ES2251544T3 - Bateria monobloc con varias celdas electroquimicas conectadas entre si. - Google Patents

Abstract

Batería monobloc con varias celdas electroquímicas conectadas entre sí y al menos un tubo colector de gases común a varias celdas, en las que se pueden encontrar mezclas de gases inflamables, caracterizada porque la pared interior del tubo colector de gases (3) está conformada fundamentalmente de modo eléctricamente aislante, y en al menos una región posee un revestimiento de un material electrónicamente conductor, que está en contacto eléctricamente conductor con electrodos (8) o con el electrolito de una celda individual, en la que las distancias de las celdas seleccionadas respecto a los polos terminales de la batería monobloc (1), y dado el caso, entre sí, están seleccionadas de tal manera que bajo todas las condiciones de funcionamiento previstas de la batería monobloc (1), entre estas regiones no se producen tensiones por encima de 30 V.

Description

Batería monobloc con varias celdas electroquímicas conectadas entre sí.

El objeto de la invención es una batería monobloc con varias celdas electroquímicas conectadas entre sí y al menos un tubo colector de gas común a varias celdas, en el que se pueden encontrar mezclas de gases inflamables.

Los elementos electroquímicos de acumulador se agrupan en muchos casos en las denominadas baterías monobloc, también denominadas monobloc. En este caso se trata, en la mayoría de los casos, de la conexión en serie de elementos de acumulador construidos de la misma manera con la misma capacidad, que están dispuestos en un bloque común. Por medio del agrupamiento en una misma carcasa, por un lado, se facilita el manejo, por otro lado, por medio de un ahorro de material y por medio de la reducción del número de las piezas individuales se puede conseguir una fabricación más económica y una mayor densidad de energía referida al peso y al volumen.

Este tipo de baterías monobloc son habituales, por ejemplo, en acumuladores de plomo. Este tipo de baterías monobloc son conocidas en aplicaciones estacionarias, por ejemplo en la telecomunicación y en los dispositivos de suministro eléctrico de emergencia. En el caso de los acumuladores de plomo, tal y como se usan para baterías de arranque para vehículos, tienen habitualmente 6 celdas iguales conectadas en serie, de manera que se produce una tensión nominal del bloque de 12 V. en el caso de instalaciones de batería estacionarias, sin embargo, también son habituales las baterías monobloc con una conexión en serie de sólo 2, 3, 5 celdas, o incluso otro número.

Las baterías monobloc, sin embargo, no sólo se usan en acumuladores de plomo, sino también en acumuladores alcalinos con los sistemas electroquímicos de níquel/cadmio, níquel/hidruro de metal, níquel/hierro, etc., así como en acumuladores de litio-ión.

Dependiendo del tipo del sistema electroquímico se puede originar en los acumuladores en un uso conforme a las prescripciones o en estados de funcionamiento extremos una cierta cantidad de gases que son entregados al entorno a través de una abertura prevista de las celdas. En este caso se trata, sobre todo, de oxígeno y de hidrógeno, o de una mezcla de estos dos gases, si bien la mezcla de gases también puede contener otras sustancias. La cantidad de la evolución de gas depende del tipo del sistema electroquímico, del modo de construcción y de las condiciones de funcionamiento.

En los denominados sistemas de acumuladores abiertos es habitual establecer una unión abierta continua desde el interior de la celda al aire del entorno, en la que para la reducción de la evacuación de gotitas de líquido se pueden montar dispositivos de precipitación, como pantallas de choque, composiciones de materiales vitrificables o similares.

Por el contrario, los acumuladores cerrados están concebidos de tal manera que bajo las condiciones de funcionamiento normales no se desarrolla ningún gas o sólo cantidades muy pequeñas de gases en el interior de las celdas. Por esta razón, no se establece ninguna sobrepresión, o sólo una sobrepresión muy pequeña, en el interior de las celdas, y la unión del interior de las celdas con el entorno se cierra por lo general por medio de una válvula de retención que actúa por un lado. Ésta sólo se abre cuando en el interior de las celdas se ha ajustado una cierta sobrepresión, y vuelve a cerrar herméticamente el interior de las celdas respecto al aire que rodea a la celda después de que se haya compensado la sobrepresión.

Los gases conformados en el interior de las celdas pueden ser combustibles dependiendo del tipo constructivo y de las condiciones de funcionamiento, en el caso de relaciones de mezcla no adecuadas de oxígeno e hidrógeno también pueden ser directamente inflamables. Por esta razón, en muchos casos no se entrega directamente el gas que abandona las celdas individuales al entorno, sino que es agrupado en un tubo colector de gases que une las aberturas de desgasificación de las celdas individuales, y se entrega al entorno en una única abertura (o también dos por razones de redundancia) de la batería monobloc. Para evitar, por ejemplo en un automóvil en el que la batería de arranque está dispuesta en un espacio cerrado relativamente hermético, la acumulación de mezclas de gases inflamables, en esta(s) abertura(s) se puede conectar un tubo flexible a través del que se conduzcan los gases desarrollados al exterior.

Este modo de proceder no sólo es habitual en acumuladores abiertos y estancos, sino que también se emplea en acumuladores cerrados.

Los denominados tubos colectores de gas sirven para derivar gases o mezclas de bases combustibles que se desarrollen eventualmente de un modo seguro desde la región del entorno del acumulador monobloc. En este caso es muy importante que se evite de un modo seguro el encendido de los gases. En este caso es crítico, en particular, el encendido prematuro de llamas o de chispas fuera de la batería monobloc a través del tubo colector de gases en el interior del acumulador monobloc. Esto se evita habitualmente por medio del montaje de composiciones de materiales vitrificables, compuestas de plástico o cristal sinterizado poroso, en la salida del tubo colector de gases al entorno.

Habitualmente, estos tubos colectores de gases son secos, es decir, no humedecidos con el electrolito de las celdas de la batería monobloc. Gracias a ello, la pared de los tubos colectores de gases está desacoplada eléctricamente de las celdas, ya que el material de la batería monobloc normalmente, al igual que el de los tubos colectores de gases, es un aislante eléctrico. Gracias a ello, la pared interior de los tubos colectores de gases está puesta a un potencial indefinido, y no se producen intensidades de campo elevadas ocasionadas por medio de la tensión de las celdas de los acumuladores.

La situación se modifica, sin embargo, cuando la pared interior del tubo colector de gases está humedecido por medio de electrolito de una o varias de las celdas. En este caso se produce un acoplamiento electrolítico más o menos bueno en una o varias celdas. En caso de que se produzca un acoplamiento con varias de las celdas individuales que están en fila, entonces fluye a través de esta película humedecedora electrolítica de todo el tubo colector de gases una corriente iónica ya que las celdas conectadas en serie se encuentran a un potencial diferente. Esta corriente iónica provoca una transmisión de material irreversible de una celda a otra, así como una descarga de las celdas afectadas y de las que se encuentra en el medio.

Las corrientes iónicas a través del tubo colector de gases común, debido a esto, son corrientes parásitas, en se han de evitar en la mayor medida posible. Esto se produce por medio de una construcción lo más larga posible y que evite la humidificación continua con electrolito del tubo colector de gases tanto del tubo de alimentación desde las celdas individuales al tubo colector de gases, así como por medio de recorrido lo más largo posible del mismo tubo colector de gases.

La corriente iónica que, dado el caso, fluye de una celda a otra a través del tubo colector de gases humedecido con electrolito puede llevar a la electrólisis del agua que se encuentra en la película de electrolito. Debido a ello se puede interrumpir puntualmente la película de electrolito, debido a lo cual pueden aparecer localmente intensidades de campo muy elevadas. Con intensidades de campo suficientes se puede producir una descarga eléctrica, que puede hacer que se encienda una mezcla de gases inflamable existente, dado el caso, en esta posición. La magnitud precisa de estas intensidades de campo es altamente aleatoria, y apenas se puede predecir, si bien en la experiencia se ha mostrado que con tensiones por debajo de 30 voltios por regla general no existe ningún peligro de un encendido de la mezcla de gas que se encuentra en el tubo colector de gases.

En caso de posibles diferencias elevadas de tensión entre las celdas unidas por medio de un tubo colector de gases común, se puede llevar, por el contrario, a un encendido de una mezcla de gases inflamable. Esto se describe y se explica en la patente alemana 3.425.169. Para evitar el peligro de encendidos, esta patente describe un procedimiento en el que se disponen de modo alternado secciones aislantes y conductoras metálicamente en el sistema de derivación de gas. Las secciones conductoras metálicamente se unen entre sí por medio de elementos de conexión electrónicos, en concreto sencillamente por medio de resistencia óhmicas, o en una mejor realización por medio de diodos Zener. Gracias a ello se limita la diferencia de tensión entre secciones conductoras metálicamente contiguas.

En la Figura 2 del documento DE-PS 3.425.169 se indica adicionalmente la unión de la sección conductora metálicamente más cercana al polo positivo con el polo positivo.

Este procedimiento está indicado, en particular, para instalaciones de baterías grandes, tal y como se usan, por ejemplo, en vehículos submarinos. En este caso es habitual recolectar los gases de carga desarrollados en las celdas individuales en un sistema de derivación común. En este caso se unen entre sí celdas que pueden tener una tensión de muchos centenares de voltios una respecto a la otra. Una situación similar se da en el caso de grandes grupos de pilas de combustible, cuyas tuberías de escape de gas son unidas, igualmente, y donde también pueden aparecer tensiones de varios centenares de voltios. Las medidas descritas en la patente DE 3.425.169, sin embargo, son comparativamente costosas, ya que requieren canales de derivación eléctricamente conductores por secciones y una conexión electrónica.

En el caso de baterías monobloc en las que hay tan pocas celdas electroquímicas conectadas entre sí que en un sistema de desgasificación existente, bajo todas las condiciones de funcionamiento, no se puede alcanzar una tensión suficiente para el encendido de una mezcla de gases inflamable, no se requieren medidas de precaución especiales. Esto es así, en particular, para acumuladores de plomo con una tensión nominal de 12 V, como por ejemplo en las baterías de arranque convencionales hoy en día en automóviles que ni siquiera bajo condiciones extremas, por lo general, son solicitados con tensiones por encima de 18 V.

Los conceptos para los nuevos sistemas de alimentación a bordo prevén elevar la tensión de funcionamiento que hoy en día es habitual de los componentes electrónicos, de aproximadamente 14 V, a un nuevo nivel de tensión de aproximadamente 42 V. Para esta aplicación se requieren baterías cuya tensión nominal tenga un valor de aproximadamente 36 V. En caso de que se trate de acumuladores de plomo, entonces se han de prever en este caso tensiones de carga de aproximadamente 48 V.

Para el nivel de tensión en este tipo de nuevos sistemas de alimentación a bordo se han desarrollado disposiciones de normalización en gremios técnicos internacionales que prevén tensiones de funcionamiento de hasta 48 V con picos de media onda positivos de hasta 50 V. Adicionalmente, en casos excepcionales se permiten picos de tensión de hasta 58 V (ver K. Ehlers, H.-D. Hartmann, E. Meissner, Journal of Power Sources 95 (2001) 43).

Las baterías para estos nuevos conceptos para el suministro eléctrico de automóviles se pueden montar a partir de varias baterías monobloc con una tensión nominal correspondiente. En caso de que se trate, por ejemplo, de dos baterías monobloc con una tensión nominal de 18 V cada una de ellas, entonces con una tensión en el sistema de alimentación a bordo de un máximo de 50 V, con una distribución asimétrica de la tensión en las dos baterías monobloc, se consigue posiblemente exactamente un valor de tensión crítico para el encendido.

En caso de que se conecten en serie tres baterías monobloc con una tensión nominal de 12 V cada una de ellas, entonces se puede pensar en tensiones en cada bloque individual de más de 30 V sólo con una distribución de tensiones extraordinariamente poco uniforme, por ejemplo en caso de fallo de uno de los bloques. En este caso no se han de temer, así pues, riesgos debidos al encendido en un tubo colector de gases existentes de los bloques individuales, en tanto que estos sistemas de los bloques individuales no se unan entre sí.

En caso de que, por el contrario, se quiera realizar una batería para este sistema de alimentación a bordo en una única batería monobloc, entonces la tensión en el tubo colector de gases de esta batería monobloc sobrepasa con seguridad el valor umbral crítico para un encendido cuando se prevea un único tubo colector de gases que sirva a todas las celdas. Lo mismo es cierto cuando los tubos colectores de gas de varias baterías monobloc conectadas en serie, cada una de las cuales posee sólo una tensión nominal reducida, son unidos, y debido a ello se origina un sistema de derivación de gases con una tensión total conjunta posiblemente crítica.

También se pueden prever varios tubos colectores de gas separados con salidas separadas espacial y eléctricamente al entorno en una batería monobloc, de manera que la tensión en cada uno de ellos, con las relaciones de tensión adoptadas, permanece por debajo del valor posiblemente crítico de 30 V. Esto requiere, sin embargo, para cada una de estas salidas, una composición de materiales vitrificables propia para evitar encendidos prematuros desde el exterior, lo que va unido con costes elevados. En caso de que, además, se quiera colocar en las salidas del acumulador tubos flexibles para derivar más los gases desarrollados, entonces se han de prever varias salidas con tubos flexibles separados. Esto eleva el peligro de una colocación inadecuada de un modo considerable, en particular después del intercambio del acumulador.

El objetivo de la invención es proporcionar un procedimiento sencillo y económico para evitar el riesgo del encendido de mezclas de gases inflamables en tubos colectores de gases de baterías monobloc, que una celdas entre sí que en el funcionamiento puedan alcanzar una tensión total entre sí de más de 30 V, y que se emplee en particular en baterías monobloc con una tensión nominal comparativamente reducida (como por ejemplo para un sistema de alimentación a bordo de un automóvil con 42 V de tensión nominal).

Al mismo nivel se encuentran las conexiones de varias baterías monobloc de tensión nominal menor en serie uniendo sus tubos colectores de gases, en las que en el tubo colector de gases de cada batería monobloc individual no se producen, ciertamente, tensiones elevadas críticas, si bien sí que se pueden producir en el sistema de desgasificación completo originado por medio de la unión de los tubos colectores de gases.

Este objetivo se consigue según la invención con una batería monobloc del tipo mencionado al comienzo por medio de las características caracterizadoras de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se indican configuraciones ventajosas.

En una batería monobloc conforme a la invención con un tubo colector de gases común a varias celdas, en el que se pueden encontrar mezclas de gases inflamables, la pared interior de este tubo colector de gases está formada fundamentalmente por un aislante eléctrico, si bien posee en al menos una región un revestimiento hecho de un material eléctricamente conductor, que está en contacto eléctricamente conductor con los electrodos o con el electrolito de una celda individual, en la que las distancias de las celdas seleccionadas de esta manera respecto a los polos terminales de la batería monobloc, y dado el caso, entre sí, se seleccionan de tal manera que bajo todas las condiciones de funcionamiento previstas de la batería monobloc no se puedan producir entre estas regiones tensiones por encima de aproximadamente 30 V.

La región del tubo colector de gases que posee un revestimiento hecho de un material electrónicamente conductor se encuentra por ejemplo al menos parcialmente entre las aberturas de entrada de dos celdas contiguas, y está en contacto eléctricamente conductor con los electrodos o con el electrolito de una de estas celdas.

El revestimiento interior electrónicamente conductor del tubo colector de gases puede estar formado por un tubo o por un tubo de red cuyo material sea un metal, un plástico conductor, o un aislante relleno de aditivos conductores, preferentemente un plástico relleno de aditivos conductores. En particular, está indicado un revestimiento interior hecho de plomo o de una aleación de plomo.

El revestimiento también se puede dar en forma de una composición de materiales vitrificables conductora electrónicamente u otro material poroso de poros abiertos que esté hecho de metal, un plástico conductor, o un aislante relleno de aditivos conductores, preferentemente un plástico relleno de aditivos conductores.

Adicionalmente es posible insertar en el tubo colector de gases un material poroso de poros abiertos electrónicamente conductor, por ejemplo un cordón, en el que el material sea un metal, un plástico conductor o un aislante relleno de aditivos conductores, preferentemente un plástico relleno de aditivos conductores. Este cordón está enrollado preferentemente en forma espiral. El material poroso de poros abiertos electrónicamente conductor está en contacto eléctrico con el electrolito o con uno o varios electrodos de una o varias de los elementos del acumulador conectados en serie.

Los espacios de las celdas de los elementos del acumulador electroquímicos agrupados en la batería monobloc pueden estar unidos por medio de válvulas de abertura que actúen por un lado con el tubo colector de gases. La resistencia eléctrica de la unión del revestimiento/composición de materiales vitrificables/cordón con los electrodos o el electrolito se mide de tal manera que es menor que la resistencia del tubo colector de gases entre dos celdas contiguas si éste estuviera lleno de electrolito completamente.

En particular, en las baterías monobloc mencionadas previamente, con una tensión nominal aproximadamente de 36 V a 40 V es suficiente procurar una unión eléctrica del tubo colector de gases entre dos celdas aproximadamente en el centro de la conexión en serie con los electrodos o el electrolito. Gracias a ello se limita la tensión que se produce posiblemente en el tubo colector de gases a la mitad de la tensión del bloque, como máximo. Puesto que la mitad de la máxima tensión de funcionamiento prevista de 58 V es menor que el valor de tensión crítico de aproximadamente 30 V, según la invención se evita el riesgo de un encendido.

Para ello, en acumuladores con una tensión nominal aproximadamente de 36 a 40 V es suficiente una única conexión eléctrica del tubo colector de gases con los electrodos o el electrolito de una celda. Incluso cuando se prevén varias uniones, el hecho de prescindir de una conexión electrónica representa una ventaja considerable. En el caso de baterías monobloc con elevadas tensiones nominales, se requieren varias uniones eléctricas del tubo colector de gases con los electrodos o el electrolito de las celdas conectadas en serie, habiendo de seleccionar la distancia de estas celdas de tal manera que la diferencia de tensión entre sí en el funcionamiento no sobrepase un valor de aproximadamente 30 V.

La toma eléctrica a un electrodo o a un electrolito requerida en el marco de la invención en una celda se puede usar al mismo tiempo para otras finalidades. Un uso de este tipo de uniones del espacio que encierra los electrodos y el electrolito con la región exterior para diferentes finalidades en lugar de varias uniones de este tipo es ventajosa, en particular desde el punto de vista de la técnica de producción y para la reducción de costes, ya que habitualmente se exigen en este tipo de uniones requerimientos elevados a la hermeticidad respecto a líquidos (por ejemplo electrolito) y/o gases.

Entre estas otras finalidades son dignos de mencionar, en particular, procedimientos para la evaluación del estado de la batería monobloc, por ejemplo del estado de carga, de la disponibilidad de funcionamiento, o del envejecimiento, en los que para la evaluación del estado no sólo se usa la tensión total de varios elementos del acumulador conectados en serie, sino también la tensión en las celdas individuales o en grupos de celdas. En el caso más sencillo, con la ayuda de tomas intermedias en las celdas o en los grupos de celdas se evalúa la uniformidad de las tensiones en celdas a través de las que fluye la misma tensión en diferentes estados de funcionamiento. Este tipo de procedimientos, y los dispositivos adecuados para la realización de los procedimientos se pueden extraer, por ejemplo, de los documentos DE 19751987 A1 y DE 19810746 A1.

Una toma eléctrica prevista en el marco de la presente invención a un electrodo, sin embargo, se puede usar al mismo tiempo para un elemento de conexión asignado a la batería monobloc y, en particular, para un elemento de conexión integrado en ella o un elemento de seguridad que pueda interrumpir el flujo de corriente a través de la batería monobloc. Para ello, no se unen directamente dos celdas conectadas en serie, sino que se unen por medio del elemento de conexión o de seguridad. Para ello también se requieren uniones eléctricas desde el espacio que rodea el electrodo y el electrolito con la región exterior, que según la invención se pueden usar al mismo tiempo para la unión electrónica del tubo colector de gases descrita en esta invención.

Por medio de la unión descrita también se puede controlar una homogeneización adecuada de celdas individuales de la batería. La unión eléctrica del revestimiento conductor/composición de materiales vitrificables/cordón con los electrodos o el electrolito se une después con uno medio asignado a la batería monobloc, preferentemente un medio integrado en ella, por ejemplo un dispositivo de conexión, que por medio de la solicitación activa de esta unión con una corriente o una tensión, medida respecto a uno de los polos terminales, u otra unión de este tipo con los electrodos o con el electrolito de otra celda de la batería monobloc, lleva a cabo una homogeneización del estado de las celdas individuales de la batería monobloc.

Procedimientos para la homogeneización del estado de elementos del acumulador conectados en serie se describen, por ejemplo, en la disertación de Christoph Siedle, Universidad de Karlsruhe, 1997 (Fortschrittsberichte VDI, serie 21/Electrotecnia, N4. 245, Editorial VDI, Dusseldorf 1998). El documento EP 0939 475 A2 da a conocer un procedimiento para la homogeneización del estado de dos baterías monobloc conectadas en serie.

A continuación se explica con más detalle el objeto de la invención a partir de las figuras 1 a 6.

Las Figuras 1 a 3 muestran de modo esquemático la disposición de tubos colectores de gas en una batería monobloc. Las Figuras 4 a 6 muestran esquemáticamente la unión eléctrica del tubo colector de gases con los electrodos o con el electrolito de una celda.

La Figura 1 muestra una batería monobloque 1 según el estado de la técnica con dos polos terminales 6 y un único tubo colector de gases 3 que une las aberturas de desgasificación 2 de varias celdas entre sí. En la única posición de salida 5 al entorno se encuentra una composición de materiales vitrificables 4 para evitar encendidos prematuros en el interior. Sólo hay una salida 5 a la que se puede conectar un tubo flexible. En caso de que, sin embargo, el número total de las celdas suministradas por el único tubo colector de gases sea tan grande que la tensión en el funcionamiento pueda subir por encima de aproximadamente 30 V (por ejemplo en el caso de 18 celdas en serie), entonces existen, en caso de una humidificación del interior del tubo colector de gases con electrolito el riesgo de un encendido. Este riesgo depende de la elección del lugar de la posición de salida 5 del tubo colector de gases 3.

La Figura 2 muestra una batería monobloque 1 según el estado de la técnica con dos tubos colectores de gases 3 separados. En cada una de las dos posiciones de salida 5 al entorno se encuentran, respectivamente, una composición de materiales vitrificables 4 para evitar encendidos prematuros en el interior. Cuando la tensión entre las celdas en cada una de las dos partes de las baterías monobloc durante el funcionamiento no sube por encima de 30 V, tal y como se puede suponer, por ejemplo, en 9 celdas del acumulador de plomo en serie, entonces, incluso en el caso de humidificación del interior de los tubos colectores de gases con electrolito, no existe ningún riesgo de un encendido. En este caso se han de emplear dos composiciones de materiales vitrificables 4 que inhiban el encendido prematuro, y las dos salidas 5 han de quedar separadas claramente, y no se pueden unir con un tubo flexible común, en el que se podría originar un puente electrolítico.

La Figura 3 muestra una conformación según la invención de una batería monobloc 1 con un único tubo colector de gases 3. En la única posición de salida 5 al entorno se encuentra una composición de materiales vitrificables 4 para evitar encendidos prematuros en el interior. Al contrario de lo que ocurre en la Figura 2, ésta, sin embargo, está dispuesta de tal manera que divide el tubo colector de gases 3 en dos regiones, cuyo número total de celdas suministradas es tan pequeño que la tensión en funcionamiento, respectivamente, no puede subir por encima de 30 V. La composición de materiales vitrificables 4 se fabrica según la invención a partir de un material conductor y se une de modo eléctrico con el electrolito o con un electrodo de una celda que está dispuesta en la conexión en serie de las celdas de la batería monobloc de tal manera que también su tensión en funcionamiento, respectivamente, no puede subir por encima de 30 V respecto a un polo terminal o bien otra celda usada así para la unión del tubo colector de gases 3. Gracias a ello, en caso de humidificación del interior del tubo colector de gases 3 con electrolito no existe ningún riesgo de un encendido.

La Figura 4 muestra una sección transversal a través de la tapa de una batería monobloc 1 en la posición en la que se emplea en el tubo colector de gases 3 la composición de materiales vitrificables 4 conductora electrónicamente representada en la Figura 3. Ésta está unida con los electrodos 8 de una polaridad de una celda contigua.

La Figura 5 muestra una sección transversal a través de la tapa de una batería monobloc 1 en la posición en la que el tubo colector de gases 3 tiene un revestimiento electrónicamente conductor. Este revestimiento formado, por ejemplo, por un anillo de plomo, está unido con los electrodos 8 de una polaridad de una celda contigua.

La Figura 6 muestra una sección transversal a través de la tapa de una batería monobloc 1 en la posición en la que se inserta en el tubo colector de gases 3 un cordón 9 hecho de material electrónicamente conductor. Éste está unido con el electrolito de una celda contigua.

Claims (11)

1. Batería monobloc con varias celdas electroquímicas conectadas entre sí y al menos un tubo colector de gases común a varias celdas, en las que se pueden encontrar mezclas de gases inflamables, caracterizada porque la pared interior del tubo colector de gases (3) está conformada fundamentalmente de modo eléctricamente aislante, y en al menos una región posee un revestimiento de un material electrónicamente conductor, que está en contacto eléctricamente conductor con electrodos (8) o con el electrolito de una celda individual, en la que las distancias de las celdas seleccionadas respecto a los polos terminales de la batería monobloc (1), y dado el caso, entre sí, están seleccionadas de tal manera que bajo todas las condiciones de funcionamiento previstas de la batería monobloc (1), entre estas regiones no se producen tensiones por encima de 30 V.

2. Batería monobloc según la reivindicación 1, caracterizada porque la región del tubo colector de gases (3) que posee un revestimiento de material electrónicamente conductor está dispuesta al menos parcialmente entre las aberturas de entrada de dos celdas contiguas, y en contacto eléctricamente conductor con electrodos o con el electrolito de una de estas celdas.

3. Batería monobloc según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el revestimiento interior electrónicamente conductor en la región de algunas celdas del tubo colector de gases (3) está formado por un tubo o por un tubo de red que está hecho de metal, plástico conductor o un aislante relleno de aditivos conductores, preferentemente de un plástico relleno de aditivos conductores.

4. Batería monobloc según la reivindicación 3, caracterizada porque el revestimiento interior electrónicamente conductor del tubo colector de gases (3) está hecho de plomo o de una aleación de plomo.

5. Batería monobloc según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el revestimiento electrónicamente conductor del tubo colector de gases (3) es un material poroso de poros abiertos electrónicamente conductor, preferentemente una composición de materiales vitrificables (4).

6. Batería monobloc, caracterizada porque en el tubo colector de gases (3) está introducido un material poroso de poros abiertos electrónicamente conductor, preferentemente un cordón (9), que está hecho de metal, un plástico conductor o un aislante relleno de aditivos conductores, preferentemente de un plástico relleno de aditivos conductores, y que está en contacto eléctrico con uno o varios electrodos (8) de uno o varios de los elementos del acumulador conectados en serie, o está humedecido con su electrolito.

7. Batería monobloc según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los espacios de las celdas de los elementos del acumulador electroquímicos agrupados en la batería monobloc están unidos con el tubo colector de gases (3) a través de una válvula de abertura que actúa por un lado.

8. Batería monobloc según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la resistencia eléctrica de la unión del revestimiento conductor/composición de materiales vitrificables/cordón con los electrodos o el electrolito se mide de tal manera que es menor que la resistencia del tubo colector de gases (3) entre dos celdas contiguas si éste estuviera lleno de electrolito completamente.

9. Batería monobloc según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la unión eléctrica del revestimiento conductor/composición de materiales vitrificables/cordón con los electrodos o el electrolito está unida con un elemento de conexión o de seguridad asignado a la batería monobloc, preferentemente integrado en ella, que puede interrumpir el flujo de corriente a través de la batería monobloc.

10. Batería monobloc según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la unión eléctrica del revestimiento conductor/composición de materiales vitrificables/cordón con los electrodos o el electrolito está unida con un medio asignado a la batería monobloc, preferentemente integrado en ella, que por medio de la solicitación activa de esta unión con una corriente o con una tensión, medida respecto a uno de los polos terminales o a otra unión de este tipo con los electrodos o con el electrolito de otro celda de la batería monobloque, lleva a cabo una homogeneización del estado de las celdas individuales de la batería monobloc.

11. Compuesto de batería, interconectado a partir de varias celdas electroquímicas o varias baterías monobloc, cada una de las cuales comprende varias celdas electroquímicas conectadas entre sí, y al menos un tubo colector de gases común a varias de las celdas conectadas eléctricamente, en las que se pueden encontrar mezclas de gases inflamables, caracterizado porque la pared interior del tubo colector de gases está conformada fundamentalmente de modo eléctricamente aislante y posee en al menos una región un revestimiento hecha de un material electrónicamente conductor, que está en contacto eléctricamente conductor con electrodos (8) o con el electrolito de una celda individual, en el que las distancias de las celdas seleccionadas respecto a los polos finales de la conexión eléctrica y, dado el caso, entre sí, están seleccionadas de tal manera que bajo todas las condiciones de funcionamiento previstas no se producen entre estas regiones tensiones por encima de 30 V.