DEP0045170DA - Energiesammler, insbesondere Akkumulator - Google Patents

Description

Die bekannten Nassakkumulatoren bestehen aus Metallplatten, und zwar Plus-Platten und Negativ-Platten, sowie dem Elektrolyt. Am gebräuchlichsten sind Blei- und Stahlbatterien, wobei die Bleibatterie als Elektrolyt mit Schwefelsäure und die Stahlbatterie als Elektrolyt mit Kalilauge arbeitet. Da die chemischen Vorgänge an die Oberfläche der Metallplatten gebunden sind, ist man bestrebt, diese Flächen möglichst durch Anordnung von Rippen in den Metallplatten zu vergrößern.

Die Erfindung hat einen Energiesammler, insb. Akku, zum Gegenstand und besteht darin, daß die Stromträger in dem Energiesammler aus elektrolyt-beständigen, beisp. säure- und basen-beständigen Natur- bzw. Kunstfasern oder -fäden bzw. -geweben in metallisierter Ausbildung hergestellt sind. Dabei können die Fasern nur teilweise metallisiert und im nicht metallisierten Teil als isolierender, jedoch elektrolyt-saugender Abstandhalter dienen. Man kann auch in Metallrohren oben genannte Fasern oder Fäden in nicht metallisierter Ausbildung einziehen und dadurch eine Oberflächenvergrößerung erzielen. Auf die vorgeschlagene Weise können demnach die Stromträger durch Schichten-Anordnung von Metall-Schichten, wie metallisierten Faserschichten in Abwechslung mit nicht-metallisierten Schichten ausgebildet werden, wobei die Schichten im Querschnitt rund oder kantig von dem Elektrolyt umgeben sind. Im Rahmen der Erfindung ist daran gedacht, dünnwandige Metallrohre oder Metallfolien mit nicht-metallisierten Fasern zu umspinnen, dann erneut zu metallisieren und wiederum zu umspinnen, so daß dadurch ein vielschichtiger Stromträger entsteht. Die verbrauchten Metall- oder Elektrolyt-

Massen werden von Zeit zu Zeit durch Spülungen oder durch chemische Reaktion beseitigt sowie entsprechend präparierte Fasern einer neuen Metallisierung unterworfen, um die Lebensdauer zu erhöhen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind in einer um das Vielfache erhöhten Vergrößerung der Oberfläche von stromtragenden Reaktionsflächen zu sehen, da der Elektrolyt vielseitig mit den stromtragenden Metallflächen in Berührung kommen kann, insb. dann, wenn saugfähige metallisierte Fasern, Fäden oder Gewebebahnen verwendet werden. Außerdem besitzen die Stromträger nach der Erfindung eine erhöhte Stoßfestigkeit, was sich günstig auf die Lebensdauer derselben insb. bei Akkus für Transportmittel, wie Flugzeuge, Autos und dgl., auswirkt. Auch wird das Gewicht der Batterien wesentlich leichter als bei der Verwendung der bekannten Metallplatten als Stromträger, was ebenfalls für Transportmittel von nicht zu unterschätzender, technischer Bedeutung ist. Praktisch können nach der Erfindung somit Energiesammler mit gleichen Abmessungen wie die bekannten Sammler, jedoch wesentlich größerer Kapazität bei gleichzeitiger Gewichtserleichterung bzw. kleinere Batterien mit gleichem Effekt wie die bisher bekannten Batterien hergestellt werden.

Bei sog. Trockenbatterien bzw. Kondensatoren kann es von Vorteil sein, Kunst- oder Naturfasern, -fäden bzw. -gewebe in nicht metallisierter Ausbildung als Abstandhalter bzw. Isolierschichten zwischen Stromträgern anzuordnen bzw. die Stromträger selbst nur zum Teil metallisiert auszubilden und einen Teil als Isolator zwischen den einzelnen Trägern zu benutzen.

Als Gewebe können beispielsweise solche aus Superpolyamidfasern verwandt

werden, die schwammartig Schwefelsäure aufsaugen bzw. in ein Schwefelsäurebad eingetaucht werden, wodurch der durch Metallisierung umgebende Bleimantel von der Schwe- felsäure innen und außen benetzt wird, was die Wirkung beim Entlade- und Ladevorgang wesentlich erhöht. Die Metallisierung kann z. B. in einem Hochvakuum- oder Kathodenzerstäubungsverfahren mit Metall, beisp. Blei, vorgenommen werden und der Stromträger in festem oder losem Gefüge als gesponnene oder ungesponnene Faser bzw. als Faden mit einer spiralförmigen Aufwicklung in Röhrenform oder als Kette mit Schuss in Gewebeausbildung und dgl. Ausbildungen benutzt werden. Es sind alle säure- bzw. basen-beständigen Fasern für Durchführungen der Erfindung geeignet.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung bei Anfertigung eines Akkumulators.

Nach Figur 1 besteht der Akkumulator aus dem mit einem Elektrolyten gefüllten Behälter 1, in den die mit der Plus-Leitung 2 verbundenen Elemente 3 und die mit der Minus-Leitung 4 verbundenen Elemente 5 mittels der Tragplatte 6 eingehängt sind.

Die nebenstehenden Figuren 2 und 3 geben Querschnitte in vergrößertem Maßstab durch die Elemente 3 und 5 wieder. Nach Figur 2 bestehen die Elemente 3 und 5 aus einem zentral in der Mittelachse des Elements saugfähigen Docht 7 aus Fäden, die aus ein oder mehreren Einzelfäden von Elektrolyt-beständigen Kunst- oder Naturfasern gebildet sind. Auf diesen Docht sind in abwechselnden Schichten 8 - 14 metallisierte Faserschichten und saugfähige nichtmetallisierte Isolierschichten aus Fasern oder dgl. durch Umspinnen, Umweben, Umklöppeln oder dgl. aufgebracht. Das Element kann als Einzelelement 3 oder 5 im Stromsammler dienen oder auch als Rundakku so verwendet werden, daß abwechselnde Metallschichten mit dem Plus- bzw. Minus-Leiter in Verbindung gebracht werden. Nach Fig. 3 sind die Metallfäden 15, 16 und 19 aus dünnwandigen, konzentrisch angeordneten Rohren 15, 16, 19 gebildet, die von saugfähigen, nichtmetallisierten Faserschichten 17, 18, 20 umgeben sind, wobei die Faserschichten metallisierte

Zwischenfaserschichten 21 - 23 tragen, die als Minus-Platte fungieren und entsprechend an den Minuspol angeschlossen, während die Rohre als Plus-Platten eine Funktion ausüben und mit dem Plus-Pol verbunden sind.

Figur 4 zeigt die Herstellung des Elements für einen Akkumulator aus einem Gewebe, welches aus Kettfäden 24 und Schußfäden 25 besteht und wobei jeder Faden aus saugfähigen, säurebeständigen Natur- oder Kunstfasern bzw. mehreren Einzelfäden gebildet ist. Diese Gewebe können an ihrer Oberfläche metallisiert sein; es können aber auch nur einige Fäden oder Einzelfäden in diesem aus Metall bestehen. Mehrere aufeinander gelegte, metallisierte Gewebebahnen bilden ein Element. Die Plus- und Minuselemente sind gegeneinander isoliert.

Claims (4)

1.) Energiesammler, insb. Akkumulator, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromträger aus metallisierten elektrolyt-beständigen, beisp. Säure-beständigen Natur- bzw. Kunstfasern, -fäden oder -geweben gebildet ist.

2.) Energiesammler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nichtmetallisierte Kunst- oder Naturfasern, -fäden oder -gewebe als Abstandhalter oder Isolierschichten zwischen Stromträgern angeordnet sind.

3.) Energiesammler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromträger aus einer Metallschicht bzw. einer Schicht aus metallisierten Natur- oder Kunstfasern, -fäden oder -geweben in Abwechslung mit einer Schicht aus nicht-metallisierten Kunst- oder Naturfasern, -fäden, -geweben oder Draht besteht.

4. Energiesammler nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente aus metallisierten Geweben gebildet und die Plus- sowie Minuselemente gegeneinander isoliert sind.