DE8503978U1 - Galvanisches primaerelement - Google Patents

Description

Galvanisches Primärelement

; Die Erfindung bezieht sich auf ein galvanisches Primärelement mit alkalischem Elektrolyten, becherförmiger negativer Elektrode und stabförmiger posiciver Depolarisatorelektrode.

Galvanische Elemente mit alkalischem Elektrolyten besitzen im allgemeinen den gleichen Aufbau wie die üblichen Leclanche-Zellen. Bei diesen Zellen wird als Anode ein Zinkblech verwendet, das gleichzeitig als Zellbehälter tO ausgebildet ist. Die Kathode besteht aus Braunstein. Zur Erhöhung ihrer Elektronenleitfähigkeit ist sie mit feinverteiltem Kohlenstoff vermischt

t und enthält eine Stromableitung aus Kohle. Als Elektrolyt wird eine kori-

zentrierte Lösung von Ammoniumchlorid verwendet.

Infolge der beim Betrieb der Zelle ablaufenden elektrochemischen Reaktion verbraucht sich jedoch das Zink des Zellbehälters. Er muß daher, um ein Undichtwerden der Zelle zu verhindern, nach außen durch eine metallische Hülse zusätzlich abgedichtet werden. Diese Hülse ist auch erforderlich,

; weil der Zinkbehälter allein nicht die für den Gebrauch der Zelle not-

", 20 wendigen Festigkeitseigenschaften aufweist. Ferner bedeuten die Isolation zwischen dem Kohlestift und Zellendeckel einerseits sowie zwischen dem Zellendeckel und dem Zellenbehälter andererseits zusätzlichen Aufwand bei der Herstellung solcher Zellen. Insbesondere die Abdichtung des Zinkbehälters durch die zwischen zwei Scheiben einzubringende Vergußmasse kann nur mit gesondertem Aufwand gefertigt werden. Darüber hinaus erhöhen din metallische Hülse, die Isolation und die Vergußmasse das Gewicht der Zellen. Die an sich schon geringe spe7ifische Energie der Zelle wird weiter verringert. Schließlich steht auch das von der Vergußmasse eingenommene Volumen des Zellbehälters nicht dem Elektrolyten und Depolarisator zur Verfügung. Der vom Volumen des Elektrolyten und Depolarisator bestimmte Energieinhalt der Zelle ist somit verhältnismäßig klein.

Es war Aufaabe der Erfindung, eine Zelle der eingangs genannten Art zu schaffen, welche von den geschilderten Nachteilen frei ist und insbesondere eine hohe Stromausbeute erlaubt.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die Merkmale nach dem Kennzeichen des Anspruchs vorgeschlagen.

Erfindungsgemäß ist die negative Elektrode becherförmig ausgebildet und ' besteht aus thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise aus teilkristal-

^f; linen Polyolefinen, die etwa 0,1 bis etwa 30 Gew.t Leitmittel enthalten,

welche beispielsweise nach dem in EP-PS 0 013 753 beschriebenen Verfahren in dis Oberflächen der Grieskörner des thermoplastisctten Kunststoffs

Elastogran GmbH

.z. OI9O/O2O77

eingearbeitet worden sind. Bei den Polyolefinen handelt es sich beispielsweise um Polyethylen hoher Dichte (0,93 bis 0,97 g/cm³), um Propylen sowie um Copolymere von Ethylen und Propylen, sofern sie noch kristalline Anteile enthalten und um entsprechende Polymere, die bis zu 5 Gew. 7. Acrylsäure aufgepropft enthalten. Geeignet sind ferner Styrolpolymere, Polykondensate wie Polyamide, thermoplastische Polyester oder Polymermischungen wie ABS/Polycarbonat, ASA/Polycarbonat und PBT (PETP)/-Polycarbonat. Als Leitmittel kommen insbesondere elektrisch leitende Additive, wie Pulver von Metallen und Metallegierungen, elementarer Kohleristoff und Ruße, vor allem Leitfähigkeitsruße mit einer Partialgröße bis herab zu 10 nm, sowie Graphit in Betracht. Weiterhin können die Kunststoffe aucn füllstoffe, z.B. Glasfasern, Mineralfasern, Cellulose, Polyamid- und Polyesterfasern sowie Farbstoffe, Stabilisatoren usw. ent- I halten. Zur Erhöhung der Oberflächenleitfähigkeit kann die Becherelek- i trodenoberfläche mechanisch oder durch entsprechend ausgebildete Werk- jj zeugoberflächen aufgerauht sein.

Zur Herstellung der becherförmigen Elektrod" wird der elektrisch leitfähig ausgerüstete thermoplastische Kunststoff nach einem die Scherung weitgehend vermeidenden Verfahren verarbeitet d.s. insbesondere kontinuierliche und diskontinuierliche Preßverfahren. Die Herstellung der ; Becherelektrode kann auch durch die übliche SpritzgieBtechnik erfolgen. I

Die positive Depolarisatorelektrode besteht aus einem aus Zinkpulver oder I -granulat, das mit Quecksilber amalgamiert ist, gebildeten Elektroden- j stab. Zwecks Vermeidung von Passivitätserscheinungen, z.B. durch Bedeckung der Elektrodenoberfläche mit einer Gas- oder Oxyhaut, ist der Elektrodenstab von einem Depolarisator, beispielsweise von in einem Metallgitter eingepreßten Mangandioxid, umgeben.

j Die Depolarisatorelektrode ist zentrisch durch einen die Primärzelle ver- ) schließenden Deckel geführt und fest mit dem Deckel verbunden. Als |

Deckelmaterial kommen insbesondere die vorstehend erwähnten, nun aber ξ

nicht elektrisch leitfähig ausgerüsteten thermoplastischen Kunststoffe i.> Frage, so daß Zellbehälter und Deckel durch Schweißen formschlüssig miteinander verbindbar sind.

In der Zeichnung ist eine Primärzelle nach der Erfindung im Schnitt dargestellt. Mit (1) ist die becherförmig ausgebildete negative Elektrode bezeichnet, die einen alkalischen Elektrolyten (5) enthält. Die Elektrolytlösung, beispielsweise Kalilauge mit einem Zusatz von Zinkoxid, ist mit Hilfe eines Quellmittels zu einer Paste verdickt. In der Mitte des Zellbehälters ist eine positive Depolarisatorelektrode (2) angeordnet. Sie besitzt einen stabförmigen Zinkkern und einen den Zinkkern umgebenden

Elastogran GmbH j . ': * J : .'" '³ ί" ί » O.Z ΟΪ90/θ2Ο77

Depolarisator und wird durch den Zellendeckel (3) in ihre Position gehalten, wobei das freie Ende U) des Zinkkerns zur EfiergieäbleitUhg durch den Deckel geführt ist. Der Zellendeckel ist mit der inneren Mantelfläche des Zellbehälters durch Schweißen formschlüssig verbunden. 5

Eine derart aufgebaute »Jalvanische Priniärzelle zeichnet sich insbesondere

durch ein geringes Gewicht und größeres für den Elektrolyten und die

Depolarisatorelektrode verfügbares Volumen aus. Bei gleichen Abmessungen

sind gegenüber bekannten Primärzellen eine Gewichtsersparnis von etwa 25 '/. und eine Volumensteigerung von etwa 15 '/. erreichbar.

Zeichn.

Claims (1)

1. Elastogran GmbH

   Ό.Ζ. 0190/02077

   Schutzanspruch

   Galvanisches Primärelement mit alkalischem Elektrolyten, becherförmiger negativer Elektrode und stabförmiger positiver Depolarisatorelektrade, dadurch gekennzeichnet, daß die becherförmige negative Elektrode (1) aus einem elektrisch leitfähigen thermoplastischen Kunststoff besteht und mittels eines Deckels (3) aus nicht leitfähigem Kunststoff verschlossen ist, wobei die Depolarisatorelektrode (2) zentrisch durch den Deckel geführt und formschlüssig mit ihm verbunden ist. 10

   15 20 25 30 35

   0190/358/BA Wr/Kl 12.02.1985
   AO K10Ü23