DE880458C - Galvanisches primaeres oder sekundaeres Element - Google Patents

Description

• Galvanisches primäres oder sekundäres Element Die Erfindung betrifft ein primäres oder sekundäres galvanisches Element, dessen neues und erfinderisches Merkmal im wesentlichen .darin besteht, daß entweder der Elektrolyt (z. B. Salmiaklösung für primäre oder :#,-kkumulatorensäure für sekundäre Elemente) oder eine oder beide Elektroden oder beides, Elektrolyt und Elektroden, von einem in fester, also nicht in gallertartiger Form angewendeten aktiven Kieselsäuregel durchsetzt sind.
• Es ist vorteilhaft, feinkörniges Kieselsäuregel, kurz Kieselgel genannt, zu verwenden.
• Ferner kann es zweckmäßig sein, das Kieselgel in Platten geeigneter Form, z. B. zur Wahrung des Elektrodenabstandes, anzuordnen.
• Um zu verhüten, @daß mit Elektrolyt versehene Kieselgelteilchen an eine unerwünschte Stelle gelangen, möge der vom Kieselgel eingenommene Raum, in dem sich die Elektroden befinden, außer von den Elementgehäusewänden noch von einer zweckmäßig siebartigen Platte innerhalb des Elementgehäuses abgeschlossen sein, so daß ein besonderer Raum entsteht, der frei von Kieselgelteilchen ist und der etwa überschüssige Flüssigkeit aufnimmt. Die Sieiblochweite ist so bemessen, daß zwar Gase entweichen können, die feinen Kieselgelteilchen dagegen zurückgehalten werden.
• Der Zweck und die Wirkung .des neuen galvanischen Elementes sind es, .die Vorzüge der bekannten Elemente zu wahren und diesen neue hinzuzufügen.
• Um primäre oder sekundäre Elemente gegen Verlust des Elektrolyts z. B. beim Umkippen oder Transport zu schützen, werden von jeher den Elektrolyt festhaltende Mittel, so -vor allem Gallerte oder Kieselgur usw., benutzt. Diese halten den Elektrolyt :durch ihre aufsaugende Wirkung fest. Sie haben aber verschiedene Nachteile, wie Entmischung nach längerem Stehen des Elementes, leichtes Austrocknen- und . Veränderung ihres Zustandes nach Austrocknung. An Veränderungen seien genannt: Zusammensacken und Zusammenbacken. Damit verlieren die Mittel beim Wiederauffüllen des Elementes die Aufsaugwirhung.
• Demgegenüber ist bei der Verwendung von aktivem Kieselgel in fester Form,: das die Elektrolytflüssigkeit zum Teil absorbiert, auch nach Verdunsten einer großen Menge Flüssigkeit eine Veränderung,der Form nicht zu befürchten, da es nicht zusammensackt. Es ist hygroskopisch, und so wird z. B. bei Bleiakkumulatoren die Sulfatierungsgefahr erheblich herabgesetzt. Körniges Kieselgel bildet z. B., wenn es mit Akkumulatorensäure geladen ist, ein Depot von Säure durch eine Anhäufung kleiner Säureinseln in jedem Korn mit dazwischensitzenden Säurebrücken, die :durch Adhäsion festgehalten werden.
• Wenn auch die Beladungsfähigkeit-des Kieselgels nicht ganz so hoch ist wie die anderer Elektrolyt aufsaugender Mittel; so wird, da es nicht zusammensackt, die Wirkung oder im Element stattfindenden Elektrolyse viel gleichmäßiger verlaufen. Da das körnige Kieselgel in :der aktiven Masse der Elektroden die Bildung von Elektrolytinseln ermöglicht, so erhöht sich die Leistung ,des Elements, zumal das Kieselgel infolge seiner A:dsorptionswirkung zweifellos auch den Gasaustausch innerhalb der Elektroden günstig beeinflußt.
• Da das ins Element eingebrachte Kieselgel seine Schüttung beibehält, so wahrt es auch gleichzeitig den Elektrodenabstan.d, und Mittel zu dessen Sicherung sind entbehrlich. Eine ausreichend standfeste Siebplatte hält den Elementinhalt zusammen, so daß Verschiebungen verhindert werden. Auch ein Zerbrechen der Elektroden und .das Abwandern losgelöster Elektrodenteile und ,damit innere Kurzschlüsse werden fast unmöglich.
• Bei normalen Elementen mit flüssigem Elektrolyt ersetzt eine Distanzplatte aus Kieselgel jede Mittel aus .anderem Material und übertrifft es außerdem noch .durch die obengenanten Wirkungen.
• Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des. 'Erfindungsgegenstandes.
• Fig. i ist ein Senkrechtschnitt nach :der Linie <4-B der Abb. 2; Fig.2- stellt einen Senkrechtschnitt nach der Linie E-F der Abb. i dar; Fig. 3 zeigt eine -Draufsicht auf die Siebplatte (Schnitt nach Linie C-D in Fig: 2), Fig. 4 einen Senkrechtschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel nach Linie G-H in Fig. 5, Fig. 5- einen Schnitt nach Linie J-K in Fig. 4. Das Gehäuse i, z. B. aus einer Preßmasse, weist am oberen Boden 2 zwei Augen 3 zur Aufnahme der Elektrodenfahnen 4 auf, die ,darin flüssigkeits-und gasdicht eingebracht sind. Das Rohr 5 am Boden 2, .dient zum Einfüllen :des Elektrolyts und ;leichzeitig zur Entgasung.
• Die Siebplatte 6 mit den Löchern 7, deren Durchnesser kleiner ist als .der der Kieselgelkö@rner, ruht :inmal auf .denn im Inneren, des Gehäuses ringsum laufenden Rand 8 und außerdem auf :den. beides Augen 3 und bekommt dadurch eine. sichere Lage rüng. Um das Kieselgel einzufüllen, wird -das Ge hause i auf seinenRandg gestellt und .die Kieseelgel körner in die vo:n unteren Boden r o noch un bedeckte Öffnung hineingeschüttet. Alsdann wir( der Boden fest mit ..dem Gehäuse verbunden, z. B verklebt. In diesem Zustand kann das Elemen nach Verschließen .des Füllrohres 5 gelagert un( versandt werden. Erst zum Gebrauch wird es mi Elektrolyt gefüllt.
• Betrachtet man das Element gemäß ,der Zeichnung als Zelle für eine Taschenlampe, so ist nui noch oben, oberhalb der Fahnen 4 und des Füllrohres 5, .der die Lampe und die Schaltvorrichtung tragende Deckel aufzustecken. Da sich zwischen dem oberen Deckel 2 und der Siebplatte E ein kleiner Raum befindet, so !können etwa austretende Elektrolytmengen Platz finden. Das in diesen Raum hineinragende Entlüftungsrohr 5 verhütet, :daß Flüssigkeit beim Kippen des Elements austreten kann, vorausgesetzt, daß das Element ordnungsgemäß mit Elektrolyt gefüllt worden ist. Das Entlüftungsrohr 5 kann durch einen porösen Pfropfen verschlossen werden.
• In Fig. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, dessen Besonderheiten im wesentlichen darin bestehen,,daß: a) die Elektrodenfahnen 4 flüssigkeits- und gasdicht, wie oft üblich, mittels Asphalt- oder Pechausguß 13 in die Rohre 3 eingebracht sind und in mit ihnen verbundenen Deckkappen 16 ausmünden, welche wiederum festschließend auf den betreffenden Rohren 3 aufsitzen. Damit wird bezweckt und erreicht, däß im Laufe des Gebrauchsdes Elements ein Bewegender eingegos.senlen Fahne ¢ nicht möglich ist, weil seitliche und Längsbeanspruchungen über die Kappe 16 von .dem sie umschließenden Rohr 3 aufgenommen werden und nicht von dem Fahnenende 4; hiermit wird erreicht, daß die Lockerung der Fahne 4 und .damit ein Undichtwerden .des Abschlusses gegen Säure- und Gasaustritt praktisch unmöglich ist; b) die Siebplatte 6,bei der gezeigten Ausführung durch den unteren Rand der Fahnenrohre 3 fixiert wird (sie kann alter auch noch zusätzlich durch Festkleben oder Anbringen von Distanzstücken gehalten werden) ; die Siebplatte bewirkt wiederum bei zweckmäßiger Wahl der Elektrodenplattenhölre 14 und der Elektrodenstützfüße 15 ein Festhalten der Elektrodenplatten 14 vornehmlich in senkrechter Richtung; das in dem Batteriegehäuse befindliche Kieselgel, das .durch die Siebplatte 6 gehalten wird, sichert weiter idie Elektrodenplatten gegen jede Verschiebung; c) das Entlüftungsrohr 5 in der Höhe gekürzt ist; dies bezweckt, eine niedrigere Bauart :des Elementes zu erreichen. Es ist ein Ring auf der Decke 2 ,des Elementgehäuses r rund um .das Entgasüngsrohr 5 angebracht. In :diesen Ring greift ein abnehmbarer Deckel ii, ,der mit einer saugfähigen Masse 12 (Löschpapier, Watte usw.) ausgefüllt ist. Etwa sich entwickelnde Gase streichen durch diese Jasse 12 und treten am Innenumfang des D@ec@elrandes durch dort angebrachte Löcher aus. Wird die Masse 12, z. B, bei einem Säureakkumulator, vor ihrer Benutzung mit Soda getränkt und nach "Trocknung verwandt, so verbindet sich etwa austretender Säuredampf (H2 S 04) mit der Soda zu Glaubersalz. Die frei werdende Kohlensäure ist unschädlich und, wirkt nicht korrodierend auf Metallteile des Elementes.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Galvanisches primäres oder sekundäres Element, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der Elektrolyt (z. B. Salmiaklösung für primäre oder Akkumulatorensäure für sekundäre Elemente) oder eine oder beide Elektroden oder beides; Elektrolyt und Elektroden, von einem in fester, also nicht gallertartiger Form angewendeten aktiven Kieselsäuregel durchsetzt sind.
2. 2. Element nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Kieselsäuregel feinkörnig ist.
3. 3. Element nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kieselsäuregel in Platten geeigneter Form, z. B. zur Wahrung des Elektrodenabstandes, angeordnet ist.
4. Element nach obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Kieselsäuregel eingenommene Raum, in dem sich die Elektroden befinden, außer von den Elementgehäusvewänden noch von einer siebartigen Platte innerhalb des Elementgehäuses abgeschlossen ist, so daß ein besonderer Raum entsteht, der frei ist von Kieselsäuregelteilchen.
5. 5. Element nach Ansprüchen i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenfahnen in Kappen (16) enden, die dicht Schließemd um die zur Abdichtung der Elektrodenfahnen dienenden, gegebenenfalls ausgegossenen Schutzrohre (3) greifen.
6. 6. Element nach Anspruch 5, :dadurch gekennzeichnet, daß :die Kappen (16) auf Rohren (3) aufsitzen, die sich an die Siebplatte (6) und diese wiederum an die durch Füßchen (15) abgestützten Elektroden (1.I) anlehnen.
7. 7. Element nach obigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß ,das aus dem Elementengehäüse (i) herausragende Ende des Entlüftungsrohres (5) von einer porösen (saugfähigen), einen die austretenden Dämpfe oder Flüssigkeitsteilchen des Elementes neutralisierenden Stoff enthaltenden Masse (12) umgeben ist und so dosenartig abgedeckt ist, daß die Ränder der ins Freie mündenden Entlüftungslöcher im Deckel (ii) der porösen Masse (12) anliegen. S. Element nach Ansprüchen i bis 7, .dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsrohr (5) in der Deckelmitte vorgesehen ist und mit seinem unterem freien Ende ein beträchtliches Stück in dem zwischen Deckel (2) und Siebplatte (6) vorgesehenen Raum hineinragt.