NO159429B

NO159429B - PRIMAERBATTERISYSTEM.

Info

Publication number: NO159429B
Application number: NO84843057A
Authority: NO
Inventors: Lawrence S Supelak; Steven J Specht; Richard C Hills
Original assignee: Gould Inc
Priority date: 1982-12-13
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1988-09-12
Also published as: NO843057L; NO159429C; BR8307639A

Description

Teknisk område Technical area

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et lukket ytterhus som kan nedsenkes i en løsningsvæske og som omslutter et reservoar og en batteriinnsatssone, en batteriinnsats som er anbrakt i batteriinnsatssonen og som omfatter en elektrokjemisk celle som utnytter løsningen og et oppløst stoff som en elektrolytt, og frembringer gass og annet biprodukt av oppløst stoff som følge av sin elektrokjemiske funksjon, midler for tilførsel, av ytterligere løsning fra ytterhusets utside til det indre av huset, midler for sirkulering av væskeblanding omfattende frembrakt, oppløst stoff, utviklet gass og ytterligere løsning fra reservoaret, gjennom batteriinnsatsen og tilbake til reservoaret, og trykkregulerende midler for uttømming av overskuddsvæskeblanding fra reservoaret. The present invention relates to a closed outer housing which can be immersed in a solution liquid and which encloses a reservoir and a battery insert zone, a battery insert which is placed in the battery insert zone and which comprises an electrochemical cell which utilizes the solution and a dissolved substance as an electrolyte, and produces gas and other by-product of solute as a result of its electrochemical function, means for supply, of additional solution from the outside of the outer housing to the interior of the housing, means for circulating liquid mixture comprising produced, solute, evolved gas and additional solution from the reservoir, through the battery insert and back to the reservoir, and pressure regulating means for draining excess liquid mixture from the reservoir.

Oppfinnelsen vedrører nærmere bestemt et system for reguler-ing av elektrolyttsammensetningen i elektrokjemiske metall-vann-celler. The invention specifically relates to a system for regulating the electrolyte composition in electrochemical metal-water cells.

Oppfinnelsen vedrører også en anvendelse av primærbatteriapparatet. The invention also relates to an application of the primary battery apparatus.

Kjent teknikk Known technique

En elektrokjemisk metall-vanncelle av kjent type består An electrochemical metal-water cell of a known type consists of

av en litium/sølvoksydcelle. Elektrolytten i denne celle omfatter en løsning av litiumhydroksyd i vann. Ved anvendelse av en slik celle i maritimt miljø blir litiumhydroksydet oppløst i sjøvann. of a lithium/silver oxide cell. The electrolyte in this cell comprises a solution of lithium hydroxide in water. When using such a cell in a maritime environment, the lithium hydroxide is dissolved in seawater.

Kraft som utvikles av cellen, er en funksjon av flere variable, såsom temperatur, elektrolytthastighet, elektrodeflatestørrelse, elektrodeatskillerstruktur, spenning, gass-væske mengdeforhold og litiumhydroksydkonsentrasjon i elektrolytten. Følgelig kan variabel kraftutvikling oppnås ved at mengden av oppløst litiumhydroksyd reguleres til ønskete, variable verdier, mens de gjenstående variabler er regulert til nesten konstante verdier. Power developed by the cell is a function of several variables, such as temperature, electrolyte velocity, electrode surface size, electrode separator structure, voltage, gas-liquid ratio and lithium hydroxide concentration in the electrolyte. Accordingly, variable power development can be achieved by regulating the amount of dissolved lithium hydroxide to the desired, variable values, while the remaining variables are regulated to almost constant values.

Når en slik celle er i funksjon, vil det som elektrokjemisk biprodukt dannes litiumhydroksyd, hvorved konsentrasjonen av litiumhydroksyd i elektrolytten forandres. Litiumhydroksydkon-sentrasjonen i den sirkulerende elektrolytt kan kontrolleres ved at en del av elektrolytten med øket litiumhydroksydkonsentrasjon som strømmer fra cellen, bortledes og erstattes med vann som, i det ovennevnte, maritime anvendelsestilfelle vil bestå When such a cell is in operation, lithium hydroxide will be formed as an electrochemical by-product, whereby the concentration of lithium hydroxide in the electrolyte changes. The lithium hydroxide concentration in the circulating electrolyte can be controlled by diverting a part of the electrolyte with an increased lithium hydroxide concentration flowing from the cell and replacing it with water which, in the above-mentioned maritime application case, will consist of

av sjøvann. of seawater.

Reguleringen av litiumhydroksydmengden vil i et slikt tilfelle vanskeliggjøres grunnet dannelsen av et annet, elektrokjemisk biprodukt i form av hydrogengass i cellen. Hydrogenet vil ikke i vesentlig grad oppløses i elektrolytten, men isteden danne en fordelt blanding i denne, med derav følgende tendens til trykkutvikling i systemet. In such a case, the regulation of the amount of lithium hydroxide will be made difficult due to the formation of another electrochemical by-product in the form of hydrogen gas in the cell. The hydrogen will not dissolve to a significant extent in the electrolyte, but will instead form a distributed mixture in it, with the resulting tendency for pressure to develop in the system.

Det er vanlig at hydrogengassen i disse systemer avskilles fra elektrolytten innen fjerningen av en del elektrolytt med øket litiumhydroksydkonsentrasjon. Slike underanordninger for hydrogengassavskilling er relativt kostbare, voluminøse og uønsket kraftkrevende under drift av batterisystemet. It is common for the hydrogen gas in these systems to be separated from the electrolyte within the removal of a part of the electrolyte with an increased lithium hydroxide concentration. Such sub-devices for hydrogen gas separation are relatively expensive, bulky and undesirably power-demanding during operation of the battery system.

Eksempler på sjøvannsbatterier omtales forøvrig i US-patent-skrift 3.542.598 og 3.941.616. Examples of seawater batteries are mentioned in US patent documents 3,542,598 and 3,941,616.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å frembringe et primærbatteriapparat hvor de ovennevnte ulemper er redusert eller helt eliminert. It is an object of the present invention to produce a primary battery apparatus in which the above-mentioned disadvantages are reduced or completely eliminated.

Beskrivelse av oppfinnelsen Description of the invention

Primærbatteriapparatet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at de nevnte midler for tilførsel av ytterligere løsning kan frembringe løsningen ved et trykk som er høyere enn trykket på utsiden av ytterhuset, og at de trykkregulerende midler kan opereres når trykket inne i reservoaret overskrider et forutbestemt driftstrykk idet den forhøyede trykktilstand i væskeblandingen forårsaker en reduksjon i gass/væskeforholdet. The primary battery apparatus according to the invention is characterized in that the aforementioned means for supplying additional solution can produce the solution at a pressure that is higher than the pressure on the outside of the outer housing, and that the pressure regulating means can be operated when the pressure inside the reservoir exceeds a predetermined operating pressure, as the elevated pressure condition in the liquid mixture causes a reduction in the gas/liquid ratio.

Ved det forbedrete batterisystem bortfaller behovet for avskilling av det gassformete biprodukt som dannes i elektrolytten grunnet den elektrokjemiske prosess i cellen, som følge av at trykket i systemet, som en funksjon av elektrolyttutstrømnings-tempoet, reguleres med henblikk på opprettholdelse av ønsket litiumhydroksydkonsentrasjon for den ønskete kraftutvikling. With the improved battery system, there is no need for separation of the gaseous by-product that is formed in the electrolyte due to the electrochemical process in the cell, as a result of which the pressure in the system, as a function of the electrolyte outflow rate, is regulated with a view to maintaining the desired lithium hydroxide concentration for the desired power development.

I den viste utførelsesform har systemet et innvendig hydrogengasstrykk som er tilstrekkelig for opprettelse av et gass-elektrolyttmengdeforhold av ønsket, liten størrelse, som tillater bruk av en konvensjonell sirkulasjonspumpe. Det vil fremgå at det opprettholdte hydrogengasstrykk er mindre enn et forutvalgt trykk, hvorved kravet om voluminøse og tunge konstruksjoner, for opptak-else av hydrogentrykkgassen, bortfaller. Det er konstatert at de anordnete midler for opprettelse av ønsket trykk i systemet muliggjør økning i avtagende grad av gass-elektrolyttmengdeforhol-det i systemreservoaret, slik at dette forhold mellom gassmengde og elektrolyttmengde i reservoaret blir praktisk talt konstant under normal drift ved trykk under en forutvalgt maksimumsverdi. In the embodiment shown, the system has an internal hydrogen gas pressure sufficient to create a gas-electrolyte quantity ratio of the desired, small size, which allows the use of a conventional circulation pump. It will be seen that the maintained hydrogen gas pressure is less than a preselected pressure, whereby the requirement for voluminous and heavy constructions, for absorption of the hydrogen pressure gas, ceases. It has been established that the arranged means for creating the desired pressure in the system enable a gradual increase in the gas-electrolyte quantity ratio in the system reservoir, so that this ratio between gas quantity and electrolyte quantity in the reservoir becomes practically constant during normal operation at pressure below a preselected maximum value.

Det anvendes følgelig trykkreguleringsmidler for uttømming av elektrolytt fra reservoaret, når trykket i dette overstiger det forutvalgte driftstrykk. Consequently, pressure regulating means are used to drain electrolyte from the reservoir, when the pressure in this exceeds the preselected operating pressure.

Videre anvendelses det trykkstyremidler som tillater at trykkfprholdet i elektrolytten fremkaller en tetthetsøkning hos gasskomponenten i elektrolytten med derav følgende minskning av forholdet mellom gasskomponentvolum og væskekomponentvolum i gass-elektrolyttblandingen. Furthermore, pressure regulators are used which allow the pressure ratio in the electrolyte to cause an increase in the density of the gas component in the electrolyte with a consequent reduction in the ratio between gas component volume and liquid component volume in the gas-electrolyte mixture.

I store trekk har oppfinnelsen befatning med anvendelse Broadly speaking, the invention is concerned with application

av trykkopprettende midler for anbringelse av elektrolyttblandingen under et forutvalgt trykk, i et batterisystem med en batteriinnsats som frembringer et gassformet biprodukt og et oppløst biprodukt i en sirkulerende elektrolyttvæske, som følge av den elektrokjemiske virkemåte, og for utskifting av en del av den trykkpåvirkete elektrolyttblanding med vann. Trykket er forutvalgt med henblikk på minskning av volumforholdet mellom det gassformete biprodukt og væskekomponenten med derav følgende redusering av volumet av den del av blandingen som uttømmes, of pressurizing means for placing the electrolyte mixture under a preselected pressure, in a battery system with a battery insert which produces a gaseous by-product and a dissolved by-product in a circulating electrolyte liquid, as a result of the electrochemical operation, and for replacing part of the pressure-affected electrolyte mixture with water. The pressure is pre-selected with a view to reducing the volume ratio between the gaseous by-product and the liquid component with the consequent reduction of the volume of the part of the mixture that is discharged,

og for, etter at den uttømte blanding er erstattet, av vann, å muliggjøre at elektrolyttblandingen som ledes til batteriinnsatsen, har en egnet konsentrasjon av oppløst stoff og et egnet gass-væskemengdeforhold, for ønsket drift av batteriet. and to, after the depleted mixture is replaced, by water, to enable the electrolyte mixture fed to the battery insert to have a suitable solute concentration and a suitable gas-liquid volume ratio for the desired operation of the battery.

Under spesielle, i hovedsak konstante driftsbetingelser Under special, essentially constant operating conditions

vil således massestrømningstempoet for den utløpende gass og will thus the mass flow rate of the exiting gas and

for den utløpende elektrolytt opprettholdes stort sett uforand-ret, fordi den elektrokjemiske reaksjon er praktisk talt konstant. Det økete trykk i systemet vil medføre økning av tettheten og minskning av volumet åv den gassformete del av den utløpende gass-væskeblanding, med derav følgende redusering av totalvolumet av utløpt blanding, og minskning av gass-væskevolumforholdet både i anlegget og i den utløpende gass-væskeblanding. for the expiring electrolyte is maintained largely unchanged, because the electrochemical reaction is practically constant. The increased pressure in the system will result in an increase in the density and a decrease in the volume of the gaseous part of the outgoing gas-liquid mixture, with a consequent reduction in the total volume of the outgoing mixture, and a reduction in the gas-liquid volume ratio both in the plant and in the outgoing gas- liquid mixture.

Primærbatteriapparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse er av en ytterst enkel og økonomisk rimelig konstruksjon som like-vel vil gi forbedret virkningsgrad, dimensjons- og vektreduksjon samt driftssikkerhet. The primary battery apparatus according to the present invention is of an extremely simple and economically reasonable construction which will nevertheless provide improved efficiency, dimension and weight reduction as well as operational reliability.

Ved en anvendelse av primærbatteriapparatet ifølge oppfinnelsen muliggjør det forhøyede trykk en fortsatt drift av batteriapparatet som et primær-batterisystem. In an application of the primary battery apparatus according to the invention, the elevated pressure enables continued operation of the battery apparatus as a primary battery system.

Kort beskrivelse av tegningen Brief description of the drawing

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til den medfølgende tegning, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk riss av et batterisystem ifølge oppfinnelsen. The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, where: Fig. 1 shows a schematic view of a battery system according to the invention.

Fig. 2 viser et skjematisk delriss av en modifisert del Fig. 2 shows a schematic partial view of a modified part

av systemet ifølge fig. 1. of the system according to fig. 1.

Foretrukket utførelseseksempel ifølge oppfinnelsen Preferred embodiment according to the invention

Den viste, illustrerte utførelsesform av et batterisystem The shown illustrated embodiment of a battery system

10 ifølge oppfinnelsen omfatter en primærbatterianordning med en batteriinnsats 11 som er anbrakt i en batteriinnsatssone 12 10 according to the invention comprises a primary battery device with a battery insert 11 which is placed in a battery insert zone 12

i et ytterhus 13. Ytterhuset er utstyrt med en skillevegg 14 in an outer house 13. The outer house is equipped with a partition wall 14

som atskiller sonen 12 fra et reservoarkammer 15. which separates the zone 12 from a reservoir chamber 15.

Batteriinnsatsen 11 omfatter i det viste tilfelle en litium/sølvoksydbatteriinnsats hvori det anvendes en elektrolytt som består av en vandig løsning av litiumhydroksyd. I det viste system innføres vann i elektrolytten fra det omgivende sjøvann 16. Vann innsuges i reservoaret 15 ved hjelp av en pumpe 17 såsom en høytrykkspumpe med et innløp 18 som utmunner mot det omgivende sjøvann og et utløp 19 som utmunner mot reservoaret 15. I overens-stemmelse med oppfinnelsen blir elektrolytten i reservoaret brakt under trykk, og det er i det viste eksempel anordnet en pumpe 17 for opprettelse av et trykk i reservoarkammeret 15, som overstiger omgivelsestrykket. In the case shown, the battery insert 11 comprises a lithium/silver oxide battery insert in which an electrolyte consisting of an aqueous solution of lithium hydroxide is used. In the system shown, water is introduced into the electrolyte from the surrounding seawater 16. Water is drawn into the reservoir 15 by means of a pump 17, such as a high-pressure pump with an inlet 18 which opens towards the surrounding seawater and an outlet 19 which opens towards the reservoir 15. In agreement - in accordance with the invention, the electrolyte in the reservoir is brought under pressure, and in the example shown, a pump 17 is arranged to create a pressure in the reservoir chamber 15, which exceeds the ambient pressure.

I kammeret 15 opprettholdes fortrinnsvis et forutvalgt og forhøyet, absolutt trykk, eksempelvis av 1,8 til 245,0 kg/cm2 og helst av størrelsesorden 7-70 kg/cm2, ved hjelp av en egnet trykkreguleringsventil 20. Som det fremgår er ventilen forbundet med reservoarkammeret 15 gjennom et innløp 21 og med utsiden av ytterhuset 13 gjennom et utløp 22. In the chamber 15, a preselected and elevated absolute pressure is preferably maintained, for example of 1.8 to 245.0 kg/cm2 and preferably of the order of magnitude 7-70 kg/cm2, by means of a suitable pressure regulating valve 20. As can be seen, the valve is connected with the reservoir chamber 15 through an inlet 21 and with the outside of the outer housing 13 through an outlet 22.

Som det vil innses av fagkyndige, kan ventilinnløpet også være forbundet med andre soner i elektrolyttens sirkulasjonsbane, f.eks. med batteriinnsatsutløpet 26, utløpet 29 fra en avlednings-termostatventil, varmevekslerbaner 30-31, et varmevekslerutløp 32 eller sirkulasjonspumpeutløpet 25. As will be appreciated by those skilled in the art, the valve inlet may also be connected to other zones in the electrolyte circulation path, e.g. with the battery insert outlet 26, the outlet 29 from a bypass thermostatic valve, heat exchanger paths 30-31, a heat exchanger outlet 32 or the circulation pump outlet 25.

Elektrolytten holdes i sirkulasjon fra reservoaret 15, gjennom batteriinnsatsen 11 og tilbake til reservoaret 15 ved hjelp av en hovedpumpe 23 med et innløp 24 som utmunner mot reservoarkammeret 15. Et utløp 25 fra pumpen 23 er forbundet med den ene side av batteriinnsatsen 11, for fremføring av elektrolytten gjennom batteriet til batteriutløpet 26 som strekker seg gjennom skilleveggen 14 til avledningstermostatventilen 27. I det viste tilfelle er termostatventilen plassert i reservoaret 15, som det fremgår av fig. 1, men det vil være åpenbart for fagkyndige at termostatventilen kan være anordnet i andre, egnete soner i elektrolyttsirkulasjonsbanen. The electrolyte is kept in circulation from the reservoir 15, through the battery insert 11 and back to the reservoir 15 by means of a main pump 23 with an inlet 24 which opens towards the reservoir chamber 15. An outlet 25 from the pump 23 is connected to one side of the battery insert 11, for delivery of the electrolyte through the battery to the battery outlet 26 which extends through the partition 14 to the diverting thermostat valve 27. In the case shown, the thermostat valve is located in the reservoir 15, as can be seen from fig. 1, but it will be obvious to those skilled in the art that the thermostatic valve can be arranged in other, suitable zones in the electrolyte circulation path.

Som det videre fremgår av fig. 1, omfatter varmeveksler-anordningen en andre seksjon 31 som likeledes bevirker varmeveksling mellom den gjennomstrømmende elektrolytt og det omgivende sjøvann 16 gjennom ytterhuset 13, idet utløpet 32 fra denne varme-vekslerseksjon 31 utmunner i reservoarkammeret 15. As further appears from fig. 1, the heat exchanger device comprises a second section 31 which likewise causes heat exchange between the flowing electrolyte and the surrounding seawater 16 through the outer housing 13, the outlet 32 from this heat exchanger section 31 opening into the reservoir chamber 15.

I batterisystemet 10 ifølge fig. 1 er skilleveggen 14 utstyrt med egnete åpninger 3 3 for opprettelse av forbindelse mellom reservoarkammeret 15 og sonen 12 utenfor batteriinnsatsen 11, slik at både reservoaret og sonen 12 bringes under stort sett samme trykk. In the battery system 10 according to fig. 1, the partition wall 14 is equipped with suitable openings 3 3 for creating a connection between the reservoir chamber 15 and the zone 12 outside the battery insert 11, so that both the reservoir and the zone 12 are brought under substantially the same pressure.

Det er i fig. 2 vist et batterisystem 110 av en modifisert utførelsesform ifølge oppfinnelsen, som tilsvarer batterisystemet 10 men som er utstyrt med en skillevegg 114 som er uperforert, for effektiv opprettholdelse av et trykk i reservoarkammeret 115, som er selektivt forskjellig fra trykket i sonen 112 som omgir batteriinnsatsen 111. Utløpsledningen 125 fra hovedpumpen 123 innbefatter et første utløp 134 som utmunner mot sonen 112 og et andre utløp 13 5 sem utmunner mot batteriinnsatsen 111. Sonen 112 og innløpet til batteriinnsatsen vil følgelig bringes under samme trykk. Batterisystemet 110 tilsvarer i alle andre henseender batterisystemet 10 og fungerer på samme måte. It is in fig. 2 shows a battery system 110 of a modified embodiment according to the invention, which corresponds to the battery system 10 but which is equipped with a partition wall 114 which is imperforate, for effectively maintaining a pressure in the reservoir chamber 115, which is selectively different from the pressure in the zone 112 surrounding the battery insert 111. The outlet line 125 from the main pump 123 includes a first outlet 134 which opens towards the zone 112 and a second outlet 135 which opens towards the battery insert 111. The zone 112 and the inlet to the battery insert will consequently be brought under the same pressure. The battery system 110 corresponds in all other respects to the battery system 10 and functions in the same way.

Industriell anvendelighet Industrial applicability

I en versjon av oppfinnelsen var batteriinnsatsen 11 anordnet som en litium/sølvoksyd-batteriinnsats. Pumpen 17 besto av en positiv-fortrengningspumpe med en variabel utgangskapasitet av ca. 0-227 l/min., og med en driftsytelse av 7,5-75,5 l/min. når batteriet skulle avgi full kraft for å bringe reservoarkammeret under et absolutt trykk av 7-70 kg/cm2 og, nærmere bestemt, et absolutt trykk av 14-56 kg/cm2 i den viste versjon. Hovedpumpen 23 leverte ved full kraft en utstrømningsmengde av 189-1893 l/min. ved en trykkdifferens av 1,5-24,5 kg/cm2, for opprettelse av den ønskete elektrolyttvæskesirkulasjon. In one version of the invention, the battery insert 11 was arranged as a lithium/silver oxide battery insert. The pump 17 consisted of a positive displacement pump with a variable output capacity of approx. 0-227 l/min., and with an operating performance of 7.5-75.5 l/min. when the battery should deliver full power to bring the reservoir chamber under an absolute pressure of 7-70 kg/cm2 and, more specifically, an absolute pressure of 14-56 kg/cm2 in the version shown. The main pump 23 delivered at full power an outflow quantity of 189-1893 l/min. at a pressure difference of 1.5-24.5 kg/cm2, to create the desired electrolyte fluid circulation.

Ved opprettelse av et absolutt trykk av 14 kg/cm2 eller mer i reservoaret 15 ble hydrogengass-biproduktet som produsertes ved drift av batteriinnsatsen 11, komprimert i elektrolyttvæsken til et volum i forhold til litiumhydroksyd-biproduktet som produsertes ved drift av batteriinnsatsen, som tillot utstrømning av blandingen av elektrolytt og komprimert hydrogengass gjennom ventilen 20, under opprettholdelse av litiumhydroksydets molari-tet i elektrolytten i reservoaret 15 på et nivå som, ved tilbake-føring til batteriinnsatsen 11 ved hjelp av pumpen 23, medførte ønsket virkemåte av batteriinnsatsen. By creating an absolute pressure of 14 kg/cm 2 or more in the reservoir 15, the hydrogen gas by-product produced by the operation of the battery pack 11 was compressed in the electrolyte liquid to a volume relative to the lithium hydroxide by-product produced by the operation of the battery pack, which allowed outflow of the mixture of electrolyte and compressed hydrogen gas through the valve 20, while maintaining the molarity of the lithium hydroxide in the electrolyte in the reservoir 15 at a level which, when returned to the battery insert 11 by means of the pump 23, resulted in the desired operation of the battery insert.

Det er konstatert at ved drift av batterisystemet i sjø-vann på en dybde av ca. 60-900 m eller mer vil trykket av det omgivende sjøvann være tilstrekkelig for gjennomføring av den ønskete komprimering av hydrogengassen i reservoaret 15. Ved drift av batterisystemet i mindre dybder vil imidlertid pumpen 17 og reguleringsventilen 20 opprettholde et minimumstrykk i reservoaret 15, som er stort nok til å muliggjøre uttømming av tilstrekkelige mengder av hydrogengass under opprettholdelse av et ønsket, lavt gass-væskevolumforhold i den sirkulerende væskeblanding, slik at batterisystemet fortsatt kan drives som et primærbatterisystem hvori en del av den resirkulerende elektrolytt kontinuerlig uttømmes og erstattes med frisk sjøvanns-elektrolytt gjennom innløpspumpen 17. It has been established that when operating the battery system in sea-water at a depth of approx. 60-900 m or more, the pressure of the surrounding seawater will be sufficient to carry out the desired compression of the hydrogen gas in the reservoir 15. When operating the battery system at shallower depths, however, the pump 17 and the control valve 20 will maintain a minimum pressure in the reservoir 15, which is large enough to enable the depletion of sufficient quantities of hydrogen gas while maintaining a desired low gas-liquid volume ratio in the circulating liquid mixture, so that the battery system can still be operated as a primary battery system in which part of the recirculating electrolyte is continuously drained and replaced with fresh seawater electrolyte through the inlet pump 17.

Den kostbare og energikrevende separering av hydrogengass fra den tilbakeførte elektrolytt blir følgelig effektivt eliminert ved den forbedrete og forenklete konstruksjon ifølge oppfinnelsen som gir øket virkningsgrad og driftssikkerhet, når batterisystemet er i funksjon. The expensive and energy-consuming separation of hydrogen gas from the returned electrolyte is consequently effectively eliminated by the improved and simplified construction according to the invention, which provides increased efficiency and reliability when the battery system is in operation.

Varmen som utvikles ved drift av batteriinnsatsen, over-føres til det omgivende sjøvann gjennom varmeveksleren 30 og 31, om nødvendig under styring av termostatventilen 27. Dersom temperaturen av den tilbakeførte elektrolyttblanding er lavere enn termostatventilens innstilling, kan blandingen ledes direkte tilbake til reservoaret 15 gjennom utløpsledningen 28, uten behov for varmeveksling. The heat developed during operation of the battery insert is transferred to the surrounding seawater through the heat exchanger 30 and 31, if necessary under the control of the thermostatic valve 27. If the temperature of the returned electrolyte mixture is lower than the setting of the thermostatic valve, the mixture can be led directly back to the reservoir 15 through outlet line 28, without the need for heat exchange.

Dersom det er ønskelig at det i sonen som omgir batteriinnsatsen opprettholdes stort sett samme trykk som ved batteriinn-satsinnløpet, kan systemet 110 ifølge fig. 2 komme til anvendelse . If it is desired that in the zone surrounding the battery insert the same pressure is maintained as at the battery insert inlet, the system 110 according to fig. 2 apply.

For å innlede driften av batteriet, blir en tilmålt mengde av litiumhydroksyd oppløst i sjøvann, hvoretter løsningen inn-føres i batteriinnsatsinnløpet. I et illustrativt tilfelle besto det igangsettende, oppløste stoff av tørt natriumhydroksyd som var lagret i reservoarsonen. Det vil være åpenbart for fagkyndige at andre, egnete igangsettingsmidler kan finne anvendelse innen-for oppfinnelsens ramme. To initiate operation of the battery, a measured amount of lithium hydroxide is dissolved in seawater, after which the solution is introduced into the battery insert inlet. In an illustrative case, the initiating solute consisted of dry sodium hydroxide stored in the reservoir zone. It will be obvious to those skilled in the art that other, suitable starting means can find application within the framework of the invention.

I sammenfatning vedrører oppfinnelsen et nytt batterisystem hvori det gassformete biprodukt som frembringes av batteriinnsatsen grunnet dennes elektrokjemiske funksjon, bibeholdes i væskeblandingen ved et forutvalgt trykk, for å redusere forholdet mellom gasskomponentvolumet og væskevolumet i væskeblandingen. Den ønskete løsningskonsentrasjon opprettholdes ved inn-føring av frisk løsning som erstatning for en del av trykkvæsken som uttømmes, hvorved en del av det frembrakte, gassformete biprodukt fjernes fra systemet, og løsningskonsentrasjonen redu-seres til ønsket nivå. Oppfinnelsen er på fordelaktig måte til-passet for anvendelse i et litium/sølvoksyd-batterisystem. In summary, the invention relates to a new battery system in which the gaseous by-product produced by the battery insert due to its electrochemical function is retained in the liquid mixture at a preselected pressure, in order to reduce the ratio between the gas component volume and the liquid volume in the liquid mixture. The desired solution concentration is maintained by introducing fresh solution as a replacement for part of the pressure fluid that is exhausted, whereby part of the produced gaseous by-product is removed from the system, and the solution concentration is reduced to the desired level. The invention is advantageously adapted for use in a lithium/silver oxide battery system.

Oppfinnelsen omfatter modifikasjoner av det beskrevne system hvori systemet ønskes brakt under trykk, helt eller del-vis, slik at gass og elektrolyttvæske * an utstrømme som en blanding. Oppfinnelsen er følgelig egnet for anvendelse i de tilfel-ler hvor den resirkulerende elektrolytt normalt består av en gass/væskeblanding. The invention includes modifications of the described system in which the system is desired to be brought under pressure, in whole or in part, so that gas and electrolyte liquid * an flow out as a mixture. The invention is therefore suitable for use in cases where the recirculating electrolyte normally consists of a gas/liquid mixture.

Claims

1. Primary battery apparatus comprehensive a closed outer housing (13) which can be immersed in a solution liquid and which encloses a reservoir (15) and a battery insert zone (12), a battery insert (11) which is placed in the battery insert zone (12) and which comprises an electrochemical cell which utilizes the solution (16) and a dissolved substance as an electrolyte, and produces gas and other by-product of dissolved substance as a result of its electrochemical function , means for supplying further solution (16) from the outside of the outer housing (13) to the inside of the housing (13), means for circulating the liquid mixture comprising produced, solute, evolved gas and further solution from the reservoir (15), through the battery insert (11) and back to the reservoir (15), and pressure regulating means for draining excess liquid mixture from the reservoir (15), characterized in that the aforementioned means for supplying additional solution can produce the solution at a pressure that is higher than the pressure on the outside of the outer housing (13), and that the pressure regulating means can be operated when the pressure inside the reservoir (15) exceeds a predetermined operating pressure as the elevated pressure condition in the liquid mixture causes a reduction in the gas/liquid ratio.

2, Apparatus in accordance with claim 1, characterized in that the battery insert (11) comprises a lithium/silver oxide battery insert.

3, Apparatus in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the means for circulation comprise heat transfer means for cooling at least part of the liquid flowing from the cell (11).

4. Apparatus in accordance with claim 3, characterized in that the heat transfer means are arranged for heat exchange with the surrounding solvent (16), through the outer housing (13).

5. Apparatus in accordance with one of the preceding claims, characterized by means for bringing the battery insertion zone (12) into connection with the reservoir (15) in order to maintain the same pressure in the battery insertion zone (12) as in the reservoir (15).

6. Apparatus in accordance with claims 1-4, characterized by means for bringing the battery insert zone (112) into connection with the battery insert (111) in order to maintain the same pressure in the battery insert zone (112) as in the battery insert (111).

7. Apparatus in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the means for conveying surrounding solvent to the outer housing (13) comprise a high-pressure pump (17).

8. Apparatus in accordance with claim 7, characterized in that the pump (17) is a positive displacement pump.

9. Apparatus in accordance with claims 2-8, characterized in that the electrolyte consists of a solution of seawater and lithium hydroxide.

10. Apparatus in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the means for supplying additional solution are arranged to operate when the ambient pressure is lower than approx. 69 kg/cm <2>.

11. Use of the primary battery apparatus in accordance with one of the preceding claims, where the elevated pressure enables continued operation of the battery apparatus as a primary battery system.