ES2214720T3 - Bateria con electrolito liquido con recirculacion del electrolito. - Google Patents

Bateria con electrolito liquido con recirculacion del electrolito.

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ES2214720T3 ES98937401T ES98937401T ES2214720T3 ES 2214720 T3 ES2214720 T3 ES 2214720T3 ES 98937401 T ES98937401 T ES 98937401T ES 98937401 T ES98937401 T ES 98937401T ES 2214720 T3 ES2214720 T3 ES 2214720T3
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Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA BATERIA DE ELECTROLITO LIQUIDO, PREFERENTEMENTE PARA USO EN VEHICULOS DE MOTOR, POR EJEMPLO, TURISMOS, EMBARCACIONES Y AERONAVES. LA BATERIA (1) CONTIENE DISPOSITIVOS QUE PROVOCAN LA CIRCULACION DEL ELECTROLITO. ESTA CIRCULACION SE PRODUCE POR UNOS DEFLECTORES (4, 6), QUE CREAN UN EFECTO DE BOMBEO CUANDO SE MUEVE LA BATERIA, DANDO ASI ORIGEN A UNA CORRIENTE. LA BATERIA INCLUYE IGUALMENTE DISPOSITIVOS QUE PROVOCAN LA CIRCULACION POR CONVECCION TERMICA.

Description

Batería con electrólito líquido con recirculación del electrólito.
La invención se refiere a una batería con electrólito líquido, que se emplea preferentemente en vehículos móviles, como por ejemplo, en turismos, barcas o aviones.
El empeño, especialmente de la industria de vehículos, por formas constructivas ligeras afecta también al ahorro en peso de batería. Sin embargo, al mismo tiempo, aumenta la exigencia en prestaciones de batería más elevadas, pues además de la energía convencional para puesta en marcha del vehículo, se necesita también energía para equipos adicionales, como elevalunas eléctricos, servomotores para regulación del asiento o también para caldeo eléctrico del asiento. Además, es deseable mantener las prestaciones de batería, tanto como sea posible, a un nivel alto constante a lo largo de la vida útil de la batería.
Del estado de la técnica se conocen medidas diferentes para aumentar las prestaciones de una batería de ácido-plomo convencional. A continuación, bajo prestaciones se entiende la capacidad de la batería, así como, la facultad de la batería para suministro o para absorción de corriente.
Un problema especial en las baterías de ácido-plomo es la posible utilización completa de la superficie de electrodos. Mediante las figuras 1 a 3 se explicará el problema conocido del estado de la técnica. La fig. 1 muestra una representación en corte de una batería 1 de turismo a lo largo de sus electrodos 2, que presentan en esta realización una forma de rejilla. Con la referencia 3a se designa el nivel de electrólito de la batería 3 de ácido. Estudios han demostrado que las características químicas del ácido de batería se diferencian unas de otras considerablemente en las zonas designadas con a, b y c.
Así, la concentración de ácido es demasiado alta en la zona a, lo que conduce hacia la corrosión y finalmente hacia la descomposición de las placas. La concentración de ácido es demasiado baja en la zona c, es decir, faltan las características electrolíticas necesarias para un funcionamiento como batería.
Sólo en la zona b media, el ácido presenta la relación estequiométrica óptima. Por eso, a causa de las propiedades de ácido insuficientes en las zonas a y c, no se utiliza óptimamente la superficie electrolítica existente. Para el experto está claro que las zonas no pueden delimitarse tan nítidamente como en la representación.
Para mejorar la relación estequiométrica también en las zonas a y c se conoce del estado de la técnica recircular el ácido de batería, es decir, el electrólito para conseguir una mezcla mejor. Con esto también se evita al mismo tiempo que se formen depósitos, que perjudican el funcionamiento y la vida útil de la batería.
En el documento DE U1 9114909 se muestra una batería de acumuladores, en la que por medio de la introducción de gas de una fuente de gas a presión se fuerza una recirculación electrolítica. Dichos dispositivos no son apropiados para baterías de vehículos a causa de su montaje complicado, especialmente porque aún es necesaria adicionalmente una fuente de gas a presión.
Además, se conocen del estado de la técnica dispositivos de mezcla electrolítica que se denominan como bombas hidrostáticas. Las figuras 29a, 29b y 29c muestran el modo de acción principal de este dispositivo. La figura 29a muestra una representación en corte de una caja de batería rellena con electrólito, que presenta una placa 21 doblemente doblada, sobresaliendo un segmento del ángulo sobre la superficie del electrólito. Las placas del electrodo no están representadas para una mejor ilustración. Cuando la caja de batería, instalada en un vehículo, se mueve con una velocidad v constante, es decir, el vehículo ni frena ni acelera, la superficie del electrólito es horizontal y lisa. La figura 29b muestra que en un frenazo, el electrólito se transforma, a causa de la inercia de masas, en una ola en la dirección de conducción, que se derrama por encima del segmento superior del borde de placa. Como ahora el nivel de líquido es mayor entre el ángulo y la pared de la carcasa, según la figura 29c, el electrólito fluye hacia abajo hasta que ambos niveles se igualan. Las flechas indican la dirección de flujo del electrólito.
Este principio se describe, entre otros, en los documentos US 4 963 444; US 5 096 787 y US 5 032 476. Sin embargo, los inventores de la presente invención han determinado que con esos dispositivos conocidos del estado de la técnica, no puede conseguirse tampoco ninguna mezcla del electrólito óptima.
El objetivo de la invención consiste en hacer una batería con electrólito líquido para vehículos, debiendo obtenerse la vida útil y la prestación más altas para lograr, principalmente por medio de una mezcla del electrólito mejorada.
El objetivo se resuelve por medio de baterías según la reivindicación 1.
La ventaja de la invención según la reivindicación 1 consiste en que el dispositivo de recirculación de electrólito líquido consigue un grado de mezcla elevado, y por esto se aumenta esencialmente la prestación de batería y al mismo tiempo se alarga la vida útil de la batería. El dispositivo de recirculación de electrólito líquido no presenta ninguna pieza libremente movible, que pudiera ser impedida en su movimiento por depósitos electrolíticos. Por tanto, este dispositivo trabaja muy seguro. Además, el dispositivo de recirculación de electrólito líquido puede fabricarse muy económicamente, y puede integrarse bien en la tecnología de fabricación para estas baterías. En oposición con las bombas electrolíticas hidrostáticas, conocidas del estado de la técnica, este dispositivo bombea el electrólito de abajo hacia arriba. Los inventores han comprobado, que de esta forma, la mezcla pudo mejorarse considerablemente. Evidentemente, es ventajoso para la mezcla cuando el ácido denso del suelo se presiona hacia arriba y discurre sobre la parte horizontal del dispositivo mezclador para mezclarse con el ácido diluido de la superficie.
Características de la invención y/o de una batería con electrólito líquido ampliada se explican a continuación.
En una batería con electrólito líquido está dispuesto paralelamente respecto al borde vertical un segundo elemento con forma de placa para formar un canal de recirculación. Con esto pueden ajustarse y optimizarse más definidamente las relaciones de recirculación.
En esto, el primer elemento con forma de placa y el segundo elemento con forma de placa están construidos en una pieza como ángulo, con lo que, dado el caso, puede lograrse un montaje sencillo.
En una batería con electrólito líquido variante según la reivindicación 2, en la zona del borde superior del primer elemento con forma de placa está previsto un primer dispositivo de prevención de retorno de una primera ola electrolítica, lo que mejora la mezcla.
En una batería con electrólito líquido variante según la reivindicación 3, el dispositivo de prevención de retorno está construido como prolongación de material, con forma de nervio, del primer elemento con forma de placa, lo que representa una variante especialmente económica.
En una batería con electrólito líquido variante según la reivindicación 4, el dispositivo de prevención de retorno está construido como válvula de bisagra, lo que impide el retorno especialmente bien.
En una batería con electrólito líquido variante según la reivindicación 5, el dispositivo de recirculación de electrólito líquido está dispuesto a ambos lados de la carcasa, lo que consigue una mezcla mejorada.
Además, la ventaja de la invención consiste en que por medio de la convección del calor se realiza todavía también luego una mezcla, cuando la batería sólo se mueve poco o nada, estando dispuestos los elementos de calefacción de tal forma que puede producirse un flujo electrolítico fuerte.
Preferiblemente se utilizan elementos de calefacción de superficie que están dispuestos sobre o en la pared de la carcasa. Si la batería está montada de dos grupos de celdas, que están unidos uno con otro por medio de una pared de separación común, la calefacción puede estar dispuesta en ésta, en la pared de separación dispuesta en el medio de la batería. En esta forma de realización casi no se producen pérdidas de calor.
Para proteger las placas de electrodos está previsto un blindaje contra el calor, de modo que el electrólito calentado por la calefacción no se dirige inmediatamente hacia las placas de electrodos. Una parte del dispositivo de recirculación mecánica se utiliza al mismo tiempo como blindaje contra el calor, tanto que se produce una recirculación del electrólito tanto provocada mecánicamente así como una provocada térmicamente.
Una ventaja de la invención consiste en que, análogamente a la generación de una convección por medio de elementos de calefacción, también se realiza luego todavía una mezcla, cuando la batería sólo se mueve poco o nada. Como elemento de enfriamiento es muy apropiado un elemento de Peltier.
Se trata en el enfriamiento del mismo efecto que, sin embargo, se realiza con otro medio. Por esto puede efectuarse una combinación con el dispositivo de recirculación mecánico.
Otras medidas y ventajas de la invención se deducen de la descripción siguiente de ejemplos de realización, en unión con los dibujos esquemáticos adjuntos.
Fig. 1 muestra un corte longitudinal lateral de una batería con electrólito líquido según el estado de la técnica.
Fig. 2 muestra una vista en planta de una batería con electrólito líquido abierta según el estado de la técnica.
Fig. 3 muestra la representación de la fig. 1 experimentando la batería con electrólito líquido una aceleración y estando el nivel de electrólito en posición inclinada.
Fig. 4 muestra una primera forma de realización de la invención.
Fig. 5 muestra la primera fase del movimiento de la superficie del electrólito en una aceleración.
Fig. 6 muestra la segunda fase del movimiento de la superficie del electrólito después de la aceleración.
Fig. 7 muestra la tercera fase del movimiento de la superficie del electrólito después de la aceleración.
Fig. 8 muestra una segunda forma de realización de la invención.
Fig. 9 muestra la vista en planta de una batería con electrólito líquido abierta, según la invención con un dispositivo de recirculación a un lado.
Fig. 10 muestra la vista en planta de una batería con electrólito líquido abierta, según la invención con un dispositivo de recirculación a dos lados.
Fig. 11 muestra una tercera forma de realización de la invención en detalle.
Fig. 12 muestra una cuarta forma de realización de la invención en detalle.
Fig. 13 muestra una quinta forma de realización de la invención.
Fig. 14 muestra una sexta forma de realización de la invención.
Fig. 15 muestra otra forma de realización de la invención, en la que la recirculación se realiza por medio de calentamiento.
Fig. 16 muestra otra forma de realización de la invención, en la que la recirculación se realiza por medio de enfriamiento.
Fig. 17 muestra una combinación de recirculación térmica y mecánica.
Fig. 18 muestra otra combinación de recirculación térmica y mecánica.
Fig. 19 muestra una combinación de recirculación térmica y mecánica por medio de enfriamiento.
Fig. 20 muestra un dispositivo de mezcla en ángulo con ranuras de flujo.
Fig. 21 muestra un dispositivo de mezcla en ángulo en unión con canales de flujo especialmente construidos.
Fig. 22 muestra otra forma de un dispositivo de mezcla.
Fig. 23 muestra otra forma de un dispositivo de mezcla.
Fig. 24 muestra otra forma de un dispositivo de mezcla.
Fig. 25 muestra otra forma de un dispositivo de mezcla.
Fig. 26 muestra otra forma de un dispositivo de mezcla.
Fig. 27 muestra otra forma de un dispositivo de mezcla.
Fig. 28 muestra otra forma de un dispositivo de mezcla, que se adapta automáticamente a diferentes niveles de ácido.
Fig. 29 muestra el estado de la técnica más cercano.
Las figuras 1 y 2 sirven para explicar y muestran una batería con electrólito líquido según el estado de la técnica con una carcasa 1 con paredes 1a, 1b, 1c, 1d laterales, un suelo 1e de carcasa y una tapa 1f. En las celdas 1g individuales están dispuestos verticalmente los electrodos 2. En cada celda 1g se encuentra un electrólito 3 líquido, que está aproximadamente 1 cm por encima del borde superior de los electrodos 2.
La fig. 3 muestra una representación de la fig. 1, experimentando la batería con electrólito líquido una aceleración y adquiriendo el nivel de electrólito una posición inclinada. Este caso ocurre cuando la batería está montada, por ejemplo, en un turismo, de forma que las placas de los electrodos se extienden en la dirección de conducción, que en este ejemplo discurre en el plano de izquierda a derecha. Cuando se frena el vehículo que circula, la inercia de masas del electrólito provoca que éste se derrama en la dirección de la conducción, lo que está señalado sólo esquemáticamente por el nivel dispuesto oblicuamente. El electrólito se mueve durante la marcha sólo insignificante entre las placas sin que se produzca una mezcla digna de mención.
La fig. 4 muestra una primera forma de realización de la invención. Un ángulo 4-6 está insertado de forma que su lado vertical está paralelo respecto al borde de la placa vertical. Su lado horizontal está dispuesto paralelo respecto al borde 2a superior de la placa 2 en la zona del nivel 3a del electrólito 3.
Cuando se produce la situación de frenado descrita anteriormente, el segmento 4 del ángulo impide el movimiento de derrame descrito del electrólito 3. En la figura 5 se muestra esquemáticamente a que tipo de movimientos se fuerza al electrólito por el ángulo 4-6. Especialmente debe mencionarse que el electrólito se presiona fuertemente hacia arriba en el canal 5 de flujo vertical, que se forma entre el lado vertical del ángulo y la pared de la celda, lo que está representado esquemáticamente por las flechas dirigidas hacia arriba.
En la fig. 6 está representado el lapso de tiempo siguiente en el que se ha formado sobre el lado horizontal del ángulo una montaña 3b de electrólito, que posteriormente discurre como una ola en la dirección de la flecha y de nuevo hace tope en la pared 1d y nuevamente puede formar una montaña de electrólito (fig. 7).
De la realización citada anteriormente puede deducirse que el ángulo o su disposición espacial en la carcasa de la batería obliga al electrólito a una recirculación, realizándose la recirculación de abajo hacia arriba, con lo que se produce una mezcla muy intensa. Estudios de larga duración han dado como resultado que la concentración de electrólito en las zonas a, b y c es casi igual, y también presenta la relación estequiométrica correcta. Por tanto, también se usan ahora completamente los segmentos de electrodos a y c, que en las baterías convencionales sólo podían ser usadas parcialmente.
Además de la elevación de las prestaciones de la batería, la invención presenta todavía una serie de ventajas. La mezcla mejor impide que puedan formarse depósitos de electrólito fijos, que conducen en las baterías convencionales a una disminución de las prestaciones y un recorte de la vida útil. Digna de mención es también la capacidad esencialmente mejorada de arranque en frío de la batería según la invención.
Al experto le resulta claro que la batería tiene una dirección de montaje preferida que se elige de forma que el electrólito se recircule óptimamente. Por eso, en un turismo, la batería debe estar montada de forma que las placas de electrodo estén dispuestas en la dirección de conducción.
Las figuras 8 y 10 a 14 muestran otras formas de realización de la invención. Así, la fig. 8 muestra en el ángulo 4-6 una prolongación 4b con forma de travesaño que puede permanecer vertical o inclinarse. Esta prolongación 4b evita el retroceso rápido del electrólito y mejora con ello su mezcla.
En la fig. 9 se muestra una vista en planta de una batería abierta con 6 celdas, en las que cada vez está dispuesto un ángulo 4-6.
Como las baterías, especialmente en turismos, se aceleran en ambas direcciones por medio de frenazos y aceleraciones, se mejora la mezcla cuando están montados dos ángulos por celda respectivamente contrapuestos, como se muestra en la fig. 10 y no necesita ninguna otra explicación para el experto a causa de la similitud de efectos.
La fig. 11 muestra una posibilidad más y/o adicional de impedir el reflujo del electrólito. En el ángulo 4-6, como se muestra en la fig. 11, puede estar dispuesta una placa curvable, de forma que se produzca un efecto de válvula. Cuando el electrólito asciende en el canal de flujo, la placa curvable se apoya en la pared en el que está fijada, es decir, la válvula se abre. Cuando el electrólito refluye, se cierra la válvula. Los detalles constructivos y las fases de apertura y cierre se muestran en las figuras 11a a 11c y no necesitan ninguna explicación adicional para el experto.
La fig. 12 muestra una modificación del principio según la fig. 11. La estructura y efecto de esta válvula de bisagra pueden deducirse de los dibujos.
La fig. 13 muestra un segundo dispositivo 9 de impedimento del retroceso que se instala en baterías para turismos contrapuesto respecto a la dirección de la conducción. Este dispositivo presenta en lugar del lado horizontal un volumen 10 abierto hacia atrás. Cuando, según la fig. 7, se origina una ola que vuelve, discurre ésta sobre la superficie 10a inclinada y se retiene del volumen 10 abierto, de forma que el electrólito se hunde hacia abajo a lo largo del lado vertical y así igualmente se produce una mezcla.
Debe resaltarse que los dispositivos de impedimento del retroceso mostrados aún pueden modificarse. Así pueden preverse, por ejemplo, calados en los ángulos en predeterminados lugares, para impedir, por ejemplo, la formación de zonas muertas, es decir, allí dónde tiene lugar una mezcla demasiado pequeña. El dimensionamiento del dispositivo de impedimento del retroceso para un tipo determinado de batería no precisa, con conocimiento de la disciplina técnica, para el experto ningún trabajo de invención más. Además, el experto tomará también otras medidas encaminadas a la mezcla, que no han sido mencionadas explícitamente en el registro presente. Así es, por ejemplo, la ventaja de crear constructivamente caminos de flujo para el electrólito, de forma que se produzca una resistencia al flujo pequeña en el interior de los flujos forzados por el movimiento de la batería, lo que se consigue, entre otros, mediante paredes tan lisas como sea posible y mediante la prevención de salientes en los que pueden formarse remolinos.
En la fig. 14 se muestra una forma de realización a dos lados según la fig. 10. En este caso, ambos ángulos están unidos uno con otro a través de una placa 11 perforada. Esta forma de realización tiene una ventaja técnica en el montaje, porque las placas de electrodo se unen abrazadamente por medio de esta forma de realización y pueden montarse fácil automáticamente. El efecto de la perforación se hace claro al experto bajo consulta de la fig. 5.
La fig. 15 muestra otra forma de realización de la invención, en la que la recirculación del electrólito se realiza mediante calentamiento. Por ello, en la zona inferior de la carcasa de la batería están dispuestos elementos de calefacción eléctricos. Por calentamiento de los mismos se calienta también el electrólito circundante que asciende hacia arriba y por ello provoca una mezcla. Como elementos de calefacción se utilizan preferiblemente tipos con construcción muy plana, como por ejemplo, calefacción de folio. El experto puede tomar estos elementos de calefacción, cuando sea necesario, del estado de la técnica. A causa de la acción sencilla no son necesarias tampoco otras explicaciones respecto al modo de acción. Debe resaltarse que las disposiciones 12 de calefacción no están previstas prioritariamente para calentamiento del electrólito, sino para la producción de un flujo de convección, que provoca una mezcla. Correspondientemente, los elementos de calefacción no están repartidos uniformemente sobre la superficie total del suelo, sino que están dispuestos en predeterminadas posiciones, de forma que produzcan un flujo tan fuerte como sea posible.
Si se utilizan, sólo un elemento de calefacción o elementos de calefacción con alta potencia, puede ser necesario prever una protección frente el calor para proteger los electrodos 2 entre éstos y el elemento de calefacción. Esta protección frente el calor debe impedir que el electrólito fuertemente calentado entre en contacto con los electrodos, porque éstos pueden dañarse por la influencia del calor. En la fig. 17 la protección frente al calor está construida como una placa plana, que puede dimensionarse así como el primer elemento 6 con forma de placa. Debe garantizarse que el electrólito calentado puede salir sobre el borde superior de la protección frente al calor o a través de una abertura en la placa.
La ventaja especial de la mezcla por convección por medio de aporte de calor consiste en que la batería no debe moverse. Con temperaturas exteriores bajas se calienta al mismo tiempo el electrólito, lo que asimismo es deseable.
Cuando por motivos técnicos de funcionamiento no se desea un calentamiento de la batería, puede conseguirse, según la fig. 16, una mezcla por convección también por medio de un elemento refrigerante. El elemento refrigerante debe disponerse a causa de la convección que discurre en sentido contrario en la zona de borde superior de la carcasa de la batería, es decir, preferiblemente por debajo del nivel de electrólito.
La fig. 18 muestra una combinación de recirculación térmica y mecánica por medio de calentamiento. Con esto, el lado vertical del ángulo para la mezcla mecánica actúa al mismo tiempo como protección térmica para la mezcla térmica. Para hacer posible la salida del electrólito calentado, que fluye hacia arriba, el lado vertical presenta orificios 4c.
Análogamente a la forma de realización según la fig. 18, la fig. 19 muestra una combinación de recirculación térmica y mecánica por medio de enfriamiento, cuyo montaje puede deducirse totalmente del dibujo. Para enfriar se usan elementos de Peltier. El funcionamiento de la disposición se deduce de las relaciones ya explicadas y del dibujo.
En la fig. 20 se muestran ángulos de mezcla que presentan ranuras 14 de flujo. Estas ranuras 14 mejoran los comportamientos del flujo para niveles diferentes de electrólito.
En la fig. 21 se muestra un ángulo de mezcla que es apropiado para formar canales 5a de flujo diferentes, mostrando la fig. 21a una vista en perspectiva del ángulo de mezcla, y mostrando las figuras 21b y 21c el ángulo incorporado en vista en planta. En la disposición según la fig. 21c se origina una sección transversal del canal de flujo con forma de U, y en la disposición según fig. 21b se originan dos canales de flujo situados enfrentados.
En la fig. 22 se muestra una placa 4 de mezcla, mostrando la fig. 22a una sección transversal lateral de una batería. La placa 4 está instalada sobre el paquete de placa y así como están preferiblemente ligeramente inclinados todos los segmentos 4 del ángulo superiores respecto al medio de la batería. En este ejemplo de realización, la pared de la batería asume el funcionamiento del lado 6 del ángulo.
En las figuras 23 y 24 se muestran los dispositivos de mezcla, en los que los ángulos están unidos uno con otro en una unidad 15, 16 con forma de U o de caja. Las ranuras 4 sirven para entrada y salida del electrólito.
En la fig. 25 se muestra un ángulo de mezcla que en su segmento inferior del lado 6 de ángulo presenta un lado 17 horizontal, dirigido hacia el medio de la batería, con una longitud L. Con esta medida constructiva es posible optimizar las condiciones de flujo por vertido del electrólito en el canal 5 de flujo. El lado 17 puede presentar también orificios o ranuras, cuando con ello se mejoren las condiciones de flujo.
En la fig. 26 se muestra un ángulo de mezcla, cuyos canales de flujo constan de dos tuberías 18.
En la fig. 27 se muestra un ángulo de mezcla semejante al de la fig. 22. Este ángulo presenta construcciones 19 que hacen posible un anclaje del ángulo en el paquete de placas, y al mismo tiempo estabiliza mecánicamente el paquete de placas. Con esto se trata sólo de una singularidad constructiva.
En la fig. 28 se muestra un ángulo de mezcla con un lado 4a móvil, que está unido giratoriamente por medio de una articulación 20 de lámina con el lado 6 vertical. Este lado 4a móvil flota sobre la superficie 3a electrolítica. Esta disposición mejora, con dimensionado apropiado, la salida del electrólito que fluye hacia arriba a través del canal 6 de flujo, por lo cual mejora la mezcla.
El experto elegirá una de las variantes mostradas teniendo en cuenta las condiciones de compatibilidad constructivas y tecnológicas, y en caso necesario modificará, sin actuar con inventiva.
De la mano de las formas de realización descritas, el experto puede deducir completamente la enseñanza técnica de la presente invención. Está claro que estas formas de realización pueden combinarse, modificarse o desarrollarse por un experto con la ayuda de las enseñanzas según la invención. Por ello, están incluidas también, en la zona de protección de las reivindicaciones siguientes, estas otras formas de realización no indicadas o mostradas explícitamente.

Claims (6)

1. Batería con electrólito líquido que presenta:
-
una carcasa (1) con paredes (1a, 1b, 1c, 1d) laterales, un suelo (1e) de carcasa y una tapa,
-
electrodos (2) con forma de placa, que están dispuestos verticalmente por parejas en celdas,
-
un electrólito (3) líquido, cuyo nivel (3a) en las celdas se eleva hasta por encima del borde (2a) superior del electrodo (2) y
-
un dispositivo de recirculación de electrólito líquido, caracterizado porque, el dispositivo de recirculación de electrólito líquido presenta las características siguientes:
-
un primer elemento (4) con forma de placa, que está dispuesto paralelamente respecto al borde superior de la placa de electrodos o ligeramente inclinado hacia dentro en la zona del nivel (3a) de electrólito,
-
un segundo elemento (6) con forma de placa, que está dispuesto paralelamente respecto al borde (2c) vertical, para formar un canal de flujo (5), estando construidos en una pieza como ángulo (4-6), el primer elemento (4) con forma de placa y el segundo elemento (6) con forma de placa y,
-
un elemento (12) de calefacción, el cual está dispuesto y así construido en el suelo (1e) de carcasa, o en relación de posición cercana a éste en las paredes (1a, 1c,) laterales, para producir al calentarse un flujo electrolítico fuerte.
2. Batería con electrólito líquido según la reivindicación 1, caracterizada porque, en la zona del borde (4a) superior del primer elemento (4) con forma de placa está previsto un primer dispositivo (7) de prevención del retroceso para impedir el retroceso de una primera ola de electrólito.
3. Batería con electrólito líquido según la reivindicación 2, caracterizada porque, el dispositivo (7) de prevención del retroceso está construido como prolongación (4b) de material con forma de nervio del primer elemento (4) con forma de placa.
4. Batería con electrólito líquido según la reivindicación 2, caracterizada porque, el primer dispositivo (7) de prevención del retroceso esta construido como válvula (8) de bisagra.
5. Batería con electrólito líquido según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque, el dispositivo de recirculación de electrólito líquido está dispuesto en ambos lados (1b, 1d) de la carcasa.
6. Batería con electrólito líquido según reivindicación 5, caracterizada porque, los dispositivos de recirculación de electrólito líquido están unidos entre sí.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006021585B3 (de) 2006-05-09 2007-09-27 Iq Power Licensing Ag Batterie mit Elektrolytdurchmischungsvorrichtung
DE102006021578B3 (de) * 2006-05-09 2007-09-27 Iq Power Licensing Ag Batterie mit Elektrolytdurchmischungsvorrichtung
DE102006038047A1 (de) 2006-08-16 2008-02-21 Iq Power Licensing Ag Verfahren zur Herstellung einer Flüssigelektrolytbatterie
JP4656102B2 (ja) 2007-07-27 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 固体型電池
EP3467898B1 (de) * 2010-10-15 2020-07-15 Clarios Germany GmbH & Co. KGaA Akkumulator mit einem wandelement und wandelement dafür
DE102011111516A1 (de) * 2011-08-31 2013-02-28 Akkumulatorenfabrik Moll Gmbh & Co. Kg Batterie, Batteriekasten und Verfahren zur Herstellung einer Batterie
WO2013123929A1 (de) 2012-02-20 2013-08-29 Iq Power Licensing Ag Flüssigelektrolytbatterie mit durchmischungsvorrichtung
KR101338833B1 (ko) * 2012-04-30 2013-12-06 세방전지(주) 배터리 전해액 혼합장치
RS55547B1 (sr) * 2012-11-28 2017-05-31 Iq Power Licensing Ag Baterija sa uređajem za mešanje elektrolita
RU2525833C1 (ru) * 2012-12-27 2014-08-20 Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" Свинцово-кислотный аккумулятор
JP2015176659A (ja) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社Gsユアサ 鉛蓄電池
US9960406B2 (en) 2014-06-09 2018-05-01 Gs Yuasa International Ltd. Energy storage device and method of manufacturing energy storage device
DE102015221264A1 (de) * 2015-10-30 2017-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speichervorrichtung zum Speichern von elektrischer Energie für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Speichervorrichtung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE78061C (de) * 1894-11-12 1894-01-10 F. TAYLOR, Windermere-House, Stainforth-Road, Waltbampstow, Grfsch. Essex, Engl Einrichtung zur hervorbringung eines kreislaufes des flüssigen elektrolyten in galvanischen elementen und elektrischen sammlern
AT40621B (de) * 1907-10-04 1910-01-25 Henry Francis Joel Primär- oder Sekundärelement mit die Zirkulation des Elektrolyten begünstigenden Kanälen zwischen den Elektroden.
FR499498A (fr) * 1917-04-05 1920-02-12 Guglielmo Marconi Perfectionnements aux accumulateurs électriques
US1376257A (en) * 1918-05-11 1921-04-26 Willard Storage Battery Co Storage battery
DE2741933C2 (de) * 1977-09-17 1984-06-28 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Elektrischer Akkumulator mit gasbetätigter Elektrolytbewegung
JPS5738571A (en) * 1980-08-21 1982-03-03 Japan Storage Battery Co Ltd Storage battery
DE3134538C2 (de) * 1981-09-01 1985-02-07 Vladimir Michajlovič Minsk Bogdanov Verfahren und Einrichtung zur Kühlung von Akkumulatoren
SU1010680A1 (ru) * 1982-01-11 1983-04-07 Научно-Исследовательский,Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Стартерных Аккумуляторов Аккумул торна батаре
DE3314174A1 (de) * 1983-04-19 1984-10-25 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Anordnung zur selbsttaetigen elektrolytumwaelzung
JPS6116866U (ja) * 1984-07-03 1986-01-31 日本電池株式会社 自動車用蓄電池
US4963444A (en) * 1988-05-31 1990-10-16 Globe-Union Inc. Internal hydrostatic pump for a mobile vehicle battery
DE3907697C1 (en) * 1989-03-10 1990-07-12 Deta-Akkumulatorenwerk Gmbh, 3422 Bad Lauterberg, De Drive battery
DE9115163U1 (de) * 1991-12-06 1993-04-08 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrochemische Zelle mit flüssigem Elektrolyten für das Bordnetz von Kraftfahrzeugen
DE9115597U1 (de) * 1991-12-17 1993-04-15 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrochemische Zelle mit flüssigem Elektrolyten für das Bordnetz von Kraftfahrzeugen
DE4142628C1 (es) * 1991-12-21 1993-05-06 Dieter Braun
DE29718004U1 (de) * 1997-10-10 1997-12-04 IQ Battery GmbH, 82008 Unterhaching Flüssigelektrolytbatterie

Also Published As

Publication number Publication date
DE19881493D2 (de) 2000-10-12
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AU8622498A (en) 1999-05-03
WO1999019923A1 (de) 1999-04-22
DE59810466D1 (de) 2004-01-29
CA2276185A1 (en) 1999-04-22
EP0944928B1 (de) 2003-12-17
EP0944928A1 (de) 1999-09-29
CA2276185C (en) 2007-09-25
JP2001506055A (ja) 2001-05-08
JP4605827B2 (ja) 2011-01-05

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