DE807402C - Galvanisches Trockenelement - Google Patents

Description

• Galvanisches Trockenelement Bekanntlich wird bei einem sogenannten elektrischen Trockenelement oder einer Trockenbatterie die Elektrolytflüssigkeit dadurch immobilisiert, daß sie mit fein verteiltem Gips, Ton, Kieselgur usw. gemischt wird. Es wurde auch bereits beschrieben, den Elektrolyt in einen Faserstoff, z. B. Löschpapier, aufzunehmen. Derart immobilisierte Elektrolyte haben den Nachteil eines verhältnismäßig hohen elektrischen Widerstandes, was die elektrische Energieausbeute des Elements oder der Batterie ungünstig beeinflußt.
• Es wurde daher vorgeschlagen, die Elektrolytflüssigkeit dadurch zu immobilisieren, daß sie mit Hilfe eines gelatinierbaren Stoffs in eine gallertartige Form überführt wird. So wird z. B. häufig eine mit Weizenmehl verkleisterte Elektrolytflüssigkeit verwendet; auf diese Weise ergibt sich ein bedeutend günstigerer Widerstandswert. Eine solche El.ektrolytmasse hat jedoch den Nachteil, bei der Entladung manchmal anzuschwellen, wodurch die Elektrolytmasse sich selbst wegpreßt, oder sogar zu verfließen. Mit Rücksicht darauf wurde vorgeschlagen, durch die gallertartige Elektrolytmasse lose Cellulosefasern zu mischen oder die Masse aus abwechselnden Schichten von sehr dünnem Papier und gallertartiger Elektrolytmasse aufzubauen; befriedigende Lösungen sind dies aber nicht.
• Gemäß der Erfindung besteht ein immobilisierter Elektrolyt zum größten Teil aus Pflanzenmaterial, das mit einer Elektrolytflüssigkeit imprägniert ist und im wesentlichen noch das ursprüngliche Zellenwandskelett aufweist. Als Pflanzenmaterial kommt Material in Betracht, das in seinem natürlichen Zustand einen Wassergehalt von wenigstens 5o Gewichtsprozenten hat, z. B. Baumblätter, Blätter verschiedener Kohlarten, Kartoffeln, Rüben, Apfel usw.
• Da der erfindungsgemäß ausgebildete Elektrolyt zum größten Teil seines Volumens aus einem Stoff besteht, der wegen seines Zellenwandskeletts eine angemessene Festigkeit hat, besteht keine Gefahr vor Wegpressen des immobilisierten Elektrolyts, wie es bei einem verkleisterten Elektrolyt der Fall ist.
• Da andererseits der Stoff eine bedeutende Elektrolytflüssigkeitsmenge aufnehmen kann, im natürlichen Zustand enthält er bereits einen angemessenen Wassergehalt, tritt nicht der Nachteil auf, wie bei Elektrolyten mit Kieselgur, Cellulosefasern o. dgl., daß die Bestandteile, die dem Elektrolyt seine Festigkeit geben, den Widerstand stark steigern. Bei dem neuen Elektrolyt können auch die festigkeitgebenden Bestandteile den elektrischen Strom leiten, so daß der Elektrolyt einen ausgezeichneten Widerstandswert hat.
• Das Pflanzenmaterial ist sowohl im fein verteilten Zustand als auch in Form eines oder mehrerer großer Stücke verwendbar. Bei letzterer Ausführungsform werden z. B. nach Maß, geschnittene Baumblätter, Blätter verschiedener Kohlarten usw. verwendet. Sehr geeignet sind Scheiben oder Schnitte von verdickten Stengel- und Wurzelteilen, die oft als Organe zum Auflagern von Reservenahrung für die Pflanze dienen, z. B. von Steckrüben, Rüben, Kartoffeln oder Scheiben von Äpfeln und anderen Früchten.
• Die Imprägnierung dieser Pflanzenstücke mit einer Elektrolytflüssigkeit kann dadurch erfolgen, daß die Stücke einfach in diese Lösung eingebracht werden. Zur Beschleunigung des Imprägniervorgangs empfiehlt es sich, das in den Pflanzenstücken vorhandene Wasser zunächst mit einer wasserentziehenden Flüssigkeit, wie Alkohol, größtenteils zu entfernen.
• Nach der Imprägnierung werden die Pflanzenstücke vorzugsweise oberflächlich bedeckt mit einer geringen Breimenge eines gelatinierbaren Stoffs, wie Stärkemehl, und einer Elektrolytflüssigkeit, die nach der Zusammensetzung des Elements oder der Batterie in die gallertartige Form überführt wird, z. B. durch Heizung. Dies ergibt einen besseren Kontakt zwischen den Pflanzenstücken und den Elektroden (Depolarisierungsmasse und Metallelektrode).
• Die Ausführungsform, bei welcher der Pflanzenartige Stoff aus einem oder mehreren Pflanzenstücken besteht, ist besonders von Bedeutung für Stapelbatterien, d. h. für Batterien, die durch solches Aufstapeln flacher Elemente erhalten sind, daß die Kahlenelektrode eines Elements an der Metallelektrode des nächsten Elements anliegt.
• Gewöhnlich sind die einander berührenden Metall-und Kohlenelektroden zu einem mechanischen Gebilde, einer sogenannten Duplexelektrode, vereinigt. In einer solchen Stapelbatterie werden die verschiedenen Elemente durch Druck zusammengehalten; dieser Druck kann während der Entladung durch die Ausdehnung der Elektrolyt- und Depolarisierungsmassen noch ansteigen. Eine gallertartige Elektrolytmasse kann durch diesen Druck leicht weggepreßt werden und führt in diesem Fall leicht zum Kurischluß zwischen benachbarten Elementen. Durch die Anwendung der Erfindung wird dieser Nachteil in hohem Maße behoben.
• Bei der Ausführungsform ,der Erfindung, bei welcher der Pflanzenstoff in fein gemachtem Zustand verwendet wird, können die gleichen Stoffe wie oben beschrieben, wie Blätter, Rüben usw., verwendet werden. Um die von der Zellenwandstruktur des Pflanzenstoffs gebotenen Vorteile ausnutzen zu können, wird der Stoff natürlich nicht zu fein verteilt: Der Stoff ist vorzugsweise nicht so fein, daß die Teilchen durchschnittlich kleiner als 0,5 mm sind.
• Der feingemachte Stoff wird auf -gleiche Weise, wie obenstehend für größere Stücke beschrieben wurde, mit einer Elektrolytflüssigkeit imprägniert und dann vorzugsweise mit einer Elektrolytflüssigkeitsmenge vermischt, die einen gelatinierbaren Stoff, z. B. Stärkemehl, enthält. Auf diese Weise ergibt sich eine immobilisierte Elektrolytmasse, die aus feingemachtem, imprägniertem Pflanzenstoff besteht, dessen Zwischenräume mit einer gallertartigen Masse aufgefüllt sind. Der so entstandene Elektrolyt hat eine große Festigkeit und einen niedrigen Widerstand und läßt sich mit gutem Erfolg z. B. in Stapelbatterien verwenden.
• Der Vollständigkeit halber wird bemerkt, daß es aus der französischen Patentschrift 886 144 bekannt ist, einen geheizten Brei von mit Wasser gemischtem Krustenflechtepulver als Immobilisierungsmittel für die Elektrolytflüssigkeit eines elektrischen Elementes zu verwenden. Das Krustenflechtepulver .dient hierbei als Lieferant schleimiger Stoffe, die aus der Flechte heraustreten und der Elektrolytmasse in ähnlicher Weise wie z. B. Stärkemehl eine gallertartige Form erteilen. Die schleimigen Stoffe werden nicht vom verbleibenden, festen pflanzenartigen Stoff getrennt, so daß letzterer im Elektrolyt vorhanden ist. Dieser feste Stoff, der im übrigen als feines trockenes Pulver verwendet wird, hat jedoch nicht die Wirkung, wie mit der Erfindung erzielt wird. Ausführungsbeispiels Kartoffeln (solanum tuberosum) wurden mit einem Hobelmesser in dünne Scheiben von einer Stärke von 1 mm geschnitten, und aus diesen Scheiben werden rechteckige Stücke gestanzt. Diese werden während 1 oder 2 Tage in 97prozentigem Alkohol gehalten und dann in eine Lösung von 200 g Ammoniumchlorid und 2,5 g Sublimat in 6oo cm3 Wasser eingebracht und in ihr wenigstens während eines Tages gelassen. Beim Liegen in Alkohol nehmen die Abmessungen durch Entschwellung etwas ab; in der wässrigen Elektrolytlösung werden die früheren Werte wieder nahezu erreicht. Die geringe verbleibende Schrumpfung wird beim Stanzen berücksichtigt. Dann werden die Scheiben kurz in eine Suspension von Weizenmehl in der vorerwähnten Elektrolytflüssigkeit, im Verhältnis von 1 g Weizenmehl auf 4 cm3 Flüssigkeit, eingetaucht. Die sodann erhaltenen Scheiben können erfolgreich als Elektrolytschichten in den Elementen einer Stapelbatterie dienen. Nach dem Zusammensetzen der Elemente wird während kurzer Zeit auf 8o° C geheizt, um das Weizenmehl zu verkleistern.
• Ausführungsbeispiele Aus einer Steckrübe (brassica napus) wird ein rechteckiges Parallelopipedon geschnitten, das mit einem Hobelmesser in Scheiben von i mm geschnitten wird. Die auf diese Weise erhaltenen Scheiben werden auf die gleiche Weise wie im Ausführungsbeispiel i behandelt und dann um eine zylindrische Depolarisierungspuppe gerade passend herumgelegt. Das ganze wird dann in einen Zinkbecher eingebracht. Schlitze, Winkel, Löcher u. dgl. und die ,beim Herumlegen der Scheiben um die Puppe entstandene Naht werden dabei vom Brei aus Weizenmehl und Elektrolytflüssigkeit aufgefüllt. Des weiteren wird das Ganze während i oder 2 Minuten auf 8o° C geheizt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: j i. Elektrisches Element oder Batterie, insbesondere Stapelbatterie, mit einem immobilisierten Elektrolyt, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt zum größten Teil aus einem mit Elektrolytflüssigkeit imprägniertem Pflanzenmaterial besteht, das im natürlichen Zustand einen Wassergehalt von wenigstens 5o Gewichtsprozenten hat und das im wesentlichen noch das ursprüngliche Zellenwandskelett aufweist.
2. 2. Element oder Batterie nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Pflanzenmaterial aus einem oder mehreren Pflanzenstücken besteht.
3. 3. Element oder Batterie nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Pflanzenmaterial sich in fein verteiltem Zustand befindet.
4. 4. Element oder Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pflanzenmaterial aus verdickten Stengel-oder Wurzelteilen besteht.
5. 5. Element oder Batterie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen dem Pflanzenmaterial selbst und zwischen dem Pflanzenmaterial und den Elektroden des Elements oder der Batterie mit einer gallertartigen, vorzugsweise verkleisterten Elektrolytmasse aufgefüllt sind.