DEP0045170DA

DEP0045170DA - Energy collectors, especially accumulators

Info

Publication number: DEP0045170DA
Authority: DE
Inventors: Helmut Wuppertal-Wichlinghausen Winkelsträter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1951-04-05

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.The known wet accumulators consist of metal plates, namely plus plates and negative plates, as well as the electrolyte. The most common are lead and steel batteries, where the lead battery works as an electrolyte with sulfuric acid and the steel battery works as an electrolyte with potassium hydroxide. Since the chemical processes are bound to the surface of the metal plates, efforts are made to enlarge these areas as far as possible by arranging ribs in the metal plates.

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-The invention has an energy collector, especially a battery, and consists in the fact that the current carrier in the energy collector is made of electrolyte-resistant, beisp. acid- and base-resistant natural or synthetic fibers or threads or fabrics are made in metallized form. The fibers can only be partially metallized and, in the non-metallized part, serve as an insulating, but electrolyte-absorbing spacer. The above-mentioned fibers or threads in non-metallized form can also be drawn into metal pipes, thereby increasing the surface area. In the proposed way, the current carriers can accordingly be formed by arranging metal layers such as metallized fiber layers alternating with non-metallized layers, the layers being surrounded by the electrolyte in a round or angular cross section. In the context of the invention, it is contemplated to wrap thin-walled metal tubes or metal foils with non-metallized fibers, then to metallize them again and to spin them around again, so that a multi-layered current carrier is created. The used metal or electrolyte

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.Masses are removed from time to time by rinsing or chemical reactions, and appropriately prepared fibers are re-metallized in order to increase their service life.

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.The advantages achieved by the invention can be seen in a multiple increase in the surface area of current-carrying reaction surfaces, since the electrolyte can come into contact with the current-carrying metal surfaces in many ways, especially when absorbent metallized fibers, threads or webs of fabric are used. In addition, the current carriers according to the invention have an increased shock resistance, which has a favorable effect on the service life of the same, especially in the case of batteries for means of transport, such as airplanes, cars and the like. The weight of the batteries is also significantly lighter than when the known metal plates are used as current carriers, which is also of technical importance for means of transport that should not be underestimated. In practice, according to the invention, energy collectors with the same dimensions as the known collectors, but with a significantly larger capacity with simultaneous weight reduction, or smaller batteries with the same effect as the previously known batteries can be produced.

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.In the case of so-called dry batteries or capacitors, it can be advantageous to arrange synthetic or natural fibers, threads or fabrics in non-metallized form as spacers or insulating layers between current carriers or to form the current carriers themselves only partially metallized and some as To use an isolator between the individual beams.

Als Gewebe können beispielsweise solche aus Superpolyamidfasern verwandtFor example, those made of superpolyamide fibers can be used as fabrics

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.which soak up sulfuric acid like a sponge or are immersed in a sulfuric acid bath, whereby the lead jacket surrounded by metallization is removed from the sulfuric acid. rock acid is wetted inside and out, which significantly increases the effect during the discharging and charging process. The metallization can, for. B. in a high vacuum or sputtering process with metal, beisp. Lead, are made and the current carrier in a solid or loose structure as spun or unspun fiber or as a thread with a spiral winding in tubular form or as a warp with weft in fabric training and the like. Training. All acid- or base-resistant fibers are suitable for bushings of the invention.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung bei Anfertigung eines Akkumulators.The drawings show exemplary embodiments for carrying out the invention in the manufacture of an accumulator.

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.According to FIG. 1, the accumulator consists of the container 1 filled with an electrolyte, in which the elements 3 connected to the positive line 2 and the elements 5 connected to the negative line 4 are suspended by means of the support plate 6.

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 metallisierteThe adjacent FIGS. 2 and 3 show cross-sections through the elements 3 and 5 on an enlarged scale. According to Figure 2, the elements 3 and 5 consist of a centrally absorbent wick 7 in the center axis of the element made of threads which are formed from one or more individual threads of electrolyte-resistant synthetic or natural fibers. On this wick 8-14 metallized fiber layers and absorbent non-metallized insulating layers made of fibers or the like are applied in alternating layers by spinning, weaving, braiding or the like. The element can serve as a single element 3 or 5 in the current collector or can also be used as a round battery in such a way that alternating metal layers are connected to the plus or minus conductor. According to FIG. 3, the metal threads 15, 16 and 19 are formed from thin-walled, concentrically arranged tubes 15, 16, 19 which are surrounded by absorbent, non-metallized fiber layers 17, 18, 20, the fiber layers being metallized

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.Carrying intermediate fiber layers 21-23, which function as a minus plate and are connected accordingly to the minus pole, while the pipes perform a function as plus plates and are connected to the plus pole.

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.FIG. 4 shows the production of the element for an accumulator from a fabric which consists of warp threads 24 and weft threads 25 and wherein each thread is formed from absorbent, acid-resistant natural or synthetic fibers or several individual threads. These fabrics can be metallized on their surface; however, only a few threads or individual threads in this can consist of metal. Several metalized fabric webs placed one on top of the other form an element. The plus and minus elements are isolated from each other.

Claims

1.) Energy collector, esp. Accumulator, characterized in that the current carrier made of metallized electrolyte-resistant, beisp. Acid-resistant natural or synthetic fibers, threads or fabrics is formed.

2.) Energy collector according to claim 1, characterized in that non-metallized synthetic or natural fibers, threads or fabrics are arranged as spacers or insulating layers between current carriers.

3.) Energy collector according to claim 1 and 2, characterized in that the current carrier consists of a metal layer or a layer of metallized natural or synthetic fibers, threads or fabrics in alternation with a layer of non-metallized synthetic or natural fibers, - threads, fabrics or wire.

4. Energy collector according to claim 1-3, characterized in that the elements are formed from metallized fabrics and the plus and minus elements are insulated from one another.