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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.
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Es ist vorteilhaft, feinkörniges Kieselsäuregel, kurz Kieselgel genannt,
zu verwenden.
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Ferner kann es zweckmäßig sein, das Kieselgel in Platten geeigneter
Form, z. B. zur Wahrung des Elektrodenabstandes, anzuordnen.
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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.
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Der Zweck und die Wirkung .des neuen galvanischen Elementes sind es,
.die Vorzüge der bekannten Elemente zu wahren und diesen neue hinzuzufügen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des. 'Erfindungsgegenstandes.
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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.
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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.
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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.
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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.