NO151063B - Luft-depolarisert elektrisk primaercelle - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en luft-depolarisert primærcelle som omfatter en beholder, en negativ elektrode anordnet i anlegg mot beholderens vegg og hovedsakelig be-stående av en suspensjon av sinkpulver i en elektrolytt-gel, en positiv elektrode anordnet i beholderens midtområde samt en elektrolytt i gelform mellom elektrodene.

I sådanne celler er det anordnet et gassfylt rom over elektrolytten og den negative elektrode for opptagelse av den negative elektrodes økende volum når cellen utlades. Dette gassfylte rom må ikke stå i forbindelse med den ytre atmosfære, da dette kan føre til oksydasjon som er skade-lig for den negative elektrode, både i hviletilstand og under utladning av cellen, og særlig ved langsom utladning. Vedkommende rom er således avgrenset mot den ytre atmosfære av en oksygentett vegg, som på den ene side er forbundet med beholderveggen og på den annen side med en ventilasjonskrets, som i visse tilfeller kan utgjøres av selve den positive elektrode. For å gjøre rommet oksygentett er det påført et lag av bek ovenpå avtetningsveggen.

Et eksempel på en sådan utførelse kan finnes i fransk patent nr. 71 24 029, som er publisert under nr. 2.143.595.

I den senere tid er det gjort forsøk på å hindre innstrøm-ning av luft i det gassfylte rom for den negative elek-rode ved å anordne et rør som er ugjennomtrengelig for oksygen for derved å begrense utstrekningen av det gassfylte rom på den side som vender mot ventilasjonskretsen. Hvilke tiltak som enn treffes i cellens midtområde for å hindre det gassfylte rom fra å kommunisere med den ytre atmosfære, er det imidlertid funnet at den oksygentette vegg bare er effektiv så lenge cellen befinner seg i hviletilstand, men ikke under utladning av cellen. På tross av det gassfylte rom utøver således svellingen av den negative elektrode faktis et trykk mot beholderveggen, som når den deformeres bevirker sprekkdannelser i det tettende lag av bek. Dette fører til innstrømning av luft og uheldig oksydasjon, hvilket er særlig fremtredende under langsom eller diskontinuerlig utladning.

Foreliggende oppfinnelse har derfor som formål å over-vinne denne ulempe.

Oppfinnelsen gjelder således en luft-depolarisert primærcelle som omfatter en beholder, en negativ elektrode anor-det i anlegg mot beholderens sideveggien positiv elektrode anordnet i beholderens midtområde sammen med en ventil-as jonskrets for denne elektrode, en elektrolytt i gelform mellom elektrodene, samt et gassfylt rom over elektrolytten og den negative elektrode, idet nevnte rom avgrenses av beholderveggen, ventilasjonskretsen samt en ytterligere øvre vegg som er ugjennomtrengelig for oksygen og tett forbundet med beholderveggen ved sin ytterkant og ventilasjonskretsen, ved sin innerkant.

På denne bakgrunn av en celleutførelse som prinsippielt er kjent fra f.eks. DE-OS 2.026.870 har primærcellen i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at den ytterligere vegg omfatter en trinnavsats med innbyrdes samvirkende hori-sontal del og vertikal del.

Når i dette tilfelle beholderen utvides på grunn av svellingen av den negative elektrode, vil omkretsen av den ugjennomtrengelige vegg som er sveiset til beholderveggen, følge beholderveggens bevegelse under åpning av vinkelen mellom trinnavsatsens horisontale og vertikale del, mens perfekt oksygentett avtetning foreligger mellom kanten av den ugjennomtrengelige vegg og beholderveggen.

Når den ugjennomtrengelige vegg og beholderveggen er ut-ført i et plastmaterial, utføres sammensveisingen mellom veggene fortrinnsvis ultrasonisk.

Foreliggende oppfinnelse vil bli bedre forstått ut ifra følgende beskrivelse under henvisning til den vedføyde tegning, hvorpå den eneste figur viser et lengdesnitt gjennom en utførelse av en primærcelle i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Den primærcelle som er vist i figuren er utstyrt med et hylster av plastmaterial som danner en beholder 1 og et deksel 2. Inne i hylsteret er det sentralt anordnet en positiv luft-depolarisert elektrode, som hovedsakelig ut-gjøres av en katalytisk masse 3 av fordelt karbon, samt en negativ elektrode av sinkpulver anordnet i anlegg mot sideveggen av beholderen 1. Det ringformede rom mellom elektrodene opptas av en alkalisk elektrolytt 5 i gelform som også dekker den øvre kantflate av den negative elektrode. En ventilasjonskrets for den positive elektrode omfatter en vertikal avtrekkskanal 6 utformet i massen 3 og i forbindelse med et ventilasjonskammer 7 som befinner seg umiddelbart under dekslet 2, som i sin tur er utstyrt med to åpninger 8 og 9 som, slik det er vist i figuren, er tildekket av plastskiver 20 og 21. Disse dekkskiver må fjernes for at cellen skal fungere. Åpning-ene 8 og 9 setter da kammeret 7 i forbindelse med den ytre atmosfære og utgjør således en oksygenkilde for den positive elektrode. En komponent 10 med H-profil er anordnet i avtrekkskanalen 6 for å fremme luftsirkulasjon slik som beskrevet i fransk patent nr. 72 30 383, som er publisert under nr. 2.197.242. En metalltråd 11 som er skrueviklet langs avtrekkskanalen 6 og innleiret i massen 3, danner strømuttak for den positive elektrode og er forbundét med cellens positive forbindelsesklemme 12. Cellens negative forbindelsesklemme er forbundet med en metalltråd 13 som er nedsenket i elektroden 4 og ført ut gjennom dekslet 2. En fri overflate 14 av elektrolytten 5 vender ut mot et gassfylt område 15 som kompenserer for de volumforandringer som oppstår på grunn av temperaturvariasjoner og cellens utladningsprosess.

For å hindre oksygen fra den omgivende luft fra å trenge inn i rommet 15, hvor oksygenet vil kunne oksydere sink-pulveret i den negative elektrode, er rommet 15 oksygentett adskilt fra ventilasjonskammeret 7 ved hjelp av en øvre vegg 26 av plastmaterial som er ugjennomtrengelig for oksygen og hvis innerste del er dekket av et beklag 17 som er forbundet med et plastrør 28, som rager opp fra elektrolytten og utgjør en del av ventilasjonskretsen. Plast-veggen 26 har en trinnavsats og er ved sin ytterkant sveiset ved 30 til veggen av beholderen 1 samt ved sin innerkant festet til røret 28. Dekslet 2 er innpasset på inn-siden av trinnavsatsens vertikale del 27, hvor det enten kan være presspasset eller fastklebet. Plastkomponenten 26 kan være forbundet ved 29 til det øvre parti av røret 28 ved fastklebning, idet beklaget 17 bidrar til å for-bedre avtetningen,slik som vist i figuren. Med denne forbindelse kan også utføres ved ultrasonisk sveising til røret 28. Det nedre parti av røret 28 er tettende omgitt av massen 3, særlig ved støping av massen rundt røret. Hvis f.eks. røret 28 er utført i polystyren eller et ko-polymer av styren, slik som kopolymeret akrylnitril-butadien-styren (ABS), og massen 3 utgjøres av en blanding av katalytisk material (karbon), polystyren som tjener som bindemiddel , samt et løsningsmiddel for polystyrenet (klorholdig hydrokarbon, aromatisk hydrokarbon, keton), vil løsningsmidlet faktisk oppløse overflaten av materi-alet i røret. Dette gjør at massen vil hefte godt til røret .

Det vil innses at hvis beholderen 1 utvider seg, vil den vertikale del 27 av trinnavsatsen anta en skråstilling. Selv om dette skulle føre til sprekkdannelser i bekmassen 17 nær dette sted, vil det ikke påvirke avtetningen av rommet 15 på noen måte. Det vil således ikke finne sted noen parasittnedbrytning av den negative elektrode verken under utladning eller i hvileperioder for cellen.

Beskrivelsen ovenfor gjelder en utførelse hvori innstrøm-ning av luft i rommet 15 delvis hindres av et sentralt rør 28 som er nedsenket i elektrolytten og er avtettende forbundet med de katalytiske masse. Oppfinnelsen angår imidlertid hovedsakelig forbedring av den ugjennomtrengelige vegg 26, og kan utøves like godt i forbindelse med andre celleutførelser som benytter andre former for sentral ventilasjonskrets og/eller andre former for forbindelse mellom den ugjennomtrengelig vegg og denne krets .

Claims (1)

1. Luft-depolarisert primærcelle som omfatter en beholder (1), en negativ elektrode (4) anordnet i anlegg mot be-holders sidevegg, en positiv elektrode (3) anordnet i beholderens midtområde sammen med en ventilasjonskrets (6, 28, 7) for denne elektrode, en elektrolytt (5) i gelform mellom elektrodene (3, 4), samt et gassfylt rom (15) over elektrolytten og den negative elektrode, idet nevnte rom avgrenses av beholderveggen, ventilasjonskretsen (28) samt en ytterligere øvre vegg (26) som er ugjennomtrengelig for oksygen og tett forbundet med beholderveggen ved sin ytterkant og ventilasjonskretsen (28) ved sin innerkant, karakterisert ved at den ytterligere vegg omfatter en trinnavsats med innbyrdes samvirkende horison-tal del (29, 30) og vertikal del (27).