DE4107750A1

DE4107750A1 - Elektrochemische zelle

Info

Publication number: DE4107750A1
Application number: DE4107750A
Authority: DE
Inventors: James Hugh Duncan
Original assignee: AABH Patent Holdings SA
Current assignee: AABH Patent Holdings SA
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1991-09-19
Also published as: FR2659498A1; ZA911618B; US5208119A; GB9104820D0; GB2242062A; GB9005485D0; JPH07105973A

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle. Sie betrifft ebenfalls eine Stromsammler-Anordnung für eine elektrochemische Zelle.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung liefert sie eine wiederaufladbare elektrochemische Hochtemperatur- Energiesspeicherzelle, die umfaßt:

i) ein Anodenabteil, das bei der Betriebstemperatur der Zelle und wenn sich die Zelle in ihrem geladenen Zustand befindet, eine geschmolzene Alkalimetallanode enthält,
ii) ein Kathodenabteil, das bei dieser Betriebstemperatur und in diesem geladenen Zustand einen Alkalimetall-Aluminiumhalogenid-Salzschmelzelektrolyten umfaßt, der ebenfalls bei der Betriebstemperatur der Zelle geschmolzen ist und die Formel MAlHal₄ hat, worin M das Alkalimetall der Anode und Hal das Halogen ist, wobei das Kathodenabteil weiterhin in diesem geladenen Zustand eine Kathode enthält, die eine elektronisch leitfähige, elektrolytdurchlässige poröse Matrix enthält, die darin eine aktive Kathodensubstanz THal₂ dispergiert 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,
iii) einen 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 Alkalimetall darin verteilt enthält, und
iv) wenigstens einen Bimetall-Stromsammler in einem der Zellabteile, wobei der Bimetall-Stromsammler derart ist, daß, wenn die Zelle bei Umgebungstemperatur ist, der Stromsammler sich in einer ersten, nichtdeformierten Konfiguration befindet, und, wenn die Zelle sich bei ihrer normalen Betriebstemperatur befindet, der Stromsammler in einer zweiten deformierten Konfiguration ist, wobei die Deformation des Stromsammlers aus der Differenz in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Metalle, aus denen der Bimetall-Stromsammler hergestellt ist, resultiert, und der Stromsammler, der gegen den Separator drückt, in seiner zweiten Konfiguration ist, wodurch ein elektrischer Kontakt mit dem Separator hergestellt wird.

Die Zelle kann ein äußeres zylindrisches Gehäuse umfassen, wobei der Separator ebenfalls zylindrisch, aber von kleinerem Durchmesser als das äußere Gehäuse ist, in der Art, daß eine ringförmige Lücke, die das eine Zellabteil ("das ringförmige Abteil") abgrenzt, zwischen dem Separator und dem äußeren Gehäuse zur Verfügung gestellt wird, während das andere Zellabteil ("das zentrale Abteil") durch die Innenseite des Separators geliefert wird, und wobei die Enden des Separators und das äußere Gehäuse mit Endstücken auf derartige Weise verschlossen sind, daß der Separator und das Gehäuse voneinander elektrisch isoliert sind. Die Zelle kann ebenfalls eine Stromsammlerstange oder -stab enthalten, der bzw. die durch eine Öffnung in dem kreisförmigen Endstück in das Zentralabteil vorragt, wobei der Bimetall-Stromsammler mit der Stange oder dem Stab fixiert ist.

Der Bimetall-Stromsammler kann eine Lang- oder Streifenform aufweisen, wobei das eine Ende davon an der Stange oder an dem Stab derart, z. B. durch Schweißen befestigt ist, daß der Bimetall-Stromsammler longitudinal entlang der Stange ausgerichtet ist, wobei sein freies Ende gegen den Stab stößt, wenn der Bimetall-Stromsammler sich in seiner ersten Konfiguration befindet und das Metall seinen niedrigsten thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat und am dichtesten am Separator ist, so daß dieser nicht an den Stab anstößt.

Der Bimetall-Stromsammler ist somit in einseitiger Weise an der Stange oder dem Stab befestigt und so fixiert, daß, wenn sich die Zelle in ihrer Betriebstemperatur befindet, der Bimetall-Stromsammler seine zweite Konfiguration annehmen wird, in der sein freies Ende von der Stange abgespreizt ist und sich in elektrischem Kontakt mit dem Separator befindet. Stattdessen können beide Enden des Stromsammlerstreifens an der Stange oder am Stab mit dem Streifen angebracht sein, wobei er in seiner ersten Konfiguration gegen die Stange oder den Stab anstößt, und in seiner zweiten Konfiguration eine knollenförmige Konfiguration annimmt, in der ein Mittelabschnitt davon gegen den Separator stößt.

Die Stromsammler-Anordnung, die den Stab und den daran befestigten Bimetall-Stromsammler enthält, kann deshalb beim Zusammenbau der Zelle durch eine Öffnung der Zellverkleidung, die eine relativ kleine Querschnittsfläche hat, eingebaut werden. Bei der Betriebstemperatur der Zelle jedoch wird dann ein Kontakt des Bimetall-Stromsammlers mit dem Separator geschlossen, wie oben bereits beschrieben wurde, so daß eine ausreichende zulässige Stromstärke für die Baugruppe gewährleistet ist.

Die kleine Öffnung oder der Spalt erleichtern das Verschließen der Zelle. In dem Fall, daß ein Stromsammler nur einen metallischen Stab oder Stange enthält, der bzw. die mit dem Separator in Kontakt ist, gibt es weiterhin die Risiken, daß, während die Temperatur der Zelle zu ihrer Betriebstemperatur ansteigt, der Stab oder die Stange den Kontakt mit dem Separator verlieren kann, wenn sein thermischer Ausdehnungskoeffizient weniger als der des Separators ist, oder wenn ihr thermischer Ausdehnungskoeffizient größer ist als der des Separators. Dieser Nachteil ist somit wenigstens mit dem Bimetall-Stromsammler der vorliegenden Erfindung vermindert, da eine genügende Anzahl der einzelnen Bimetall-Stromsammler oder Streifen an den Stab oder an die Stange befestigt werden können, um eine gewünschte ausreichende zulässige Stromstärke zu liefern, während die einzelnen Streifen so zugeschnitten werden können, daß, wenn sie in ihrer zweiten Konfiguration sind, sie genügend verdreht oder deformiert sind, um einen adäquaten elektrischen Kontakt mit dem Separator herzustellen, aber nicht, um eine genügend große Kraft auf den Separator zu bringen, um ihn zu zerbrechen. Das Ausmaß der Versetzung und die auf die einzelnen Streifen angewendete Kraft kann gemäß der Formel kalkuliert werden:

worin

D das Ausmaß der Biegung des freien Endes des Streifens des Stabes ist, ausgedrückt als die Strecke, mit welcher das freie Ende des Streifens vom Stab angeordnet ist, wenn der Streifen sich in seiner zweiten Konfiguration befindet, angegeben in Inches,
K_DS eine Biegungskonstante des Streifens ist,
ΔT eine Veränderung in der Zelltemperatur ist, während sie von der Raum- zu der Betriebstemperatur geht, angegeben in °F,
L die aktive Länge des Elements ist, angegeben in Inches,
m die spezifische Biegung für den Streifen ist und definiert wird als

t die Dicke des Streifens ist, angegeben in Inches,

worin

P die Belastung oder Kraft ist, angegeben in Ounces,
K_DS, ΔT, t, m und L wie oben beschrieben definiert sind
K_PS eine Verdrehungskraftkonstante für den Streifen ist, und
b die Breite des Streifens ist, angegeben in Inches.

Somit ist im allgemeinen das Ausmaß der Biegung der Streifen abhängig von ihrer Länge, während die auf den Separator durch die Streifen vermittelte Kraft von ihrer Dicke abhängig ist.

Das Merkmal, daß eine Stromsammler-Anordnung mit hoher zulässiger Stromstärke eine Öffnung passieren kann, die eine relative kleine Querschnittsfläche auf der Anordnung der Zelle hat, macht natürlich die Stromsammler-Anordnung geeignet zur Verwendung in Zellen, die andere geometrische Ausgestaltungen, insbesondere geometrische Ausgestaltungen aufweisen, wobei die Zellgeometrie diktiert, daß der Spalt der Stromsammler-Anordnung eine kleine Querschnittsfläche haben sollte.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das Alkalimetall M Natrium sein. Der Separator kann aus Nasicon, β-Aluminiumoxid oder β′′-Aluminiumoxid sein. Hal kann Chlorid sein, so daß der Elektrolyt NaAlCl₄ ist, und das Übergangsmetall kann Ni, Fe oder Mischungen davon sein, so daß die Zelle als ihre Zellreaktion hat

Die Stromsammler-Baugruppe, die den Stromsammlerstab und eine Mehrzahl der Bimetallstreifen daran befestigt enthält, kann im Anodenabteil angeordnet sein.

Der oder jeder Bimetall-Stromsammler kann aus aneinanderstoßenden Eisen- und Aluminiumstreifen sein. Stattdessen kann er auch aus aneinanderliegenden Eisen- und Aluminiumstreifen zusammengesetzt sein. Jedoch können anstelle davon jegliche andere geeignete Metallkombinationen verwendet werden. Wenn der Streifen aus Nickel und Eisen zusammengesetzt ist, dann kann es Standardmaterial von British Driver-Harris, wie die Qualitäten 2400 und 3620, sein.

Anstelle von Streifenform kann der Stromsammler jede andere geeignete Form aufweisen. Zum Beispiel kann er in Form einer Spirale oder eines helikalen Bandrings (Coil) sein, der sich um den Spannungssammlerstab oder um die -stange erstreckt, wobei wenigstens eine Scheibe radial auswärts davon vorragt und sich umfänglich um den Stromsammlerstab, etc. erstreckt. Die exakte Form oder das Design des Stromsammlers und das Design des Stromsammlerstabs mit dem daran angebrachten Stromsammler hängt ab von der Zellgeometrie und der räumlichen Ordnung oder Gruppierung innerhalb der Zelle.

In Zellen dieses Typs kann das Kathodenabteil anfänglich mit einer Pulvermischung aus verschiedenen Bestandteilen einschließlich Nickel und/oder Eisenpulver, NaCl und NaAlCl₄ als Salzschmelzelektrolyt, der äquimolare Verhältnisse von NaCl und AlCl₃ aufweist, wie beispielsweise in US-Patent Nr. 47 72 875 beschrieben, enthalten sein. Auf diese Weise wird ein Kathodenvorläufer in der Zelle gebildet, der als entladene Kathode während des ersten Zellzykluses während der Inbetriebnahme der Zelle wirkt. Stattdessen kann anfänglich ebenso Aluminiumpulver in das Kathodenabteil gegeben werden, wie dies in der veröffentlichen britischen Anmeldung Nr. 21 91 332 A beschrieben ist. Das US-Patent Nr. 47 72 875 und die veröffentlichte britische Anmeldung Nr. 21 91 332 A sind somit als Referenz miteinbezogen.

Andere Weiterbildungen von Zellen dieses Typs, insbesondere Weiterbildungen, die die gute Benetzbarkeit der Separatoroberfläche mit dem Alkalimetall auf der Anodenseite fördern, sind ebenfalls in die erfindungsgemäße Zelle miteinbezogen. Somit kann die Separatoroberfläche mit dem Oxid eines Oberflächenmetalls wie Mangan, dotiert werden, wie dies in der veröffentlichten britischen Patentanmeldung Nr. 21 95 329 A gelehrt wird. Stattdessen jedoch kann die Oberfläche des Separators in Verbindung mit dem Anodenabteil mit einer Schicht aus metallischem oder nichtmetallischem Material aus Partikeln beschichtet werden, wie dies durch die veröffentlichte britische Patentanmeldung Nr. 22 13 311 A gelehrt wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung liefert sie eine Stromsammler-Anordnung für eine wiederaufladbare, elektrochemische Hochtemperatur-Energiespeicherzelle, die umfaßt:

i) ein Anodenabteil, das bei der Betriebstemperatur der Zelle und wenn sich die Zelle in ihrem geladenen Zustand befindet, eine geschmolzene Alkalimetallanode enthält,
ii) ein Kathodenabteil, das bei dieser Betriebstemperatur und in diesem geladenen Zustand einen Alkalimetall-Aluminiumhalogenid-Salzschmelzelektrolyten enthält, der ebenfalls bei der Betriebstemperatur der Zelle geschmolzen ist und der die Formel MAlHal₄ hat, worin M das Alkalimetall der Anode und Hal ein Halogen ist, wobei das Kathodenabteil weiterhin in diesem geladenen Zustand eine Kathode enthält, die eine elektronisch leitfähige, elektrolytdurchlässige Matrix umfaßt, die eine aktive Kathodensubstanz THal₂ darin suspendiert 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
iii) einen das Anodenabteil von dem Elekrolyten trennenden Separator, wobei der Separator einen Festleiter für die Ionen des Alkalimetalls der Anode oder ein mikromolekulares Sieb umfaßt, das dieses Alkalimetall darin sorbiert enthält, wobei die Anordnung umfaßt:
ein Stromsammelelement, das in einem der Zellabteile angeordnet ist, und
wenigstens einen Bimetall-Stromsammler, der an dem Element in der Weise angebracht ist, daß bei Umgebungstemperatur der Stromsammler sich in einer einschiebbaren, nichtdeformierten Konfiguration befindet, während bei erhöhter Temperatur er in einer ausgedehnten oder deformierten Konfiguration ist,
als ein Resultat der Differenz in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Metalle, aus denen der Bimetall-Stromsammler hergestellt ist.

Wie schon oben beschrieben, kann der Stromsammler in Form eines verlängerten Streifens vorliegen, bei dem ein Ende derart an das Element angebracht ist, daß in seiner einziehbaren Konfiguration er sich entlang der Seite des Elements erstreckt, während in seiner ausgedehnten Konfiguration ein Abschnitt davon mit Abstand zu dem Element angeordnet ist. Das Stromsammlerelement kann in Form einer Stange sein, wobei eine Mehrzahl der verlängerten Stromsammler an der Stange angebracht sind.

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

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer elektrochemischen Zelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Längsschnittansicht eines Teils einer elektrochemischen Zelle gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 bedeutet die Bezugszahl 10 ganz allgemein eine elektrochemische Zelle gemäß einer Ausführungsform 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 einen Ende 16 geschlossen und an seinem 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 abgeschnittene 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 dem 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 Anodenabteil 56 innerhalb des Rohres 14 gebildet und ein Kathodenabteil 58 um die Außenseite des Rohres 14, aber im Gehäuse 12, so daß das beta-Aluminiumoxidrohr 14 somit einen Separator zwischen dem Anoden- und Kathodenabteil darstellt.

Die Zelle 10 enthält ebenfalls eine Mehrzahl von Bimetall-Stromsammlerstreifen 60. Die Streifen 60 sind typischerweise solche, die von British Driver-Harris unter dem Warennamen BD-H/Chace Thermostatic Bimetal, Typengrade 2400 oder 3620 erhältlich sind, wobei beide aus einer Schicht 62 aus Eisen und einer Schicht 64 aus Nickel, beide verbunden, zusammengesetzt sind. Das eine Ende jedes der Streifen 60 ist an den Stab 46 bei 66 punktgeschweißt, in der Art, daß die Streifen bei 60 bei Umgebungstemperatur axial mit und anstoßend gegen den Stab 46 ausgerichtet sind. Jedoch bei der Betriebstemperatur der Zelle werden die Streifen 60 gekrümmt, verdreht oder zu den Positionen deformiert, die in gestrichelten Linien angezeigt sind, in denen ihr freies Ende gegen den Separator 14 drückt, so daß ein elektrischer Kontakt damit hergestellt wird.

Für einen Streifen 60, zusammengesetzt aus Typ 3620-Material und mit einer effektiven Länge von 3,175 cm (1,25 Inches) und einer Dicke von 0,08128 cm (0,032 Inches) wurde kalkuliert, daß die Biegung seines freien Endes 3 mm für einen Temperaturanstieg von 193,33°C (380°F) betragen würde. Dies wurde in einem praktischen Test bestätigt, in dem das eine Ende eines derartigen Streifens an einer Stahlstange punktgeschweißt war und der Streifen auf 193,33°C (380°F) erwärmt wurde. Für eine spezifische Biegung ("m") von 0,8 war die durch den Streifen auf den Separator angewendete Kraft bei etwa 1525 g/m² (5 Ounces).

In das Kathodenabteil 58 wird anfänglich eine elektrolytdurchlässige Matrix aus Eisen, die Natriumchlorid darin in verteilter Form enthält, eingebracht. Genügend NaAlCl₄-Schmelzelektrolyt wird dann zum Kathodenabteil hinzugegeben, so daß die Matrix mit dem Elektrolyten imprägniert wird und der Elektrolyt den Separator oder das Rohr 14 benetzt. Somit bildet das beta-Aluminiumoxidrohr 14 eine kontinuierliche Barriere zwischen dem Elektrolyten, der das Kathodenabteil 58 und das Anodenabteil 56 im Gehäuse 12 enthält.

Beim Beladen der Zelle 10 laufen die folgenden Reaktionen im Kathodenabteil ab:

2 NaCl+Fe → 2 Na+FeCl₂ (4)

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

In Fig. 2 bedeutet die Bezugszahl 100 ganz allgemein eine elektrochemische Zelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Statt der Bimetallstreifen 60 werden Bimetallstreifen 102 verwendet. Beide Enden 104 dieser Streifen sind an den Stromsammler 46 in der Art geschweißt, daß sie bei Expansion der Streifen ein bogenförmiges Aussehen oder eine kolbenförmige Konfiguration, wie in der gestrichelten Linie in Fig. 2 gezeigt, einnehmen.

Claims

1. Wiederaufladbare, elektrochemische Hochtemperatur- Energiespeicherzelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt

i) ein Anodenabteil, das bei der Betriebstemperatur der Zelle und wenn sich die Zelle in ihrem geladenen Zustand befindet, eine geschmolzene Alkalimetallanode enthält,
ii) ein Kathodenabteil, das bei dieser Betriebstemperatur und in diesem geladenen Zustand einen Alkalimetall-Aluminiumhalogenid-Salzschmelzelektrolyten aufweist, der ebenfalls bei der Betriebstemperatur der Zelle geschmolzen ist und der die Formel MAlHal₄ hat, worin M das Alkalimetall der Anode und Hal ein Halogen ist, wobei das Kathodenabteil weiterhin in diesem geladenen Zustand 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,
iii) einen 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 Alklimetall darin sorbiert enthält, und
iv) wenigstens einen Bimetall-Stromsammler in einem der Zellabteile, wobei der Bimetall-Stromsammler derart ist, daß, wenn die Zelle sich bei Umgebungstemperatur befindet, der Stromsammler in einer ersten nichtdeformierten Konfiguration ist, und, wenn die Zelle sich bei ihrer normalen Betriebstemperatur befindet, der Stromsammler in einer zweiten deformierten Konfiguration ist, wobei die Deformation des Stromsammlers aus der Differenz in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Metalls, aus dem der Bimetall-Stromsammler hergestellt ist, resultiert und wobei der Stromsammler in seiner zweiten Konfiguration gegen den Separator drückt, wodurch ein elektrischer Kontakt mit dem Separator herstellbar ist.

2. Zelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein äußeres zylindrisches Gehäuse umfaßt, wobei der Separator ebenfalls in zylinderischer Form ist, aber mit einem kleineren Durchmesser als das äußere Gehäuse, so daß eine ringförmige Lücke bereitgestellt wird, die das eine Zellabteil ("das ringförmige Abteil") zwischen dem Separator und dem äußeren Gehäuse abgrenzt, während das andere Zellabteil ("das zentrale Zellabteil") durch die Innenseite des Separators geliefert wird, und wobei die Enden des Separators und des äußeren Gehäuses mit Endstücken derart verschlossen sind, daß der Separator und das Gehäuse elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die Zelle eine Stromsammlerstange oder einen -stab enthält, die bzw. der durch eine Öffnung in das kreisförmige Endstück oder das ringförmige Endstück in das zentrale Abteil oder das ringförmige Abteil, wie dies der Fall sein kann, hervorragt, wobei der Bimetall-Stromsammler mit der Stange oder dem Stab fixiert ist.

3. Zelle gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Stromsammler in verlängerter oder Streifenform vorliegt, wobei das eine Ende davon an die Stange oder den Streifen derart angebracht ist, daß der Bimetall-Stromsammler longitudinal entlang der Stange ausgerichtet ist, wobei sein freies Ende an die Stange stößt, wenn der Bimetall-Spannungssammler sich in seiner ersten Konfiguration befindet und das Metall seinen niedrigsten thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, der am nächsten zu dem des Separators ist, so daß er nicht von der Stange abstößt, wobei der Bimetall-Stromsammler somit einseitig an der Stange oder dem Stab fixiert ist, so daß, wenn sich die Zelle in ihrer Betriebstemperatur befindet, der Bimetall-Stromsammler seine zweite Konfiguration einnimmt, in der sein freies Ende mit Zwischenraum zu der Stange angeordnet und in elektrischem Kontakt mit dem Separator ist.

4. Zelle gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Stromsammler eine verlängerte oder Streifenform hat, wobei seine beiden Enden an der Stange oder an dem Stab in der Weise befestigt sind, daß der Streifen longitudinal entlang der Stange oder dem Stab ausgerichtet ist, und wobei der Streifen an der Stange oder an dem Stab in seiner ersten Konfiguration stößt, während er in seiner zweiten Konfiguration eine kolbenförmige Konfiguration annimmt, in der ein mittlerer Abschnitt davon gegen den Separator stößt.

5. Zelle gemäß Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetall M Natrium ist, der Separator Nasicon, β-Aluminiumoxid oder β′′-Aluminiumoxid ist, Hal Chlorid ist, so daß der Elektrolyt NaAlCl₄ ist, und das Übergangsmetall T Ni, Fe oder Mischungen davon ist, so daß die Zelle als ihre Zellreaktion hat wobei die Stromsammleranordnung, die den Stromsammlerstab und eine Mehrzahl von Bimetallstreifen enthält, im Anodenabteil angeordnet ist.

6. Zelle gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall-Stromsammler aus abstoßenden Nickel- und Eisenstreifen zusammengesetzt sind.

7. Zelle gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall-Stromsammler aus abstoßenden Eisen- und Aluminiumstreifen zusammengesetzt sind.

8. Zelle gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Stromsammler in der Form von wenigstens einem Bandring (Coil) um die Stromsammlerstange oder -stab angeordnet ist.

9. Zelle gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetall-Stromsammler in der Form von wenigstens einer Scheibe ist, die radial auswärts von der Stromsammlerstange hervorragt, und sich um diese herum erstreckt.

10. Stromsammleranordnung für eine wiederaufladbare, elektrochemische Hochtemperatur-Energiespeicherzelle, umfassend:

i) ein Anodenabteil, das bei der Betriebstemperatur der Zelle und wenn sich die Zelle in ihrem geladenen Zustand befindet, eine geschmolzene Alkalimetallanode enthält,
ii) ein Kathodenabteil, das bei dieser Betriebstemperatur und in diesem geladenen Zustand einen Alkalimetall-Aluminiumhalogenid-Salzschmelzelektrolyten enthält, der ebenfalls bei der Betriebstemperatur der Zelle geschmolzen ist und der die Formel MAlHal₄ hat, worin M das Alklimetall der Anode und Hal ein Halogen ist, wobei das Kathodenabteil weiterhin in diesem geladenen Zustand eine Kathode enthält, die ein elektronisch leitfähiges, elektrolytdurchlässiges poröses Material umfaßt, das darin verteilt eine aktive Kathodensubstanz THal₂ enthält, in der 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
iii) einen 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 Alkalimetall darin sorbiert enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung umfaßt:
ein Stromsammlerelement, das in einem der Zellabteile angeordnet ist, und
wenigstens einen Bimetall-Stromsammler, der an dem Element derart angebracht ist, daß bei Umgebungstemperatur der Stromsammler sich in einer zurückgezogenen oder nichtdeformierten Konfiguration befindet, während bei einer erhöhten Temperatur er in einer ausgedehnten oder deformierten Konfiguration ist,
als ein Resultat der Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Metalle, aus dem der Bimetall-Stromsammler hergestellt ist.

11. Anordnung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsammler in Form eines verlängerten Streifens vorliegt, bei dem ein Ende an das Element in der Art angebracht ist, daß er in seiner zurückschiebbaren Konfiguration sich entlang der Seite des Elements erstreckt, während in seiner ausgedehnten Konfiguration ein Abschnitt davon mit Zwischenraum zu dem Element angeordnet ist.

12. Stromsammler gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromsammlerelement in Form einer Stange vorliegt, wobei eine Mehrzahl der verlängerten Stromsammler an der Stange angebracht sind.