DE883302C - Galvanische Batterie aus Trockenelementen - Google Patents

Description

• Galvanische Batterie aus Trockenelementen Die Erfindung bezieht sich auf eine galvanische Batterie aus Trockenelementen mit metallischen, luftundurchlässigen, becherförmigen Elektroden, insbesondere aus Zink, und einer über den Elementen angeordneten Schicht von feingehörntem, trockenem, nichtleitendem Material, auf welches eine Vergußmasse aufgegossen ist.
• Die Güte, Leistung und LagerfähiAceit von Batterien aus galvanischen Trockenelementen hängt im wesentlichen auch von. der Art des Verschlusses der Einzelzellen ab. Es kommt in erster Linie darauf an, daß das Innere der einzelnen Zelle weitgehend von der Außenluft abgeschlossen ist, damit nicht im Laufe der Lagerung der Batterie der Elektrolyt durch Verdunstung Wasser verliert, was eine Kristallisation des Elektrolyts und damit ein Unbrauchbarwerden der Zelle bzw. Batterie zur Folge hat. Man könnte daher zunächst der Ansicht sein, @daß der Zellenverschluß der beste wäre, der das Zelleninnere von. der Außenluft absolut dicht abschließt. Dies ist aber nicht der Fall. Alle galvanischen Elemente, und zwar auch die Trockenelemente, entwickeln bei längerer Lagerung geringe Gasmengen, welche die Vergußmasse dicht verschlossener Zellen hochtreiben. Dabei besteht die Gefahr, daß schließlich die Vergußmasse von den eingeschlossenen Gasen, die gewaltsam einen Ausweg suchen, durchbrochen wird, so daß eine Öffnung entsteht, durch die das Element in kurzer Zeit vollständig austrocknet und unbrauchbar wird. Man hat bisher die verschiedensten Mittel versucht, um diese Schwierigkeiten zu beheben. Vorzugsweise hat man die Einzelzellen zunächst mit einer dünnen Schicht relativ schwach erhitzter Vergußmasse, mit einem sogenännten Vorverguß; versehen und auf diesen Vorverguß stark erhitzten, dünnflüssigen Ver;guß aufgefüllt. Dabei beabsichtigte man, den Vorverguß an dem kalten: Zinkblech des Bechers abzuschrecken und auf diese Weise eine kapillare Luftschicht zwischen Zink und Vergußmasse zu erzeugen. Infolge der Käpillardepression konnte ein Austrocknen der Zelle selbst nach längerer Zeit nicht auftreten; gleichzeitig konnten aber die im Innern der Zelle entstehenden Gase mit geringem Überdruck nach außen entweichen. Man erkennt also, daß immerhin ganz besonderee Bedingungen bei dem Aufbringen des Vorvergusses erfüllt sein müssen, um eine kapillare Schicht zwischen Zink und Vergußmasse durchAbschreckung der letzteren zu erzielen. Es bestand daher keinesfalls -die Sicherheit, bei allen Zellen die gewünschten Verhältnisse für den Ausgleich eines inneren Überdruckes zu schaffen, insbesondere dann nicht, wenn es sich darum handelt, eine große Anzah 1 verhältnismäßig eng zusammengebauter Einzelzellen z: B. einer Anodenbatterie in der beschriebenen Weise zu vergießen. Wie die praktischen Erfahrungen vielmehr zeigten, ergab sich immer wieder der Nachteil, daß einige Zellen völlig dicht verschlossen waren und bei innerem Überdruck aufplatzen und so die gesamte Batterie in ihrer Gebrauchsfähigkeit gefährdeten.
• Es bleibt noch zu erwähnen, daß man bei dem oben beschriebenen Vergüßverfahren gewöhnlich zwei Abdeckungen für jeden einzelnen Zinkbecher verwenden mußte, vorzugsweise in Gestalt von in gewissem Abstand übereinanderliegenden zwei Pappscheiben.
• Man hat auch schon vorgeschlagen, die Elemente bzw. Elementbecher aus Zink vor dem Aufbringen der :gemeinsamen Vergußmasse mit dünnen Isolierscheiben abzudecken, um die in den Elementen entwickelten Gase durch die von der Abdeckung und der Zinkbecheroberkante gebildeten kapillaren Spalten entweichen zu lassen: Wie Versuche ergeben haben, ist es dabei aber völlig unmöglich, eine gleichmäßige, vorher genau festgelegte Belüftung aller Zellen zu erzielen. Es hat sich vielmehr herausgestellt, daß die Mehrzahl der erwähnten Abdeckscheiben nicht dicht auf den, Bechern aufliegen, sondern. schräg sitzen, so daß die Entlüftung durch verhältnismäßig große Luftspalte nach außen erfolgt. Auf Grund dieser viel zu starken Entlüftung trocknen die Zellen sehr schnell aus; und die Batterie wird zerstört.
• Alle die obenerwähnten Nachteile werden bei der galvanischen Batterie nach der Erfindung dadurch vermieden, daß in die fertig eingebauten Einzelelemente das feingekörnte bzw. staubförmige, trockene, nichtleitende Material bis zur Höhe der Ränder der Zinkbecher aufgebracht ist und der Behälter der Batterie aus porösem Stoff besteht. Auf diese Weise wird eine ganz gleichmäßige, vorher festgelegte Belüftung aller Zellen ,garantiert und damit die Gefahr eines übermäßigen Luftzutrittes, d. 'h. einer Austrocknung, mit Sicherheit ausgeschlossen. Die im Innern der Einzelelemente entstehenden Gase entweichen dabei durch die Kapillaren zwischen den einzelnen Teilchen des feingekörnten bzw. staubförmigen Materials und gelangen durch die poröse Behälterwandung nach außen.
• Man hat bereits vorgeschlagen, im Innern der Einzelelemente ein, pulverförmiges Material aufzuschichten: Dabei reichte aber dieses Material nicht bis zur Höhe des Zinkbecherrandes und wurde überdies durch eine Vergußmässe völlig dicht abgeschlossen. Bei diesen Elementen war es daher erforderlich, besondere Bohrungen in der Wandung des Zinkbechers anzubringen, um einen Austritt der Gase zu ermöglichen. Außerdem mußte ein besonderes Entlüftungsrohr durch die Vergußmasse hindurchgeführt werden, .da die Behälterwandung eine Entlüftung nicht zuließ. Auch sonst hat man z. B. Sand auf die Elemente aufgeschüttet, um die obere Abdeckplatte in entsprechendem Abstand von der über den Elementen aufgegossenen Pechschicht zu lagern. Eine Entlüftung dieser Elemente war daher keinesfalls möglich. Demgegenüber wird auf Grund der vorliegenden Erfindung .der Vorteil erzielt, daß man besondere Belüftungskanäle durch die Vergußmasse erspart und im übrigen, einen Verguß beliebiger Zähigkeit bzw. beliebigen Schmelzpunktes verwenden kann. Das feingehörnte bzw. staubförmige Material besteht vorzugsweise aus Kies oder Sand: Man kann aber auch feingekörnte bzw. staubförmige Asphaltprodukte verwenden. Ebenso kann das feingekörnte bzw. staubförmige Material auch aus Kieselgur bestehen.
• Die nachfolgende Beschreibung des in .der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles läßt die Einzelheiten-desAüfbaues der galvanischenBatterie nach der Erfindung sowie die weiteren technischen Vorteile erkennen: Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Zinkbecher z der Einzelelemente e zunächst mit einer einzigen Abdeckung ä aus Pappe od. dgl. versehen. Nachdem die Einzelelemente in die Batterie eingebaut sind, wird bis zur Höhe der Zinkbecherränder ein feingekörntes bzw. staubförmiges, trockenes, nichtleitendes Material in aufgebracht. Hierauf wird in einem einzigen. Arbeitsgang die gesamte Batterie vergossen. Dabei füllt die Vergußmasse v nicht alle Hdhlräume der körnigen bzw. staubförmigen Schicht aus: Ein Teil der Luft der körnigen bzw. staubförmigen Schicht wird zunächst abgeschlossen, dehnt sich dann durch Erwärmung, die .durch die ,geschmolzene Vergußmasse verursacht wird, etwas aus und schafft sich in kleinen kapillärähnlichenKanälen einen Weg über den Zinkbecherra,nd hinweg nach außen. Die im Innern !der Einzelelemente entstehenden Gase können somit entweichen und durch die Wandung w des Batteriekastens aus porösem Material, vorzugsweise Pappe, aus der Batterie nach außen gelangen.
• Wie Versuche ergeben haben, wird bei der galvanischen Batterie nach der Erfindung trotz eines einzigen Ver.gusses die unbedingte Sicherheit dafür geschaffen, daß jede einzelne Zelle der Batterie einen kapillaren Entlüftungsweg für die im Innern der Zelle auftretenden Gase erhält. Ein weiterer technischer Fortschritt ist darin zu erblickeii, daß 1)--i der Ausführung des Vergusses es nicht notwendig ist, wie bisher, bestimmte Verguftemperaturen bzw. Vergußzähigkeiten einzuhalten. Die kapillaren Wege bilden sich in jedem Fall. Im übrigen wird, wie oben erwähnt, ein Arbeitsgang durch den Wegfall des Vorvergusses und eine zweite Abdeckung jedes einzelnen Elementes erspart.

Claims (2)

1. PATENTANSPRUCH: Galvanische Batterie aus Trockenelementen mit metallischen, luftundurchlässigen, becherförmigen Elektroden, insbesondere aus Zink, und einer über den Elementen angeordneten Schicht von feingekörntem bzw. staubförmigem, trockenem, nicht leitendem Material, auf welchem ein; Verbußmasse aufgegossen ist, dadurch gelzennzeichnet, daß in die fertig eing.bauten Einzelelemente (e) das feingehörnt-: bzw. staubförmige, trockene, nichtleitende Material (m) bis zur Höhe der Ränder der Zinkbecher (s) aufgebracht ist und der Behälter der Batterie in bekannter Weise aus porösem Stoff bestellt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 69 465, 6o 8.48. insbesondere Abb. i und 2, 398 790, insbesondere Abb. i ; LTSA.-Patentschriften Nr. i 546461, insbesondere Abb. i und S. 2, Z. ig bis 2i, I 542 gii, insbesondere Abb. i und S. i, Z. io2 bis io6. i 758 36z, insbesondere Abb. i und 2; französische Patentschrift Nr. 657 657, insbesondere Abbildungen und S. i, Z.57 bis S.
2. 2, Z.3; britische Patentschrift Nr. 290 836, insbesondere Ahb. 2 und 4; El.ektrochernische Umformer (Galvanische Elemente) von Johannes Zacharias, 191i, S. go.