DE102013002716B4 - Battery and method for activating a battery - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Aktivieren einer Batterie (10a–f). Um eine kompakte und sehr lange lagerfähige Batterie zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass ein erster und ein zweiter Fluidraum (18a, 18f, 24) der Batterie (10a–f) mit einem ersten Fluid gefüllt sind und eine Aktivierungsöffnung (38c, 38f) in einem den zweiten Fluidraum (18a, 18f) nach außen verschließenden Verschlussmittel (26a, 26d, 26e) geöffnet wird, ein zweites Fluid durch die Aktivierungsöffnung (38c, 38f) in den zweiten Fluidraum (18a, 18f) strömt, dort das erste Fluid von einer zwischen den beiden Fluidräumen (18a, 18f, 24) angeordneten Membran (20) verdrängt und in einer membrangesteuerten elektrochemischen Reaktion aus der Zusammenführung der beiden Fluide Strom erzeugt wird.The invention is based on a method for activating a battery (10a-f). In order to ensure a compact battery that can be stored for a very long time, it is proposed that a first and a second fluid chamber (18a, 18f, 24) of the battery (10a-f) be filled with a first fluid and an activation opening (38c, 38f) in a closure means (26a, 26d, 26e) that closes off the second fluid space (18a, 18f) to the outside is opened, a second fluid flows through the activation opening (38c, 38f) into the second fluid space (18a, 18f), the first fluid from there a membrane (20) arranged between the two fluid spaces (18a, 18f, 24) and electricity is generated in a membrane-controlled electrochemical reaction from the merging of the two fluids.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aktivieren einer Batterie zum Freigeben von elektrischer Energie. Außerdem betrifft die Erfindung eine Batterie zum Freigeben von elektrischer Energie mit zumindest einem ersten und einem zweiten Fluidraum.The invention relates to a method for activating a battery for releasing electrical energy. Moreover, the invention relates to a battery for releasing electrical energy with at least a first and a second fluid space.

Batterien dienen zur Stromerzeugung aus einem elektrochemischen Prozess. Hierzu werden in der Regel zwei oder mehr chemische Substanzen elektrisch kontaktiert und zusammengeführt, so dass ein Stromkreis entstehen kann. Bei einer sehr langen Lagerung der Batterie über mehrere Jahre hinweg, besteht das Problem, dass die chemischen Substanzen nicht genügend voneinander getrennt sind und die elektrochemische Reaktion auf extrem geringem Niveau unkontrolliert abläuft, so dass die Substanzen nach mehreren Jahren nicht mehr in einer technisch verwertbaren Form vorliegen. Die Batterie hat sich selber zerstört und ein Gerät, das mit der Batterie betrieben werden sollte, ist nicht mehr funktionsfähig.Batteries are used to generate electricity from an electrochemical process. For this purpose, two or more chemical substances are usually electrically contacted and brought together, so that a circuit can arise. With a very long storage of the battery over several years, there is the problem that the chemical substances are not sufficiently separated and the electrochemical reaction to an extremely low level is uncontrolled, so that the substances no longer in a technically usable form after several years available. The battery has destroyed itself and a device that should be operated with the battery is no longer functional.

Dieses Problem tritt insbesondere bei Brennstoffzellenbatterien auf, bei denen als eine der chemischen Substanzen Wasserstoff H2 oder eine wasserstoffhaltige Substanz verwendet wird. Wasserstoff diffundiert im Laufe der Zeit durch viele Barriere- oder Membranmaterialien hindurch, so dass es bei einem späteren Gebrauch der Batterie nicht mehr ausreichend zur Verfügung steht. Dies ist insbesondere ein Problem bei sehr klein bauenden Batterien, bei denen die beiden chemischen Substanzen über einen langen Zeitraum eng beieinander gelagert werden müssen.This problem occurs particularly in fuel cell batteries in which hydrogen H 2 or a hydrogen-containing substance is used as one of the chemical substances. Hydrogen diffuses through many barrier or membrane materials over time, so that it is no longer sufficiently available for later use of the battery. This is particularly a problem with very small batteries, where the two chemical substances must be stored close together over a long period of time.

Aus der US 2004/0023082 A1 ist eine Brennstoffzellenkonfiguration mit einer in drei Bereiche untergliederten Gehäusestruktur bekannt (siehe 1 vorgenannter Druckschrift). Ein unterer Bereich der Gehäusestruktur, der durch eine Trenndichtung in Form einer Platte vom restlichen Innenraum der Gehäusestruktur separiert ist, bildet ein Reservoir für den Brennstoff.From the US 2004/0023082 A1 For example, a fuel cell configuration with a housing structure divided into three areas is known (see 1 aforementioned document). A lower portion of the housing structure, which is separated from the remainder of the housing structure by a partition seal in the form of a plate, forms a reservoir for the fuel.

Der darüber liegende Bereich des Innenraums ist durch eine plattenförmige prehydratisierte Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) in zwei weitere voneinander getrennte Bereiche aufgeteilt, wobei die Unterseite der MEA, die in Richtung des Reservoirs weist, mit einem Array von Anoden und einem Dorn zum Entsiegeln der Trenndichtung und die Oberseite der MEA mit einem Array von Kathoden versehen ist.The overlying region of the interior is divided into two further separate regions by a plate-shaped prehydrated membrane-electrode assembly (MEA), the underside of the MEA facing the reservoir having an array of anodes and a mandrel for unsealing the separation seal and the top of the MEA is provided with an array of cathodes.

Mehrere Elemente umfassende Batterien sind beispielsweise aus der DE 23 10 346 C3 oder der DE 601 02 249 T2 bekannt. Die DE 23 10 346 C3 beschäftigt sich mit einer Batterie von Lagerelementen. Hierbei kommt ein zylindrisches Gehäuse zum Einsatz, das mehrere Abteile zur Aufnahme von mit einem Elektrolyt gefüllten Elementen aufweist. Die Elemente weisen jeweils ein mit einer Verschlussmembran verschlossenes Gehäuse auf und sind über ein gemeinsames Organ über einen jeweils mittels Federkraft aktivierbaren Kolben zerbrechbar. Die DE 601 02 249 T2 offenbart eine tragbare Wasserstoffquelle, bei welcher ein oder mehrere wasserstofferzeugende Elemente in einem Druckbehälter angeordnet sind. Die Elemente umfassen Tabletten aus einem chemischen Gemisch, welches bei thermischer Zersetzung gasförmigen Wasserstoff entwickelt. Die Elemente sind mit einem Zündsteuerungssystem verbunden, um die Zündgeschwindigkeit der Tabletten kontrollieren zu können.Batteries comprising several elements are, for example, from DE 23 10 346 C3 or the DE 601 02 249 T2 known. The DE 23 10 346 C3 deals with a battery of bearing elements. Here, a cylindrical housing is used, which has a plurality of compartments for receiving elements filled with an electrolyte. The elements each have a closed with a closure membrane housing and are breakable via a common organ via a respective activatable piston by means of spring force. The DE 601 02 249 T2 discloses a portable hydrogen source in which one or more hydrogen generating elements are disposed in a pressure vessel. The elements comprise tablets of a chemical mixture which evolves gaseous hydrogen upon thermal decomposition. The elements are connected to an ignition control system to control the ignition speed of the tablets.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Aktivieren einer kompakten Batterie anzugeben, mit dem auch eine lange gelagerte Batterie zuverlässig in einen Strom erzeugenden Prozess geführt werden kann. Es ist außerdem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterie anzugeben, die kompakt herstellbar und auch nach einer langen Lagerungszeit zur Stromerzeugung aktivierbar ist.It is an object of the present invention to provide a method of activating a compact battery, with which even a long-stored battery can be reliably guided into a current-generating process. It is also an object of the present invention to provide a battery that is compact and can be activated after a long storage time to generate electricity.

Die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird durch ein Verfahren entsprechend Patentanspruch 1 gelöst. Gemäß der Erfindung sind ein erster und ein zweiter Fluidraum der Batterie mit einem ersten Fluid gefüllt und eine Aktivierungsöffnung wird in einem den zweiten Fluidraum nach außen verschließenden Verschlussmittel geöffnet, ein zweites Fluid strömt durch die Aktivierungsöffnung in den zweiten Fluidraum, verdrängt dort das erste Fluid von einer zwischen den beiden Fluidräumen angeordneten Membran und in einer membrangesteuerten elektrochemischen Reaktion wird aus der Zusammenführung der beiden Fluide Strom erzeugt.The object directed to the method is achieved by a method according to claim 1. According to the invention, a first and a second fluid space of the battery are filled with a first fluid and an activation opening is opened in a closure means closing the second fluid space to the outside, a second fluid flows through the activation opening into the second fluid space, displaces the first fluid therefrom a membrane arranged between the two fluid spaces and in a membrane-controlled electrochemical reaction, current is generated from the combination of the two fluids.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass üblicherweise Energie tragende Fluide vor der Aktivierung sicher gelagert und von einander getrennt sind und erst bei der Aktivierung der Batterie in die beiden Fluidräume einströmen. Zur Lagerung wird für beide Fluide, zumindest jedoch für ein Anodenfluid, ein eigener Lagerraum benötigt, aus denen das Fluid bei einer Aktivierung in seinen Fluidraum strömt. Zur Herstellung einer kompakten Batterie sind zusätzliche Lagerräume hinderlich, da diese zusätzlichen Raum in erheblichem Maße beanspruchen.The invention is based on the consideration that usually energy-carrying fluids are stored safely before activation and separated from each other and only flow into the two fluid chambers when the battery is activated. For storage, a separate storage space is required for both fluids, but at least for an anode fluid, from which the fluid flows in an activation in its fluid space. For the production of a compact battery additional storage spaces are a hindrance, since they take up additional space to a considerable extent.

Auf diesen zusätzlichen Bauraum kann verzichtet werden, wenn die beiden Fluide bereits während der Lagerung benachbart zur Membran lagern, also bereits während der Lagerung in den beiden Fluidräumen vorhanden sind. Eine solche Lagerform ist jedoch nachteilig, weil die Membran zur kontrollierten Zusammenführung der beiden Fluide vorbereitet ist, so dass eine getrennten Lagerung über einen langen Zeitraum nicht gewährleistet ist. Dieses Problem kann wiederum durch die Lagerung nur eines der Fluide extern gelöst werden.This additional installation space can be dispensed with if the two fluids are already stored adjacent to the membrane during storage, ie are already present in the two fluid spaces during storage. However, such a storage form is disadvantageous because the membrane is prepared for the controlled combination of the two fluids, so that a separate storage over a long period is not guaranteed. This problem can in turn be solved externally by the storage of only one of the fluids.

Entsprechend der Erfindung ist das erste Fluid ein Anodenfluid und das zweite Fluid ein Kathodenfluid. Als Anodenfluid wird ein wasserstoffhaltiges Fluid, insbesondere ein Gas verstanden, wobei der Wasserstoff ungebunden oder gebunden vorliegen kann, z. B. in Methan oder einem anderen Brenngas. Als Kathodenfluid wird ein sauerstoffhaltiges Fluid, insbesondere ein Gas verstanden werden Besonders geeignet ist reiner Sauerstoff oder Umgebungsluft, die die Batterie umgibt.According to the invention, the first fluid is an anode fluid and the second fluid is a cathode fluid. Anode fluid is understood as meaning a hydrogen-containing fluid, in particular a gas, it being possible for the hydrogen to be unbonded or bound, for example hydrogen. As in methane or other fuel gas. As the cathode fluid is an oxygen-containing fluid, in particular a gas to be understood is particularly suitable pure oxygen or ambient air surrounding the battery.

Entsprechend der Erfindung ist das erste Fluid ein Anodenfluid und das zweite Fluid ein Kathodenfluid, und zur Vereinfachung des Verständnisses wird daher im Folgenden meist konkret Anodenfluid für das erste Fluid und Kathodenfluid für das zweite Fluid genannt.According to the invention, the first fluid is an anode fluid and the second fluid is a cathode fluid, and for ease of understanding, therefore, concrete fluid for the first fluid and cathode fluid for the second fluid will be specifically referred to below.

Insbesondere bei Verwendung von Luft als Kathodenfluid kann die Batterie besonders klein bauend gestaltet werden, wenn entsprechend der Erfindung das Anodenfluid, also das wasserstoffhaltige Fluid, bereits vor der Aktivierung an der Membran gelagert wird, also sich im ersten Fluidraum befindet. Zum Aktivieren der Batterie kann Luft in den zweiten Fluidraum eingeführt werden, so dass Anodenfluid und Kathodenfluid an der Membran reagieren können. Auf die externe Lagerung von Luft kann verzichtet werden, da Luft in der Umgebung vorhanden ist. Der dritte Fluidraum kann somit eine Umgebung der Batterie oder ein Kanal von der Umgebung in den zweiten Fluidraum sein.In particular, when using air as the cathode fluid, the battery can be designed to be particularly small if, according to the invention, the anode fluid, ie the hydrogen-containing fluid, is already stored on the membrane prior to activation, ie is in the first fluid space. To activate the battery, air may be introduced into the second fluid space so that anode fluid and cathode fluid may react on the diaphragm. The external storage of air can be dispensed with, since air is present in the environment. The third fluid space may thus be an environment of the battery or a channel from the environment into the second fluid space.

Um ein unerwünschtes Diffundieren des Anodenfluids aus dem ersten Fluidraum zu verhindern, ist es vorteilhaft, während der Lagerung der Batterie auch den zweiten Fluidraum mit dem Anodenfluid zu füllen, so dass zweckmäßigerweise das gleiche Fluid in beiden Fluidräumen gelagert ist. Bei der Aktivierung wird das Kathodenfluid in den zweiten Fluidraum geführt und das Anodenfluid wird verdrängt.In order to prevent unwanted diffusing of the anode fluid from the first fluid space, it is advantageous to also fill the second fluid space with the anode fluid during storage of the battery, so that expediently the same fluid is stored in both fluid spaces. Upon activation, the cathode fluid is directed into the second fluid space and the anode fluid is displaced.

Ebenfalls einer kompakten Bauweise der Batterie ist förderlich, wenn zur Stromerzeugung ausschließlich das bereits vor der Aktivierung im ersten Fluidraum bzw. Anodenfluidraum gelagerte Anodenfluid verwendet wird. Es kann auf eine Zuführung von Anodenfluid von außerhalb verzichtet werden. Hierzu ist der Anodenfluidraum zweckmäßigerweise nach außen hermetisch verschlossen, auch während der Stromerzeugung. Nach dem Verbrauch des gelagerten Anodenfluids wird die Stromerzeugung beendet.Likewise, a compact construction of the battery is beneficial if only the anode fluid already stored before activation in the first fluid space or anode fluid space is used for power generation. It can be dispensed with a supply of anode fluid from outside. For this purpose, the anode fluid space is expediently hermetically sealed to the outside, even during power generation. After the consumption of the stored anode fluid, the power generation is stopped.

Zur Realisierung einer genügend klein bauenden Batterie ist es jedoch auch umgekehrt möglich, die beiden Fluidräume zunächst mit Kathodenfluid zu füllen und das Anodenfluid im dritten Fluidraum vorzuhalten. Bei einer Aktivierung wird die Aktivierungsöffnung des Verschlussmittels geöffnet und das Anodenfluid strömt vom dritten in den zweiten Fluidraum, so dass die Batterie aktiviert wird.However, to realize a sufficiently small battery, it is also possible, conversely, to first fill the two fluid spaces with cathode fluid and to hold the anode fluid in the third fluid space. Upon activation, the activation opening of the closure means is opened and the anode fluid flows from the third into the second fluid space, so that the battery is activated.

Als Fluid wird eine flüssige oder gasförmige chemische Energieträgersubstanz verstanden. Das Anodenfluid ist entsprechend der Erfindung ein wasserstoffhaltiges Fluid und das Kathodenfluid ein sauerstoffhaltiges Fluid. Der erste und der zweite Fluidraum sind zweckmäßigerweise jeweils gegeneinander abgedichtete Gasräume. Der dritte Fluidraum kann ein eigener und verschließbarer Raum sein oder ein Umgebungsraum der Batterie, der durch ein Gehäuse nach außen begrenzt sein kann aber nicht muss. Zweckmäßigerweise ist der erste Fluidraum ein Anodenfluidraum und der zweite Fluidraum ein Kathodenfluidraum. Der Anodenfluidraum kann ein freier Gasraum oder durch einen Festkörper gebildet sein, in dem das Anodenfluid gebunden ist. So kann Wasserstoff beispielsweise in Palladium gebunden werden, so dass das Palladium einen Anodenfluidraum bildet.A fluid is understood as meaning a liquid or gaseous chemical energy carrier substance. The anode fluid according to the invention is a hydrogen-containing fluid and the cathode fluid is an oxygen-containing fluid. The first and the second fluid space are expediently each gas spaces sealed against each other. The third fluid space may be a separate and closable space or an environmental space of the battery, which may or may not be limited by a housing to the outside. Conveniently, the first fluid space is an anode fluid space and the second fluid space is a cathode fluid space. The anode fluid space may be a free gas space or may be formed by a solid in which the anode fluid is bound. For example, hydrogen can be bound in palladium so that the palladium forms an anode fluid space.

Das Verschlussmittel kann ein Ventil oder ein anderes Mehrfachöffnungs- beziehungsweise Mehrfachschließmittel sein. Zweckmäßigerweise ist das Verschlussmittel ein Einmalverschlussmittel, das bei einer Öffnung der Aktivierungsöffnung ungeeignet zu einem weiteren Verschließen der Aktivierungsöffnung, also unverschließbar, ist. Insofern kann die Aktivierungsöffnung eine Einmal-Aktivierungsöffnung sein, die durch ein Zerstören des Verschlussmittels entsteht, insbesondere durch ein Aufbrechen. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass durch das Verschlussmittel eine stoffschlüssige Versiegelung des zweiten Fluidraums erreicht ist, die durch ein Aufbrechen geöffnet werden kann. Durch die stoffschlüssige Versiegelung kann eine besonders hermetisch dichte Umschließung des zweiten Fluidraums, insbesondere der beiden Fluidräume erreicht werden, so dass das Anodenfluid über einen langen Zeitraum sicher lagerbar ist.The closure means may be a valve or other multiple-opening or multiple-closing means. Conveniently, the closure means is a one-time closure means, which is unsuitable for further closing the activation opening, that is unsealable at an opening of the activation opening. In this respect, the activation opening may be a one-time activation opening, which is produced by destroying the closure means, in particular by rupture. This embodiment of the invention has the advantage that a cohesive sealing of the second fluid space is achieved by the closure means, which can be opened by breaking open. Due to the cohesive sealing, a particularly hermetically sealed enclosure of the second fluid space, in particular of the two fluid spaces, can be achieved, so that the anode fluid can be safely stored over a long period of time.

Die Membran kann jede zur Stromerzeugung geeignet Membran sein, wobei eine Proton Exchange Membran oder Polymer Elektrolyt Membran (PEM) besonders vorteilhaft ist. Die Batterie kann eine Brennstoffzelle sein oder aus mehreren Brennstoffzellen gebildet sein.The membrane may be any membrane suitable for power generation, with a proton exchange membrane or polymer electrolyte membrane (PEM) being particularly advantageous. The battery may be a fuel cell or formed of a plurality of fuel cells.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Öffnung der Aktivierungsöffnung durch Trägheitskräfte des Verschlussmittels bei einer Beschleunigung der Batterie. Eine Beschleunigungskraft beziehungsweise eine daraus resultierende Trägheitskraft bewirkt somit die Öffnung der Aktivierungsöffnung. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders vorteilhaft bei der Verwendung der Batterie in einem Zünder eines Flugkörpers, beispielsweise eines Geschosses. Beim Abschuss des Flugkörpers wirken große Beschleunigungskräfte auf den Zünder und damit auf die Batterie, die zur Aktivierung der Batterie verwendet werden können.In an advantageous embodiment of the invention, the opening of the activation opening is effected by inertial forces of the closure means during acceleration of the battery. An acceleration force or a resulting inertial force thus causes the opening of the activation opening. This embodiment of the invention is particularly advantageous in use the battery in an igniter of a missile, such as a projectile. When launching the missile, large acceleration forces act on the detonator and thus on the battery, which can be used to activate the battery.

Beispielsweise kann ein Verschlusselement des Verschlussmittels durch die Beschleunigung aus dem Verschlussmittel herausgebrochen und die Aktivierungsöffnung hindurch geöffnet werden. Die Batterie wird somit durch den Abschuss aktiviert. Das Verschlussmittel öffnet sich zweckmäßigerweise durch Eigenzerstörung bei Vorliegen einer Abschussbeschleunigung, insbesondere bei einer Beschleunigung über 1.000 g, weiter insbesondere bei einer Beschleunigung über 3.000 g.For example, a closure element of the closure means can be broken out of the closure means by the acceleration and the activation opening can be opened therethrough. The battery is thus activated by the launch. The closure means expediently opens by self-destruction in the presence of a launch acceleration, in particular at an acceleration above 1000 g, more particularly at an acceleration above 3000 g.

Wird die Aktivierungsöffnung aufgebrochen, so kann ein besonders hermetisch versiegelndes Verschlussmittel verwendet werden, beispielsweise ein Glas, eine Keramik, ein Halbmetall oder ein Metall oder ein Verbundstoff mit Kunststoff, jeweils mit einer Sollbruchstelle.If the activation opening is broken, then a particularly hermetically sealing closure means can be used, for example a glass, a ceramic, a semi-metal or a metal or a composite with plastic, each with a predetermined breaking point.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Verschlusselement des Verschlussmittels, das die Aktivierungsöffnung verschlossen hatte, beim Öffnen in Richtung zur Membran geschleudert wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Membran auch bei einer starken Öffnungsbeschleunigung stabil gelagert werden kann und hierdurch einer Beschädigung der Membran entgegengewirkt werden kann.A further advantageous embodiment of the invention provides that a closure element of the closure means, which had closed the activation opening, is thrown during opening in the direction of the membrane. This embodiment has the advantage that the membrane can be stored stably even with a strong opening acceleration and thus damage to the membrane can be counteracted.

Um eine Beschädigung der Membran bei einem Öffnen des Verschlussmittels beziehungsweise der Aktivierungsöffnung zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn das Verschlusselement so geführt wird, dass es die Membran nicht trifft. Hierzu wird vorgeschlagen, dass das Verschlusselement in einer Crash-Zone, die insbesondere neben der Membran angeordnet ist, aufgefangen wird. Das Verschlusselement ist also zweckmäßigerweise so angeordnet, dass es insbesondere bei einem beschleunigungsbewirkten Öffnen in die Crash-Zone fliegt. Die Crash-Zone ist dazu vorbereitet, das Verschlussmittel aufzunehmen, und ist hierbei vorteilhafterweise so ausgeführt, dass sie das Verschlusselement festhält, so dass eine Beschädigung der Batterie im weiteren Verlauf vermieden wird. Hierbei kann die Crash-Zone weich ausgeführt sein, so dass das Verschlusselement bei einer Aktivierung zumindest teilweise in das weiche Material der Crash-Zone eintaucht.In order to prevent damage to the membrane when opening the closure means or the activation opening, it is advantageous if the closure element is guided so that it does not hit the membrane. For this purpose, it is proposed that the closure element is collected in a crash zone, which is arranged in particular next to the membrane. The closure element is thus expediently arranged such that it flies into the crash zone, in particular during an opening caused by acceleration. The crash zone is prepared to receive the closure means, and is advantageously designed so that it holds the closure element, so that damage to the battery is avoided in the further course. In this case, the crash zone can be made soft, so that the closure element at least partially immersed in an activation in the soft material of the crash zone.

Eine weitere Möglichkeit eines vorteilhaften Abführens des Verschlusselements besteht darin, dass das Verschlusselement beim Öffnen eine Membranebene durchtritt und an der Membran vorbeigeführt wird. Die Membranebene ist hierbei eine Ebene, innerhalb derer sich die Membran oder mehrere Membranen erstrecken. Sie kann seitlich der Membran als abstrakte Ebene gedacht werden.A further possibility of advantageous removal of the closure element is that the closure element passes through a membrane plane during opening and is guided past the membrane. The membrane plane is in this case a plane within which the membrane or several membranes extend. It can be thought of as an abstract plane to the side of the membrane.

Weiter wird vorgeschlagen, dass beim Aktivieren der Batterie im zweiten Fluidraum ein Sog erzeugt wird, durch den das zweite Fluid, insbesondere das Kathodenfluid, in den zweiten Fluidraum eingesogen wird. Zweckmäßigerweise wird dieser Unterdruck durch eine Beschleunigung der Batterie verursacht. Dies kann geschehen, indem ein durch die Beschleunigung bewegtes, insbesondere wegfliegendes Element den Sog im zweiten Fluidraum erzeugt, insbesondere bei einem Öffnen der Aktivierungsöffnung. Hierbei ist es möglich, dass das Sog-Element das Verschlusselement der Aktivierungsöffnung ist. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Aktivierungsöffnung an einer Seite des zweiten Fluidraums angeordnet ist und der Sog an einer gegenüberliegenden Seite des Fluidraums erzeugt wird, das Sog-Element, also insbesondere im zweiten Fluidraum gegenüber dem Verschlusselement angeordnet ist.It is further proposed that upon activation of the battery in the second fluid space a suction is generated, through which the second fluid, in particular the cathode fluid, is drawn into the second fluid space. Conveniently, this negative pressure is caused by an acceleration of the battery. This can be done by a moved by the acceleration, in particular flying element generates the suction in the second fluid space, in particular when opening the activation opening. In this case, it is possible for the suction element to be the closure element of the activation opening. However, it is particularly advantageous if the activation opening is arranged on one side of the second fluid space and the suction is generated on an opposite side of the fluid space, the suction element, ie in particular in the second fluid space opposite the closure element is arranged.

Die auf die Batterie gerichtete Aufgabe wird durch eine Batterie gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst, bei der erfindungsgemäß beide Fluidräume mit einem ersten Fluid, einem Anodenfluid, gefüllt sind und die eine zwischen den Fluidräumen angeordnete Membran zur membrangesteuerten und elektrochemisch kontrollierten Zusammenführung zweier Fluide zur Stromerzeugung aufweist. Ferner umfasst die Batterie ein den zweiten Fluidraum nach außen verschließendes Verschlussmittel mit einer Vorbereitung zum Öffnen einer Aktivierungsöffnung zum Einlass von zweitem Fluid, einem Kathodenfluid, in den zweiten Fluidraum.The object directed to the battery is achieved by a battery according to the features of claim 7, in which according to the invention both fluid spaces are filled with a first fluid, an anode fluid, and the membrane arranged between the fluid spaces for membrane-controlled and electrochemically controlled merging of two fluids Power generation has. Furthermore, the battery comprises a closure means closing the second fluid space to the outside with a preparation for opening an activation opening for the admission of second fluid, a cathode fluid, into the second fluid space.

Die Batterie kann mit Reaktivfluid, also erstem und/oder zweitem Fluid, vorliegend Anodenfluid, gefüllt und über einen langen Zeitraum gelagert werden, wobei auf eine externe Zuführung von Anodenfluid verzichtet werden kann, so dass die Batterie sehr klein und sehr kompakt ausgeführt werden kann. Durch das öffnen der Aktivierungsöffnung kann die Batterie zur Stromerzeugung aktiviert werden.The battery can be filled with reactive fluid, ie first and / or second fluid, in the present case anode fluid, and stored over a long period of time, wherein an external supply of anode fluid can be dispensed with, so that the battery can be made very small and very compact. By opening the activation opening, the battery can be activated to generate electricity.

Eine lange Lagerfähigkeit der Batterie wird begünstigt, wenn der zweite Fluidraum hermetisch stoffschlüssig von einer Umgebung verschlossen ist. Zweckmäßigerweise sind beide Fluidräume auf diese Weise hermetisch nach außen verschlossen. Ein stoffschlüssiges Verschließen während einer Lagerung der Batterie kann erreicht werden, wenn eine Öffnung der hermetischen Umkapselung nur durch eine zumindest teilweise Zerstörung der Umkapselung möglich ist. Eine Öffnung, die reversibel geöffnet und wieder verschlossen werden kann, besteht zweckmäßigerweise nicht, um Undichtigkeiten zu vermeiden.A long storage life of the battery is favored if the second fluid space is hermetically sealed by an environment. Conveniently, both fluid spaces are hermetically sealed to the outside in this way. A cohesive closing during storage of the battery can be achieved if an opening of the hermetic encapsulation is possible only by an at least partial destruction of the encapsulation. An opening that can be opened and closed reversibly expediently, to avoid leaks.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Verschlusselement einen Deckel um den zweiten Fluidraum umfasst. Dieser schließt den zweiten Fluidraum gasdicht nach außen ab. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Vorbereitung zum Öffnen eine Sollbruchstelle im Verschlusselement, insbesondere im Deckel ist. Die Sollbruchstelle ist zweckmäßigerweise derart ausgeführt, dass sie beim Brechen ein vordefiniertes Verschlusselement aus dem Verschlussmittel freigibt. Vorteilhafterweise ist die Vorbereitung zum Öffnen, beziehungsweise das Verschlusselement unmittelbar am zweiten Fluidraum angeordnet, insbesondere mit einem Abstand von weniger als einen Zentimeter von einer Membranebene entfernt. An advantageous embodiment of the invention provides that the closure element comprises a cover around the second fluid space. This closes the second fluid space gas-tight to the outside. Further, it is advantageous if the preparation for opening is a predetermined breaking point in the closure element, in particular in the lid. The predetermined breaking point is expediently designed such that it releases a predefined closure element from the closure means when breaking. Advantageously, the preparation for opening, or the closure element is arranged directly on the second fluid space, in particular with a distance of less than one centimeter from a membrane plane.

Zum Erreichen einer sicheren und langfristigen Speicherung von Reaktivfluid, insbesondere Wasserstoff, oder allgemeiner: Anodenfluid, ist es vorteilhaft, wenn der erste Fluidraum durch einen Festkörper gebildet ist, in dem das erste Fluid, das Anodenfluid, gebunden ist.To achieve a safe and long-term storage of reactive fluid, in particular hydrogen, or more generally: anode fluid, it is advantageous if the first fluid space is formed by a solid in which the first fluid, the anode fluid, is bound.

Insbesondere bei einer Verwendung der Batterie in einem Zünder eines Geschosses ist es vorteilhaft, wenn die Membran auf einer Seite, zweckmäßigerweise über ihre gesamte Fläche, auf einem Festkörper aufliegt. Der Festkörper kann derjenige sein, der den ersten Fluidraum umschließt oder diesen sogar bildet. Der zweite Fluidraum erstreckt sich auf der anderen Seite der Membran zweckmäßigerweise als Hohlraum. Vorteilhafterweise ist der Hohlraum so ausgeführt, dass er sich über mehrere benachbarte Brennstoffzellen durchgehend erstreckt. Durch die Auflagerung der Membran auf dem Festkörper kann sie bei einer Abschussbeschleunigung stabil gehalten und vor einem Beschädigen geschützt werden.In particular, when using the battery in an igniter of a projectile, it is advantageous if the membrane rests on one side, expediently over its entire surface, on a solid. The solid may be the one that encloses or even forms the first fluid space. The second fluid space expediently extends as a cavity on the other side of the membrane. Advantageously, the cavity is designed so that it extends continuously over a plurality of adjacent fuel cells. By the deposition of the membrane on the solid, it can be kept stable at a launch acceleration and protected from damage.

Bei einer Öffnung der Aktivierungsöffnung, verursacht durch eine Beschleunigung der Batterie und bei einem Herausbrechen eines Verschlusselements aus dem Verschlussmittel, kann es sein, dass das Verschlusselement mit einer hohen Geschwindigkeit vom Verschlussmittel wegfliegt und entsprechend mit hoher Geschwindigkeit auf einem Element der Batterie aufprallt. Um hierbei eine Beschädigung der Batterie und insbesondere der Membran zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Aktivierungsöffnung gegenüber einer membranfreien Zone angeordnet ist. Das Verschlusselement kann durch den zweiten Fluidraum in die membranfreie Zone fliegen und dort ohne Zerstörung anzurichten aufprallen, insbesondere in einer dafür vorgesehenen Crash-Zone. Gegenüber kann hierbei mit Bezug zum zweiten Fluidraum gesehen werden, so dass dieser zwischen der Aktivierungsöffnung und der membranfreien Zone liegt.Upon opening of the activation opening, caused by an acceleration of the battery and a breaking out of a closure element from the closure means, the closure element may fly away from the closure means at a high speed and accordingly strike a member of the battery at high speed. In order to avoid damage to the battery and in particular the membrane, it is advantageous if the activation opening is arranged opposite to a membrane-free zone. The closure element can fly through the second fluid space into the membrane-free zone and impinge there without causing destruction, in particular in a crash zone provided for this purpose. Opposite can be seen here with reference to the second fluid space, so that it lies between the activation opening and the membrane-free zone.

Bei einer vorgesehenen Aktivierungs-Beschleunigung der Batterie in eine mit Bezug zur Ausrichtung der Batterie vorbestimmte Beschleunigungsrichtung fliegt das Verschlusselement entgegen der Beschleunigungsrichtung von der Aktivierungsöffnung weg. Die membranfreie Zone liegt hierbei zweckmäßigerweise in Flugrichtung des Verschlusselements.When the battery is intended to be activated in an acceleration direction predetermined with respect to the orientation of the battery, the closure element flies away from the activation opening in the direction opposite to the direction of acceleration. The membrane-free zone is expediently in the direction of flight of the closure element.

Zur schnellen Aktivierung der Batterie ist es vorteilhaft, wenn die Membran oder gegebenenfalls mehrere nebeneinander angeordnete Membranen schnell mit Kathodenfluid versorgt werden. Um dies zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn mehrere Aktivierungsöffnungen vorhanden sind. Diese können zumindest teilweise um die Membran oder rings um die Membran oder die Membranen angeordnet sein.For rapid activation of the battery, it is advantageous if the membrane or possibly several juxtaposed membranes are supplied quickly with cathode fluid. To achieve this, it is advantageous if multiple activation openings are present. These may be arranged at least partially around the membrane or around the membrane or membranes.

Die erfindungsgemäße Batterie kann durch ihre lange Lagerfähigkeit und/oder ihre kompakte Bauweise besonders vorteilhaft in einem Zünder für ein Geschoss zur Verwendung kommen.Due to its long storage life and / or its compact design, the battery according to the invention can be used particularly advantageously in a detonator for a projectile.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale wird der Fachmann jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen kombinierbar.The previously given description of advantageous embodiments of the invention contains numerous features, which are given in the individual subclaims partially summarized in several. However, those skilled in the art will conveniently consider these features individually and summarize them to meaningful further combinations. In particular, these features can be combined individually and in any suitable combination with the method according to the invention and the device according to the invention according to the independent claims.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und/oder mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of embodiments, which will be described in connection with the drawings. The embodiments serve to illustrate the invention and do not limit the invention to the combination of features specified therein, not even with respect to functional features. In addition, suitable features of each embodiment may also be explicitly considered isolated, removed from one embodiment, incorporated into another embodiment to complement it, and / or combined with any of the claims.

Es zeigen:Show it:

1 einen Zünder für ein Geschoss mit einer Batterie zum Versorgen von Zünderelektronik mit Betriebsspannung, 1 a detonator for a projectile with a battery for supplying detonator electronics with operating voltage,

2 die Batterie in einer schematischen Schnittdarstellung, 2 the battery in a schematic sectional view,

3 die Batterie in einer schematischen Draufsicht, 3 the battery in a schematic plan view,

4 eine andere Batterie mit mehreren Aktivierungsöffnungen ebenfalls in einer schematischen Draufsicht, 4 another battery with several activation openings also in a schematic plan view,

5 eine weitere Batterie mit einer Crash-Zone neben Membranen, 5 another battery with a crash zone next to membranes,

6 eine weitere Batterie mit einem Auffangraum für ein Verschlusselement, 6 another battery with a collecting space for a closing element,

7 eine weitere Batterie mit einem Auffangraum und einem Saugmittel und 7 another battery with a collecting space and a suction means and

8 die Batterie aus 7 mit geöffneter Aktivierungsöffnung und herausgebrochenem Saugelement zum Erzeugen eines Unterdrucks im zweiten Fluidraum der Batterie. 8th the battery off 7 with opened activation opening and broken suction element for generating a negative pressure in the second fluid space of the battery.

1 zeigt einen Zünder 2 für ein nicht dargestelltes Geschoss, beispielsweise ein Artilleriegeschoss, das am hinteren Ende 4 des Zünders 2 angeordnet ist. Der Zünder umfasst Zündelektronik 6, die zum Zünden einer Zündladung 8 nach einem Abschluss des Geschosses vorbereitet ist. Die Zündelektronik 6 muss nach dem Abschuss mit Strom beziehungsweise Betriebsspannung versorgt werden, um ihre Funktionen ausführen zu können. Hierzu umfasst der Zünder 2 eine Batterie 10, die bei oder nach einem Abschuss des Geschosses aktiviert wird und als Folge der Aktivierung mit der Stromerzeugung beginnt. 1 shows a detonator 2 for an unillustrated projectile, for example an artillery projectile, at the rear end 4 the detonator 2 is arranged. The igniter includes ignition electronics 6 used to ignite a primer 8th is prepared after completion of the projectile. The ignition electronics 6 must be supplied with power or operating voltage after firing in order to perform its functions. This includes the detonator 2 a battery 10 which is activated during or after a projectile launch and commences power generation as a result of the activation.

Die Aktivierung erfolgt zweckmäßigerweise mechanisch infolge eines Abschussparameters, beispielsweise einer Abschussbeschleunigung, eines Dralls des Geschosses beim Flug, eines Luftstroms um das fliegende Geschoss herum, oder eines anderen geeigneten Abschuss- oder Flugparameters des Geschosses. Ein besonders geeigneter Parameter ist die Abschussbeschleunigung, die zumindest 1.000 g, insbesondere zumindest 3.000 g beträgt. So wird das Geschoss beispielsweise mit einer Abschussbeschleunigung von 4.000 g beschleunigt und diese Beschleunigung bewirkt eine Aktivierung der Batterie 10. Die zuvor stromlose Batterie 10 beginnt mit der Stromerzeugung und liefert die Betriebsspannung an die Zündelektronik 6, die die Zündung der Zündladung 8 nach vorgegebenen Parametern, beispielsweise einer Flugzeit eines Flugstandorts des Zünders 2 oder eines anderen geeigneten Parameters steuert.The activation is expediently effected mechanically as a result of a firing parameter, for example a launch acceleration, a spin of the projectile during flight, an air flow around the flying projectile, or another suitable firing or flight parameter of the projectile. A particularly suitable parameter is the launch acceleration, which is at least 1,000 g, in particular at least 3,000 g. For example, the projectile is accelerated with a 4,000 g launch speed and this acceleration causes the battery to activate 10 , The previously de-energized battery 10 begins with the generation of electricity and supplies the operating voltage to the ignition electronics 6 that the ignition of the ignition charge 8th according to predetermined parameters, for example a flight time of a flying location of the detonator 2 or another suitable parameter.

Moderne Geschosse werden üblicherweise über viele Jahre gelagert, sodass eine gute Lagerfähigkeit des Geschosses unabdingbar ist. So sollte ein Geschoss eine Lagerfähigkeit von zumindest 20 Jahre haben und nach Ablauf dieser Zeit immer noch tadellos funktionieren. Entsprechend muss die Batterie 10 so ausgeführt sein, dass sie auch nach 20 Jahren nach ihrer Herstellung noch zuverlässig voll funktionsfähig ist. Auch Temperaturschwankungen und Stöße in einem vorgegebenen Rahmen dürfen die Funktionsfähigkeit der Batterie 10 beziehungsweise des ganzen Zünders 2 nicht beeinträchtigen.Modern projectiles are usually stored for many years, so that a good storability of the projectile is essential. So a bullet should have a shelf life of at least 20 years and still work perfectly after this time. Accordingly, the battery needs 10 be designed so that it is still fully functional even after 20 years of their production. Also, temperature fluctuations and shocks within a given range may affect the functionality of the battery 10 or the whole detonator 2 do not interfere.

Bei den in den Figuren gezeigten Beispielen ist die Batterie 10 als Brennstoffzellenanordnung mit einer Mehrzahl von Brennstoffzellen ausgeführt, die mit einem wasserstoffhaltigen Anodengas und mit einem sauerstoffhaltigen Kathodengas betrieben wird. Es ist jedoch ebenso gut denkbar, dass anstelle von gasförmigen Betriebsfluiden flüssige Betriebsfluide verwendet werden. Auch ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Membranen beschränkt, sondern kann mit jeder geeigneten Batterieform, insbesondere Brennstoffzellenform betrieben werden. Ferner ist die Anwendung nicht auf Zünder beschränkt. Auch andere Anwendungen, insbesondere mobile Anwendungen der Batterie 10 sind denkbar und vorteilhaft.In the examples shown in the figures, the battery is 10 designed as a fuel cell assembly having a plurality of fuel cells, which is operated with a hydrogen-containing anode gas and with an oxygen-containing cathode gas. However, it is equally conceivable that liquid operating fluids are used instead of gaseous operating fluids. Also, the invention is not limited to the membranes described, but can be operated with any suitable battery form, in particular fuel cell shape. Furthermore, the application is not limited to detonators. Also other applications, especially mobile applications of the battery 10 are conceivable and advantageous.

In den folgenden Figuren sind mehrere vorteilhafte Ausführungsformen der Batterie 10 dargestellt die im Zusammenhang mit dem Zünder 2 oder einer anderen Anwendung vorteilhaft sind. Gleiche Bauteile jedoch mit geringfügigen Unterschieden, z. B. in Abmessung, Position und/oder Funktion, sind mit der gleichen Bezugsziffer und anderen Bezugsbuchstaben gekennzeichnet. Wird die Bezugsziffer alleine ohne einen Bezugsbuchstaben erwähnt, so sind die entsprechenden Bauteile aller Ausführungsbeispiele angesprochen. Die Beschreibung nachfolgener Ausführungsbeispiele beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu vorhergehenden Ausführungsbeispielen, auf die bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Nicht erwähnte Merkmale sind in den folgenden Ausführungsbeispielen übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.In the following figures are several advantageous embodiments of the battery 10 shown in connection with the detonator 2 or another application are advantageous. Same components but with slight differences, eg. B. in size, position and / or function, are marked with the same reference numeral and other reference letters. If the reference number alone is mentioned without a reference letter, then the corresponding components of all embodiments are addressed. The description of subsequent embodiments is essentially limited to the differences from the previous embodiments, to which reference is made to the features and functions that remain the same. Not mentioned features are adopted in the following embodiments, without being described again.

Den Batterien 10 aus allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass sie zu einer Langzeitspeicherung von chemischer Energie und zur Umwandlung der chemischen Energie in elektrische Energie durch einen elektrochemischen Prozess vorbereitet sind. Die chemische Energie ist in chemischen Stoffen in Form von Flüssigkeiten, Gasen oder absorbierte Gase beziehungsweise Feststoffen gespeichert. Alle Ausführungsformen sind als plattenförmiges Bauteil realisiert, bevorzugt mit einem Gehäuse aus einem Siliziummaterial, z. B. einem Glas, oder einem anderen Material, dass durch anodisches Bonden, eutektisches Bonden und/oder Waferbonden miteinander verbindbar ist. Weiter ist ein solches Gehäusematerial gasdicht in Bezug auf Wasserstoff als reines Gas oder Hybrid, als komprimiertes Gas oder in einem Feststoff absorbiertem Gas. Das Gehäuse kann aus einer Grundplatte und einem Deckel bestehen, die durch Waferbonden beziehungsweise anodisches oder eutektisches Bonden miteinander verbindbar sind. Ebenso ist Glasfrit-Bonden möglich. Bei der Herstellung der Batterie 10 erfolgt dieses Bonden bevorzugt unter der Atmosphäre desjenigen Fluids, das in den beiden Fluidräumen der Batterie 10 eingeschlossen werden soll. Für Wasserstoff erfolgt dies beispielsweise unter Wasserstoffatmosphäre, für Hydrazin beispielsweise unter Hydrazinatmosphäre, und so weiter.The batteries 10 All of the embodiments have in common that they are prepared for a long-term storage of chemical energy and for the conversion of chemical energy into electrical energy by an electrochemical process. The chemical energy is stored in chemical substances in the form of liquids, gases or absorbed gases or solids. All embodiments are realized as a plate-shaped component, preferably with a housing made of a silicon material, for. As a glass, or other material that is connectable to each other by anodic bonding, eutectic bonding and / or wafer bonding. Further, such a housing material is gas-tight with respect to hydrogen as pure gas or hybrid, as compressed gas or gas absorbed in a solid. The housing may consist of a base plate and a Cover exist that can be connected to each other by Waferbonden or anodic or eutectic bonding. Likewise, glass-frit bonding is possible. In the production of the battery 10 this bonding is preferably carried out under the atmosphere of that fluid which is in the two fluid spaces of the battery 10 should be included. For hydrogen, this is done, for example, under a hydrogen atmosphere, for hydrazine, for example under hydrazine atmosphere, and so on.

2 zeigt eine Batterie 10a in einer schematischen Schnittdarstellung in einer Seitenansicht. Die Batterie 10a umfasst ein äußeres Gehäuse 12a, bestehend aus einer Grundplatte 14a und einem Deckel 16a. Grundplatte 14a und Deckel 16a sind aus Siliziumglas gefertigt und durch Verschmelzen beziehungsweise Waferbonden stoffschlüssig miteinander verbunden. Der Raum innerhalb des Gehäuses 12a ist hierdurch stoffschlüssig nach außen abgeschlossen und hermetisch von dem Außenraum getrennt. Die stoffschlüssige Verbindung von Grundplatte 14a und Deckel 16a geschieht unter einer Wasserstoffatmosphäre, sodass ein zweiter Fluidraum 18a mit Wasserstoff gefüllt ist. 2 shows a battery 10a in a schematic sectional view in a side view. The battery 10a includes an outer housing 12a , consisting of a base plate 14a and a lid 16a , baseplate 14a and lid 16a are made of silicon glass and connected by fusion or Waferbonden cohesively. The space inside the housing 12a As a result, it is materially closed to the outside and hermetically separated from the outside space. The cohesive connection of base plate 14a and lid 16a happens under a hydrogen atmosphere, so that a second fluid space 18a filled with hydrogen.

Die Batterie 10a ist als Brennstoffzelle ausgeführt, wobei besonders vorteilhaft eine Proton Exchange Fuel Cell (PEFC), insbesondere eine Polymer Elektrolyt Membran Brennstoffzelle (PEM) vorteilhaft ist. Hierzu umfasst die Batterie 10a mehrere Membrane 20 mit einem darüberliegenden Katalysator 22, der bevorzugt aus Metall, insbesondere Gold oder Platin gefertigt ist. Die Membran 20 befindet sich zwischen dem zweiten Fluidraum 18a, der als Gasraum ausgeführt ist, und dem ersten Fluidraum 24, der Anodenfluid, insbesondere Wasserstoff, in einem Festkörper gebunden hält. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist Wasserstoff (H2) in Palladium gebunden. Der erste Gasraum 24 besteht aus mehreren Segmenten, die voneinander getrennt sind. Jeder Membran 20 ist ein Segment des ersten Fluidraums 24 zugeordnet.The battery 10a is designed as a fuel cell, wherein a proton exchange fuel cell (PEFC), in particular a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM) is particularly advantageous. This includes the battery 10a several membranes 20 with an overlying catalyst 22 , which is preferably made of metal, in particular gold or platinum. The membrane 20 is located between the second fluid space 18a , which is designed as a gas space, and the first fluid space 24 , which holds anode fluid, in particular hydrogen, bound in a solid. In the exemplary embodiment shown, hydrogen (H 2 ) is bound in palladium. The first gas room 24 consists of several segments, which are separated from each other. Every membrane 20 is a segment of the first fluid space 24 assigned.

Bei den dargestellten Batterien ist der Stromerzeugungsbetrieb mit Anodenfluid im ersten Fluidraum 24 und Kathodenfluid im zweiten Fluidraum 18 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, Kathodenfluid im ersten Fluidraum 24 und Anodenfluid im zweiten Fluidraum 18 vorzusehen und das Membransystem entsprechend anzupassen.In the illustrated batteries, the power generation operation is with anode fluid in the first fluid space 24 and cathode fluid in the second fluid space 18 intended. However, it is also possible to use cathode fluid in the first fluid space 24 and anode fluid in the second fluid space 18 and adjust the membrane system accordingly.

Die Art der Lagerung der Fluide, die die chemische Energie für die elektrochemische Reaktion beinhalten, kann frei gewählt sein. So ist es möglich, den Fluidraum 18a, 24 als Freiraum auszuführen, in dem sich das entsprechende Fluid frei bewegen kann. Ebenso ist es möglich, kleine Kammern oder Hohlräume, beispielsweise in Form eines Schwamms oder porösen Materials, vorzusehen und das entsprechende Fluid in diesen Kammern und Hohlräumen zu lagern. Ebenso ist es möglich, dass Fluid, insbesondere das Anodenfluid, in einem Festkörper zu binden, wie im Ausführungsbeispiel aus 2 dargestellt ist. Auch wenn die Fließfähigkeit des Fluids nicht vorhanden ist, wird auch diese Ausführungsform als Fluidraum 24 bezeichnet, da das Fluid beziehungsweise Reaktionsfluid in dem Fluidraum 24 für die elektrochemische Reaktion gelagert ist. In einem solchen Fall kann von einem Fluidraum 24 gesprochen werden, der mit einem Bindungsfeststoff gefüllt ist, wobei ein Bindungsfeststoff ein solcher Feststoff ist, in dem Fluid beziehungsweise Reaktionsfluid gebunden vorliegt.The type of storage of the fluids containing the chemical energy for the electrochemical reaction can be freely chosen. So it is possible the fluid space 18a . 24 to perform as a free space in which the corresponding fluid can move freely. It is also possible to provide small chambers or cavities, for example in the form of a sponge or porous material, and to store the corresponding fluid in these chambers and cavities. It is likewise possible for the fluid, in particular the anode fluid, to be bound in a solid, as in the exemplary embodiment 2 is shown. Even if the fluidity of the fluid is not present, this embodiment also becomes a fluid space 24 referred to as the fluid or reaction fluid in the fluid space 24 is stored for the electrochemical reaction. In such a case may be of a fluid space 24 which is filled with a bonding solid, wherein a bonding solid is such a solid in which fluid or reaction fluid is bound.

Nach der Herstellung der Batterie 10a sind beide Fluidräume 18a, 24 mit Anodenfluid, also wasserstoffhaltigem Fluid, befüllt. Hierdurch liegt ein Diffusionsgleichgewicht an der Membran 20 an, das einem Ausdiffundieren des Anodenfluids aus dem ersten Fluidraum 24 durch die Membran 20 hindurch auch bei einer langen Lagerung entgegengewirkt. Somit bleibt der Anodenfluidgehalt im ersten Fluidraum 24 über einen langen Zeitraum erhalten. Beide Fluidräume 18a, 24 sind nach außen stoffschlüssig versiegelt, sodass ein betriebsrelevanter Verlust an Anodenfluid über einen Zeitraum von vielen Jahren, insbesondere zumindest 10 Jahre, weiter insbesondere zu zumindest 20 Jahre vermieden wird. Unter einem stoffschlüssigen Versiegeln kann verstanden werden, dass der Fluidraum 18a, 24 keine Öffnung aufweist, die in irgendeiner Weise ohne eine Zerstörung der Fluidraumwandung geöffnet werden kann.After the production of the battery 10a are both fluid spaces 18a . 24 filled with anode fluid, ie hydrogen-containing fluid. As a result, there is a diffusion equilibrium on the membrane 20 that is, outdiffusion of the anode fluid from the first fluid space 24 through the membrane 20 through counteracted even during a long storage. Thus, the anode fluid content remains in the first fluid space 24 received over a long period of time. Both fluid spaces 18a . 24 are materially sealed to the outside, so that a loss of anode relevant to the operation over a period of many years, in particular at least 10 years, further in particular at least 20 years is avoided. A cohesive sealing can be understood to mean that the fluid space 18a . 24 has no opening that can be opened in any way without destroying the Fluidraumwandung.

Während der Lagerung der Batterie 10a sind beide Fluidräume 18a, 24 mit Anodenfluid gefüllt, sodass ein Strom erzeugender Betrieb der Batterie 10a nicht möglich ist. Um die Batterie 10a zu aktivieren, muss der zweite Fluidraum 18a mit Kathodenfluid gefüllt werden, also mit sauerstoffhaltigem Gas oder sauerstoffhaltiger Flüssigkeit. Durch die hermetische Versiegelung des zweiten Fluidraums 18a umfasst dieser jedoch keine Öffnung nach außen, durch die Kathodenfluid in den zweiten Fluidraum 18a einbringbar wäre.During storage of the battery 10a are both fluid spaces 18a . 24 filled with anode fluid, so that a power generating operation of the battery 10a not possible. To the battery 10a to activate, the second fluid space must 18a be filled with cathode fluid, ie with oxygen-containing gas or oxygen-containing liquid. By the hermetic seal of the second fluid space 18a however, this does not include an outward opening through the cathode fluid into the second fluid space 18a could be introduced.

Für eine Aktivierung der Batterie 10a ist es daher notwendig, eine Öffnung in das Gehäuse 12a einzubringen, was. die Zerstörung eines Elements der Batterie 10a, insbesondere des Gehäuses 12a, in diesem Fall des Deckels 16a, erfordert. Hierzu umfasst die Batterie 10a ein Verschlussmittel 26a, das in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel identisch mit dem Deckel 16a ist. Es ist jedoch möglich, ein Verschlussmittel auch aus einem anderen Teil der Batterie 10 zu bilden. Das Verschlussmittel 26a enthält eine Vorbereitung 28a in Form von Sollbruchstellen zum Öffnen einer Aktivierungsöffnung, durch die Kathodenfluid in den zweiten Fluidraum 18a einströmen kann. Das Kathodenfluid ist in diesem Ausführungsbeispiel Umgebungsluft, die im Zünder 2 vorhanden ist. Umgebungsluft kann von außen in den Zünder 2 eindringen und von dort durch die Aktivierungsöffnung in den zweiten Fluidraum 18a vordringen.For activation of the battery 10a It is therefore necessary to have an opening in the housing 12a to bring in what. the destruction of an element of the battery 10a , in particular of the housing 12a , in this case the lid 16a , requires. This includes the battery 10a a closure means 26a that in the in 2 embodiment shown identical to the lid 16a is. It is possible, however, a closure means also from another part of the battery 10 to build. The closure means 26a contains a preparation 28a in the form of predetermined breaking points for opening an activation opening, through the cathode fluid into the second fluid space 18a can flow in. The cathode fluid in this embodiment is ambient air contained in the igniter 2 is available. Ambient air can enter the igniter from the outside 2 penetrate and from there through the activation opening in the second fluid space 18a penetrate.

Beim Brechen der Vorbereitung 28a bricht ein Verschlusselement 30a aus dem Gehäuse 12a heraus und gibt die Aktivierungsöffnung der Batterie 10a frei. Das sauerstoffhaltige Kathodenfluid verdrängt das bisher im zweiten Fluidraum 18a vorhandene Anodenfluid und gelangt zur Membran 20, sodass die elektrische Reaktion mit dem Anodenfluid aus dem ersten Fluidraum 24 an der Membran 20 startet und die Batterie 10a Strom erzeugt. Hierzu umfasst die Batterie einen Anodenabgriff 32 und einen Kathodenabgriff 34 zum Abgreifen der von der Batterie 10a erzeugten Spannung. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Brennstoffzellen 36 hintereinander geschaltet, sodass die zwischen dem Anodenabgriff 32 und dem Kathodenabgriff 34 resultierende Spannung die vierfache Betriebsspannung einer der Brennstoffzellen 36 ist.When breaking the preparation 28a breaks a closure element 30a out of the case 12a and gives the activation opening of the battery 10a free. The oxygen-containing cathode fluid displaces the previously in the second fluid space 18a existing anode fluid and reaches the membrane 20 so that the electrical reaction with the anode fluid from the first fluid space 24 on the membrane 20 starts and the battery 10a Electricity generated. For this purpose, the battery comprises an anode tap 32 and a cathode tap 34 for picking up the battery 10a generated voltage. At the in 2 shown embodiment, four fuel cells 36 connected in series, so that between the anode tap 32 and the cathode tap 34 resulting voltage four times the operating voltage of one of the fuel cells 36 is.

Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Batterie 10b zweimal sieben in Reihe geschaltete Brennstoffzellen 36 in einem ersten Stromkreis und dreimal sieben in Reihe geschaltete Brennstoffzellen 36 für einen zweiten Stromkreis. Die Anzahl der hintereinander geschalteten Brennstoffzellen 36 wird entsprechend den Spannungsanforderungen der Zündelektronik 6 und gegebenenfalls weiterer Bauteile des Zünders 2 gewählt.At the in 3 The embodiment shown includes the battery 10b twice seven series connected fuel cells 36 in a first circuit and three times seven series connected fuel cells 36 for a second circuit. The number of fuel cells connected in series 36 is according to the voltage requirements of the ignition electronics 6 and optionally other components of the igniter 2 selected.

3 zeigt die Batterie 10b in einer Draufsicht auf den Deckel 16b, der beidseitig der darunterliegenden Brennstoffzellen 36 zwei Vorbereitungen 28b in Form von Sollbruchstellen aufweist. Die Sollbruchstellen sind so ausgeführt, dass sie beim Aufbrechen jeweils ein längliches Verschlusselement 30b freigeben, das im herausgebrochenen Zustand die Aktivierungsöffnung freigibt. Auf diese Weise kann der unter dem Deckel 16b liegende zweite Fluidraum von der einen zur anderen Seite mit Kathodenfluid durchspült werden. 3 shows the battery 10b in a plan view of the lid 16b , on both sides of the underlying fuel cells 36 two preparations 28b having in the form of predetermined breaking points. The predetermined breaking points are designed so that they each have an elongated closure element when breaking 30b release, which releases the activation opening in the broken state. In this way, the under the lid 16b lying second fluid space are flushed through from one side to the other with cathode fluid.

Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine Batterie 10c, die im Vergleich zu dem vorgehenden Ausführungsbeispiel mit einer Vielzahl von Vorbereitungen für Aktivierungsöffnungen 38c ausgeführt ist. Diese sind wiederum als Sollbruchstellen in den Deckel 16c eingearbeitet, sodass der darunterliegende zweite Fluidraum mit umgebenden Kathodenfluid durchspült werden kann. Die Aktivierungsöffnungen 38c sind rings um die Brennstoffzellen 36 und somit rings um deren Membranen angeordnet, sodass alle Membranen der Brennstoffzellen 36 für das Einströmen der Kathodenfluid gut erreichbar sind.This in 4 embodiment shown shows a battery 10c Compared to the previous embodiment, with a variety of preparations for activation openings 38c is executed. These are in turn as predetermined breaking points in the lid 16c incorporated so that the underlying second fluid space can be flushed with surrounding cathode fluid. The activation openings 38c are around the fuel cells 36 and thus arranged around their membranes, so that all the membranes of the fuel cell 36 are easily accessible for the inflow of the cathode fluid.

Die in den 5 und 6 gezeigten vereinfachten seitlichen Schnittdarstellungen zeigen zwei weitere Batterien 10d, 10e. Durch die vereinfachte Darstellung der Anzahl der Brennstoffzellen 36 ist es jedoch genauso möglich, die in den 5 und 6 gezeigten Darstellungen als Schnitte der Batterien 10a, 10b, 10c zu verstehen. In jedem Fall sind die Ausführungsbeispiele der 5 bis 8 mit allen vorhergehenden Ausführungsbeispielen kombinierbar. Die Verschlussmittel 26d, 26e enthalten Sollbruchstellen beziehungsweise Vorbereitungen 28d, 28e zum Freigeben eines entsprechenden Verschlusselements 30d, 30e. Die Position der Vorbereitungen 28d, 28e relativ zu den Brennstoffzellen 36 beziehungsweise deren Membranen ist so gewählt, dass die Brennstoffzellen 36 bei einer Aktivierung der Batterie 10d, 10e nicht beschädigt werden. Die Position ist derart gewählt, dass das Verschlusselement 30d, 30e bei der Aktivierung nicht auf die Membran trifft sondern – wie in 5 gezeigt ist – in eine Crash-Zone 40 oder in einen Auffangbehälter 42, der in 6 gezeigt ist. Sowohl Crash-Zone 40 als auch der Auffangbehälter 42 liegen neben den Membranen der Brennstoffzellen 36 beziehungsweise darunter oder dahinter. Die Crash-Zone 40 ist aus einem weichen Material ausgeführt, sodass das Verschlusselement 30d, dass in 5 im aufgebrochenen Zustand gestrichelt dargestellt ist, ein Stück weit in die Crash-Zone 40 eindringt und dort von dem weichen Material der Crash-Zone 40 festgehalten wird. Bei dem Ausführungsbeispiel aus 6 fliegt das Verschlusselement 30e seitlich an den Membranen beziehungsweise Brennstoffzellen 36 vorbei in den Auffangbehälter 42 hinein. Selbstverständlich ist es auch möglich, im Auffangbehälter 42 eine Crash-Zone 40 mit beispielsweise einem weichen Material vorzusehen.The in the 5 and 6 shown simplified side sectional views show two more batteries 10d . 10e , By the simplified representation of the number of fuel cells 36 However, it is just as possible in the 5 and 6 shown representations as sections of the batteries 10a . 10b . 10c to understand. In any case, the embodiments of the 5 to 8th can be combined with all previous embodiments. The closure means 26d . 26e contain predetermined breaking points or preparations 28d . 28e for releasing a corresponding closure element 30d . 30e , The position of the preparations 28d . 28e relative to the fuel cells 36 or their membranes is chosen so that the fuel cells 36 upon activation of the battery 10d . 10e not be damaged. The position is chosen such that the closure element 30d . 30e does not hit the membrane during activation but - as in 5 is shown - in a crash zone 40 or in a collection container 42 who in 6 is shown. Both crash zone 40 as well as the collection container 42 lie next to the membranes of the fuel cells 36 or below or behind it. The crash zone 40 is made of a soft material, so that the closure element 30d that in 5 is shown in dashed broken lines, a little way into the crash zone 40 penetrates and there from the soft material of the crash zone 40 is held. In the embodiment of 6 flies the closure element 30e laterally on the membranes or fuel cells 36 over into the collection container 42 into it. Of course it is also possible in the collection container 42 a crash zone 40 to provide for example with a soft material.

Die Flugrichtung eines Verschlusselements 30 ergibt sich aus der Beschleunigungsrichtung des Zünders 2 bei einem Abschluss. Durch die Trägheit des Verschlusselements 30 fliegt dieses bei einer Beschleunigung entgegen der Beschleunigungsrichtung 44. Bei einer Ausrichtung der Membranen 20 in einer Membranebene ist die Beschleunigungsrichtung 44 zweckmäßigerweise senkrecht zur Membranebene ausgerichtet, sodass auch die Flugrichtung des Verschlusselements 30 senkrecht zu dieser Membranebene erfolgt. Das Verschlusselement 30e durchtritt bei der Aktivierung, also bei einem Herausbrechen aus dem Gehäuse 12e eine gedachte Membranebene, die in 6 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Auf diese Weise kann das Verschlusselement 30 aus 6 – aber auch das aus 5, wenn die Crash-Zone 40 etwas tiefer angeordnet ist – zuverlässig an den Membranen vorbeigeführt werden und eine Beschädigung der Membranen kann vermieden werden.The direction of flight of a closure element 30 results from the direction of acceleration of the igniter 2 at a degree. Due to the inertia of the closure element 30 this flies in an acceleration opposite to the direction of acceleration 44 , With an alignment of the membranes 20 in a membrane plane is the direction of acceleration 44 suitably aligned perpendicular to the membrane plane, so that the direction of flight of the closure element 30 takes place perpendicular to this membrane plane. The closure element 30e passes through during activation, so when breaking out of the housing 12e an imaginary membrane plane in 6 is indicated by a dashed line. In this way, the closure element 30 out 6 - but that too 5 if the crash zone 40 is arranged slightly deeper - reliably be guided past the membranes and damage to the membranes can be avoided.

Das Ausführungsbeispiel der 7 und 8 baut auf das Ausführungsbeispiel der 6 auf, wobei auch das Ausführungsbeispiel aus 5 als Ausgangspunkt dienen kann. 7 zeigt die Batterie 10f vor einer Aktivierung und 8 zeigt die Batterie 10f kurz nach der Aktivierung. Es ist zusätzlich ein Sogelement 46 vorhanden, das eine Durchströmung des zweiten Fluidraums 18f der Batterie 10f vorantreibt. Bei einer Beschleunigung der Batterie 10f in Beschleunigungsrichtung 44 bricht nicht nur das Verschlusselement 30f aus der Vorbereitung 28f sondern auch das Sogelement 46 aus entsprechenden Sollbruchstellen des Gehäuses 12f insbesondere der Grundplatte 14f. Nach dem Ausbrechen bewegt sich das Sogelement in einem Kanal 48, sodass hinter dem Sogelement 46 ein Sog im Kanal 48 erzeugt wird. Dieser Sog führt Luft beziehungsweise Kathodenfluid durch die Aktivierungsöffnung 38f in den zweiten Fluidraum 18f, wie durch die gestrichelte Pfeillinie in 8 angedeutet ist. Das sauerstoffhaltige Kathodenfluid fließt durch den zweiten Fluidraum 18f und gelangt auf diese Weise besonders schnell zu den Membranen der Brennstoffzellen 36. Die Batterie 10f wird auf diese Weise besonders schnell aktiviert.The embodiment of 7 and 8th builds on the embodiment of 6 on, wherein also the embodiment of 5 can serve as a starting point. 7 shows the battery 10f before activation and 8th shows the battery 10f shortly after activation. It is also a suction element 46 present, which is a flow through the second fluid space 18f the battery 10f drives. At an acceleration of the battery 10f in the acceleration direction 44 not only breaks the closure element 30f from the preparation 28f but also the suction element 46 from corresponding predetermined breaking points of the housing 12f in particular the base plate 14f , After breaking out, the suction element moves in a channel 48 so behind the suction element 46 a pull in the canal 48 is produced. This suction carries air or cathode fluid through the activation opening 38f in the second fluid space 18f as indicated by the dashed arrow line in 8th is indicated. The oxygen-containing cathode fluid flows through the second fluid space 18f and reaches in this way particularly fast to the membranes of the fuel cell 36 , The battery 10f is activated very fast in this way.

Die Batterie 10 ist generell so aufgebaut, dass sie abschussfest ist, also eine reguläre Abschussbeschleunigung unbeschadet übersteht. Durch die hohe Beschleunigung bei einem Abschuss wirken enorme Kräfte auf die Brennstoffzellen 36 und insbesondere auf deren Membran 20. Um diese vor einer Beschädigung zu schützen, liegt die Membran 20 ganzflächig auf einem Festkörper auf, insbesondere auf dem Feststofffluidspeicher, der das Anodenfluid speichert. Bei einer Beschleunigung in Beschleunigungsrichtung 44 wird die Membran 20 gegen den Feststoff gedrückt, sodass einem Zerbrechen oder Zerreißen der Membran 20 entgegengewirkt wird.The battery 10 is generally designed so that it is firing resistant, so survives a regular launch acceleration unscathed. Due to the high acceleration during a launch, enormous forces act on the fuel cells 36 and in particular on the membrane thereof 20 , To protect them from damage, lies the membrane 20 over a whole area on a solid body, in particular on the solid-fluid reservoir, which stores the anode fluid. When accelerating in the direction of acceleration 44 becomes the membrane 20 pressed against the solid, causing a breakage or rupture of the membrane 20 counteracted.

Gegenüber dieser Feststoffauflage der Membran 20 ist der zweite Fluidraum 18 angeordnet, der einen freien Zugang zur Membran 20 für das Kathodenfluid ermöglicht, sodass dieses frei entlang der Membran 20 beziehungsweise mehrerer nebeneinander angeordnete Membranen 20 entlang streichen kann, da sich der Fluidraum 18 durchgehend entlang mehrerer Membranen 20 mehrerer Brennstoffzellen 36 erstreckt. Da die Abschussbeschleunigungsrichtung 44 grundsätzlich festgelegt ist, wird eine Trägheitsbewegung der Membranen 20 in Richtung eines Gasraums oder Freiraums bei einem Abschuss vermieden.Opposite this solid support of the membrane 20 is the second fluid space 18 arranged, which gives free access to the membrane 20 for the cathode fluid, allowing it to flow freely along the membrane 20 or a plurality of juxtaposed membranes 20 can stroke along, as the fluid space 18 continuous along several membranes 20 several fuel cells 36 extends. Since the launch acceleration direction 44 is basically determined, an inertial movement of the membranes 20 in the direction of a gas space or clearance in a launch avoided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Zünderfuze
44
EndeThe End
66
Zündelektronikignition electronics
88th
Zündladungsquib
10a–f10a-f
Batteriebattery
12a, e, f12a, e, f
Gehäusecasing
14a, f14a, f
Grundplattebaseplate
16a–e16a-e
Deckelcover
18a, f18a, f
Fluidraumfluid space
2020
Membranmembrane
2222
Katalysatorcatalyst
2424
Fluidraumfluid space
26a, d, e26a, d, e
Verschlussmittelclosure means
28a, b, e, f28a, b, e, f
Vorbereitungpreparation
30a–f30a-f
Verschlusselementclosure element
3232
AnodenabgriffAnodenabgriff
3434
KathodenabgriffKathodenabgriff
3636
Brennstoffzellefuel cell
38c, f38c, f
Aktivierungsöffnungactivation opening
4040
Crash-ZoneCrash Zone
4242
Auffangbehälterreceptacle
4444
Beschleunigungsrichtungacceleration direction
4646
Sog-ElementSuction element
4848
Kanalchannel

Claims (14)

Verfahren zum Aktivieren einer Batterie (10a–f), bei dem ein erster Fluidraum (24) und ein zweiter Fluidraum (18a, 18f) der Batterie (10a–f) mit einem ersten Fluid gefüllt sind und eine Aktivierungsöffnung (38c, 38f) in einem den zweiten Fluidraum (18a, 18f) nach außen verschließenden Verschlussmittel (26a, 26d, 26e) geöffnet wird, ein zweites Fluid durch die Aktivierungsöffnung (38c, 38f) in den zweiten Fluidraum (18a, 18f) strömt, dort das erste Fluid von einer zwischen den beiden Fluidräumen (18a, 18f, 24) angeordneten Membran (20) verdrängt und in einer membrangesteuerten elektrochemischen Reaktion aus der Zusammenführung der beiden Fluide Strom erzeugt wird, wobei das erste Fluid wasserstoffhaltiges Anodenfluid und das zweite Fluid sauerstoffhaltiges Kathodenfluid ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Anodenfluid bereits vor der Aktivierung im ersten Fluidraum (24) befindet und an der Membran (20) gelagert wird.Method for activating a battery ( 10a F), in which a first fluid space ( 24 ) and a second fluid space ( 18a . 18f ) of the battery ( 10a F) are filled with a first fluid and an activation opening ( 38c . 38f ) in a second fluid space ( 18a . 18f ) Closing means to the outside ( 26a . 26d . 26e ), a second fluid through the activation opening ( 38c . 38f ) into the second fluid space ( 18a . 18f ) flows, there the first fluid from one between the two fluid spaces ( 18a . 18f . 24 ) arranged membrane ( 20 ) and in a membrane-controlled electrochemical reaction from the merger of the two fluids stream is generated, wherein the first fluid is hydrogen-containing anode fluid and the second fluid oxygen-containing cathode fluid, characterized in that the anode fluid before activation in the first fluid space ( 24 ) and on the membrane ( 20 ) is stored. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Aktivierungsöffnung (38c, 38f) durch Trägheitskräfte des Verschlussmittels (26a, 26d, 26e) bei einer Beschleunigung der Batterie (10a–f) erfolgt.A method according to claim 1, characterized in that the opening of the activation opening ( 38c . 38f ) by inertial forces of the closure means ( 26a . 26d . 26e ) at an acceleration of the battery ( 10a -F). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsöffnung (38c, 38f) aufgebrochen wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the activation opening ( 38c . 38f ) is broken. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusselement (30a–f) der Aktivierungsöffnung (38c, 38f) beim Öffnen in Richtung zur Membran (20) geschleudert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a closure element ( 30a -F) the activation opening ( 38c . 38f ) when opening towards the membrane ( 20 ) is thrown. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusselement (30a–f) der Aktivierungsöffnung (38c, 38f) beim Öffnen eine Membranebene durchtritt und an der Membran (20) vorbei geführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a closure element ( 30a -F) the activation opening ( 38c . 38f ) passes through a membrane plane when opening and at the membrane ( 20 ) is passed by. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sog-Element (46) beim Öffnen der Aktivierungsöffnung (38f) einen Sog im zweiten Fluidraum (18f) erzeugt, der das zweite Fluid in den zweiten Fluidraum (18f) saugt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a suction element ( 46 ) when opening the activation opening ( 38f ) a suction in the second fluid space ( 18f ), which introduces the second fluid into the second fluid space (FIG. 18f ) sucks. Batterie (10a–f) zum Freigeben von elektrischer Energie mit zumindest einem ersten Fluidraum (24) und einem zweiten Fluidraum (18a, 18f), die beide mit einem ersten Fluid gefüllt sind, einer zwischen diesen Fluidräumen (18a, 18f, 24) angeordneten Membran (20) zur membrangesteuerten und elektrochemisch kontrollierten Zusammenführung zweier Fluide zur Stromerzeugung und einem den zweiten Fluidraum (18a, 18f) nach außen verschließenden Verschlussmittel (26a, 26d, 26e) mit einer Vorbereitung (28a, 28b, 28e, 28f) zum Öffnen einer Aktivierungsöffnung (38c, 38f) zum Einlass von zweitem Fluid in den zweiten Fluidraum (18a, 18f), wobei das erste Fluid wasserstoffhaltiges Anodenfluid und das zweite Fluid sauerstoffhaltiges Kathodenfluid ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Anodenfluid bereits vor der Aktivierung im ersten Fluidraum (24) befindet und an der Membran gelagert ist.Battery ( 10a F) for releasing electrical energy with at least a first fluid space ( 24 ) and a second fluid space ( 18a . 18f ), both filled with a first fluid, one between these fluid spaces ( 18a . 18f . 24 ) arranged membrane ( 20 ) for the membrane-controlled and electrochemically controlled combination of two fluids for power generation and a second fluid space ( 18a . 18f ) Closing means to the outside ( 26a . 26d . 26e ) with a preparation ( 28a . 28b . 28e . 28f ) for opening an activation opening ( 38c . 38f ) for the admission of second fluid into the second fluid space ( 18a . 18f ), wherein the first fluid is hydrogen-containing anode fluid and the second fluid is oxygen-containing cathode fluid, characterized in that the anode fluid is already in the first fluid space before activation ( 24 ) and is mounted on the membrane. Batterie (10a–f) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Fluidraum (18a, 18f) hermetisch stoffschlüssig von einer Umgebung verschlossen ist.Battery ( 10a F) according to claim 7, characterized in that the second fluid space ( 18a . 18f ) hermetically sealed by an environment. Batterie (10a–f) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussmittel (26a, 26d, 26e) einen Deckel um den zweiten Fluidraum (18a, 18f) umfasst und die Vorbereitung (28a, 28b, 28e, 28f) zum Öffnen eine Sollbruchstelle im Deckel ist.Battery ( 10a F) according to claim 7 or 8, characterized in that the closure means ( 26a . 26d . 26e ) a lid around the second fluid space ( 18a . 18f ) and the preparation ( 28a . 28b . 28e . 28f ) is a predetermined breaking point in the lid to open. Batterie (10a–f) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fluidraum (24) durch einen Festkörper gebildet ist, in dem das erste Fluid gebunden ist.Battery ( 10a F) according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the first fluid space ( 24 ) is formed by a solid in which the first fluid is bound. Batterie (10a–f) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (20) auf einer Seite über ihre gesamte Fläche auf einem Festkörper aufliegt und der zweite Fluidraum (18a, 18f) sich auf ihrer anderen Seite als Hohlraum erstreckt.Battery ( 10a F) according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the membrane ( 20 ) rests on a solid over its entire surface on one side and the second fluid space ( 18a . 18f ) extends on its other side as a cavity. Batterie (10a–f) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivierungsöffnung (38c, 38f) gegenüber einer membranfreien Zone angeordnet ist.Battery ( 10a F) according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the activation opening ( 38c . 38f ) is arranged opposite a membrane-free zone. Batterie (10c) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aktivierungsöffnungen (38c) rings um die Membran (20) angeordnet sind.Battery ( 10c ) according to one of claims 7 to 12, characterized in that a plurality of activation openings ( 38c ) around the membrane ( 20 ) are arranged. Batterie (10a–f) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidräume (18a, 18f, 24) Teil eines Zünders (2) für ein Geschoss sind.Battery ( 10a F) according to any one of claims 7 to 13, characterized in that the fluid spaces ( 18a . 18f . 24 ) Part of a detonator ( 2 ) are for a floor.
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