PL71023B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 01.12.1970 Wielka Brytania Zgloszenie ogloszono: 25.04.1973 Opis patentowy opublikowano: 29.07.1974 KI. 21k^ 35/02 MKP HOlm 35/02 AJiLIOTEICA Uci<*lu Pa**ii#« Twórcawynalazku: - Uprawniony z patentu tymczasowego: British Railways Board, Londyn (Wielka Brytania) Ogniwo baterii elektrycznej oraz sposób jego wytwarzania Przedmiotem wynalazku jest ogniwo sodowo-siarkowej baterii elektrycznej zawierajace elektrochemiczne materialy aktywne w postaci cieklego sodu jako anoda oraz ciekla siarke jako katoda, przy czym komory anodowa i katodowa oddzielone sa stalym elektrolitem, stanowiacym przewodnik jonów sodu na przyklad aluminium beta, oraz sposób jego wytwarzania.Znane ogniwa sodowo-siarkowych baterii elektrycznych sa niedogodne w wytwarzaniu z uwagi na trudnosci w operowaniu metalem sodu. Jesli ogniwo skladane jest w stanie elektrycznie obojetnym, to znaczy z zastosowa¬ niem polisiarczanem sodowym, eliminuje sie koniecznosc stosowania czystego sodu. Jednakze stosowanie polisiarczanu sodowego charakteryzuje sie równiez szeregiem niedogodnosci, poniewaz polisiarczan ten jest bardzo higroskopijny i wystawiony na dzialanie atmosfery bardzo szybko absorbuje wode. Obecnosc wody natomiast w ogniwie obniza znacznie jej jakosc i parametry.Celem wynalazku jest usuniecie wyzej wymienionych wad znanych bateri sodowo-siarkowych. Cel ten osiagnieto zgodnie z wynalazkiem w ogniwie baterii elektrycznej wedlug wynalazku, w której komora katodowa zawiera poczatkowo polisiarczan sodowy otoczony otoczka z siarki elementarnej. Otoczka ta stanowi zabezpieczenie polisiarczanu przed absorbcja wody.Otoczka utworzona byc moze przez otoczenie stalego polisiarczanu w cieklej siarce elementarnej i ochlodzeniu jej w temperaturze pokojowej. Korzystnie jednak jest chlodzenie gwaltowne, co zapewnia utworzenie sie formacji siarki plastycznej, która jest mniej lamliwa od normalnych postaci siarki i umozliwia latwiejsze obchodzenie sie z wkladka. Polisiarczan sodowy moze byc impregnatem materialu przewodzacego elektrycznosc na przyklad sprasowanego wegla lub grafitu, przed otoczeniem go siarka elementarna.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia jedna cele akumulatora sodowo-siarkowego w przekroju poprzecznym, oraz fig. 2 — krazek zawierajacy polisiarczan sody umieszczony w przedziale dodatnim podczas skladania akumulatora w widoku perspektywicznym.Przedstawiona na rysunku jedna cela akumulatora zawiera pierscieniowy korpus 1, do którego powierzchni plaskich umocowme sa i uszczelnione za pomoca uszczelek 2 i 3, elektrody plytkowe 4.2 71023 W srodku korpusu 1 celi, miedzy powierzchniami plaskimi umieszczona jest membrana 5, stanowiaca staly elektrolit. Miedzy elektrodami 4 a membrana 5 uksztaltowane sa wiec w ten sposób komory 7 i 8 stanowiace komory dodatnia i ujemna.Korpus 1 w zasadzie stanowi sciane celi i powinien byc sztywny i nieprzepuszczalny.Wykonany byc moze ze spieczonego aluminium lub innego dowolnego materialu, do którego przymocowana byc moze szczelnie membrana 5, bedaca izolatorem elektronicznym lub posiadajaca powierzchnie izolowana elektronicznie. Korpus 1 ponadto odporny powinien byc na dzialanie sodu.Membrana 5 wykonana jest z materialu polikrystalicznego zawierajacego siatke strukturalna oraz jony sodu ruchome wzgledem tej siatki. Membrana ta przymocowana jest do korpusu 1 za pomoca nieprzepuszczalnego szczeliwa 9, które stanowic moze na przyklad szklo (korzystnie odporne na dzialanie sodu. i siarki) oraz, które zgodne jest z materialem membrany 5 i korpusu 1. Gdy na przyklad membrana wykonana jest ze spieczonego aluminium, szczeliwo 9 wykonane jest ze szkla Kovara.Elektrody plytkowe 4 stanowia elektrycznie przewodne plyty, które odporne powinny byc na dzialanie sodu i siarki. Polaczenie tych elektrod z korpusem 1 uszczelnione jest za pomoca uszczelek 2 i 3, które moga byc na przyklad scisnietymi podkladkami lub uszczelkami o przekroju okraglym, wykonanymi z materialu odpornego na dzialanie sodu. Na przyklad uszczelki te wykonane moga byc w postaci pierscienia o przekroju okraglym z aluminium lub w postaci plaskiej podkladki z grafitu. Uszczelki stanowic moga takze hermetyczne szczeliwa odporne na dzialanie sodu. 1 W celi akumulatora, przedstawionej na fig. 1 membrana 5 wykonana byla z aluminium fi i posiadala grubosc 1,5 mm, komora anodowa 8 miala glebokosc 4,5 mm oraz srednice 35 mm, a komora katodowa 7—2,6 mm glebokosc i 22 mm srednicy. Elektrody 4 wykonane byly ze stali nierdzewnej o grubosci 0,13 mm.Akumulator . .tworzonyjest w wyniku skladania cel powierzchniami plaskimi. IW stosie cel, elektrody srodkowe ,' dzialaja jako jedna, wspólna elektroda, co pozwala na stosowanie miedzy sasiednimi celami tylko jednej - elektrody pojedynczej.Komora 7 wypelniona jest poczatkowo polisiarczanem sodu, tak, ze jest niepotrzebne wypelniac komore 8 sodem, aby utworzyc elektroniczne polaczenie miedzy membrana 5 a elektroda 4 komory 8. Sód* wytwarzany jest w komorze 8 w wyniku elektrolizy po ogrzaniu celi do temperatury wiekszej niz wynosi temperatura topnienia polisiarczanu sodu w komorze7. / W celu utworzenia elektronicznego polaczenia miedzy membrana 5 a elektroda 4 komory 7, w komorze tej umieszczona jest wkladka porowatego wegla lub grafitu, impregnowana polisiarczanem sodu. Wkladka ta wykonana jest przez prasowanie proszku wegla lub grafitu ze wspólczynnikiem sprasowania 4:1.W celu ulatwienia przechowywania polisiarczanu sodu, który jest higroskopijny i ulega szybkiemu utlenianiu, stopiony polisiarczan sodu, po nasyceniu wkladki weglowej, jest zestalony w wyniku czego wytwarza sie na powierzchni tej wkladki elementarna siarka zarówno w postaci cieklej czy parowej. Gdy mieszanina ta jest nastepnie chlodzona, tworzy sie warstwa elementarnej siarki na powierzchni wkladki, co chroni polisiarczan od dzialania atmosfery. Tak zabezpieczona wkladka przedstawiona jest na fig. 2, gdzie impregnowany wegiel oznaczony jest jako 10, a warstwa ochronna siarki jako 11. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Ogniwo baterii elektrycznej zawierajace elektrochemiczne materialy aktywne w postaci cieklego sodu jako anoda oraz ciekla siarke jako katoda, przy czym komory anodowa i katodowa przedzielone sa stalym elektrolitem w postaci przewodnika jonów sodowych, znamienne tym, ze komora katodowa zawiera poczatkowo polisiarczan sodowy umieszczony w powloce elementarnej siarki.

2. Ogniwo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze wkladka z elektronicznie przewodzacego materialu nasycona jest polisiarczanem sodowym i otoczona jest powloka siarki elementarnej.

3. Ogniwo wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze wkladke stanowi porowaty sprasowany wegiel.

4. Ogniwo wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze wkladke stanowi porowaty sprasowany grafit.

5. Sposób wytwarzania ogniwa wedlug zastrz. 1-4, znamienny tym, ze umieszcza sie polisiarczan sodowy w powloce z siarki elementarnej, zamyka sie nastepnie tak utworzona kapsule w dodatniej komorze ogniwa, podgrzewa sie ogniwo do temperatury topnienia siarki i polisiarczanu sodowego i wytwarza sie sód w komorze ujemnej przez elektrolize.KI. 2lk9,35/02 71023 MKP HOlm 35/02 FIG. 2 PL PL