelektrolyten enthält, der bei der Betriebstemperatur der Zelle ebenfalls geschmolzen ist, und die Formel MAlHal₄ hat, worin M das Alklimetall der Anode und Hal ein Halogen ist, wobei das Kathodenabteil auch in diesem geladenen Zustand eine Kathode aufweist, die eine elektrisch leitfähige elektrolytdurchlässige poröse Matrix enthält, die eine aktive Kathodensubstanz THal₂ darin verteilt enthält, in der Hal das Halogen des Elektrolyten ist und T ein Übergangsmetall ist, ausgewählt aus der Gruppe der Übergangsmetalle, bestehend aus Eisen, Nickel, Cobalt, Chrom, Mangan und Mischungen davon, wobei die Matrix mit diesem Schmelzelektrolyten imprägniert ist, und (iii) ein das Anodenabteil von dem Elektrolyten trennenden Separator, wobei der Separator einen Festleiter für die Ionen des Alkalimetalls der Anode oder ein mikromolekulares Sieb umfaßt, das dieses Akalimetall darin sorbiert enthält, umfaßt und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein die Benetzung unterstützendes Material oder "Docht" in dem Anodenabteil zur Verstärkung des Kontakts des Alkalimetalls mit dem Separator in dem Anodenabteil enthält, wobei das die Benetzung unterstützende Material oder der "Docht" eine Schicht aus alkalimetallbenetzbaren Metall- oder Kohlepartikeln auf der Separatoroberfläche und ein metallisches Befestigungsteil, das die benetzbaren Partikel abstößt und von den Partikeln in das Anodenabteil hervorragt, umfaßt.

Die alkalimetallbenetzbaren Metall- oder Kohlepartikel fördern den Kontakt des Alkalimetalls in dem Anodenabteil mit dem Separator durch Sicherstellen eines effizienten Transports von Alkalimetall und Elektronen zu und aus der Separatoroberfläche. Das metallische Befestigungsteil verstärkt die "Docht"-Wirkung der Partikel und wirkt ebenso als ein Anodenabteil-Stromsammler.

Die Zelle kann ebenso ein Gehäuse umfassen, wobei der Separator in dem Gehäuse derart angeordnet ist, daß das Anodenabteil zwischen dem Gehäuse und dem Separator genau abgegrenzt ist. Das Befestigungsteil kann dann die Lücke zwischen dem Gehäuse und dem Separator derart überbrücken, daß sie ebenfalls in Kontakt mit dem Gehäuse ist.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das Gehäuse oder die Ummantelung zylinderförmig sein, und es bzw. sie kann aus Metall sein, so daß es bzw. sie den primären Anoden-Stromsammler mit dem Separator bildet, der ebenfalls zylinderförmig ist, und wobei sich das Befestigungsteil zwischen dem Separator und der Ummantelung erstreckt und in elektrischem Kontakt mit beiden ist, so daß dies ein sekundärer Stromsammler für das Anodenteil ist.

Es ist erkannt worden, daß das Befestigungsteil derart sein muß, daß die Wanderung von Alkalimetall innerhalb des Anodenabteils immer noch möglich ist. Das Befestigungsteil kann eine Vielzahl von Befestigungselementen umfassen, die angrenzend aneinander in dem ringförmigen Raum zwischen dem Separator und der zylinderförmigen Ummantelung angeordnet sind und die die Lücke vom Separator zu der Ummantelung überspannen, wobei die Befestigungselemente zum Ermöglichen einer Natriumwanderung im Anodenabteil geformt sind und angrenzende Befestigungselemente aneinanderstoßen, so daß sie in elektrischem Kontakt miteinander sind. Die Befestigungselemente können sich über die gesamte Länge des Anodenabteils erstrecken.

Jedes Befestigungselement kann einen bogenförmig gestalteten, primären Abschnitt, der an den Separator stößt, sekundäre Abschnitte, die sich von dem primären Abschnitt zu der Ummantelung ausdehnen, z. B. entlang ihrer sich longitudinal erstreckenden Ecken, und tertiäre Abschnitte, die an die Verkleidung stoßen, umfassen. Somit kann jedes Befestigungselement eine geeignet geformte Metalltafel oder -folie, z. B. gebogen, in den primären, sekundären und tertiären Abschnitten, umfassen.

Das Metall des Befestigungsteils ist derart ausgewählt, daß es chemisch und elektrochemisch in der Anodenumgebung inert ist, während es elektrisch leitend ist. Die Befestigungselemente können deshalb aus Stahlplatten oder -folien sein.

Insbesondere können die Befestigungselemente derart sein, daß sie als Federklammern gegenüber den primären und tertiären Abschnitten wirken, die somit gegenüber dem Separator und der Ummantelung unter Vorspannung gesetzt werden. Dies bewirkt, daß sie einen guten elektrischen Kontakt mit dem Separator und der Ummantelung ergeben, wobei die Oberflächen der Folie, des Separators und der Ummantelung, die in Kontakt miteinander stehen, mit Natrium benetzt werden. Die Elemente oder Klammern sichern somit, daß das Anodenabteil wirksam funktioniert. Nur eine geringe Alkalimetallmenge wird in dem Anodenabteil bei kompletter Entladung zurückbehalten, während immer noch ein guter elektrischer Kontakt und Benetzbarkeit der Separatoroberfläche mit Alklimetall, bei kompletter Entladung, gewährleistet wird.

Die Elemente oder Klammern befestigen ebenso das Separatorrohr gegen Vibration, und sie dienen ebenso dazu, einem schnellen Vermischen des Elektrolyten und des Alkalimetalls im Falle, daß das Separatorrohr reißt, vorzubeugen.

Die Zelle kann daher aus einem Typus sein, wobei das Alkalimetall M Natrium ist, der Separator Nasicon, β-Aluminiumoxid oder β"-Aluminiumoxid ist, die als Natriumionenleiter bekannt sind, und Hal Chlor ist, so daß der Elektrolyt NaAlCl₄ ist und die Zelle daher als ihre Zellreaktion hat:

worin T Nickel, Eisen oder Mischungen davon sein kann.

Die natriumbenetzbaren Partikel können elektrochemisch leitend sein, so daß sie nicht mit Natrium grundiert werden müssen. Der Durchmesser der Partikel sollte so klein wie möglich sein, da dies ihre "Docht"-Eignung verstärkt.

Die Partikel können am Separator fixiert werden. Die Partikel können daher in eine Glasschicht eingebettet sein, die an den Separator gebunden ist. Die Glasschicht kann aus einem wasserlöslichen Glas, wie Natriumsilikat, Natriumpolyphosphat, Borsäure oder ähnlichem zusammengesetzt sein. Natriumpolyphosphat ist jedoch im Hinblick auf seinen hohen Grad an Wasserlöslichkeit bevorzugt, wodurch seine Bindung an den Separator, und seine relativ niedrige Dehydratationstemperatur verstärkt wird, die die Bildung einer einheitlichen und ebenen Schicht oder Beschichtung des Glases auf dem Separator fördert.

Deshalb können die Partikel an der Separatoroberfläche fixiert werden durch Lösen des wasserlöslichen Glases in Wasser, Zumischen der Partikel zu der Glas/Wasserlösung, so daß die Partikel darin suspensiert sind, durch Beschichten des Rohres mit der resultierenden Zusammensetzung, und durch Trocknen der Beschichtung, um die Glasschicht oder Beschichtung auf der Separatoroberfläche auszubilden. Das Verhältnis der Partikel zum Glas ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß es genügend Glas zur Bewirkung einer adäquaten Adhäsion an den Separator gibt, und genügend Partikel zur Bewirkung einer adäquaten Konduktivität. Die Beschichtung des Rohres mit der Zusammensetzung kann mittels jeglicher geeigneter Einrichtungen bewirkt werden, z. B. durch ihre Auftragung mittels Bürste auf den Separator.

Die Partikel sind, wie angeführt, Metall- oder Kohlenstoffpartikel, aber Kohlenstoffpartikel sind im Hinblick auf ihre Masse und den Kostenvorteil gegenüber Metallpartikeln bevorzugt. Der bevorzugte Kohlenstoff kann in Form von Kohlenstoffpulver, wie z. B. Graphitpulver oder Flammruß ("Lampenruß"), der eine Form von Ruß (Carbon Black) ist, vorliegen. Beide Kohlenstoffpulver haben die gewünschten Feinheitsgrade zum glatten Auftragen auf den Separator und Adhäsion daran. Lampenruß wird jedoch im Hinblick auf seine leichte Anwendung, gute Adhäsionseigenschaften und glatte Endbeschichtung bevorzugt. Ruß bzw. Carbon Blacks weisen im allgemeinen Partikelgrößen im Nanometerbereich auf, und man kann abschätzen, daß ein Lampenruß mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 50 nm, gute "Docht"-Eigenschaften bei Benetzung mit Natrium aufweist.

Anfänglich kann die Zelle etwas Natrium im Anodenabteil enthalten. Jedoch darf in einer Ausführungsform der Erfindung anfänglich kein Natrium im Anodenabteil vorhanden sein. Zur Bildung eines Zellvorläufers oder einer Zelle in komplett entladenem Zustand kann jedoch einiges Aluminium und/oder Zink anfänglich dem Kathodenabteil zugesetzt werden. Indem der Zellvorläufer einem anfänglichen Laden unterworfen wird, reagiert das Aluminium und/oder Zink dann mit Natriumchlorid im Kathodenabteil zur Bildung von weiterem Salzschmelzelektrolyten NaAlCl₄ und zur Bildung von Natrium, das dann durch den Separator in das Anodenabteil wandert. Genügend Aluminium und/oder Zink wird dann geliefert, so daß die anfängliche Reaktion mit dem Aluminium und/oder Zink während der Ladung die anfängliche erhöhte Startmenge des Natriums im Anodenabteil zur Verfügung stellt, wie dies in der veröffentlichen britischen Patentanmeldung Nr. 2191332 A beschrieben ist, die hiermit als Referenz einbezogen wird. Das Natrium ist dann in genügender Menge vorhanden, um die Kohlenstoffpartikel des des "Dochtes" zu benetzen.

Die veröffentlichte britische Patentanmeldung Nr. 2191332 A beschreibt ebenso andere Merkmale und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Zelle, so wie das Verhältnis der Alkalimetallionen und Aluminiumionen im Elektrolyten, wobei dieser derart ausgebildet ist, daß die Löslichkeit der aktiven Kathodensubstanz im Schmelzelektrolyten bei oder nahe an seinem Minimum ist, die Verwendung von Co/CoCl₂ oder Ni/NiCl₂ als eine Kathodensubstanz parallel mit einer Fe/FeCl₂-Kathode, um das Fe/FeCl₂ vor Überladung zu schützen, in Fällen, bei denen die erfindungsgemäße Zelle eine Fe/FeCl₂-Kathode aufweist, wie die Verwendung von Fluoridanionen als ein Dotierungsmittel in dem NaAlCl₄ Elektrolyten zum Entgegenwirken von zunehmendem inneren Widerstandsanstieg, verbunden mit fortwährendem Zyklisieren und man glaubt, daß dies durch die Vergiftung von β-Aluminiumoxidseparatoren durch AlCl₃ im Elektrolyten hervorgerufen wird, wie die Verwendung von Chalcogenen wie z. B. Schwefel- oder Selendotierungsmitteln im Flüssigeleketrolyten und/oder einer aktiven Kathodensubstanz zum Entgegenwirken gegenüber zunehmender Abschwächung der Kathodenkapazität mit fortwährendem Umlauf in Ni/NiCl₂-Kathoden, etc.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzelle gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, welches die Aufbringung einer Schicht von Metall- oder Kohlepartikeln, die mit dem Alkalimetall benetzbar sind, auf die Separatoroberfläche im Anodenabteil umfaßt.

Das Aufbringen der Partikelschicht auf die Separatoroberfläche kann, wie bereits oben beschrieben wurde, bewirkt werden durch Zumischen der Partikel in eine Glaslösung, Beschichten des Separators mit der Mischung, und Trocknen der Beschichtung, um eine Glasschicht, in die die Partikel eingebettet sind, auf dem Separator auszubilden. Das Aufbringen des Zusatzes auf dem Separator kann durch Ausbürsten des Zusatzes auf den Separator bewerkstelligt werden.

Die Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Längsschnittansicht in Richtung der Linie I-I in Fig. 2, einer elektrochemischen Zelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht in Richtung der Linie II-II in Fig. 1.

In den Zeichnungen zeigt Bezugszahl 10 ganz allgemein eine elektrochemische Zelle gemäß der Erfindung.

Die Zelle 10 umfaßt ein äußeres zylindrisches Gehäuse 12 mit einer Seitenwand 22, die mit einem kreisförmigen Boden 24 verbunden ist. Ein beta-Aluminiumoxidrohr 14 sitzt konzentrisch im Gehäuse 12, und das Rohr 14 ist an seinem Ende 16 geschlossen und am anderen Ende 18 offen. Eine Hülsenanordnung 20 sitzt um das Ende 18 des Rohres 14. Die Hülsenanordnung 20 umfaßt einen kreisförmigen isolierenden Ring 26 aus alpha-Aluminiumoxid, wobei das Ende 18 des Rohres 14 am Ring 26 befestigt ist, indem es dichtend in einer ringförmigen Nut 28 im Ring sitzt. Zwei konzentrisch geschnittene Zylinder aus Nickel, die mit 30 und 32 bezeichnet sind, sind flüssigkeitsdicht an die äußeren und inneren gekrümmten Oberflächen des Ringes 26 gebunden. Eine ringförmige Verschlußscheibe 34 verschließt das offene Ende 18 des Rohres 14, wobei die Scheibe 34 am abgeschnittenen Zylinder oder Ring 32 bei 36 befestigt ist. Eine ringförmige Scheibe 40 schließt auch das Ende des Gehäuses 12 gegenüber vom Boden 24 ab, wobei die Scheibe 40 am Gehäuse bei 42 und am Ring bei 44 befestigt, z. B. angeschweißt ist. Ein Stahlstab als Stromsammler 46 erstreckt sich in das Rohr 14 und ein Stahlstab als Stromsammler 50 ragt von der Scheibe 40 bei 52 hervor.

Somit wird ein Kathodenabteil 56 innerhalb des Rohres 14 gebildet und ein Anodenabteil 58 um die Außenseite des Rohres 14, wobei deshalb im Gehäuse 12 das beta-Aluminiumoxidrohr einen Separator zwischen dem Anoden- und Kathodenabteil darstellt.

Die Seite des Separatorrohres 14, die zu dem Anodenabteil 58 ausgerichtet ist, ist mit einer Beschichtung oder Schicht 68 versehen. Die Beschichtung oder Schicht ist zusammengesetzt aus Lampenrußpartikeln, die in eine Natriumpolyphosphatglasschicht eingebettet sind, die am Separator derart anhaftet, daß die Kohlenstoffpartikel somit auf oder an der Separatoroberfläche sitzen. Die Schicht 68 kann auf dem Separator durch Lösen von 40 Massenanteilen Natriumhexametaphosphat, erhältlich von BDH Limited, in 100 Massenteilen Wasser aufgetragen werden. Zur Unterstützung der Benetzung der Ruß bzw. Carbon Black-Partikel werden ein paar Tropfen Aceton zu der Lösung hinzugefügt. Genügend Lampenruß, d. h. ein Carbon Black mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von etwa 50 nm, wird zu der Lösung hinzugefügt, bis sie eine Konsistenz hat, die zum Auftragen geeignet ist. Das Massenverhältnis von Natriumhexametaphosphat zu Carbon Black ist nicht kritisch, und typischerweise etwa 1 : 1. Zum Bezwecken einer adäquaten Adhäsion der Schicht an den Separator sollte genügend Glas anwesend sein, während zur Bewirkung einer adäquaten Konduktivität genügend Lampenruß vorhanden sein sollte. Die "Farbe" wird mittels einer Bürste auf das Rohr 14 aufgetragen, und dieses wird dann unter Luft bei 275°C während 2 h vor der Benutzung getrocknet.

In anderen Ausführungsformen der Erfindung jedoch können andere Ruß bzw. Carbon-Black-Sorten, die üblicherweise in Farben und Tinten benutzt werden, als auch andere Natriumpolyphosphatsorten verwendet werden. Es wird angenommen, daß das Natriumpolyphosphat, das ionisch leitend ist, die Wanderung des Natriums durch die Schicht 68 unterstützt.

Die Zelle 10 umfaßt ebenso vier Befestigungselemente 70, die angrenzend aneinander im Anodenabteil 58 sitzen. Jedes Befestigungselement 70 wird aus einer Folie oder Stahlplatte geformt, d. h. gebogen, und weist die Form einer Federklammer auf, die einen gebogenen Abschnitt 72, der gegen den Separator 14 drückt, einen gebogenen Abschnitt 74, der gegen das Gehäuse 22 drückt und die Verbindungsabschnitte 76 hat, die sich zwischen den Abschnitten 72, 74 erstrecken, wobei die Klammern derart ausgebildet sind, daß die Abschnitte 72, 74 voneinander weg unter Spannung gesetzt sind, wodurch gesichert ist, daß sie in gutem elektrischen Kontakt mit dem Gehäuse 22 und dem Separator 14 unter Spannung stehen. In den Figuren sind Lücken zwischen den Teilen 14, 68 und 72 gezeigt und die Teile 74, 22, zur Erleichterung der Illustration, aber in Praxis stoßen diese natürlich zur Bewirkung eines guten Kontakts, wie oben beschrieben, aneinander an. Die Elemente oder Klammern 70, getrennt von ihrer Wirkungsweise als Sekundärstromsammler im Anodenabteil, verstärken die "Docht"-Tauglichkeit der Schicht 68. Sie dienen ebenfalls zur Befestigung des Separators 14 in einer Position relativ zu dem Gehäuse 22.

In das Kathodenabteil 56 wird eine elektrolytdurchlässige Matrix aus Fe eingebracht, die Natriumchlorid in verteilter Form darin enthält. Dann wird ausreichend NaAlCl₄-Schmelzelektrolyt in das Kathodenabteil gegeben, so daß die Matrix mit dem Elektrolyten imprägniert wird und der Elektrolyt den Separator oder das Rohr 14 benetzt. Das beta-Aluminiumoxidrohr 14 bildet somit eine kontinuierliche Sperre zwischen dem den Elektrolyten enthaltenden Kathodenabteil 56 und dem Anodenabteil 58 im Gehäuse 12. Anfänglich gewährleisten die Schicht 68 und die Befestigungselemente 70 den erforderlichen elektrischen Kontakt zwischen dem Gehäuse 12 und dem Separator 16. Wenn jedoch das erste Natrium durch den Separator geht, benetzt es die Schicht 68 und liefert eine Grenzfläche zwischen der Schicht 68 und den Elementen 70, und liefert somit weiteren elektrischen Kontakt zwischen dem Gehäuse 12 und dem Separator.

Beim Beladen der Zelle 10 laufen die folgende Reaktion im Kathodenabteil ab:

2NaCl + Fe → 2Na + FeCl₂ (2)

Das durch Reaktion (2) erzeugte Natrium geht durch das beta-Aluminiumoxid in das Anodenabteil 58.

Versuche mit Zelle 10 haben kein Abspalten der Schicht 68 nach 60 Zyklen gezeigt.

Claims (16)

1. Wiederaufladbare elektrochemische Hochtemperatur-Energiespeicherzelle, umfassend

• a) ein Anodenabteil, das eine geschmolzene Alkalimetallanode enthält,
• b) ein Kathodenabteil, das einen Alkalimetall-Aluminiumhalogenid-Salz­ schmelzelektrolyten und eine Kathode enthält, die eine elektronisch leitfähige, elektrolytdurchlässige poröse Matrix umfaßt, die darin eine aktive Kathodensubstanz THal₂ verteilt enthält, worin Hal das Halogen des Elektrolyten ist und T ein Übergangsmetall ist, ausgewählt aus der Gruppe der Übergangsmetalle, bestehend aus Fe, Ni, Co, Cr, Mn und Mischungen davon, wobei die Matrix mit diesem Schmelzelektrolyten imprägniert ist, und
• c) einen das Anodenabteil vom Elektrolyten trennenden Separator,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle ein leicht benetzbares Material oder einen Docht im Anodenabteil zur Verstärkung des Kontakts des Alkalimetalls mit dem Separator enthält, wobei das leicht benetzbare Material oder der Docht eine Schicht aus Metall- oder Kohlepartikeln auf der Separa­ toroberfläche und ein metallisches Befestigungsteil umfaßt, das von den Partikeln in das Anodenabteil hervorragt.

2. Zelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse umfaßt, wobei der Separator derart im Gehäuse sitzt, daß das Anodenabteil zwischen dem Gehäuse und dem Separator abgegrenzt ist, und wobei das Befestigungsteil die Lücke zwischen dem Gehäuse und dem Separator derart überspannt, daß es ebenfalls in Kontakt mit dem Gehäuse ist.

3. Zelle gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse oder die Ummantelung zylindrisch und aus Metall ist, so daß es bzw. sie den primären Anodenstromsammler darstellt, wobei der Separator ebenfalls zylindrisch ist und wobei sich das Befestigungsteil sich zwischen dem Separator und dem Gehäuse erstreckt und in elektrischem Kontakt mit beiden ist, so daß das Befestigungsteil einen sekundären Stromsammler für das Anodenabteil darstellt.

4. Zelle gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsteil eine Vielzahl von Befestigungselementen umfaßt, die angrenzend anein­ ander in dem ringförmigen Raum zwischen dem Separator und dem zylin­ drischen Gehäuse sitzen und die Lücke von dem Separator zu dem Gehäuse überspannen, wobei die Befestigungselemente so gestaltet sind, daß sie eine Natriumwanderung in das Anodenabteil erlauben und angrenzende Befestigungselemente derart aneinanderstoßen, daß sie in elektrischem Kontakt miteinander sind.

5. Zelle gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Befestigungs­ element einen bogenförmig ausgestalteten, primären Abschnitt, der an den Separator stößt, sekundäre Abschnitte, die sich von dem primären Abschnitt zu dem Gehäuse erstrecken, und tertiäre Abschnitte, die an das Gehäuse stoßen, umfaßt.

6. Zelle gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Befestigungs­ element eine Metallplatte oder -folie umfaßt, die in den primären, sekundä­ ren und tertiären Abschnitten passend ausgestaltet sind.

7. Zelle gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs­ elemente aus Stahl und derart ausgebildet sind, daß sie als Federklammern gegenüber den primären und tertiären Abschnitten wirken, die somit gegen den Separator und das Gehäuse unter Spannung gesetzt werden, um zu sichern, daß sie einen guten elektrischen Kontakt mit dem Separator und dem Gehäuse bewirken, und wobei die Oberflächen der Folie, des Separators und des Gehäuses, die miteinander in Kontakt stehen, mit Natrium benetzt werden.

8. Zelle gemäß irgendeinem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall M Natrium ist, der Separator Nasicon, β-Aluminiumoxid oder β"-Aluminiumoxid ist, die als Leiter für Natriumionen bekannt sind, und Hal Chlor ist, so daß der Elektrolyt NaAlCl₄ ist, wobei die Zelle somit als ihre Zellreaktion hat:
worin T Ni, Fe oder Mischungen davon ist.

9. Zelle gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel am Separator fixiert sind.

10. Zelle gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel in eine an den Separator gebundene Glasschicht eingebettet sind.

11. Zelle gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht aus einem wasserlöslichen Glas zusammengesetzt ist.

12. Zelle gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche Glas Natriumpolyphosphat ist.

13. Zelle gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel Kohlenstoffpulverpartikel sind.

14. Verfahren zur Herstellung einer wiederaufladbaren elektrochemischen Hochtemperaturzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren das Auftragen einer Schicht aus Metall- oder Kohlepartikeln auf die Separatoroberfläche im Anodenabteil umfaßt.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftragen der Partikelschicht auf die Separatoroberfläche bewirkt wird durch Zumischen der Partikel in eine Glaslösung, Beschichten des Separators mit der Mischung, und Trocknung der Beschichtung zum Ausbilden einer Glas­ schicht, in die die Partikel eingebettet sind, auf dem Separator.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel Kohlenstoffpulverpartikel sind und das Glas wasserlöslich ist, wobei die Aufbringung des Zusatzes auf den Separator durch Aufbürsten des Zusatzes auf den Separator bewerkstelligt wird.