SE460443B - Sealed lead acid storage cell useful for low rate applications - Google Patents

Sealed lead acid storage cell useful for low rate applications

Info

Publication number
SE460443B
SE460443B SE8502190A SE8502190A SE460443B SE 460443 B SE460443 B SE 460443B SE 8502190 A SE8502190 A SE 8502190A SE 8502190 A SE8502190 A SE 8502190A SE 460443 B SE460443 B SE 460443B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
electrolyte
electrodes
separators
positive electrode
parts
Prior art date
Application number
SE8502190A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8502190D0 (en
SE8502190L (en
Inventor
Erik Sundberg
Original Assignee
Erik Sundberg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Publication of SE8502190L publication Critical patent/SE8502190L/xx
Application filed by Erik Sundberg filed Critical Erik Sundberg
Priority to SE8502190A priority Critical patent/SE460443B/en
Publication of SE8502190D0 publication Critical patent/SE8502190D0/en
Priority to EP85902700A priority patent/EP0214981A1/en
Priority to PCT/SE1985/000200 priority patent/WO1985005227A1/en
Priority to NO860027A priority patent/NO860027L/en
Priority to FI864511A priority patent/FI864511A0/en
Publication of SE460443B publication Critical patent/SE460443B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/34Gastight accumulators
    • H01M10/342Gastight lead accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/14Electrodes for lead-acid accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/70Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/76Containers for holding the active material, e.g. tubes, capsules
    • H01M4/765Tubular type or pencil type electrodes; tubular or multitubular sheaths or covers of insulating material for said tubular-type electrodes
    • H01M4/767Multitubular sheaths or covers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

A sealed lead acid storage cell comprises (a) a gas and liq. impervious container; (b) at least one positive electrode assembly (20) comprising two spaced apart porous electrodes (22,24) electrically connected in parallel, with foraminous material bodies (44) between them providing an electrolyte reservoir; (c) porous negative electrodes (14,16) alternating with the positive electrode assemblies; (d) porous absorbant separators (28,30) between adjacent surfaces of positive and negative electrodes; and (e) an electrolyte absorbed in the pores of positive and negative electrodes, separators and foraminous material bodies, which have combined pore vols. greater than the electrolyte vol.

Description

460 443 Livslängden hos en blyackumulator beror på flera faktorer. En av dessa är tjockleken på gallret i positiva plattan. Ju tjockare varje blysträng är och ju tjockare den positiva plattan är, desto längre är plattans livslängd generellt. 460 443 The life of a lead-acid battery depends on several factors. One of these is the thickness of the grid in the positive plate. The thicker each lead string is and the thicker the positive plate, the longer the life of the plate in general.

Celler för låga strömstyrkor har därför positiva plattor med en tjocklek av 4-10 mm." Om en cell enligt US-patentet 3.862.861 skulle konstrueras för' låga ström- styrkor skulle man behöva 12-30 mm syraskikt, dvs 6-15 mm på varje sida av den positiva elektroden. I I öppna celler, där elektrolyten inte är avsedd att vara helt absorberad i separatorerna, är det vanligt att ha en avsevärd mängd syra över plattsatsen.Cells for low currents therefore have positive plates with a thickness of 4-10 mm. "If a cell according to US patent 3,862,861 were to be designed for 'low currents', 12-30 mm acid layers would be needed, ie 6-15 mm on each side of the positive electrode.In open cells, where the electrolyte is not intended to be completely absorbed in the separators, it is common to have a considerable amount of acid over the plate set.

Det finns två anledningar varför elektrolytlagret skall vara tunt, dvs avståndet mellan elektroderna skall vara litet. Den första är att det elektriska motståndet är relativt högt i elektrolyten jämfört med andra delar av elektrodpaketet. En cell med ett elektrodavstånd av t.ex. 6 mm kommer att ha en lägre urladdnings- spänning än en cell med t.ex. 1 mm avstånd. Dennapminskade spänning eller effektförlust är särskilt märkbar vid högaurladdningar. Den andra anledningen att ha ett litet elektrodavstånd i en cell med oxygenrekombination är att graden av rekombination står i omvänd relation till avståndet mellan positiva och nega- tiva elektroder. I celler av denna typ utvecklas oxygen vid positiva plattan innan denna är fullständigt laddadåoch passerar genom separatorn till den ne- gativa plattan, som -oxideras Oxygenet fortsätter att utvecklas vid den positiva plattan så länge-cellen är på laddning och fortsätter att oxidera den negativa plattan i samma takt som den laddas. På detta sätt kan en oxygen-rekomination- cell arbeta under hela sin livslängd utan att förlora vatten. Graden av rekom- bination bestämmer den strömstyrka cellen kan laddas med under fulladdningen och av flera anledningar skall den vara så hög som möjligt. Elektroderna skall därför vara så nära varandra som möjligt med ett tunt lager av elektrolyt. Av- ståndet kan variera från 0,l-3 mm. Över 3 mm är rekombinationen mycket låg.There are two reasons why the electrolyte layer should be thin, ie the distance between the electrodes should be small. The first is that the electrical resistance is relatively high in the electrolyte compared to other parts of the electrode package. A cell with an electrode distance of e.g. 6 mm will have a lower discharge voltage than a cell with e.g. 1 mm distance. This reduced voltage or power loss is particularly noticeable with high discharges. The second reason for having a small electrode distance in a cell with oxygen recombination is that the degree of recombination is inversely related to the distance between positive and negative electrodes. In cells of this type, oxygen develops at the positive plate before it is fully charged and passes through the separator to the negative plate, which is oxidized. The oxygen continues to develop at the positive plate as long as the cell is on charge and continues to oxidize the negative plate. at the same rate as it is charging. In this way, an oxygen recombination cell can operate for its entire life without losing water. The degree of recombination determines the current the cell can be charged with during the full charge and for several reasons it should be as high as possible. The electrodes should therefore be as close to each other as possible with a thin layer of electrolyte. The distance can vary from 0.3 mm. Above 3 mm, the recombination is very low.

Man har observerat två sätt på vilka transporten av syrgas från positiva till negativa elektroden kan äga rum. Vid det första löses oxygenet i elektro- lyten och transporteras till den negativa plattan genom vanlig syradiffusion, som äger rum i en cell. En annan mekanism är, att oxygen i gasform passerar från den positiva till den negativa plattan, där den reagerar och oxiderar den- na. I detta fall är det nödvändigt att ha öppningar i separatorn utan elektrolyt för att möjliggöra gasens flöde.Two ways have been observed in which the transport of oxygen from the positive to the negative electrode can take place. In the first, the oxygen is dissolved in the electrolyte and transported to the negative plate by ordinary acid diffusion, which takes place in a cell. Another mechanism is that oxygen in gaseous form passes from the positive to the negative plate, where it reacts and oxidizes it. In this case, it is necessary to have openings in the separator without electrolyte to enable the gas to flow.

Detta görs genom att cellen inte är helt fylld med elektrolyt, varigenom separatorn inte blir helt mättad med vätska. Även i den senare mekanismen är det nödvändigt att ha elektrolyt mellan plattorna för att få en väg för jontrans- port. Separatorn måste därför vara mycket absorberande och tjänstgöra som veke och inte fullt mättad med vätska både ha tillräckligt med vätska för jon- asawft., .i .___ 460 443 transport och samtidigt ha en porstruktur med öppningar för gastransport mel- lan elektroderna. Vid normala tryck, då lösligheten av oxygen i syra är liten, ¿ dominerar den senare formen av oxygentransport helt, men båda mekanismerna är helt beroende av avståndet mellan elektroderna. Det är emellertid möjligt att med kort avstånd och mycket kontrollerad laddning få gasrekombination, men kombinationsgraden är mindre och laddningstiden längre. Öppna blyackumulatorerer är kända, där man har två tunnare positiva elektroder placerade mot varandra för att tillsammans verka som en enkel tjoc- kare elektrod. Men dessa konstruktioner har haft överskott av syra över elekt- roderna ochfull syrgasmättnad i hela cellen. Ingen konstruktion är känd, där man har ett bra utnyttjande av detåaktiva blymaterialet vid låga urladdningar och samtidigt oxygenrekombination vid fulladdning. ' Föreliggande uppfinningbhar till ändamål att åstadkomma en elektrisk .ackumulator med en celluppbyggnad, som lnöjliggör tillräcklig elektrolytmängd även vid urladdningen med mycket låg strömstyrka för hög kapacitet, samt med utniärkt kapacitet vid höga urladdningar genom det låga inre motståndet, vid stor livslängd och god gasrekombination. i Uppfinningens ändamål uppnås genom att utföra 'ackumulatorcellen med de i patentkrav 1 angivna kännetecknen.This is done by the cell not being completely filled with electrolyte, whereby the separator does not become completely saturated with liquid. Even in the latter mechanism, it is necessary to have electrolyte between the plates in order to have a path for ion transport. The separator must therefore be highly absorbent and serve as a wick and not fully saturated with liquid, both have sufficient liquid for ionase water transport, and at the same time have a pore structure with openings for gas transport between the electrodes. At normal pressures, when the solubility of oxygen in acid is low, ¿the latter form of oxygen transport dominates completely, but both mechanisms are completely dependent on the distance between the electrodes. However, it is possible to get gas recombination with a short distance and very controlled charging, but the degree of combination is smaller and the charging time is longer. Open lead-acid accumulators are known, where you have two thinner positive electrodes placed against each other to work together as a simple thicker electrode. But these constructions have had excess acid over the electrodes and full oxygen saturation throughout the cell. No construction is known, where there is a good utilization of the highly active lead material at low discharges and at the same time oxygen recombination at full charge. The object of the present invention is to provide an electric accumulator with a cell structure which enables a sufficient amount of electrolyte even at the discharge with very low current for high capacity, and with excellent capacity at high discharges due to the low internal resistance, with long service life and good gas recirculation. The object of the invention is achieved by making the accumulator cell with the features stated in claim 1.

Två utföringsformer av uppfinningen visas på bifogade ritningar och be- skrives i det följande. På ritningarna visas i fig. 1 i vy en typisk cell enligt uppfinning, fig. 2 visar en sektion längs linjen Il-II i fig. 1, där två delar av den positiva plattan har en gemensam överram och har tillverkats av triangel- formade rör, fig. 3 visar på samma sätt som ifig. 2 ett liknande utförande en- ligt exempel två med den skillnaden att cellen även har separatorer, fig. 4 visar en sektion längs linjen IV-IV i fig. 2 vid typen av cell enligt fig. 2 med positiva rörplattor.Two embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings and are described below. The drawings show in Fig. 1 a typical cell according to the invention, Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1, where two parts of the positive plate have a common upper frame and have been made of triangular tubes , Fig. 3 shows in the same way as in fig. Fig. 2 shows a similar embodiment according to example two with the difference that the cell also has separators, Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 2 at the type of cell according to Fig. 2 with positive tube plates.

Enligt en föredragen form av uppfinningen är de två delarna av den posi- tiva plattan sammanbundna med en gemensam överram och fana genom att använda en' s.k. rörplatta med vartannat rör liggande nära den ena negativa elektroden och vartannat rör nära den andra negativa elektroden. För att få så stor yta som möjligt av den positiva elektroden att ligga nära den negativa elektroden är rören triangelformade, där vartannat rör har en sida av triangeln nära den ena negativa elektroden och vartannat rör nära den andra negativa elektroden. To- talt sett kan t.ex. åtta rör ligga nära den ena negativa elektroden och åtta rör nära den andra negativa elektroden. Rörplattan har liksom många andra rörplat- tor särskilda ytterrör, som är ungenför hälften så stora som de övriga rören. 460 443 Fig. 1 visar en prismatisk blycell med ett kärl 2 och ett lock 4 hermetískt förenat med kärlet. Dessa två delar formar en behållare ogenomsläpplig för syra och gas. En positiv pol 6, en negativa pol8 och en säkerhetsventil 10 är place- rade på kärlets "översida". (Eftersom cellen kan arbeta i alla lägen, är det en översida endast under monteringen.) Anledningen till säkerhetsventilen, är att om cellen skulle överladdas med för hög strömstyrka eller att rekombinationen av annan anledning inte skulle fungera, denna måste öppna sig för att förhind- ra att .kärlet sprängs.According to a preferred form of the invention, the two parts of the positive plate are connected to a common upper frame and banner by using a so-called tube plate with every other tube lying near one negative electrode and every other tube near the other negative electrode. In order to make as large an area of the positive electrode as possible lie close to the negative electrode, the tubes are triangular, where each other tube has one side of the triangle near one negative electrode and every other tube near the other negative electrode. In total, e.g. eight tubes are close to one negative electrode and eight tubes are close to the other negative electrode. The pipe plate, like many other pipe plates, has special outer pipes, which are about half the size of the other pipes. Fig. 1 shows a prismatic lead cell with a vessel 2 and a lid 4 hermetically connected to the vessel. These two parts form a container impermeable to acid and gas. A positive pole 6, a negative pole 8 and a safety valve 10 are located on the "top" of the vessel. (Since the cell can operate in all positions, it is an upper side only during assembly.) The reason for the safety valve is that if the cell is overcharged with too high a current or the recombination would not work for some other reason, it must open to prevent ra that .the vessel exploded.

I fig. 2-4 visas ett tvärsnitt av kärlväggen 2. .En första negativ platta anges med 12. Denna är en normal, smord platta med ett metalliskt blygaller som bär upp den aktiva blymassan. En separator 14 (se fig. 3) är gjord av absorbe-j rande material, som kommer att beskrivas längre fram. En första del av den posi- tiva elektroden anges med 16. Även denna är delvis av konventionell typ med galler och positiv massa (PbOQ). Yttre sidan av den positiva plattan, som inte vetter mot den negativa elektroden utgör en sida av en elektrolytreservoar' 18.Figs. 2-4 show a cross section of the vessel wall 2. A first negative plate is indicated by 12. This is a normal, lubricated plate with a metallic lead grid which supports the active lead mass. A separator 14 (see Fig. 3) is made of absorbent material, which will be described later. A first part of the positive electrode is indicated by 16. This is also partly of the conventional type with grid and positive mass (PbOQ). The outer side of the positive plate, which does not face the negative electrode, forms a side of an electrolyte reservoir '18.

Innersidan till den positiva elektrodens nästa del 26 utgör nästa vägg i syrareser- voaren tillsammans med kärl och lockväggar. Reservoaren 18 med positiva plattor på varje sida formar den totala positiva elektroden. Utanför denna finns nästa separator 24 och den andra negativa elektroden 22, vilka är lika som 14 respek- tive 12. Reservoaren 18 är lämpligen fylld med ett absorberande material, som även kan finnas över och under elektroderna. Det absorberande materialet kan vara liknande det som separatorerna lll, 24 består av eller till och med identiskt.The inside of the next part 26 of the positive electrode constitutes the next wall in the acid reservoir together with vessels and lid walls. The reservoir 18 with positive plates on each side forms the overall positive electrode. Outside this is the next separator 24 and the second negative electrode 22, which are equal to 14 and 12, respectively 12. The reservoir 18 is suitably filled with an absorbent material, which can also be present above and below the electrodes. The absorbent material may be similar to that of separators 11, 24 or even identical.

Oxidationspotentialen är högst vid separatorerna och mindre i reservoaren och kraven på oxidationsbeständighet är därför störst för separatorerna.The oxidation potential is highest at the separators and lower in the reservoir and the requirements for oxidation resistance are therefore greatest for the separators.

Rören har en syrareserv i de tjocka filtade rörväggarna, som kommer att ligga dels mellan rören, dels mellan den positiva och den negativa elektroden.The tubes have an acid reserve in the thick felted tube walls, which will lie partly between the tubes, partly between the positive and the negative electrode.

Rörväggarnas tjocklek 'anpassas för den syramängd imai. önskar med hänsyn till att de absorberande rörväggarna på grund av oxygentransporten inte skall vara helt mättad med elektrolyt.The thickness of the pipe walls' is adapted to the amount of acid imai. wishes with regard to the fact that the absorbent tube walls due to the oxygen transport should not be completely saturated with electrolyte.

Det finns ett antal mer eller mindre lämpliga material för separator-er och reservoarer. Materialet måste vara niikroporöst i separatoren och absorbera med största möjliga verkan för att få jämn densitet i cellen. Det måste vara inert mot oxygen i "statu nascendi" och svavelsyran-och inte ha några skadliga förore- ningar. Det mest lämpliga materialet är glasfiber, tillgängligt på marknaden som 100% glasfiber med fiberdiametrar under 2p, i vissa fall Ip. Det liknar bomull och har en porositet även vid hård sammantryckning över 95%. Det vätes lätt av svavelsyra och med god verkan. l reservoaren kan emellertid även vissa bestån- diga organiska filtmaterial användas. . tillräcklig för att förse cellen med all syra erforderlig för mycket långalurladd- 460 443" Det absorberande materialet mellan de två positiva enkelplattorna har till uppgift att hålla elektrolyten i reservoaren 18 på plats vid olika lägen av cellen, även när den är i upp och nedvänt läge. Men kapillärkrafterna i separatorerna 14 och 24 som balanseras motsvarande kapillärkrafter i det absorberande materia- let i reservoaren, gör det möjligt .att ha dessa separatorer icke mättade med elektrolyt för att ge gasen från den positiva elektroden möjlighet att i gasform nå den negativa elektroden, samtidigt som det finns tillräcklig elektrolyt för jon- transport. För att inte elektrolyt från reservoaren skall vandra till separatorerna och mätta dessa med elektrolyt, måste det absorberande materialet i reservoaren ha ungefär samma omättnadsgrad. Å andra sidan kan reservoarens tjocklek göras ningar. Lämpligaste sättet att åstadkomma separatorer av absorberande material med en mättningsgrad som ger öppningar för gasen kan' vara att inte fylla cellen med elektrolyt upp till plattornas kant. Ett annat sätt' är att ladda cellerna iupp och nedvänt läge med en hög strömstyrka. Den bildade vät- och syrgasen tränger undan elektrolyten som rinner ut. _ Den niättniiigsgrad man önskar kan bero på cellens arbetssätt och separa- torernas och det absorberande materialets porositet. Den kan 'variera från 98% till 80% med 90-95% som bästa värden av den fulla mängden vid mättat material. l fig. 2 är 2- såsom förut angivits kärlet, 12 och 22 de negativa elektro- derna, 16 rörväggar i de positiva elektrodernas delar 25 och 26 samt 28 och 29 den positiva massan i rören, 32 och 34 är strömledande blyspröjsar och 36 är en isolerande plastfolie på baksidan av strömledaxen för att strömmen skall gå genom den positiva massan och inte direkt genom rörväggarna till den negativa elektroden.There are a number of more or less suitable materials for separators and reservoirs. The material must be microporous in the separator and absorb with the greatest possible effect in order to obtain an even density in the cell. It must be inert to oxygen in the "statu nascendi" and sulfuric acid - and have no harmful pollutants. The most suitable material is fiberglass, available on the market as 100% fiberglass with fiber diameters below 2p, in some cases Ip. It is similar to cotton and has a porosity even at hard compression over 95%. It is easily wetted by sulfuric acid and with good effect. However, certain durable organic felt materials can also be used in the reservoir. . 460 443 "The absorbent material between the two positive single plates has the function of holding the electrolyte in the reservoir 18 in place at different positions of the cell, even when it is in an upside down position. However, the capillary forces in the separators 14 and 24 which are balanced by the corresponding capillary forces in the absorbent material in the reservoir make it possible to have these separators unsaturated with electrolyte to enable the gas from the positive electrode to reach the negative electrode in gaseous form. while there is sufficient electrolyte for ion transport.In order for electrolyte from the reservoir not to migrate to the separators and saturate them with electrolyte, the absorbent material in the reservoir must have approximately the same degree of unsaturation.On the other hand, the thickness of the reservoir can be made. provide separators of absorbent material with a degree of saturation such as g Your openings for the gas may be to not fill the cell with electrolyte up to the edge of the plates. Another way is to charge the cells up and down with a high current. The hydrogen and oxygen gas formed displaces the electrolyte that flows out. The degree of moisture desired can depend on the mode of operation of the cell and the porosity of the separators and the absorbent material. It can vary from 98% to 80% with 90-95% as the best values of the full amount of saturated material. In Fig. 2, 2- as previously indicated, the vessel, 12 and 22 are the negative electrodes, 16 tube walls in the positive electrode portions 25 and 26 and 28 and 29 are the positive mass in the tubes, 32 and 34 are current conducting lead bars and 36 are an insulating plastic foil on the back of the current axis so that the current passes through the positive mass and not directly through the tube walls to the negative electrode.

Fig. 3 visarett liknande utförande med något tunnare rörväggar och där sagda mikroporösa separator 14 och 24 lagts in mellan positiva och negativa elektroden. Inte heller denna är helt mättad med elektrolyt, 90-95% mättnad bru- kar vara lämpligt.Fig. 3 shows a similar embodiment with slightly thinner tube walls and where said microporous separators 14 and 24 are inserted between the positive and negative electrodes. This is also not completely saturated with electrolyte, 90-95% saturation is usually suitable.

Fig. 4 visar ett snitt längs linjen IV-IV i fig. 2 av en cell med triangelfor- made rör och gemensam överram. Rörplattan, välkänd inom batteriindustrin, består av ett antal vertikala blyspröjsar, där varje spröjs är omgiven av en cylin- der med blysuperoxid. Denna i sin tur hålls på plats av ett kemiskt beständigt poröst rör. Utmärkta rör görs av flätad glasfiber. Vid sammanpressade mikroglas- separatorer undviks makrohålrum i vilka gasbubblor kan samlas. Det absorberan- de materialet i reservoaren 18 mellan de positiva halvplattorna kan vara av lik- nande fibermaterial.Fig. 4 shows a section along the line IV-IV in Fig. 2 of a cell with triangular tubes and common upper frame. The tube plate, well known in the battery industry, consists of a number of vertical lead bars, each bar being surrounded by a cylinder of lead superoxide. This in turn is held in place by a chemically resistant porous tube. Excellent tubes are made of braided fiberglass. With compressed microglass separators, macro cavities in which gas bubbles can collect are avoided. The absorbent material in the reservoir 18 between the positive half-plates may be of similar fibrous material.

Då det är viktigt ur livslängdssynpunkt att den positiva massan stöds från alla håll för att volymen inte skall öka, tillverkas rören lämpligen av filtade 460 443 mikrofibrer av glas såsom angivits med en väggtjocklek så 'att rören stöder va- randra och så att totala syrabehovet utöver det som finns inne i de porösa elektroderna är lagrat i rör-väggarna, som trots detta naturligtvis inte för vara mättade med' vätska för att möjliggöra oxygentransport.Since it is important from a life point of view that the positive mass is supported from all sides so that the volume does not increase, the tubes are suitably made of felted 460 443 glass microfibers as indicated with a wall thickness so that the tubes support each other and so that the total acid requirement exceeds what is inside the porous electrodes is stored in the tube walls, which despite this, of course, are not saturated with liquid to enable oxygen transport.

Istället för homogena tjocka rörväggar kan man ha tunna, filtade vävda eller flätade rör med inlägg mellan rören. Dessainlägg och inläggen mellan rören och negativa elektroden är gjorda av filtat fibermaterial, lämpligen glas med mikrofiber, för att på så sätt öka väggtjockleken och stödja upp rören. Rörfor- miga elektroder kan även byggas upp av 'veckade plattor av filtade mikrofiber kombinerade med separatorer av samma material.Instead of homogeneous thick pipe walls, you can have thin, felted woven or braided pipes with inserts between the pipes. The design inserts and the inserts between the tubes and the negative electrode are made of felted fibrous material, preferably glass with microfiber, in order to increase the wall thickness and support the tubes. Tubular electrodes can also be built up of pleated sheets of felted microfiber combined with separators of the same material.

En cell kan även ha ett mindre syraförråd placerat inne i den negativa elektroden, genom att denna gjorts av två halvplattor. Vid normala urladdningar hinner SO4~jonerna transporteras till den negativa elektroden från reservoaren mellan de positiva enkelektroderna. Men vid. mycket höga urladdningströmstyrkor kan det blir en SO4-jonbrist vid den negativa elektroden och en reservoar kan därförlibland vara lämplig. Vid extremt höga urladdningar användes så litet av det aktiva materialet att syran i separatorerna och de negativa elektrodernas porer är tillräckliga.A cell can also have a smaller supply of acid placed inside the negative electrode, by making it of two half-plates. During normal discharges, the SO4 ions have time to be transported to the negative electrode from the reservoir between the positive single electrodes. But at. very high discharge currents there may be an SO4 ion deficiency at the negative electrode and a reservoir may therefore be suitable. At extremely high discharges, so little of the active material is used that the acid in the separators and the pores of the negative electrodes is sufficient.

För att ge en mer fullständig bild av uppfinningen kan det vara lämpligt med några kalkyler, -som ger en bild av hur uppfinningen verkar vid några olika tillämpningar.In order to give a more complete picture of the invention, it may be appropriate to have some calculations which give a picture of how the invention works in a few different applications.

Claims (7)

1. Pamsmmxgêy Elektrisk ackumulator, särskilt blyackumulator innefattande 1. en cell med en elektrolyt- och gastät behàllaren(2, 4), minst en porös positiv elektrod (16), minst tvà porösa negativa elektroder (12, 22) samt elektrolyt till en mängd tillräcklig för den ur~ laddningsgrad som önskas, vilken positiva elektrod (16) består av minst tvà, som en rad placerade delar (25, 26), vardera utformade som rörplattor med gemensam överram, fràn vilken strömledare (32, 34) sträcker sig ned i. elektroderna, med vardera elektrodelen försedd med en bredare, plan ände och en smalare, spetsig ände med varannan elektrodel vänd med sin bredare ände àt det ena hållet och varannan med sin bredare ände åt det andra hållet, så att två plan bildas, med en sida av en av de respektive negativa elektroderna (lf, 22) sträckande sig längs vart och ett av sagda plan och med separatorer av ett mikroporöst material placerat mellan vardera planet och en motstàende sida till respektive k ä n n e t e c k n a d att den positiva elektrodens (16) delar vardera utgöres av triangelfor- made rör (25, 26) med flata sidor, av vilka en sida pá varannan elektroddel ingår i ett av sagda plan, medan de övriga sidorna är motställda motsvarande ytor pà närliggande elektroddelar i raden, (18) anordnat mellan dessa ytor, med det förut nämnda mikroporösa negativ elektrod, d ä r a v, med ett mikroporöst material vilket material tillsammans materialet i separatorerna utgör en syrareservoar, nad att uppta en förutbestämd mängd elektrolyt, som tillsammans med elektrolyten i de porösa elektroderna och i förekommande' övriga utrymmen för upptagande av elektrolyt, utgör en tillräck- lig mängd för den urladdningsgrad som avses, att det mikroporösa materialet (18) är utformat att bilda ett stöd för rören (25, 26) och att mellan rören och respektive strömledare (32, 34) är anord- nat ett isolerande material såsom en plastfolie (36). som är anord- ”460 445 _.,._š, 41:14. ._.'>. ._;_-'; :yyj x. ja* « - ' ' 8Electric accumulator, in particular lead accumulator comprising 1. a cell with an electrolyte and gas tight container (2, 4), at least one porous positive electrode (16), at least two porous negative electrodes (12, 22) and electrolyte in an amount sufficient for the desired degree of discharge, which positive electrode (16) consists of at least two, as a series of placed parts (25, 26), each formed as tubular plates with a common upper frame, from which current conductor (32, 34) extends down i. the electrodes, with each electrode part provided with a wider, flat end and a narrower, pointed end with each other electrode part facing with its wider end in one direction and each other with its wider end in the other direction, so that two planes are formed, with a side of one of the respective negative electrodes (lf, 22) extending along each of said planes and with separators of a microporous material placed between each plane and an opposite side of the respective characterized at The parts of the positive electrode (16) each consist of triangular tubes (25, 26) with flat sides, one side of which every other electrode part is included in one of said planes, while the other sides are opposite corresponding surfaces of adjacent electrode parts in row, (18) arranged between these surfaces, with the aforementioned microporous negative electrode, thereof, with a microporous material which material together with the material in the separators constitutes an oxygen reservoir, taking up a predetermined amount of electrolyte, which together with the electrolyte in the the porous electrodes and in any other spaces for receiving electrolyte, constitute a sufficient amount for the degree of discharge referred to that the microporous material (18) is designed to form a support for the tubes (25, 26) and that between the tubes and respective current conductors (32, 34) are provided with an insulating material such as a plastic foil (36). which is arranged- ”460 445 _., ._ š, 41:14. ._. '>. ._; _- '; : yyj x. ja * «- '' 8 2. Eletrisk ackumulator enligt patentkrav l, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att cellen har en total inre porvolym i elektroderna, rörens väggar och det mikroporösa materialet, som är större än volymen av elektrolyten. _2. An electric accumulator according to claim 1, characterized in that the cell has a total internal pore volume in the electrodes, the walls of the tubes and the microporous material, which is larger than the volume of the electrolyte. _ 3. Elektrisk ackumulator_enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n- n e t e c k n a d a v en separatortjocklek mellan 0,1-3 mm.3. An electric accumulator according to claim 1 or 2, characterized by a separator thickness between 0.1-3 mm. 4. Elektrisk ackumulator enligt patentkrav 3, k ä n n e - t e c k n a d a v en separatortjocklek mellan 0,5-2 mm.Electric accumulator according to claim 3, characterized by a separator thickness between 0.5-2 mm. 5. Elektrisk ackumulator enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att rören, som bildar den positiva elektrodens delar (16, 26), uppvisar dels väggar av ett företrädesvis tunt, poröst material,\sàsom glasfiber, och dels av ett tjockare, absorberande mattliknande material såsom filt ut- görande sagda mikroporösa material, som är placerat mellan elektro-_ dens delar.Electric accumulator according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes which form the parts (16, 26) of the positive electrode have partly walls of a preferably thin, porous material, such as glass fiber, and partly of a thicker, absorbent mat-like material such as felt constituting said microporous material, which is placed between the parts of the electrode. 6. Eletrisk ackumulator enligt något föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att volymen av elektrolyten är 80-98% av den totala porvolymen i elektroderna (12, 22, 16, 26), i sagda separatorer (14, 24) och i det absorberande materia- let mellan den positiva elektrodens delar.Electric accumulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the volume of the electrolyte is 80-98% of the total pore volume in the electrodes (12, 22, 16, 26), in said separators (14, 24) and in the absorbent material between the parts of the positive electrode. 7. Elektrisk ackumulator enligt patentkrav 6, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att volymen av elektrolyten är 90-95% av den totala porvolymen i elektroder, i sagda separatorer och i det absorberande materialet mellan den positiva elektrodens delar.Electric accumulator according to claim 6, characterized in that the volume of the electrolyte is 90-95% of the total pore volume in electrodes, in said separators and in the absorbent material between the parts of the positive electrode.
SE8502190A 1984-05-07 1985-05-06 Sealed lead acid storage cell useful for low rate applications SE460443B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8502190A SE460443B (en) 1985-05-06 1985-05-06 Sealed lead acid storage cell useful for low rate applications
EP85902700A EP0214981A1 (en) 1984-05-07 1985-05-07 Sealed electric accumulator and a method for manufacturing parts to the same
PCT/SE1985/000200 WO1985005227A1 (en) 1984-05-07 1985-05-07 Sealed electric accumulator and a method for manufacturing parts to the same
NO860027A NO860027L (en) 1984-05-07 1986-01-06 CLOSED ELECTRICAL AMMULATOR AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING PARTS FOR THIS.
FI864511A FI864511A0 (en) 1984-05-07 1986-11-06 SLUTEN ELEKTRISK ACKUMULATOR SAMT ETT FOERFARANDE FOER TILLVERKNING AV DELAR TILL DENSAMMA.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8502190A SE460443B (en) 1985-05-06 1985-05-06 Sealed lead acid storage cell useful for low rate applications

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8502190L SE8502190L (en)
SE8502190D0 SE8502190D0 (en) 1985-05-06
SE460443B true SE460443B (en) 1989-10-09

Family

ID=20360074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8502190A SE460443B (en) 1984-05-07 1985-05-06 Sealed lead acid storage cell useful for low rate applications

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE460443B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE8502190D0 (en) 1985-05-06
SE8502190L (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0137327B1 (en) Liquid fuel cell
US5047300A (en) Ultra-thin plate electrochemical cell
US5462816A (en) Air cell
US4127703A (en) Nickel-hydrogen secondary battery
CA1257325A (en) Lightweight bipolar metal-gas battery
JPS5837669B2 (en) Fuel cell and its manufacturing method
EP0491178B1 (en) Sealed lead acid dipolar battery
US5059496A (en) Nickel-hydrogen battery with oxygen and electrolyte management features
SE454828B (en) END BLYACKUMULATOR WITH ELECTROLYTE RESERVE
US4463067A (en) Fuel cell and system for supplying electrolyte thereto utilizing cascade feed
US3377201A (en) Spiral battery cell
US4331747A (en) Electric storage batteries
JPS5819877A (en) Alkaline storage battery
SE460443B (en) Sealed lead acid storage cell useful for low rate applications
US4320181A (en) Non-gassing storage battery
JP2612781B2 (en) Fuel cell
KR101160979B1 (en) Fuel cell
KR101966491B1 (en) A lithium air battery capable of preventing electrolyte shortage
JPH0343966A (en) Sealed lead-acid battery
JPH11204118A (en) Fuel cell separator and fuel cell
US3594233A (en) Rechargeable gas-polarized cell
GB2052839A (en) Electric storage batteries
CN218887254U (en) Battery inner core unit and bipolar solid battery
US2306935A (en) Storage battery
JPH0530291Y2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8502190-5

Effective date: 19930204

Format of ref document f/p: F