SE442466B - Hermetiskt tet syraackumulator - Google Patents

Description

8Û07Û50~1 2 och har låg funktionssäkerhet vid höga strömtätheter (under startdriftförhållanden) samt vid låga temperaturer. nen allvar liga nackdelen med syraackumulatorer i billigare utförande är att man inte kunnat framställa syraaclcumulatorer i hermetiskt tätt utförande, dvs, man kunde inte helt isolera ett elektro- lytfyllt rum från det omgivande mediet.

Denna nackdel beror på att de kända syraackumula- tonerna inte säkerställer en fullständig absorbering den gas (syr-och vätgas), som avges, när ackumulatorn upplad- das. Hermetiskt otäta ackumulatorer är mycket obekväma under drift, nämligen att de inte kan vändas, varjämte utvecklad syraånga ogynnsamt inverkar på de ackumulatorn omgivande an- ordningarna.

Man måste dessutom koninuerligt efterfylla ackumulatorn med elektrolyt och korrigera elektrolytens parametrar.

Syraackumulatorer kan enkelt inte användas vid radio- elektroniska apparater.

I en genom den franska patentsknften 2 290 oas rand syraaokumulator har man kunnat begränsa gasutvecklingen vid-uppladdning genom att ackumulatorns negativa elektroder är så utformade, att de får en viss kapacitete- marginal. Ackumulatorn måste i detta fall uppladdas stegvis under mycket läng tid, vilket försvårar aekumulatorns an- vändning. Ej heller elimineras i denna kända syraackumula- tor gasavgivningen helt vid ackumulatorns uppladdning, var- för en säkerhetsventíl måste inbyggas i ackumulatorns övre vägg., Nödvändígheten av att anordna en säkerhetsventil och stegvis uppladda ackumulatorn komplicerar avsevärt denna kän- da syraaokumulators konstruktion och användning samt be- 8007050-1 5 gränsar dess användningsområde.

En ackumulator är vidare känd (jämför exempelvis den japanska patentskriften nr ?O58,l969), i vilken man avsevärt -jänxfört med den ovan beskrivna kända ackumulatorn- minskat äaeutvecklingen vid ackumulatorns uppladdning. Denna kända ackumulatnr innefattar ett kärl, en anod, enlamcd coh en yt- terligare gasabsorberingselektrod. Denna gaeabsorberingselekt- rod är framställd av ett poröst kolhaltigt material, som är impregnerat med salter av sådana metaller som platina, palla- dium eller rutenium, vilka är katalysatorer för de avgivna gasernas rekombinationsraaktion under bildande av vatten. Den ytterligare gasabsorberingselektroden nedsänkes i elektroly~ ten eller placeras vid elektrolytytan på sådant sätt, att den ligger mellan katoden och anoden i ackumulatorn. Elektrolyten utgöres av en blandning av svavelsyra ocn fosforsyra, varvid blandningen kan försättas med ett förtjockningsmedel exempel- vis vattenglas (S102), pektin e.dyl. Denna ackumulator måste emel- lertid även uppladdae under en tid av några få tiotal timmar i två steg. I denna kända ackumulator saknas gaeavgivningen endast under begynnelseperioden av dess arbetsförlopp. Kataly- eatorn i gasabsorberingselektroden åldras med tiden och dess aktivitet minskar, varför den gas, som utvecklas vid ackumu- latorns uppladdning, inte absorberas helt. Denna kända sy~ raackumulator är därför även försedd med en säkernetsventil, som begränsar ackumulauorns tekniska möjligheter. Ifall en vätskeformig elektrolyt användes, måste ackumulatorn inta ett bestämt läge i runmmet (med ventilen vänd uppåt). Den förtjockade(tjocka) elektrolyten medför en ökning av ackumu- latorns inre resistans. Ackumulatorer med förtjocknfi 8007050-1 4 elektrolyt fungerar, som bekant, dåligt vid avsevärda temperatur- variationer och låga temperaturer. Genom att man i denna kända ackumulators ytterligare gasabsorberingselektrod såsom katalysator använder salter av dyrbara metaller, ökar denna ackumulators till- verkningskostnad avsevärt.

Genom den amerikanska patentskriften 3 462 303 är en herme- tisk tät ackumulator känd, innefattande ett hölje, elektroder med olika polaritet, en flytande elektrolyt och en ytterligare elektrod, som står i förbindelse med gasrummet i ackumulatorn och med den fly- tande elektrolyten. En potentialskillnad bildas mellan den ytterli- gare elektroden och den negativa elektroden, då man laddar ackumu- latorn. Storleken av denna potentialskillnad är beroende på partial- trycket av syre i ackumulatorns gasrum. Förändringar i partial- trycket resulterar i förändringar i potentialskillnaden, och dessa förändringar användes för påverkan av regleringsanordningar i ända- mål att begränsa laddningsströmmen. 0 _ Den ytterligare elektroden är sålunda egentligen en signal- elektrod vad beträffar dess funktion, som är anordnad att reglera laddningsförloppet för ackumulatorn, varvid för omvandling av elekt- roden till ett aktivt tillstånd den måste reduceras elektrokemiskt under laddningsförloppet eller efter detsamma.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en hermetiskt tät syraackumulator med en sådan ytterliga- re gasabsorberingselektrod, som säkerställer att ackumulatorn får hög funktionssäkerhet och det elektrolytfyllda rummet är hermetiskt helt tillslutet under hela livslängden av ackumulatorn utan ökning av ackumulatorkärlets hållfasthet samt utan att ackumulatorns elekt- riska och driftmässiga egenskaper försämras. g Detta uppnås enligt uppfinningen medelst en hermetiskt tät syraackumulator, som innefattar ett slutet kärl, en katod av blydi- oxid, en blyanod och en ytterligare gasabsorberingselektrod, vilka är anordnade i det slutna kärlet, varvid den ytterligare gasabsorbe- ringselektroden, enligt uppfinningen, är framställd av en blandning av 20-80 viktprocent av ett elektriskt ledande kolhaltigt material och 80-20 viktprocent av en i vatten svårlöslig kinoidförening med en redoxpotential man den för en vätgaselektrod och som utgöres av hydroantrakinon eller ett antrakinonderivat med elektrondonerande substituenter. 8007050-1 5 En dylik konstruktiv utformning gör det möjligt att framstäl- la en hermetiskt tät syraackumulator med hög funktionssäkerhet, i vilken hålrummet för elektrolyt är hermetiskt helt tillslutet under hela livslängden hos ackumulatorn utan att dels ackumulator- kärlets hållfasthet måste ökas och dels ackumulatorns elektriska och driftmässiga egenskaper försämras. Ackumulatorns höga funktions- säkerhet säkerställas genom att den ytterligare gasabsorberings- elektroden, som uppvisar hög förmåga att aboserbera syrgas, avges vid katoden, när ackumulatorn uppladdas. Denna elektrod åldras inte under drift, möjliggör en snabbare uppladdning av acku- mulatorn än den genom den japanska patentskriften nr 44-7038 kända gasabsorberingselektroden och är avsevärt billigare att framställa än denna kända elektrod. För att förhindra att gaser avges vid ackumulatorns anod, utformas denna lämpligen så, att den får en viss kapacitetsmarginal.

Den enligt föreliggande uppfinning föreslagna ackumulatorn gör det vidare möjligt att klara sig utan säkerhetsventiler, vilket avsevärt ökar dess tekniska möjligheter.

Den ytterligare gasabsorberingselektroden, som innehål- ler 80 procent hydroantrakinon och 20 procent kolhaltigt ma- terial, uppvisar höga kapacitetsegenskaper och låg gasabsor- beringshastighet. En sådan elektrod kan uppladdas utan gas- avgivning snabbare än den genom den japanska patentskriften soovoso-1 6 nr 44-7058 kända elekïroden. Ifall halten kolhaltigt materi- al i den ytterligare gasabsorberingselektroden är lägre än 20 procent, försämras denna elektrods elektriska och drift- mässiga egenskaper tvärt, eftersom.dess specifika lednings- förmâga blir avsevärt högre.

Den ytterligare gasabsorberingselektroden, som innehål- ler 80 procent kolhaltigt material och 20 procent nydroan- trakinon, uppvisar högsta möjliga gasabsorberingsförmåga jämfört med elektroderna, som innehåller 20-79 procent kol- haltigt material. En hög halt av det kolhaltiga materialet medför emellertid att elektrodens specifika elektriska egen- skaper försämras något.

Ackumulatorer med gasahsorberingselektroder med 80 pro- cent kolhaltigt material utmärker sig av en hög uppladdnings- hastighet.

Jet är mest lämpligt, att ackumulatorernae gasabsorbe- ringselektrod innehåller 40-60% kolhaltigt material.

För att kunna öka den ytterligare elektrodene åasabsor- beringsförmàga framställes denna elektrod lämpligen av en blandning av 20-80 viktprooent elektriskt ledande kolhaltigt material och 80-20 viktprocent antrakinonderivat med elektron- donatorsubstituenter, Att i antrakinonringen införa elektrondonatorsubstitu- enter bidrar till att minska den ytterligare elektrodens jäm- viktsredoxpotential, varigenom denna elektrod får högre gas- absorberínäsförmåga. Aokumulatorn med den ytterligare gas- absorberingselektroden, som innehåller 80 procent antrakinon- derivat och 20 procent elektriskt ledande kolhaltigt material medför en längre uppladdningstid jämfört med den ackumulator, _ 8007050-1 '7 vars gasabsorberingselektrod innehåller mindre än BO procent antrakinonderivat och större än 20 procent elektriskt ledande kolhaltigt material. Den ytterligare gasabsorberingselektrod, som innehåller 80 procent elektriskt ledande kolhaltigt mate- rial och 20 procent antrakinonderivat, uppvisar högsta möj- liga gasabsorberingshastighet. Denna elektrod får emellertid lägre specifika elektriska egenskaper.

För att minska den hermetiskt täta syraackumulatorns till- verkningskostnad och ytterdimensioner är det lämpligt, att den ytterligare gasabsorberingselektroden är utförd i ett stycke med anoden, dvs. i form av en kombinerad elektrod.

Den kombinerade elektroden kommer att fungera normalt som anod och gasabsorberingeelektrod, ifall dess strömavtag~ arorgan endast är belagda med bly.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning tull bifogade ritning, på vilken fig. l schematiskt visar ett vertikalt snitt genom den nermetiskt täta syraackumulatorn enligt uppfinningen, fig. 2 schematiskt visar ett vertikalt snitt genom en utföringsform av den hermetiskt täta syraacku- mulatorn med kombinerad elektrod, fig. 5 visar e.k. cyklieka strömspänningskurvor över en utföringsform av den kombinerade elektroden ocn fig. 4 visar upp-och urladdningskurvor över en utföringsform av den hermetiskt täta syraackumulatorn med kombinerad elektrod. det bör observeras, att de bifogade ritningsfigurerna är schematiska och endast avsedda att klargöra möjliga utförings- former av syraackumulatorn enligt föreliggande uppfinning utan några begränsningar vad beträffar dimensionerna hos kompo- nenterna i aekumulatorn, dimensionsförnållandet mellan dessa 80Û7Û5Û~¶ komponenter osv. oen(hermetiskt)täta syraackumulatorn (fig.l) enligt upp- finningen innefattar ett kärl l med väggar 2, vilka är anord- nade att avgränsa ett hålrum 5. Kärlet l framställes lämpli- gen av polystyren eller polyeten. Elektrolyten utgöres av en 6N svavelsyralösning. Vid kärlets l övre Vägg 2 är fäst en katod 4 av blydioxid, en blyanod 5 och en ytterli- gare gasabsorberingselektrod 6, vilka är anordnade i hålrum- met 5 såsom det framgår av fig.l, dvs. den ytterligare gas- absorberingselektroden 6 är anordnad närmare katoden 4 än ano- den 5 och via ett motstånd 7 elektriskt kopplad till anoden 5. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 kan anordnas på anordnas på annat sätt. Den kan exempelvis placeras i ho- risontellt läge mellan anoden 5 och katoden 4 vid elektrolyt- ytan. Elektroderna 4, 5,6 âr, liksom i andra ackumulatorer, omgivna av på ritningen inte visade separatorer. Motståndets 7 resistans bör väljas så, att potentialen hos den ytterliga- re gasabsorberingselektroden 6 i den uppladdade ackumulatorn är Û,O5 V 3 0,01 V i förhållande till en normalväteelektrod, vilket erfordras för att ackumulatorn skall kunna arbeta nor- malt. Katoden 4 och anoden 5 framställes på i och för sig kända sätt. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 fram- ställes av en blandning av ett elektriskt ledande kolhaltigt material och en i vattenlösningar svårlöslig kinoidförening med låg redoxpotential. Elektroden 6 framställes genom sam- manpressning av blandningen av nämnda material vid ett tryck av ungefär 25 MPa. Strömavtagarna 8 är framställda av graf fitmaterial, medan utgângsanslutningsklämmorna 9 är framställda av bly. Det elektriskt ledande kolhaltiga materialet kan ut- 890323594 9 göras av grafit, acetylensot, aktiverat kol eller blandningar av de esa material .

I fig. 2 visas schematiskt ett vertikalt snitt genom en utföringsform av den hermetiskt täta syraackumulatorn enligt uppfinningen med en kombinerad elektrod 10, som är hopbyggd av anoden 5 och den ytterligare gasaosorberingselektroden 6.

F15. 2 visar den utföringsform, vid vilken blyanoden 5 är belagd med ett skikt av det material, som gasabsorberings- elektroden 6 är framställd av. En dylik kombinerad elektrod 10 kommer att såsom genomförda undersökningar visat fungera tormalt, ifall elektrodens 10 strömavtagare 8 endast är belagd med bly (en dylik utförinásform visas inte på rit- ningen).

Aokumulatorn med den kombinerade elektroden 10 uppvi- sar-vid samma elektriska egenskaper- mindre ytterdimensioner än ackumulatorn med anoden 5 och elektroden 6 skilda från va- randra.

I fig. 5 visas s.k. cykliska strömspänningekurvor över en utföringsform av den kombinerade elektroden. Den kombinera- de elektroden är framställd av en blandning av 60 procent graf fit och 40 procent hydroantrakínon. Strömavtagarna 8 är belag- da med bly. Elektrodens yttermått är 35 x 50 x 2 mm. Elektro- den är nedeänkt i en BN svavelsyralösning. Längs abscissan är avsatt elektrodpotentialen, som uppmätta i förhållande till en normalväteelektrod, medan arbetsströmmen genom elektroden är avsatt längs ordinataxeln.

Kurvan a, som konstruerate vid kontinuerlig genom~ blàsninä av svaveleyralösningen med kvävgas, visar att det elektrokemiska huvudreaktionsförloppet är praktiskt taget 80Û7Û5Û-“l >lO idealt reversibelt. Efter avslutad konstruering av katodkarak- teristiken upphör genomblåeningen med kvävgas. Efter en uppe- nállstid av 2 timmar för den kombinerade elektroden i samme lösning konstruerar man ytterligare en strömspänningskurva (kurvan b). Den yfiai som är avgränsad av kurvan b, är i detta fall mindre än den av kurvan a avgränsade ytan, vilket beror på att det strömalstrande huvudförloppet samtidigt åtfifljas av en kemisk oxidationsreaktion för hydroantrakinon en- ligt följande reaktionssohema: oH r + 1/2 02 = Û : +H2o u OH Û Att utan genomblåsning med inert gas hålla elektroden i svavelsyralösningen i det öppna kärlet under en tid av ett dygn leder till att elektroden oxideras praktiskt taget helt, vilket vittnar om att hydroantrakinon oxideras intensivt även om den i syralösningen förekommande syrehalten är förhållande- vis låg.

Hydroantrakinon, hydroantrakinonderivat och andra, i vattenlösningar svårlösliga kinoidföreningar med låg redoxpo- tential(exempelvis hydronaftokinoner, vilkas oxidationshastig- net emellertid är avsevärt lägre på grund av högre redoxpoten- mal, Va 0,2 _- o,§ v) kan alltsa tjänstgöra som aktiva kom- ponenter i den ytterligare gasabsorberingeelektroden 6 (fig.l) och i den kombinerade elektroden 10 (rig. 2).

I fig. 4 visas s.k.upp-och urladdningskurvor över en ut- foringsform av den hermetiskt täta syraackumulatorn enligt upp- finningen med en kombinerad elektrod, som är framställd av en blandning sam består av 60 procent grafit och 40 procent --_..,- _ ~ f .w-.f- “__ _.. » V. . V, f... ..-.,i_.._q--"vv- 8007050-1 ll hydroantrakinon. Elektrolyten utgöres av en GN svavelsyralös- ning.

Kurvan c konstruerades vid en s.k. galvanostatisk upp- laddnin¿ av ackumulatorn under en tid av fyra timmar, medan kur* vorna dße øch f konstruerades vid uppladdning, av ackumulatorn under en tid av 20,10 respektive 4 timmar. ne visade upp-och urladdningskurvorna bekräftar att ackumulatorn enligt förelig- gande uppfinning fungerar väl under olika driftförhållanden.

Nedan beskrivas konkreta utföringsexempel på den täta syrackumulatorn enligt uppfinningen.

I alla de nedan stående exemplen har syraackumulator- kärlet och dess elektroder yttermåtten 45 x 44 x 28,5 mm res- pektive 55 x 40 mm, varvid kärlets väg¿tjocklek är 2 mm.

Elektrolyten utgöres av en 6N svavelsyralösning, Exemgel 1 Ackumulatorn innefattar euzkärl 1 av polystyren,en1emOd 4 av blïåíüxiå, fllblïflflfii 5 och en ytterligare gasabsorber- ingselektrod - sem är framställd av en blandning av 20 pro~ cent grafit och 80 procent hydroantrakínon. Ackumulatorns ka- pacitet är vid urladdning ned till l V under en tid av 10 tim- mar i det närmaste 0,5 A. Ackumulatorns specifika energiin- nehåll är i det närmaste 20 Th/kg. Ackmuulatorn uppladdas lämplizen under en tid av 10-15 timmar under s.k.galvanoeta- tiska förhållanden. Trycket i ackumulatorkärlet är högst 20 käaöver- trydn'Vid uppladdning under en tid av 4 timmar ökar trycket till 90 kPa övertryck. âëf-'nnelå Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare 80070504 12 gasabsorberingselektroden 6 innehåller 80 procent aktivt kol och 20 procent hydroantrakinon. Ackumulatorn kan upplad- das under en tid av 5~4 timmar. Övertrycket är högst 50 kPa- Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 aim/kg., Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som ackumulatorn enligt exempel l. Den ytterligare gasab- sorberingselekiroden 6 innehåller 40 yrocent hydrcantrakinon och 60 procent av en blandning av acetylensot med aktivt kol. Ackumulatorn uppladdas under en tid av 5-8 timmar. Över~ trycket i ackumulatorkärlet är högst 60 kPa. - Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 wh/kg.

Exemgel 4 gnegativtg Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 10 procent aktivt kol och 90 procent hydroantrakinon. Ackumulatorn är inte funktionsduglig, eftersom övertrycket i ackumulatorkärlät är högre änïßülfiä, dvs. överstiger det tillåtna trycket, även om uppladdningstiden är lång (lO-15 timmar).

Exempel ä gneg-ativt) Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som den i exempel 1 beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 90 procent aktivt 0 kol och 10 procent hydroantrakinon. Ackumulatorn kan inte arbeta, eftersom gaserna inte absorberas nelt på grund av en FÜP låg halt av hydroantrakinon i den ytterligare gaeabsorberings- elektroden 6, varjämte övertrycket i ackumulatorkärlet är hög- 8007050-1 15 re än 100kPa,dvs. överstiger det tillåtna trycket.

Den ytterligare gasabsorberingselektrodens 6 jämviktspo- tential är enligt exempel 1-5 i det närmastet 0,15 V i för- hållande till normalväteelektroden.

Exempel 6 Ackuulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod 5 som ackumulatorn enligt exempel l. Den ytterligare gasab- sorberingselektroden 6 innehåller 80 procent ,ß-metylantra- kinon(1- metylantrakincn) och 20 procent grafit. Ackumula- torns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Wh/kg.

Ackuulatorn uppladdas under en tid av 10 timmar. Övertrycket i ackumulatorkärlet är högst 20 kPa.

Exempel 2 Ackumulatorn innefattar samma kärl 1, katod # och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 20 procent, /9-metylan- trakinon och 80 procent aktivt kol. Uppladdningen sker un- der en tid av 3-4 timmar. Övertrycket i ackumulatorkärlet är högst 725 kPa- Int specifika energiinnehållet är 20 Wh/ks- Exempel 8 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som den i exempel 1 beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 40 procent metylan- trakinon och 60 procent grafit. Ackumulatorn uppladdas under en tid av 5 timmar. Övertrycket i kärlet är högst 30 kPa- Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Wh/kg.

Enligt exempel 6-8 är den ytterligare elektrodens 6 jämviktspotential lika med i det närmaste+0,07 i förhållande 8007050-1 14 till normalväteelektroden.

Exempel 2 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 80 procent l,4-dime- tylantrakinon och 20 procent grafit. Uppladdningen sker under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 30 kPa- Ackumulaf torns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Nh/kg.

Exempel l0 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 20 procent lJs-di- metylantrakinon och 80 procent grafit. Uppladdningen sker under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 23 kPa- Acku- mulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Wh/ke- Exempel ll Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 40 procent l,4-dimetyl- antrakinon och 80 procent grafit. Ackumulatorn uppladdas under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 28 kPa. Ackumula. torns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Wh/kg.

Den ytterligare gasabsorberingselektrodens 6 jämvikt- protential är enligt exempel 9-ll i det närmaste lika med 0 V i förhållande till normalväteelektroden.

Exempel 12 Ackumulatorn innefattar samma kärl, katod 4 och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulaiorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 80 procent l,2,4- 8007050-1 15 -trimetylantrskinon och 20 preeent grafit. Uppladdningen sker under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 25 kPfi- Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Wh/ Icpg. šífilfililriliâ Aekumulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod5 som den.i exempel 1 beskrivna aekumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektreden 6 innehåller 20 procent l,2,4-tri~ metylantrakinon ocn 80 procent grafit. Ackumulatorn uppladdas under en tid av 5 tinnar. Övertrycket högst 23 KPfi- Ackumulatorne specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Yfl-'fi/lcg.

Exemgel 14 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anodš som den i exempel 1 beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 40 procent l,2,4-tri- metylantrakinon och 60 procent grafit.

Uppladdningen sker under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 25 kPa. Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Nh/kg.

Jämviktspotentialen hos den ytterligare gasabsorberings- elektroden 6 enligt exempel. 12-14 i det närmaste ~0,06 V i förhållande till normalväteelektroden.

Exempel lä Ackumulatorn irmefattar samme. kärl l, katod 4- och anod 5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 80 procent l,2,4,7- ~tetrametylnntrakinon och 20 procent av en blandning av grafit med aktiverat kol. Ackumulatorn uppladdas under en tid 8D@7Ü5Û=1 16 av 10 timmaro Övertrycket i ackumulatorkärlet är högst 0,15 atöo Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmas- te 20 Hb/kg Enemgel 16 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katoä 4 och anod5 som den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligare gasabsorberingselentroden 6 innehåller 20 procent l,2,4,?- etetrametylantrakinon och 80 procent av en blandning av ace- tylensot och aktiverat kol. Uppladdningen genomföras under en tid av 5=4 timmar. Övertrycket är högst 20 kPa. Ackumulatorns specifika energiinnehåll är 20 Nh/kg.

Exemgel 1? Ackumelatørn innefattar samma kärl 1, rated 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna aokumulatorn. Den ytterli- gare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 40 procent l,2,4,~ 7=tetrametylantrakinon och 60 procent grafitfl Ackumulatorn uppladdas under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 25 kPa. àckumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 ifh/lïg.

Jämviktspotentialen hos den ytterligare gasabsorberings- elektroden 6 enligt exempel l5,l6,l? är i det närmaste 0,12 V i förhållande till normalväteelektroden.

.Eífrlíllê Ackumulatorn innefattar samma kärl l, kntod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterli- gare gasahsorberingselektroden 6 innehåller 80 procent l,2,4,~ 7,8» pentametylantrakinon och 20 procent grafit. Ackumula- torn uppladdas under en tid av 10 timmar. Övertrycket är högst 12 kPa. Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Hh/Kå- 8007050-1 1? lšimrleellâ Ackumulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna aekomulatorn. Den ytter- ligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 29 procent l,2,4,7,8-pentametylantrakinon och öO procent grafit.

Uppladdningen genomföres under en tid av 5 timmar. Uver- trycket i ackumulatorkärlet är högst 23 xPa. Ackumulatorns specifika energiinnehåll är 20 Wh/ke.

Exempel 20 Ackumulatorn innefattar samma kärl 1., katod 4 ocn anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterli~ gare gasabsorberingselextroden 6 innehåller 40 procent l,2,4,- 7,8-pentametylantrakinon och 60 procent grafit. Ackumulatorn uppladdae under en tid av 5 timmar. Övertrycket i ackumule- torkärlet är högst P0 hPa. Ackumulatorns specifika energiinne- håll är 20 Wh/kg.

Jämviktspotentialenïws den ytterli¿are gasabsorberings- elektroden 6 enligt exempel 18-20 är i det närmaste -0,18 V i förhållande till normalväteelektroden.

Exempel 21 Ackumulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterligaf re gasabsorheringselektroden 6 innehåller 80 procent l,2,4,- 6,7,8- hexametylantrakinon och 20 procent grafit. Ackumulatorn uppladdas under en tid av lO timmar. Övertrycket är högst 10 kPa. Aokumulaiorns specifika energiinnehåll är 20 flh/kg.

Exempel 22 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterli- '8Û07Û50~=~'1 18 gare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 20 procent l,2,' 4, 6,7,8-hexametylantrakinon och 80 procent grafit. Uppladd- ninäen sker under en tid av 5 timmar, Övertrycket är högst 20 kPa. Aokumulatorhs specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 dh/kg.

Exempel 25 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytter- ligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 40 procent l,2,° 4,6,7,8-hexametylantrakinon och 60 procent grafit. Uppladd- ningen. sker under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 25 kPa. Ackumulatorne specifika energiinnehåll är i det närmaste 20 Wh/kg» Jämviktspotentialen hos den ytterligare gasabeorberings- elektroden 6 enligt exempel 21, 22, och 25 är i det närmaste -0,23 V i förhållande till normalväteelektroden.

Exempel 24 Aclmmulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterli- gare gasahsorberingselektroden 6 innehåller 80 procent l,2,5,” 4,6,7,8-heptametylantrakinon och 20 procent grafit. Uppladd- ningen sker under en tid ar 10 timmar. Overtrycket är högst 15 kPa. Ackumulatorns specifika energiiinneháll är i det närmaste 20 Wh/kg.

Exempel 25 Ackumulatorn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytter- ligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 20 procent l,2,' 5,4,69?,8-heptametylantrakinon och 80 procent grafit. Ackumu- 8007050-1 19 latorn uppladdas under en tid av 5 timmar.Övertrycket i acku- mulatorkärlet är högst 18 kPa. _ Ackumularorns specifika ener- giinnehåll är 20 Mn/kg.

Exempel 26 Äckumulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel 1 beskrivna ackumulatorn. Den ytter- ligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 40 procent 1,' 2,5,4,6,7,8-heptametylantrakinon och 60 procent grafit. Upp- laddningen sker under en tid av 5 timmar. Övertrycket är högst 20 kPa. Ackumulatorns specifika energiinnehåll är i det när- maste 20 .Vli/kg.

Jämviktspotentialen hos den ytterligare gasabsorberings- elektroden 6 enligt exempel 24,25,26 är i det närmaste -0,28 V i förhållande till normalväteelektroden.

Exempel 22 Ackumulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel l beskrivna ackumulatorn. Den ytterliga- re gasabsorberingselektroden 6 innehåller 80 procent l,2,5,“ 4,5,6,7,8-oktametylantrakinon och 20 procent av en blandning av grafit och acetylensot. Ackumulatorn uppladdas under en tid av 10 timmar. Övertrycket är högst 10 kPa. Ackumulatorns specifika energiinnehåll ar 20 Wh/kg.

Exempel 28 Ackumulatcrn innefattar samma kärl l, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel 1 beskrivna ackumulatorn. Den ytter- ligare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 20 procent l,2,' 5,4,5,6,7,8-oktametylantrakinon och 80 procent av en blandning av grafit med acetylensot. Ackumulatorn uppladdas under en tid av 5-4 timmar. Övertrycket är högst 15 kPa- Ackumu- 800-7050-1 20 latorns specifika energiinnehåll är 20 Wh/kg.

Exemgel 22 Aokumulatorn innefattar samma kärl 1, katod 4 och anod 5 såsom den i exempel 1 beskrivna ackumulatorn. Den ytterli- gare gasabsorberingselektroden 6 innehåller 40 procent l,2,' 5,4,5,6,7,8-oktametylantrakínon och 60 procent grafít. Acku- mulatorn uppladdas under en tid av 5 timmar.Övertrycket i ackumulaterkärlet är högst 10 kPa- Ackumulatorns specifika' energiinnehåll är 20 Wh/kg.

Jämviktspotentialen hosden ytterligare gasabsorberings- 6 elektroden 6 enligt exempel 12, 15 och 14 är i det närmaste -0,51 V i förhållande till normalväteelektroden.

Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 kan fram- ställas av en blandning av elektriskt ledande kolhaltigt ma- terial och godtyckligt antrakinonderivat med elektrondonator-_ substituenter. Egenskaperna hos aekumulatorer med andra an- trakinonderivat liknar i det närmaste de hos de i exempel 6-29 beskrivna ackumulatorerna. I exempel 50-48, vilka är re- dovisade i tabell l, anges jämviktspotentialen nos den ytter- ligare gasabsorberingselektroden 6, som är framställd av en blandning av elektriskt ledande kolhaltigt material och vis- sa andra möjliga antrakinonderivat. .__ _ 48007050-1 21 Tabell 1 mxempel Suustituenttyp Antal substitu- Jámviktspotential entgrupper nos den ytterligaw i antrakínon- re gasabsorberin¿s- ringen elektëoden 50 -OH 1 + O ,O5 51 -on 2 - 0,01 32 -OH 5 - O ,O¿s 55 -OH 4 -0,15 54 -OH 5 -0,22 5 5 -OH 6 -O ,29 * 56 -OCH; l +0,0?5 57 -OCH5 2 ~0,005 38 -OCH5 3 -0,075 59 -OCH5 4 -0,14 40 -OCHE 5 -O ,2l 41 -OCH5 6 -0,28 ua -ocnë 7 -0,31 45 -oc2H5 1 +o,o7 44 -OCEH5 2 0,00 45 7 -OCBHS 5 -0,0? 46 -OC2H5 4 -O ,l5 4? -cc2H5 5 -0,20 aa -oo2H5 } 6 -0,26 Exem el 4 Den hermetiskt täta syraaclaumulatorn innefattar ett kärl l av polystyren och en katod. 4 av blyd ioxid. Den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 är uppbyggd 1 ett stycke med 8007050-1 22 anoden 5 och utgör således en kombinerad elektrod 10. Den kombinerade elektroden 10 framställes genom påpressning av en blandning, som består av 60 procent grafit och 40 procent hydroantrakinon, på en strömförande basdel av bly vid ett tryck av 25-35 MPa.

Ackumulatorns e.m.k. är i det närmaste 1,6 V och dess specífika_energiinnehàll är i det närmaste 21 Nh/kg. Ackumuf latorn uppladdas under en tid av 4-5 timmar. Övertrycket i ackumulatorkärlet är högst 30 kPa. Jämviktspotentialen hÖS den ytterligare gasabsorberingselektroden 6 är + 0,15 V i förhållande till normalväteelektroden. rxeméei go Ackumulatorn är huvudsakligen uppbyggd på samma sätt som ackumulatorn enligt exempel 49. Den kombinerade elektro- den lO framställes genom pàpressning av en blandning, som be- står av 60 procent grafit och 40 procent l,2,4,7-tetrametyl- antrakínon, pà en strömförande basdel av bly vid ett tryck av 25-35 MPa. Ackumulatorns e.m.k. är i det närmaste 1,85 V och dess specifika energiinnehåll är i det närmaste 25 Wh/kg.

Ackumulatorn uppladdas under en tid av 4-5 timmar. Övertryokst är högst 20 kPaL Exem el l Ackumulatorn är huvudsakligen utförd på samma sätt som den i exempel 50 beskrivna ackumulatorn. Den kombinerade elektrodens 10 strömförande basdel ar framställd av grafit.

Elektrodens lO strömavtagare 8 är belagd med bly. Ackumula~ , _ torns e.m.k. är i det närmaste 1,85 V och dess specifika energiinnehåll är ca 25 flh/kg. Ackumulatorn uppladdas under en tid av 4-5 timar. Övertrycket i ackumulatorkärlet är 8ÜU7050-1 25 högst 50 kPa- För att öka den ytterligare elektrodens 6 och den kombi- nerade elektrodens 10 mekaniska hàllfasthet kan man i ut- gångsblandningen för framställning av dessa elektroder in- föra ett bindemedel exempelvis polyeten, polystyren, fluor- plast eller vinylplast.

Den ovan beskrivna hermetiskt täta syraackumulatorn upp- sar hög funktionssäkerhet samtidigt som det elektrolytfyllda rummet är hermetiskt helt tätt under hela livslängden hos ackumulatorn utan att dels ackumulatorkärlets hållfasthet måste ökas och dels aekumulatorns elektriska och driftmässiga egenskaper försämras.

Genom att ackumulatorn enligt uppfinningen är hermetiskt helt tät och saknar ventilanordningar kan den placeras i omedelbar närhet av apparaten ifråga, vid ett godtyckligt läge i PHmm@t,, vilket i hög grad ökar ackumulatorns använd- ningsområde. Ackumulatorn enligt föreliggande uppfinning kan användas inom.flyg-och rymdteknik, fordonsteknik(bl.a. vat- tentransporttekník), vid radioelektroniak och medicinsk ut- rustning. Ackumulatorn förblir funktionsduglig vid låga tems peraturer av ned till -50°C, varför den kan användas vid låga temperaturer, som råder på nordliga breddgrader.

Genom att man dels inte behöver korrigera elektrolyt- parametrarna och efterfylla ackumulamrkärlet med elektrolyt och dels snabbt kan uppladda ackumulatorn under konventionel- la galvanostatiska förhållanden blir aokumulatorn enkel och bekväm att arbeta med.

Ackumulatorn enligt föreliggande uppfinning är billigare att framställa jämfört med de tidigare kända hermetiskt täta

Claims (3)

-8007050-1 24 syraackumulatorerna, eftersom den kan framställas av billi- ga och lättanskaffbara material. Ehuru uppfinningen särskilt visats och beskrivits un- der hänvisning till nämnda föredragna utföríngsexempel, inf ser fackmannen att en mängd olika ändringar i form och detaf ljer är möjliga utan att man för den skull frångår uppfinnings- tanken. Patentkrav

1. Hermetiskt tät syraackumulator innefattande ett slutet kärl (1), en katod (4) av blydioxid, en anod (5) av bly och en ytterli- gare gasabsorberingselektrod (ö), vilka är anordnade i kärlet (1), k ä n n e t e c k n a d av att den ytterligare gasabsorberings- elektroden (6) är framställd av en blandning av 20-80 viktprocent av ett elektriskt ledande kolhaltigt material och 80-20 viktprocent av en i vatten svârlöslig kinoidförening med en redoxpotential nära den för en vätgaselektrod och som utgöres av hydroantrakinon eller ett antrakinonderivat med elektrondonerande substituenter.

2. Ackumulator enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den ytterligare gasabsorberingselektroden (6) är utförd i ett stycke med anoden (5), i form av en kombinerad elektrod (10).

3. Ackumulator enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone den kombinerade elektrodens (10) strömavtagare (8) är belagd med bly. _._-«... _. , __