DE834875C

DE834875C - Batterie von Primaerelementen

Info

Publication number: DE834875C
Application number: DEC363A
Authority: DE
Inventors: Fernand Portail
Original assignee: Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Current assignee: Compagnie Industrielle des Piles Electriques CIPEL SA
Priority date: 1949-01-14
Filing date: 1949-12-30
Publication date: 1952-03-24
Also published as: BE492935A; US2594988A; NL70630C; FR1014165A; BE517415A; GB718947A; NL94751C; DE945097C

Description

Es ist ein bekannter Nachteil von gewissen Primärelementen, instbesondere der Elemente mit alkalischen Elektrolyten und einer Kathode aius poröser Kohle, daß sie in wirtschaftlicher Weise im Verhältnis zu ihrer Kapazität nur schwache Ströme liefern können. So ist z. B. der günstigste Betriebszustand eines Elements der obigen Bauart mit einer Kapazität von iooo A/Std. eine Entladung mit 0,2 A, und das Element eignet sich nicht für einen Betrieb, bei welchem kurzdauernde Stromspitzen von über 0,5 A auftreten. Die aus dem Leclanche-Element abgeleiteten Elemente, bei welchen der Hauptbestandteil des Elektrolyten eine Lösung von Salmiaksalz ist, vertragen jedoch sehr gut vorübergehende, verhältnismäßig hohe Belastungen, z. B. von mehreren Ampere, jedoch unter der Bedingung, da'ß sie nicht einer selbst schwachen Dauerbelastung ausgesetzt werden, da diese schnell ihren inneren Widerstand erhöht.

Bei zahfreichen praktischen Anwendungen, z. B. bei (der Speisung von selbsttätigen Telephonamtern oder von Signalvorrichtungen für Eisenbahnen, ist nun der Betriebszustanid stark veränderlich und weist außer einer verhältnismäßig schwachen Dauerbelastung Stromspitzen, auf, die mehrere Ampere erreichen können.

Die Erfindung hat die Herstellung von Batterien von Primärelementen zum Gegenstand, welche gestatten, die obigen Bedingungen zu erfüllen. Sie besteht im wesentlichen darin, daß eine Batterie

von Elementen mit alkalischen Elektrolyten und eine Batterie von Elementen mit Salmiaksalz zueinander parallel geschaltet werden. Dank dieser Kombination liefert die alkalische Batterie die Dauerbelastung und die Batterie mit Salnriaksalz die Stromspitzen.

Die so gebildete Anordnung gestattet die vollständige Ausnutzung der Kapazität der Elemente mit alkalischen Elektrolyten, ohne daß die verlangten vorübergehenden höhen Leistungen eine vorzeitige Außerbetriebsetzung dieser Elemente bewirken,wie dies der Fall wäre, wenn sie !getrennt l>enutzt würden.

Die beiden Batterien sind so ausgebildet, daß die elektromotorische Kraft der alkalischen Batterie größer ist als die der Batterie mit SalmiaksaTz, ohne jedoch einen Wert zu erreichen, der die Zerstörung dieser letzteren herbeiführen könnte.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung ao hat es sich ale zweckmäßig erwiesen, einen elektrischen Widerstand zwischen der alkalischen Batterie, die ,Speisebatterie mit Dauerbelastung genannt werden kann, und der Batterie mit Salmiaksalz, die Spitzenbatterie genannt werden kann, einzuschalten, wobei der Verbraucherstromkreis an die Klemmen der Spitzenbatterie angeschlossen ist. Unter diesen Verhältnissen und unter der Bedingung, daß der Widerstand richtig gewählt ist, hat man die überraschende Tatsache feststellen können, daß die bei einem Betrieb mit Spitzen-Ijelastung durch die Gesamtanordnung der beiden Batterien gelieferte Nutzkapazität bei weitem die Nutzkapazität dei Spitzenbatterie übertrifft.

Die Verhältnisse gestalten sich dann so, daß die Spitzenbatterile überwiegend wie ein Kondensator sehr großer Kapazität und nicht ausschließlich als Stromerzeuger wirksam wird.

Zur Erzielung dieses Ergebnisses ist es jedoch erforderlich,

ι. daß die beiden Batterien und der in den Stromkreis eingeschaltete Wilderstand so gewählt werden, daß in keinem Augenblick die an die Klemmen der Spitzenbatterie angelegte Spannung für diese gefährlich wird. Es hat sich gezeigt, daß eine Spannung von 2 Volt je Element mit Salmiaksalz keine nachteiligen Folgen hatte,

2. daß der Widerstand so bemessen ist, daß bei der größten Belastung der von der Speisebatterie abzugebende Strom nicht den Wert der normalen Entladung überschreitet.

Es sei z. B. angenommen, daß der zu speisende Stromkreis durch eine Gruppe von Apparaten gebildet wird, die dauernd 0,02 A und während 3 Minuten in jeder Stunde 1,5 A l>ei 3 Volt Spannung verbrauchen. Die Speisebatterie N wird dann, wie auf der schema ti sehen Zeichnung dargestellt, durch drei Elemente mit alkalischem Elektrolyten mit einer elektromotorischen Kraft von 1,4 VoTt und einer Nutzkapazität von 1000 A/Std. je Element gebildet. Die Spitzenbatterie P besteht aus zwei Elementen mit Salmiaksalz, deren jedes · eine' elektromotorische Kraft von 1,6 Volt und eine Kapazität von 100 A/Std. oder weniger besitzt. In der Leitung zwischen den Batterien N und P ist ein Widerstand R von 5 Ohm so vor dem Punkt Sp eingeschaltet, daß der Strom wohl von den Batterien /' direkt an den Verbraucher V, der Strom aus den Batterien N an diesen Verbraucher jedoch nur über den Widerstand R gelangen kann.

Bei der Inbetriebsetzung mit einer Belastung von 0,02 A stellt man fest, daß die Spannungen der Ijeiden Batterien 4 Volt für dile Speisebatterie bzw. 3,2 VoTt für die Spitzenbatterie betragen. Die Spannung der Spitzenbatter«? steigt dann allmählich bis 3,80 Volt, während die der Speisebatterie bis auf ihre Betriebsspannung von 3.9 Volt sinkt. Wenn die Höchstlast von 1,5 A auftritt, sinkt die Spannung der Spitzembatterie auf 3 Volt und die der Speisebatterie auf 3,7 Volt. Wenn die Belastung wieder auf 0,02 A zurückgeht, stellt sich das Gleichgewicht langsam wieder bei 3,8 Volt für die Spitzenbatterie und bei 3,9 Volt für die Speisebatterie ein.

Unter den obigen Bedingungen l>eträgt der tägliche Verbrauch der Anlage 2,256 A/Std., wovon r,8 A/Std. auf den Betrieb mit 1,5 A entfallen, und die Batterie hat eine Lebensdauer von etwa 400 Tagen, d. h. sie liefert praktisch die Nutzkapazität der Speisebatterie.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Batterie von Primärelementen, gekennzeichnet durch die Kombination einer Batterie von Elementen mit alkalischem Elektrolyten und einer Batterie von Elementen mit Salmiaksalz, welche zueinander parallel geschaltet und an den Verbraucher angeschlossen sind.

2. Batterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromotorische Kraft der Batterie von Elementen mit alkalischem Elektrolyten größer als die der Batterie von Elementen mit Sälmiaksalz ist.

3. Batterie nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (R) der Batterie (Λ⁷) von Elementen mit alkalischem Elektrolyten vorgeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 3570 3.52