DE69821533T2 - Elektrochemische zelle mit mehreren anodenkammern - Google Patents

Elektrochemische zelle mit mehreren anodenkammern Download PDF

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Description

  • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein eine elektrochemische Zelle, und insbesondere eine elektrochemische Zelle mit vergrößerter Anoden-Kathoden-Grenzfläche.
  • Elektrochemische Zellen werden gewöhnlich als Spannungsquellen für elektrisch betriebene Geräte verwendet, besonders für tragbare elektrisch betriebene Geräte. Gegenwärtig sind die verbreiteten alkalischen Zellen vom im allgemeinen zylinderförmigen Typ in Industriestandardgrößen im Handel erhältlich, zu denen Zellen der Größe D, C, AA, AAA und AAAA sowie weitere Größen und Konfigurationen gehören. Elektrochemische Zellen, wie z. B. der obenerwähnte Typ, stellen gewöhnlich eine Spannungsquelle mit vorgegebener Ruhespannung bereit.
  • Herkömmliche zylinderförmige alkalische Zellen weisen im allgemeinen einen zylinderförmigen Stahlbecher auf, der an einem Ende mit einem positiven Deckel und am anderen Ende mit einem negativen Deckel versehen ist. Die zylinderförmige Zelle weist eine allgemein als Kathode bezeichnete positive Elektrode auf, die oft aus einem Gemisch von Mangandioxid, Graphit, Kaliumhydroxidlösung, entionisiertem Wasser und einer um die Innenfläche des zylinderförmigen Stahlbechers herum ausgebildeten TEFLON®-Lösung besteht. Ein becherförmiges Trennelement ist im allgemeinen zentral in einem inneren Zylindervolumen des Bechers um die Innenfläche der Kathode herum angeordnet. Eine gewöhnlich als Anode bezeichnete negative Elektrode besteht typischerweise aus Zinkpulver, einem Geliermittel und weiteren Zusatzstoffen und ist zusammen mit einer Elektrolytlösung innerhalb des Trennelements angeordnet. Ein Beispiel einer herkömmlichen zylinderförmigen Zelle wird in US-A-5 501 924 offenbart.
  • Herkömmliche Zellen des obenerwähnten zylinderförmigen Typs weisen gewöhnlich eine einzige Anode und eine einzige Kathode auf die mit dem dazwischen als Trennfläche eingefügten Trennelement in dem Stalilbecher enthalten sind. Gewöhnlich ist die Kathode angrenzend an die Innenwand des Stahlbechers angeordnet, während die Anode innerhalb eines durch die Kathode definierten zylinderförmigen Volumens angeordnet ist. Dementsprechend weist das Trennelement eine Anoden-Kathoden-Grenzfläche auf, die allgemein durch die Form und Größe von Anode und Kathode definiert wird. Bei der herkörmmlichen Zelle ist die Anoden-Kathoden-Grenzfläche etwa gleich dem Flächeninhalt der Außenfläche der zylinderförmigen Anode. Außerdem wird die Anode im allgemeinen in Form eines Zylinders mit gleichmäßig gekrümmter Außenfläche parallel zur Behälterwand bereitgestellt, so daß die Kathode nicht besonders bruchempfmdlich ist, wobei ein Bruch zu einer Unterbrechung der Ionenleitung bzw. elektrischen Leitung innerhalb der Zelle führen kann.
  • Ein Hauptziel bei der Konstruktion alkalischer Zellen ist die Erhöhung der Betriebsleistung, d. h. der Entladedauer der Zelle unter einer gegebenen Last bis auf eine bestimmte Spannung, bei der die Zelle nicht mehr für ihren vorgesehenen Zweck brauchbar ist. Im Handel erhältliche alkalische Zellen haben gewöhnlich eine Außenabmessung, die durch Industrienormen definiert ist, wodurch die Fähigkeit zur Vergrößerung des nutzbaren Anteils der aktiven Zellenmaterialien begrenzt wird. Dennoch bleibt die Notwendigkeit, neue Möglichkeiten zur Erhöhung der Betriebsleistung zu finden, das Ziel der Zellenkonstrukteure.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung verbessert die Leistung einer elektrochemischen Zelle durch Bereitstellen einer Zelle, die eine vergrößerte Anoden-Kathoden-Grenzfläche aufweist, um eine erhöhte Betriebsleistung zu realisieren. Um diesen und weitere Vorteile zu erzielen, und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie er hier ausgeführt und beschrieben wird, bietet die vorliegende Erfindung eine elektrochemische Zelle mit einem Behälter, der ein geschlossenes untere Endes und ein offenes oberes Ende aufweist, wobei innerhalb des Behälters eine erste Elektrode angeordnet ist. Innerhalb der ersten Elektrode sind mehrere Hohlräume ausgebildet. In jedem der Hohlruäume ist ein Trennelement angeordnet. In jedem der Trennelemente innerhalb der mehreren Hohlräume ist eine zweite Elektrode angeordnet. Mit jeder der zweiten Elektroden ist ein Stromkollektor verbunden, und am offenen oberen Ende des Behälters ist ein Deckel mit einer Dichtungseinheit montiert. Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Elektrode eine Kathode auf, während die mehreren zweiten Elektroden jeweils eine Anode aufweisen.
  • Diese und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden der Anwender der Erfindung und Fachleute beim Durchlesen der folgenden Patentbeschreibung und der Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erkennen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 einen vertikalen Schnitt einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Zelle entlang ihrer Längsachse;
  • 2 einen Querschnitt der elektrochemischen Zelle von 1 entlang der Linien II-II;
  • 3 eine Draufsicht des Behälters einer teilmontierten Zelle mit einer Kathode, in der mehrere Hohlräume ausgebildet sind;
  • 4 eine auseinandergezogene Darstellung der Zelle, die eine Deckel- und Dichtungseinheit mit Stromkollektor zum Einsetzen in den Zellenbehälter zeigt;
  • 5 einen vertikalen Schnitt einer elektrochemischen Zelle gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang ihrer Längsachse;
  • 6 einen Querschnitt der in 5 dargestellten elektrochemischen Zelle entlang den Linien VI-VI; und
  • 7 ein Vergleichsdiagramm, das die Betriebsleistung einer erfindungsgemäßen elektrochemischen Zelle im Vergleich zu einer herkömmlichen Zelle darstellt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 1 ist eine elektrochemische Zelle 10 dargestellt, die eine hier als Kathode bezeichnete erste Elektrode und mehrere zweite Elektroden aufweist, die hier als Anoden bezeichnet werden. Die Kathode dient zwar als positive Elektrode, und die Anoden dienen als negative Elektroden, aber es dürfte erkennbar sein, daß die Lehren der vorliegenden Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt sein sollen. Ferner ist zwar die hier dargestellte und beschriebene elektrochemische Zelle 10 eine rylinderförmige alkalische Zelle, aber es dürfte gleichfalls erkennbar sein, daß die Lehren der vorliegenden Erfindung auf verschiedene Typen elektrochemischer Zellen mit unterschiedlichen Größen und Konfigurationen anwendbar sind.
  • Die elektrochemische Zelle 10 weist einen rylinderförmigen Stahlbecher 12 mit einem geschlossenen unteren Ende und einem offenen oberen Ende auf. Um die Außenfläche des Stahlbechers 12 herum, mit Ausnahme seiner oberen und unteren Enden, ist ein Etikett 14 aus metallisierter Kunststoffolie ausgebildet. An dem geschlossenen Ende des Bechers 12 ist ein positiver Deckel 16 angebracht, der vorzugsweise aus plattiertem Stahl besteht und in seinem Mittelbereich einen vorstehenden Knopf 18 aufweist, der den positiven Kontaktanschluß der Zelle 10 bildet. Am offenen oberen Ende des Bechers 12 sind eine Deckel- und Dichtungseinheit 40 und ein Außendeckel 30 befestigt, der den negativen Kontaktanschluß der Zelle 10 bildet.
  • Die Kathode 20, die vorzugsweise aus einem Gemisch aus Mangandioxid, Graphit, Kaliumhydroxidlösung entionisiertem Wasser und einer TEFLON®-Suspension besteht, wird um die Innenfläche des Stahlbechers 12 herum ausgebildet. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Kathode 20 mehrere darin ausgebildete Anodenhohlräume auf beispielsweise vier Hohlräume 22A22D, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Kathode 20 erstrecken. Jeder der Hohlräume 22A22D kann durch Bohren eines Lochs oder anderweitige Ausbildung eines Hohlraums innerhalb der Kathode 20 geformt werden, so daß zwischen den Anodenhohlräumen 22A22D und zwischen jedem Holraum und der Innenseite des Stahlbechers 12 ein ausreichender Anteil der Kathode 20 zurückbleibt.
  • Vier becherförmige Trennelemente 24A24D, die vorzugsweise aus einem Faservlies bestehen, das eine Wanderung von Feststoffteilchen in der Zelle verhindert, sind innerhalb der entsprechenden Anodenhohlräume 22A22D so angeordnet, daß die Außenfläche jedes Trennelements an der Innenfläche der Kathode 20 anliegt. Die Trennelemente 24A24D erstrecken sich jeweils vorzugsweise durch die entsprechenden Anodenhohlräume 22A22D und können eine überschüssige Menge Trennelementmaterial aufweisen, das über die Oberseite der Kathode 20 hinausreicht. In jedes der becherförmigen Trennelemente 24A24D wird eine Anode eingepreßt oder auf andere Weise eingebracht und jeweils als eine der Anoden 26A26D bezeichnet. Demnach sind die entsprechenden Anoden 26A26D an der Innenfläche der entsprechenden Trennelemente 24A24D anliegend angeordnet. Jede der Anoden 26A26D kann eine Gelanode aufweisen, die aus nicht amalgamiertem Zinkpulver, einem Geliermittel und anderen Zusatzstoffen besteht und mit einer Elektrolytlösung vermischt wird, die aus Kaliumhydroxid, Zinkoxid und Wasser bestehen kann. Es dürfte erkennbar sein, daß verschiedene Anoden- und Kathodentypen verwendet werden können, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Innerhalb der Anoden 26A26D ist ein vierzinkiger Stromkollektor 28 mit vier leitfähigen Zinken 28A28D angeordnet. Jede der vier Zinken 28A28D erstreckt sich innerhalb einer der Anoden 26A26D, um einen Kontakt mit der Anodenzinkkonzentration herzustellen. Die vier leitfähigen Zinken 28A28D sind in leitendem Kontakt miteinander, so daß die Anoden 26A26D elektrisch miteinander und mit dem negativen Zellenanschluß verbunden sind. Dementsprechend bildet der vierzinkige Stromkollektor 28 einen Leitungsweg von der Zinkkonzentration in den jeweiligen Anoden 26A26D zum negativen Anschluß der Zelle.
  • Am offenen Ende des Stahlbechers 12 ist die Deckel- und Dichtungseinheit 40 montiert, die einen Verschluß der Zelleneinheit 10 bildet. Die Deckel- und Dichtungseinheit 40 weist einen inneren Dichtungskörper 34, der Nylon enthalten kann, und einen inneren Metalldeckel 36 auf der auf dem Dichtungskörper 34 angeordnet ist. Der vierzinkige Stromkollektor 28 wird als Teil der Deckel- und Dichtungseinheit 40 so vormontiert, daß die Zinken 28A28D des Stromkollektors durch Öffnungen im inneren Metalldeckel 36 und im Dichtungskörper 34 hindurchgehen und der Dichtungskörper 34 das Auslaufen von aktiven Bestandteilen verhindert, die im Stahlbecher 12 enthalten sind. Der Dichtungskörper 34 kommt mit jeder Zinke 28A28D des Stromkollektors 28 in Kontakt, dichtet diese ab und bildet ferner eine Dichtung innerhalb der Innenfläche am oberen Ende des Stahlbechers 12. Ein äußerer negativer Deckel 30, der vorzugsweise aus plattiertem Stahl besteht, wird im Kontakt mit dem inneren Zellendeckel 36 angeordnet und mittels der Schweißstelle 32 punktgeschweißt oder auf andere Weise mit dem oberen Ende des Stromkollektors 28 verbunden. Der äußere negative Deckel 30 wird durch den Dichtungskörper 34 und die Dichtung 35 elektrisch von dem Stahlbecher 12 isoliert.
  • In 3 ist der Stahlbecher 12 in Draufsicht in einem teilmontierten Zustand dargestellt und weist eine Kathode 20 auf die im gesamten Volumen des Stahlbechers 12 angeordnet ist und in der vier Anodenhohlräume 22A22D vorgesehen sind. Die vier Anodenhohlräume 22A22D sind als gebohrte oder auf andere Weise ausgebildete Hohlräume in der Kathode 20 dargestellt und weisen genügend Kathodenmaterial auf, das zwischen jedem der entsprechenden Hohlräume und zwischen jedem Hohlraum und der Innenfläche des Stahlbechers 12 verbleibt. Vorzugsweise wird ausreichend Kathodenmaterial bereitgestellt, das die Seiten der Hohlräume umgibt, so daß eine optimale Reaktion der Zelle erzielt wird. Es dürfte erkennbar sein, daß die Hohlräume 22A22D durch Schlagpressen der Kathode innerhalb der Zellenbechers oder durch Formen von zylinderförmigen Ringen mit mehreren Hohlräumen vor dem Einsetzen in den Becher geformt werden können.
  • Wie besonders aus 4 erkennbar, ist der Stahlbecher 12 ferner mit becherförmigen Trennelementen 24A24D und Anoden 26A26D dargestellt, die in den entsprechenden Anodenhohlräumen 22A22D montiert sind. Außerdem ist die den Stromkollektor 28, den inneren Deckel 36 und den Dichtungskörper 34 enthaltende Deckel- und Dichtungseinheit 40 dargestellt, wie sie innerhalb des Stahlbechers 12 installiert wird. Die Deckel- und Dichtungseinheit 40 wird vorzugsweise vormontiert und als eine Einheit so installiert, daß die Stromkollektorzinken 28A28D im Kontakt mit der Zinkkonzentration in den entsprechenden Anoden 26A26D angeordnet werden. Gleichzeitig wird die Deckel- und Dichtungseinheit 40 im Preßsitz in den oberen Abschnitt des Stahlbechers 12 eingesetzt, um eine Dichtung zu bilden, wie für den Fachmann offensichtlich sein dürfte. Nach dem Einsetzen der Deckel- und Dichtungseinheit 40 wird der äußere negative Deckel 30 am oberen Ende des Bechers 12 angebracht, und das obere Ende des Stahlbechers 12 wird umgefalzt, um den äußeren negativen Deckel 30 im Kontakt mit dem oberen Stromkollektor 28 festzuhalten.
  • In den 5 und 6 ist eine elektrochemische Zelle 10' nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die elektrochemische Zelle 10' weist einen zylinderförmigen Stahlbecher 12 mit einem geschlossenen unteren Ende, einem offenen oberen Ende und einem Etikett 14 aus metallisierter Kunststoffolie auf, das um die Außenfläche herum mit Ausnahme ihrer Enden ausgebildet ist. Am geschlossenen Ende ist ein positiver Deckel 16 montiert und besteht aus plattiertem Stahl mit einem vorstehenden Knopf 18 in seinem Mittelabschnitt, der einen positiven Kontaktanschluß der Zelle 10' bildet. Nach einer anderen Ausführungsform ist im Innenvolumen des Stahlbechers 12 eine Kathode 40 vorgesehen, in deren rylinderförmigem Innenvolumen ein Hohlraum 42 vorgesehen ist. Die Kathode 40 der Zelle 10' ist besteht vorzugsweise aus einem Gemisch aus Mangandioxid, Graphit, Kaliumhydroxidlösung, entionisiertem Wasser und einer TEFLON®-Suspension.
  • Innerhalb des zylinderförmigen Hohlraums 42 sind erste und zweite Trennelemente 44A bzw. 44B angeordnet, die erste und zweite Anoden 46A bzw. 46B enthalten. Das Trennelement 44A und die entsprechende Anode 46A werden in übereinstimmenden halbzylinderförmigen Konfigurationen bereitgestellt. Ebenso sind das Trennelement 44B und die entsprechende Anode 46B in übereinstimmenden halbrylinderförmigen Konfigurationen angeordnet. Zwischen den flachen Wänden der Trennelemente 44A und 44B befindet sich Kathodenmaterial, um für Ionendurchgang und elektrischen Durchgang von der Kathode 40 und im gesamten Volumen zwischen den Trennelementen 44A und 44B zu sorgen. Gemäß einer Ausführungsform wird eine leitfähige Platte 50, die vorzugsweise aus einem perforierten Metall besteht, zwischen den flachen Oberflächen der Trennelemente 44A und 44B eingepaßt und im Preßsitz an der Kathode 20 befestigt. Die leitfähige Platte 50 weist vorzugsweise eine Beschichtung aus aktivem Kathodenmaterial auf, wie z. B. Mangandioxid, vorzugsweise vermischt mit Graphit und einem Bindemittel, die an die leitfähige Platte 50 gebunden ist. Die aktive Kathodenmaterialschicht aus Mangandioxid stößt daher an die Trennelemente 44A und 44B an, während die leitfähige Platte 50 für elektrischen Durchgang von der Kathode 40 zu dem Mangandioxid an der Anoden-Kathoden-Grenzfläche sorgt, die entlang den flachen Abschnitten der Trennelemente 44A und 44B vorgesehen ist.
  • Die ersten und zweiten Trennelemente 44A und 44B können aus einem Faservlies bestehen, das in Form eines gebogenen Schlauchs 44 gestaltet ist. Die leitfähige Platte 50 mit der Mangandioxidschicht 52 kann im Hohlraum 42 installiert werden, indem die leitfähige Platte 50 so gegen den Mittelabschnitt des Trennelementschlauchs 44 gestoßen wird, daß das schlauchförmige Trennelement beim Einsetzen in den Hohlraum 42 verbogen wird. Die leitfähige Platte 50 preßt den Trennelementschlauch 44 an den Boden des Stahlbechers 12 an und formt zwei Anodenfächer und gleichzeitig eine Preßpassung zwischen der Platte 50 und der Kathode 20. Außerdem könnte der Trennelementschlauch 44 am Boden mit Paraffinwachs, einer Dichtungsscheibe oder durch Verschweißen abgedichtet werden, um das erste und das zweite Anodenfach voneinander getrennt zu halten.
  • Die elektrochemische Zelle 10' weist ferner einen zweizinkigen Stromkollektor 48 mit einer innerhalb der Anode 46A angeordneten Zinke 48A und einer innerhalb der Anode 46B angeordneten zweiten Stromkollektor-Zinke 48B auf. Die ersten und zweiten Zinken 48A und 48B des Stromkollektors 48 können aus einem einzigen leitfähigen Draht oder einer leitfähigen Folie bestehen und sind elektrisch mit dem negativen Anschluß der Zelle 10' gekoppelt. Die Zelle 10' weist entsprechend eine Deckel- und Dichtungseinheit 40 mit Dichtungskörper 34, innerem Deckel 36 und einem daran montierten äußeren negativen Deckel 30 auf.
  • Die elektrochemische Zelle 10' gemäß der anderen Ausführungsform könnte ersatzweise aus zwei halbzylinderförmigen Trennelementen und Anoden bestehen, wobei sich die Kathode 40 zwischen den Trennelementen und der Innenfläche des Bechers 12 und außerdem anstelle der leitfähigen Platte 50 mit Mangandioxidbeschichtung zwischen den Trennelementen selbst erstreckt. Dies könnte durch Ausbilden von zwei halbrylinderförmigen Hohlräumen in einer zylinderförmigen Kathode bewerkstelligt werden, so daß zwischen den beiden Hohlräumen Kathodenmaterial vorhanden ist.
  • Dementsprechend wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine alkalische Zelte 10 oder 10' bereitgestellt, die im Vergleich zu der herkörmmlichen Zelle mit Einzelanode/Einzelkathode eine vergrößerte Anoden-Kathoden-Grenzfläche aufweist. Durch die mit der vorliegenden Erfindung realisierte Vergrößerung der Anoden-Kathoden-Fläche wird die Betriebsleistung vorteilhaft erhöht, besonders für eine elektrochemische Hochleistungszelle. In 7 ist die Leistungskennlinie 60 einer elektrochemischen Zelle 10 nach einem Beispiel der vorliegenden Erfindung im Vergleich zur Leistungskennlinie 62 einer herkömmlichen Zelle mit Einzelanode dargestellt. Das in dem obenerwähnten Vergleichsbeispiel verwendete Beispiel der elektrochemischen Zelle 10 enthält vier Anodenfächer, wie gemäß 1 der vorliegenden Erfindung dargestellt, in einer Zelle der Standardgröße D, wobei die Anoden einen Durchmesser von etwa 0,387'' (9,83 mm) aufweisen, und ein Kathodenmaterial zwischen benachbarten Anoden von mindestens 0,134'' (3,40 mm) Dicke. Die Menge der Anoden- und Kathodenmaterialien und der Elektrolytlösung blieb in diesem Vergleichsbeispiel für die erfindungsgemäße Zelle 10 und die herkömmliche Zelle gleich. Der Test wurde durch Entladen der Zellen bei Raumtemperatur mit einer kontinuierlichen Stromentnahme von zwei Ampere ausgeführt. Die Leistungskennlinie 62 veranschaulicht die erhöhte Betriebsleistung, die auf die Vergrößerung der Anoden-Kathoden-Grenzfläche zurückzuführen ist.
  • Hierin wird zwar eine Zelle 10 oder 10' mit vier bzw. zwei Anoden dargestellt und beschrieben, aber es dürfte erkennbar sein, daß die Lehren der vorliegenden Erfindung auf eine beliebige Gruppe von mehreren Anoden anwendbar sind. Zum Beispiel kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Zelle mit fünf zylinderförmigen Anoden bereitgestellt werden, die in einer einzigen Kathode angeordnet sind.
  • Anwender der Erfindung und Fachleute werden erkennen, daß an der Erfindung verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von dem offenbarten Konzept abzuweichen. Der gewährte Schutzumfang ist durch die Patentansprüche und durch die vom Gesetz zugelassene Interpretationsbreite festzulegen.

Claims (14)

  1. Alkalische elektrochemische Zink-Mangandioxid-Zelle, die aufweist: einen Behälter mit einem geschlossenen unteren Ende und einem offenen oberen Ende; eine in dem Behälter angeordnete erste Elektrode; mehrere Hohlräume, die sich innerhalb der ersten Elektrode erstrecken; ein in jedem der mehreren Hohlräume angeordnetes Trennelement; eine in jedem Trennelement innerhalb jedes der mehreren Hohlräume angeordnete zweite Elektrode; einen mit jeder zweiten Elektrode verbundenen Kollektor; und eine Deckel- und Dichtungsbaugruppe für das offene obere Ende des Behälters, wobei die erste Elektrode eine Mangandioxidkathode und die zweite Elektrode eine Zinkanode aufweist.
  2. Zelle nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode an der Innenfläche des Behälters angeordnet ist.
  3. Zelle nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die erste Elektrode einen weitgehend unterbrechungslosen Ionen- und elektrischen Stromverlauf durch die gesamte erste Elektrode aufweist.
  4. Zelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jeder der Hohlräume im wesentlichen zylinderförmig ist, um eine im wesentlichen zylinderförmige zweite Elektrode aufzunehmen.
  5. Zelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromkollektor mehrere leitfähige Kontakte aufweist, die gewöhnlich miteinander verbunden sind, wobei jeder der mehreren leitfähigen Kontakte jeweils innerhalb eines der mehreren Hohlräume angeordnet ist.
  6. Alkalische elektrochemische Zink-Mangandioxid-Zelle, die aufweist: einen Behälter mit einem geschlossenen unteren Ende und einem offenen oberen Ende; eine in dem Behälter angeordnete erste Elektrode; voneinander beabstandete erste und zweite Hohlräume, die sich innerhalb der ersten Elektrode erstrecken; ein in dem ersten Hohlraum angeordnetes erstes Trennelement und ein in dem zweiten Hohlraum angeordnetes zweites Trennelement; eine in dem ersten Trennelement innerhalb des ersten Hohlraums angeordnete zweite Elektrode; eine in dem zweiten Trennelement innerhalb des zweiten Hohlraums angeordnete dritte Elektrode; einen sowohl mit der zweiten als auch mit der dritten Elektrode elektrisch verbundenen Stromkollektor; und eine auf dem oberen Ende des Behälters montierte Deckel- und Dichtungsbaugruppe, wobei die erste Elektrode eine Mangandioxidkathode aufweist und die zweite und dritte Elektrode jeweils eine Zinkanode aufweisen.
  7. Zelle nach Anspruch 6, wobei die ersten und zweiten Hohlräume jeweils im wesentlichen zylinderförmig sind, um eine zylinderförmige zweite bzw. dritte Elektrode aufzunehmen.
  8. Zelle nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei der Stromkollektor erste und zweite leitfähige Kontakte aufweist, die miteinander verbunden sind, wobei der erste leitfähige Kontakt innerhalb des ersten Hohlraums und der zweite leitfähige Kontakt innerhalb des zweiten Hohlraums angeordnet ist,
  9. Zelle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, die ferner aufweist: in der ersten Elektrode angeordnete dritte und vierte Hohlräume; ein innerhalb des dritten Hohlraums angeordnetes drittes Trennelement und ein innerhalb des vierten Hohlraums angeordnetes viertes Trennelement; eine im dritten Trennelement innerhalb des dritten Hohlraums angeordnete vierte Elektrode, und eine im vierten Trennelement innerhalb des vierten Hohhlaums angeordnete fünfte Elektrode, wobei der Stromkollektor mit den zweiten, dritten, vierten und fünften Elektroden elektrisch verbunden ist.
  10. Zelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter zylinderförmig ist.
  11. Zelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromkollektor elektrisch mit einem äußeren Deckel verbunden ist.
  12. Verfahren zum Zusammenbau einer alkalischen elektrochemischen Zink-Mangandioxid-Zelle, mit den folgenden Schritten: Anordnen einer ersten Elektrode in einem Behälter mit einem geschlossenen unteren und einem offenen oberen Ende; Ausbilden mehrerer Hohlräume innerhalb der ersten Elektrode; Anordnen eines Trennelements innerhalb jedes der mehreren Hohlräume; Anordnen einer zweiten Elektrode in jedem Trennelement innerhalb jedes der mehreren Hohlräume; Anordnen eines Kollektors innerhalb jeder zweiten Elektrode; und Anbringen einer Deckel- und Dichtungsbaugruppe am offenen Ende des Behälters, wobei die erste Elektrode eine Mangandioxidkathode und die zweite Elektrode eine Zinkanode aufweist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die mit jeder zweiten Elektrode verbundenen Kollektoren elektrisch miteinander und mit einem äußeren Deckel der Zelle verbunden sind.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei der Schritt zur Ausbildung mehrerer Hohlräume die Bereitstellung mehrerer zylinderförmiger Hohlräume aufweist.
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