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Galvanische Primärzelle Die Erfindung betrifft den Aufbau galvanischer
Primärzellen und insbesondere solcher mit der Zusammensetzung Hg0/KOH/Zn, die eine
negativeElektrode mit großer Oberfläche erfordern, wenn eine beachtliche Amperestundenleistung
von einer Zelle mäßiger Ausmaße geliefert werden soll.
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Die Erfindung behandelt insbesondere den Aufbau der negativen Elektrode.
Zur Erzielung der gewünschten großen Oberfläche wird sie aus einer Anzahl flacher
Zinkschalen gebildet, deren Form ein dichtes Ineinandersetzen der einen in die andere
gestattet, und die alle mit Ausnahme der untersten eine Öffnung im Boden aufweisen.
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Die Zelle kann zweckdienlich als Trockenzelle ausgebildet werden,
und in diesem Fall werden in jede Schale eines oder mehrere saugfähige Ringblätter
zur Aufnahme des Elektrolyts eingelegt, Es ist bekannt, Batterien mit einer negativen
Elektrode in Form eines langen Streifens herzustellen, der durch Zusammenfalten
und Einfügen von Depolarisatortafeln zwischen seine Falten auf die Ausmaße einer
Zelle gebracht wird, oder mit einer negativen Elektrode in Form von kingscheiben,
die entweder mit dazwischengelegten Abstandstücken auf einen Stab gestreift und
mit Depolarisator umgeben oder zusammen mit zwischengelegten Depolarisatorscheiben
in einen Zinkbehälter eingepaßt werden. Das Zusammenfalten eines langen Streifens
und das Zwischenfügen von Depolarisatortafeln ist mühsam, insbesondere
wenn
die positive Elektrode durch die Falten hindurchgehen und wenn diese diesem Zweck
genau angepaßt werden muß. Es ermöglicht auch nicht die Erzielung einer großen Oberfläche
in einer kleinen Zelle. Der Aufbau der Elektrode aus einzelnen Ringscheiben macht
es schwierig, den metallischen Zusammenhang zu sichern, denn bei den erwähnten Bauformen
beruht dieser auf dem Einhalten ausreichend kleiner Toleranzen bei der Herstellung
sowohl der-Scheiben als auch des Stabes bzw. des Behälters, der sie-verbinden soll.
Bei beiden Bauformen läßt die Anordnung des Depolarisators es nicht zu, eine große
Oberfläche in einer kleinen Zelle zu erreichen.
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Die Erfindung benutzt das Verfahren, die Elektrode aus einzelnen Metallteilen
zusammenzusetzen, und sichert eine durchgehende metallische Verbindung und leichte
Zusammensetzbarkeit ohne das Erfordernis feiner Toleranzen bei der Herstellung dadurch,
däß die einzelnen Teile die Gestalt flacher Schalen erhalten, deren Form das dichte
Ineinandersitzen der einen in der anderen ermöglicht. Dadurch, daß nicht lediglich
die positive Elektrode, sondern außerdem ein sie umgebender Kern aus Depolarisiermasse
durch die Bodenöffnungen der Schalen hindurchläuft, schaltet die Erfindung auch
die Notwendigkeit aus, einen Depolarisator zwischen die Schalen zu setzen, und erhöht
auf diese Weise weitgehend die Anzahl. der Schalen, die auf einer gegebenen Baulänge
untergebracht werden können, und somit das Ausmaß der Elektrode.
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Die saugfähigen .Zwischenlagen quellen nach dem Tränken mitElektrolyt
erheblich auf. Es ist wesentlich, daß sie mit dem Metall der Elektrode auf beiden
Seiten guten Kontakt bilden, damit die gesamte Fläche ausgenutzt wird und der innere
Widerstand gering ist. Die Form der Elektrodenteile als ineinandersitzender Schalen
macht es möglich, diese so auszubilden, daß genau der erforderliche Raum zwischen
der Außenfläche des Bodens der einen Schale und der Innenfläche des Bodens der anderen
die erste aufnehmende Schale freibleibt, um 'die Ausdehnung der saugfähigen Zwischenlage
bei Zugabe des Elektrolyts zuzulassen. Auf diese Weise wird einerseits eine völlige
Durchtränkung mit Elektrolyt nicht dadurch verhindert, daß die saugfähige Zwischenlage
in ihrer Ausdehnung behindert wird, und andererseits wird ein gutes Anliegen der
saugfähigen Zwischenlagen an der ganzen Metalloberfläche gesichert. Damit die notwendige
Genauigkeit besser erreicht wird, ist es wünschenswert, die Schälen nicht lediglich
als konische Behälter auszubilden, sondern in der Mitte ihrer Höhe mit einem Absatz
zu versehen, auf dem die nächste Schale der Batterie sich abstützen kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
Sie zeigt einen Längsschnitt durch eine Trockenzelle nach der Erfindung.
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Die Zinkbehälter sind mit i bezeichnet, und es ist ersichtlich, daß
ihre Wandungen leicht geneigt sind, um eine konische oder pyramidenförmige Oberfläche
zu bilden, so daß jede Schale dicht in der unter ihr liegenden sitzen kann und die
geneigten Wände in gute metallische Verbindung miteinander kommen. Wenn die Schalen
derart ineinandersitzen, dann bleibt zwischen dem Boden der einen und dem der nächsten
ein genügender Räum zur Aufnahme des Elektrolyts. Im Fall von Trockenzellen ist
dieser Elektrolyt in einer oder mehreren saugfähigen Ringscheiben 2 aufgesogen und
gebunden.
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Die unterste Schale ist geschlossen, alle übrigen haben in der Mitte
eine weite Öffnung. Oben auf dem Stapel ist eine tiefere, etwas größere und kräftigere
Zinkschale 3 angeordnet. Der vereinigte Stapel kann durch eine Einspannvorrichtung
zusammengehalten und in Bitumen getaucht werden, so daß er herauf bis zum Einsatzteil
der obersten ,Schale einen Überzug erhält, und dann kann er durch eine Lehre gedrückt
werden, damit der Überzug auf eine einheitliche, zweckdienliche Dicke zurückgeführt
wird, oder es kann eine Röhre aus Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylchlorid, Barübergestreift
werden.
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In den Mittelraum dieses Stapels, der durch die übereinanderliegenden
Mittelöffnungen der Zinkschalen und der Ringscheiben z entsteht, wird ein Kern gesetzt,
der aus einer Eisen- oder Kohleelektrode von Stabform 4 besteht, die von einer Spule
5 aus gepreßtem Quecksilberoxyd umgeben ist, das in zweckentsprechender ,Weise umhüllt
ist, beispielsweise mit durchlässigem Papier 6, das um den Stab 4 mit Garn festgebunden
ist. Nach Einfügen dieses Kernes wird eine Ätzkalilösung zugegeben. Diese bewirkt,
daß die Papierscheiben 2 und die Papierhülle 6 auf dem Kern aufquellen, so daß eine
gut leitende Verbindung von der Mittelelektrode zu praktisch allen Oberflächen der
Zinkschalen i entsteht.
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Der obere Rand des Überzuges 7 wird über den Rand der obersten Schale
3 herumgebördelt. Diese Schale kann über einer Preßspanscheibe 9 mit einer Verschlußmasse
8 gefüllt werden. Oben wird die Zelle durch eine kuppelförmige Metallscheibe i o
abgeschlossen, die mit der Elektrode 4 Kontakt bildet und an ihrem Rande durch Einwärtsdrücken
des mit Kunstmasse überzogenen Randes der Schäle 3 gehalten wird.