DE464388C - Elektrischer Akkumulator mit einer Bleianode - Google Patents

Description

• Elektrischer Akkumulator mit einer Bleianode Bei der Herstellung der Zink-Blei-Akkumulatoren besteht die Hauptschwierigkeit in der Wahl des Trägermaterials der Kathode, in der Ausbildung derselben und in der Zusammensetzung des Elektrolyten. Das Trägermaterial der Kathode muß nämlich Quecksilber aufnehmen und festhalten, darf auch nach der Amalgamierung seine Bearbeitungsfähigkeit nicht verlieren und muß physikalische und chemische Eigenschaften besitzen, welche die Selbstentladung ausschließen. Es wurden schon verschiedene Metalle als Trägermaterial verwendet, aber alle diese hatten den großen Nachteil, daß das auf dem Trägermaterial niedergeschlagene Zink sich mehr oder weniger löste und in größeren oder kleineren Mengen im Elektrolyten zurückblieb. Um dies zu verhindern, hat man nicht nur das Kathodengerippe mit einer entsprechenden Menge an Zink versehen, sondern man hat im Elektrolyten selbst im vornherein Zink gelöst. Ein weiterer Nachteil bestand darin, daß bei einer größeren Beanspruchung sich das Zink ungleichmäßig auf das Trägermaterial absetzte und Zinknadeln und Zinkblumen entstanden. Außerdem wird die Zinkschicht bei der Ladung des Akkumulators mit starkem Strom mit der Zeit - wahrscheinlich infolge der Einwirkung der von der Bleianode mitgerissenen Bleiteile - weich, sammelt sich an den einzelnen Teilen der Kathode an und verliert ihren Widerstand gegen mechanische Einwirkungen. Durch den Akkumulator gemäß der Erfindung werden alle diese Nachteile beseitigt.
• Als Trägermaterial für die Kathode wird erfindungsgemäß ein aus einer unter dem Namen Alpakka, Pakfong, Argentan, Neusilber usw. in Verkehr gebrachten, dem Wesen nach aus Zink, Nickel und Kupfer bestehenden Legierung hergestelltes, siebartiges Material verwendet, das in bekannter Weise amalgamiert und mit Zink überzogen wird. Wie aus Versuchen hervorgeht, kann mit diesem Trägermaterial erreicht werden, daß die von der Kathode während der Entladung sich ablösende Zinkmenge bei der darauffolgenden Ladung praktisch restlos auf die Oberfläche desselben sich wieder niederschlägt. Es ist demnach überflüssig, im Elektrolyten Zink zu lösen, wie dies bei den bisherigen Zink-Blei-Akkumulatoren der Fall war; es kann daher als Elektrolyt reine, zinkfreie Schwefelsäure verwendet werden. Als Anode des Akkumulators gelangt in üblicher Weise eine Bleiplatte zur Verwendung.
• Zwecks gleichmäßiger Ablagerung des Zinks auf dem Trägermaterial werden die Kathoden erfindungsgemäß mit einer verhältnismäßig sehr großen Fläche ausgebildet. Die Vergrößerung der Kathodenfläche wird, ohne Vergrößerung der Akkumulatorzelle und Anodenplatte, in der Weise erreicht, daß man die aus der obenerwähnten Legierung verfertigte Platte in mehrere Felder teilt und an den Teilungsstellen zusammenfaltet, wobei dafür gesorgt wird, daß die Schichten in einer entsprechenden Entfernung voneinander zu liegen kommen und von der Säure frei umspült werden, Die Stromableitung erfolgt durch Drähte, die aus dem Trägermaterial der Kathode bestehen und die durch die Platten hindurchgezogen sind.
• Zwecks Trennung der Kathode von der Anode und Fernhaltung der abgerissenen Anodenteilchen von der Kathode werden Holzseparatoren verwendet, welche sehr nahe zu der Kathodenfläche angeordnet werden. Zur Sicherung der gegenseitigen Lage der Holzseparatoren und der Kathodenplatten wird die ganze Kathode mit den Holzseparatoren in eine aus Hartgummi, Celluloid oder einem anderen säurebeständigen Isoliermaterial bestehende Hülle, deren Wände durchlocht sind, eingebaut.
• Eine beispielsweise Ausführung des Akkumulators ist in der Zeichnung abgebildet, und zwar ist: Abb. z eine Vorderansicht der Kathodenplatte vor dem Zusammenfalten, Abb.2 eine Seitenansicht, Abb. 3 ein perspektivisches Bild derselben während des Zusammenfaltens.
• Abb. 4 zeigt die zusammengestellteKathode im Schnitt, Abb. 5 dieselbe in Vorderansicht.
• Abb. 6 veranschaulicht schematisch die Zusammenstellung der Kathode bei einem größeren Akkumulator in Vorderansicht.
• Aus dem aus amalgamierter Zink-Nickel-Kupfer-Legierung verfestigten Siebmaterial wird die Kathodenplatte z ausgeschnitten, welche bei der vorliegenden Ausführungsform in der Längsrichtung etwas größer ist als das Vierfache der Länge der Anodenfläche. Die obere und untere Längsseite der Platte z wird mit je einem Saum oder Rand :2 versehen, während an einer Querseite eine Umbiegung 3 vorgesehen ist. Die Ränder 2 dienen als Quecksilberfänger, während die Umbiegung 3 zur Verstärkung der Platte z dient. Der aus dem gleichen Material wie die Platte verfertigte Draht 4 besitzt die Form einer zweiarmigen Gabel, deren beide Arme 41 und 4, bei den Durchführungsstellen 5 wellenartig durchgezogen werden. Der die Siebplatte z überragende Teil des Drahtes 4 wird gegen Oxydation mit einem geeigneten Material, wie Gummi, Celluloid usw., isoliert.
• Die Ränder 2 können bei der Fabrikation in die Kanten des Siebstoffes eingewebt werden, während die Einbiegung 3 durch ein Doppelgewebe ersetzt werden kann. Auch können die Ausführungsdrähte 4 mit dem Siebmaterial mitgewebt werden.
• Die mit Rändern 2 und Umbiegung 3 ver--sehene Platte z wird nun in vier Felder I bis IV geteilt und in der in Abb. 3 ersichtlichen Weise zusammengefaltet. An der Biegungsstelle der Schichten I und II wird in der obenerwähnten Weise als zweite Stromausführung ein zweiarmiger Draht 41, 4" durchgezogen. Um der Säure zwischen den Schichten einen freien Zutritt und den zwischen den Schichten sich bildenden Gasen freien Abzug zu sichern, müssen die Schichten in einer entsprechenden Entfernung voneinander gehalten werden. Die Schichten werden einerseits durch die beiden Drähte 4 voneinander ferngehalten, andererseits werden zwischen den äußeren und inneren Schichten zweckmäßig gabel-, artige Entfernungsdrähte 6 angeordnet. Durch die schichtenartige Ausbildung dei Kathode wird ein Vielfaches der Anodenfläche erreicht, ohne den Akkumulator wesentlich zu vergrößern. Die Platte z kann selbstverständlich auch in mehr als vier Schichten gefaltet werden. Die zusammengefaltete Kathodenplatte wird zwischen zwei Holzplatten 7 (Abb. 4 und 5) gelegt und das Ganze in eine Hülle aus Hartgummi, Celluloid oder einem anderen säurebeständigen Material gelegt. Die Hülle 8 ist oben offen, während ihre Seitenwände durchbrochen sind, um die Säureströmung nicht zu hindern.
• Bei größeren Akkumulatoren wird die Kathodenplatte zweckmäßig in mehrere Felder geteilt, um zu verhindern, daß sich das Quecksilber infolge seines Eigengewichtes zu dem unteren Teil der Kathodenplatte hindurchzieht. Die Kathodenfelder 9" 9.2, 9s (Abb. 6) werden durch Ausführungsdrähte iol, zog, io, miteinander verbunden, so daß jedes Kathodenfeld einen besonderen Ausführungsdraht besitzt. Die Ausführungsdrähte rol, io2, zog sind -beim Ausgangs-Kathodenfeld unisoliert, während sie bei den übrigen Kathodenfeldern mit Isolierung versehen sind. In der Abb. 6 sind die isolierten Teile der Ausführungsdrähte schraffiert gezeichnet. Die Isolierung soll verhindern, daß das Quecksilber über die Drähte zu niedriger liegenden Kathodenfeldern gelangt. Die Ausführungsdrähte sind durch einen gemeinsamen Leiter i i miteinander verbunden. Die Teilung der Kathode begünstigt den Umlauf der Säure.
• Bei kleiner Belastung des Akkumulators kann als Kathode an Stelle des Siebgewebes ein aus demselben Trägermaterial hergestelltes, amalgamiertes und mit Zink überzogenes Blech dienen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Akkumulator mit einer Bleianode, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial der Kathode aus einem aus einer unter dem Namen 'Alpakka, Argentan, Päkfong, Neusilber o. dgl. in Verkehr gebrachten, dem Wesen nach aus Zink, Nickel und Kupfer bestehenden Legierung verfertigten Siebgewebe oder Blech besteht, welches in bekannter Weise amalgamiert und mit Zink überzogen ist. a. Akkumulator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenplatte an ihren unteren und oberen Längsseiten mit als Quecksilberfänger dienender Einbiegung versehen ist. 3. Akkumulator nach Anspruch i und z. dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode aus mehreren, durch Ausführungs- und Entfernungsdrähte voneinander getrennten Schichten besteht, um eine freie Strömung der Säure und der Gase zu sichern. 4. Akkumulator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schichten voneinander fernhaltenden Ausführungsdrähte aus dem Trägermaterial der Kathode bestehen und gabelartige Leiter bilden, deren Arme durch die Schichten wellenartig mehrfach durchgezogen sind, in der Weise, daß die Drähte nur an den Durchführungsstellen die Kathodenplatte berühren. 5. Akkumulator nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kathodenplatte Holzseparatoren gelegt sind, die durch einen gelochten, aus Isoliermaterial, wie Hartgummi oder Celluloid, bestehenden Behälter in geringer Entfernung von der Kathodenfläche gehalten werden. 6. Akkumulator nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch eine in Felder geteilte Kathode mit je einem separaten Ausführungsleiter für jedes Kathodenfeld, der am Ausgangs-Kathodenfeld unisoliert, an den übrigen Kathodenfeldern dagegen mit Isolierung versehen ist.