DE102019111941B4 - Mixing device, separator and cell wall with mixing device and accumulator - Google Patents

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Abstract

Mischeinrichtung (60), die zum Einbau in einen mit flüssigem Elektrolyten (30) betriebenen elektrochemischen Akkumulator (100) eingerichtet ist, um ein Durchmischen des Elektrolyten (30) mittels Kapillarwirkung zumindest zu unterstützen,wobei die Mischeinrichtung (60) eine Vielzahl von Kapillarverbindungswegen (61) aufweist, die dazu ausgebildet sind, einen Kopfbereich (40) des Akkumulators (100) mit einem Bodenbereich (50) des Akkumulators (100) zu verbinden,wobei die Mischeinrichtung (60) eine Vielzahl von zylindrischen Röhrchen (62) aufweist, deren Innenräume zumindest teilweise die Kapillarverbindungswege (61) ausbilden, undwobei die Vielzahl von zylindrischen Röhrchen (62) unterschiedliche Längen aufweisen und/oder auf unterschiedlichen Höhen zueinander angeordnet sind.Mixing device (60), which is designed to be installed in an electrochemical accumulator (100) operated with liquid electrolyte (30) in order to at least support mixing of the electrolyte (30) by means of capillary action, the mixing device (60) having a plurality of capillary connection paths ( 61), which are designed to connect a head region (40) of the accumulator (100) to a bottom region (50) of the accumulator (100), the mixing device (60) having a plurality of cylindrical tubes (62), the Interior spaces at least partially form the capillary connection paths (61), and the plurality of cylindrical tubes (62) have different lengths and / or are arranged at different heights to one another.

Description

Überarbeitete BeschreibungRevised description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung, die zum Einbau in einen mit flüssigem Elektrolyten betriebenen elektrochemischen Akkumulator eingerichtet ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Separator und eine Zellwand mit einer solchen Mischeinrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung einen Akkumulator mit einer solchen Mischeinrichtung.The invention relates to a mixing device which is designed to be installed in an electrochemical accumulator operated with liquid electrolyte. The invention further relates to a separator and a cell wall with such a mixing device. The invention also relates to an accumulator with such a mixing device.

Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet von Akkumulatoren, die mit flüssigen Elektrolyten betrieben werden, d. h. wiederaufladbare elektrochemische Akkumulatoren z. B. in Form von Bleisäureakkumulatoren. Solche Akkumulatoren werden z. B. als Starterbatterien für Kraftfahrzeuge verwendet.In general, the invention relates to the field of accumulators that are operated with liquid electrolytes, i.e. H. rechargeable electrochemical accumulators e.g. B. in the form of lead acid accumulators. Such accumulators are z. B. used as starter batteries for motor vehicles.

Bleisäureakkumulatoren leiden unter einer Säureschichtung, die sich beim Laden entlang der vertikalen Richtung (d. h. von unten nach oben bzw. von oben nach unten) in den Batteriezellen aufbaut, da Säure von dem aktiven Material freigesetzt wird und sich am Boden der Zelle ansammelt.Lead-acid batteries suffer from acid stratification that builds up in the battery cells along the vertical direction (i.e. bottom-up or top-down) during charging as acid is released from the active material and accumulates at the bottom of the cell.

Diese Säureschichtung führt zu einer heterogenen Massenauslastung und damit zu Kapazitätsverlust. Dieser wiederum führt dazu, dass die gesamte Akkuleistung beeinträchtigt wird.This acid stratification leads to a heterogeneous mass utilization and thus to a loss of capacity. This in turn leads to the overall battery performance being impaired.

Daher ist ein Durchmischen bzw. Verrühren des Elektrolyten unverzichtbar, wobei diesbezüglich bereits mehrere Konzepte bekannt sind.Therefore, mixing or stirring the electrolyte is essential, although several concepts are already known in this regard.

Bisher bekannte Konzepte basieren beispielsweise auf mechanischem Rühren, Säureumlenkung (z. B. Mischelemente) oder auf chemischer Dotierung der aktiven Masse zur Entwicklung von Gas, das dann den Elektrolyten bewegt. Gattungsgemäße Mischelemente sind beispielsweise aus der WO 2011 / 029 035 A2 oder der DE 10 2010 048 428 A1 bekannt.Previously known concepts are based, for example, on mechanical stirring, acid deflection (e.g. mixing elements) or on chemical doping of the active mass to develop gas, which then moves the electrolyte. Generic mixing elements are, for example, from WO 2011/029 035 A2 or the DE 10 2010 048 428 A1 known.

GB 525 374 A betrifft Anoden für Bleisäure-Akkumulatoren, bei denen eine Anode aus zwei identischen Teilen bereitgestellt wird, die mittels eines neutralen Kapillarsystems voneinander getrennt sind. GB 525 374 A relates to anodes for lead-acid batteries, in which an anode is provided from two identical parts separated from each other by a neutral capillary system.

DE 592 375 A betrifft ein chlorwasserstoffsaures Ammoniakelement, bei dem sich nach einer gewissen Entladungszeit im Inneren über dem Boden eine horizontale feste Kruste bildet. Um die Krustenbildung zu reduzieren, sind zwischen den Elektroden des Elements Körper, beispielsweise Dochte, angeordnet, die sich in der ganzen Höhe der Flüssigkeit erstrecken und die mit einer Kapillarität ausgestattet sind. DE 592 375 A concerns a hydrochloric acid ammonia element in which, after a certain discharge time, a horizontal solid crust forms inside above the ground. In order to reduce the formation of crusts, bodies, for example wicks, are arranged between the electrodes of the element, which extend throughout the entire height of the liquid and which are equipped with capillarity.

DE 10 2010 041 285 A1 betrifft eine Batterie mit einem gasdichten Gehäuse, das eine Unterseite, eine Oberseite und mindestens eine Seitenfläche aufweist. Elektroden und ein Elektrolyt sind innerhalb des Gehäuses angeordnet und eine Kühlplatte kontaktiert die Unterseite des Gehäuses. Auf der Innenseite des Gehäuses ist mindestens eine Kapillarstruktur angeordnet, welche einen effizienten Wärmetransport des Elektrolyten innerhalb des Gehäuses ermöglicht, wodurch die Batterie gekühlt werden kann. DE 10 2010 041 285 A1 relates to a battery with a gas-tight housing that has a bottom, a top and at least one side surface. Electrodes and an electrolyte are arranged within the housing and a cooling plate contacts the bottom of the housing. At least one capillary structure is arranged on the inside of the housing, which enables efficient heat transport of the electrolyte within the housing, whereby the battery can be cooled.

GB 332 875 A betrifft elektrische Akkumulatoren, insbesondere zur Verwendung in tragbaren drahtlosen Geräten. Das Gehäuse des Akkumulators ist durch eine Innenwand, die sich fast über die gesamte Länge der Zelle des Akkumulators erstreckt, in zwei Kammern unterteilt, von denen eine die Batterieplatten enthält, was sicherstellen soll, dass die Batterieplatten vollständig mit Elektrolyt bedeckt bleiben, wenn der Akkumulator auf seinem Boden oder auf seiner Seite liegt. GB 332 875 A relates to electrical accumulators, particularly for use in portable wireless devices. The battery casing is divided into two chambers, one of which contains the battery plates, by an inner wall that extends almost the entire length of the battery cell, which is intended to ensure that the battery plates remain completely covered with electrolyte when the battery is in use lying on his floor or on his side.

Bei den herkömmlichen Mischeinrichtungen besteht jedoch ein Problem dahingehend, dass diese häufig aufwendig umzusetzen sind und entsprechend hohe Kosten verursachen.However, there is a problem with conventional mixing devices in that they are often complex to implement and cause correspondingly high costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Systeme zum Durchmischen zu verbessern bzw. abzulösen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und einfach einzusetzende Mischeinrichtung anzugeben. Ferner soll ein Separator, eine Zellwand und ein Akkumulator mit einer solchen Mischeinrichtung angegeben werden.The invention is therefore based on the object of improving or replacing the known systems for mixing. In particular, it is the object of the present invention to provide a cost-effective and easy-to-use mixing device. Furthermore, a separator, a cell wall and an accumulator with such a mixing device should be specified.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Mischeinrichtung gemäß Patentanspruch 1, durch einen Separator gemäß Patentanspruch 7, durch eine Zellwand gemäß Patentanspruch 10 und einen Akkumulator gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 6, 8, 9, 12 und 13 angegeben.The object on which the present invention is based is achieved by a mixing device according to patent claim 1, by a separator according to patent claim 7, by a cell wall according to patent claim 10 and an accumulator according to patent claim 11. Further advantageous developments are specified in claims 2 to 6, 8, 9, 12 and 13.

Insbesondere besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, eine Mischeinrichtung anzugeben, die zum Einbau in einen mit flüssigen Elektrolyten betriebenen elektrochemischen Akkumulator respektive einer Zelle hiervon eingerichtet ist, um ein Durchmischen des Elektrolyten mittels Kapillarwirkung zumindest zu unterstützen, wobei die Mischeinrichtung eine Vielzahl von Kapillarverbindungswegen aufweist, die dazu ausgebildet sind, einen Kopfbereich des Akkumulators respektive der Zelle mit einem Bodenbereich des Akkumulators respektive der Zelle zu verbinden.In particular, the solution according to the invention consists in specifying a mixing device which is set up for installation in an electrochemical accumulator operated with liquid electrolytes or a cell thereof in order to at least support mixing of the electrolyte by means of capillary action, the mixing device having a plurality of capillary connection paths, which are designed to connect a head area of the accumulator or the cell with a bottom area of the accumulator or the cell.

Die Mischeinrichtung kann hierbei zusammen mit einer weiteren (konventionellen) Mischeinrichtung verwendet werden, die entsprechend kleiner dimensioniert werden kann. In diesem Fall würde die Mischeinrichtung ein Durchmischen des Elektrolyten unterstützen. Allerdings kann die Mischeinrichtung auch alleine die nötige Durchmischung durchführen. D. h., dass die Mischeinrichtung dazu eingerichtet ist, den Elektrolyten mittels Kapillarwirkung zu durchmischen.The mixing device can be used together with another (conventional) mixing device, which can be made correspondingly smaller. In this case, the mixing device would support mixing of the electrolyte. However, the mixing device can also carry out the necessary mixing on its own. This means that the mixing device is set up to mix the electrolyte using capillary action.

Der Kopfbereich des Akkumulators (Zelle) bezieht sich auf einen oberen Bereich des Akkumulators (Zelle) und der Bodenbereich auf einen unteren Bereich des Akkumulators (Zelle). Wie bereits eingangs erklärt, handelt es sich bei dem Bodenbereich um den Bereich, in dem sich die Säure ansammelt.The head area of the accumulator (cell) refers to an upper area of the accumulator (cell) and the bottom area refers to a lower area of the accumulator (cell). As already explained at the beginning, the soil area is the area in which the acid accumulates.

Die vorliegende Mischeinrichtung unterscheidet sich von bekannten Mischeinrichtungen dadurch, dass diese auf Kapillarwirkung beruht. Sie basiert somit auf passiven Transportprozessen, die keine externe Energie benötigen, nämlich auf Diffusion und Osmose. Durch Kapillarverbindungswege mit entsprechenden Abmessungen können Säure- und/oder Wassermoleküle zwischen dem Kopfraumvolumen (Kopfbereich) und dem unteren Bereich (Bodenbereich) des Akkumulators bzw. genauer der Zelle unter der Wirkung von kapillaren Antriebskräften ausgetauscht werden. Durch das Vorhandensein von Kapillarkräften, die im Inneren der Kapillarverbindungswege aufgebaut sind, bewegt sich die Flüssigkeit viel schneller als im freien Elektrolytvolumen.The present mixing device differs from known mixing devices in that it is based on capillary action. It is therefore based on passive transport processes that do not require external energy, namely diffusion and osmosis. Through capillary connection paths with appropriate dimensions, acid and/or water molecules can be exchanged between the headspace volume (head area) and the lower area (bottom area) of the accumulator or, more precisely, the cell under the effect of capillary driving forces. Due to the presence of capillary forces built inside the capillary connection paths, the liquid moves much faster than in the free electrolyte volume.

Erfindungsgemäß weist die Mischeinrichtung eine Vielzahl von zylindrischen Röhrchen auf, deren Innenräume zumindest teilweise die Kapillarverbindungswege ausbilden.According to the invention, the mixing device has a plurality of cylindrical tubes, the interiors of which at least partially form the capillary connection paths.

Dabei handelt es sich bei den zylindrischen Röhrchen um sehr feine zylindrische Röhrchen, die derartige Abmessungen aufweisen, dass eine ausreichende Kapillarkraft erzeugt werden kann. Dass die Innenräume der zylindrischen Röhrchen teilweise die Kapillarverbindungswege ausbilden bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zumindest ein Teil der Kapillarverbindungswege durch diese Innenräume ausgebildet wird. Somit kann ein weiterer Teil der Kapillarverbindungswege auf andere Weise ausgebildet werden.The cylindrical tubes are very fine cylindrical tubes that have dimensions such that sufficient capillary force can be generated. The fact that the interior spaces of the cylindrical tubes partially form the capillary connection paths means in this context that at least some of the capillary connection paths are formed by these interior spaces. A further part of the capillary connection paths can therefore be formed in a different way.

Erfindungsgemäß weisen die Vielzahl von zylindrischen Röhrchen unterschiedliche Längen auf und/oder sind auf unterschiedlichen Höhen zueinander angeordnet.According to the invention, the plurality of cylindrical tubes have different lengths and/or are arranged at different heights from one another.

Jedes zylindrische Röhrchen weist ein erstes Ende auf, das - in einem eingebauten Zustand - in einem Kopfbereich des Akkumulators bzw. der Zelle angeordnet ist, und ein zweites Ende auf, das in dem Bodenbereich des Akkumulators bzw. der Zelle angeordnet ist. So verbinden die innerhalb der zylindrischen Röhrchen liegenden Kapillarverbindungswege den Kopfbereich mit dem Bodenbereich.Each cylindrical tube has a first end which - in an installed state - is arranged in a head region of the accumulator or cell, and a second end which is arranged in the bottom region of the accumulator or cell. The capillary connection paths located within the cylindrical tubes connect the head area with the bottom area.

Dadurch, dass die Vielzahl von zylindrischen Röhrchen unterschiedliche Längen aufweisen und/oder auf unterschiedlichen Höhen zueinander angeordnet sind, sind auch die jeweiligen ersten Enden der zylindrischen Röhrchen auf voneinander verschiedenen Höhen angeordnet. Das gleiche gilt auch für die zweiten Enden der zylindrischen Röhrchen, die auf voneinander verschiedenen Höhen angeordnet sind. Somit liegen die jeweiligen Enden der zylindrischen Röhrchen auf verschiedenen Höhen innerhalb des Kopfbereichs bzw. des Bodenbereichs.Because the plurality of cylindrical tubes have different lengths and/or are arranged at different heights from one another, the respective first ends of the cylindrical tubes are also arranged at different heights from one another. The same also applies to the second ends of the cylindrical tubes, which are arranged at different heights. The respective ends of the cylindrical tubes are therefore at different heights within the head area or the bottom area.

Damit ist es möglich, den gesamten Kopfbereich bzw. Bodenbereich abzudecken, d. h. auf sämtlichen benötigten Höhen, erste Enden und zweite Enden der zylindrischen Röhrchen, d. h. Ein- bzw. Ausgänge der Kapillarverbindungswege anzuordnen.This makes it possible to cover the entire head area or bottom area, i.e. H. at all required heights, first ends and second ends of the cylindrical tubes, i.e. H. Arrange inputs and outputs of the capillary connection paths.

Die Anordnung muss nicht gleichmäßig erfolgen. Vielmehr ist es vorteilhaft, wenn an einem bodennahen Bereich des Bodenbereichs mehr zweite Enden von zylindrischen Röhrchen angeordnet sind, als an einem bodenfernen Bodenbereich. Das gleiche gilt auch für den Kopfbereich. Dies ist insbesondere deswegen vorteilhaft, da im bodennahen Bodenbereich die Konzentration der Säure noch größer ist als im bodenfernen Bodenbereich.The arrangement does not have to be even. Rather, it is advantageous if more second ends of cylindrical tubes are arranged on a region of the base region close to the ground than on a base region remote from the ground. The same applies to the head area. This is particularly advantageous because the concentration of acid is even greater in the soil area close to the ground than in the soil area far from the ground.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Mischeinrichtung mindestens ein Faserbündel, vorzugsweise eine Vielzahl von Faserbündeln aus einer Vielzahl von Fasern auf, wobei die Fasern mit dazwischenliegenden Hohlräumen zu dem Faserbündel ausgebildet sind (dieses aufbauen), wobei die Hohlräume zumindest teilweise die Kapillarverbindungswege ausbilden.According to an advantageous development of the invention, the mixing device has at least one fiber bundle, preferably a plurality of fiber bundles made of a plurality of fibers, the fibers being formed with intermediate cavities to form the fiber bundle (building it up), the cavities at least partially forming the capillary connection paths.

Im Gegensatz zu der obigen Ausführung werden hierbei die Kapillarverbindungswege durch zwischen Fasern liegende Hohlräume ausgebildet. Allerdings deutet der Begriff „teilweise“ darauf hin, dass auch hier zusätzlich andere Kapillarverbindungswege ausgebildet sein können. Hier ist beispielsweise eine Kombination mit den oben beschriebenen zylindrischen Röhrchen denkbar und möglich. Dabei bilden die Innenräume der zylindrischen Röhrchen einen ersten Teil der Kapillarverbindungswege aus und die Hohlräume, die zwischen den Fasern liegen, einen zweiten Teil der Kapillarverbindungswege aus. Die Faserbündel bzw. Fasern sind somit mit dem zylindrischen Röhrchen kombinierbar.In contrast to the above version, the capillary connection paths are formed by cavities lying between fibers. However, the term “partial” indicates that other capillary connection paths can also be formed here. Here, for example, a combination with the cylindrical tubes described above is conceivable and possible. The interiors of the cylindrical tubes form a first part of the capillary connection paths and the cavities that lie between the fibers form a second part of the capillary connection paths. The fiber bundles or fibers can therefore be combined with the cylindrical tube.

Eine weitere Ausgestaltung wäre beispielsweise auch dadurch möglich, dass die zwischen zylindrischen Röhrchen liegenden Hohlräume durch Fasern derart verkleinert werden, dass auch in ihnen Kapillarverbindungswege entstehen.A further embodiment would also be possible, for example, in that the cavities lying between cylindrical tubes are reduced in size by fibers in such a way that capillary connection paths are also created in them.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umgibt die Faserbündel oder das Faserbündel eine Außenhülle.According to an advantageous development of the invention, the fiber bundles or the fiber bundle surrounds an outer shell.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Außenhülle einen kreisförmigen Querschnitt auf.According to an advantageous development, the outer shell has a circular cross section.

In diesem Zusammenhang wäre es selbstverständlich auch denkbar, dass die Außenhülle einen rechteckigen, einen ovalen, einen dreieckigen oder einen Querschnitt von sonstiger Form aufweist. Der Querschnitt hängt beispielsweise auch mit der durch den Akkumulator bzw. die Zelle vorgegebene Einbausituation zusammen.In this context, it would of course also be conceivable for the outer shell to have a rectangular, oval, triangular or other shape cross section. The cross section is also related, for example, to the installation situation specified by the accumulator or the cell.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Vielzahl von Faserbündeln ausgebildet, wobei bei der Vielzahl von Faserbündeln Faserbündel mit voneinander verschiedenen Längen ausgebildet sind und/oder wobei die Faserbündel auf unterschiedlichen Höhen zueinander zugeordnet sind.According to an advantageous development of the invention, a plurality of fiber bundles is formed, with the plurality of fiber bundles having fiber bundles with different lengths and/or with the fiber bundles being assigned to one another at different heights.

Dies hat den gleichen Grund und Effekt wie die oben beschriebenen zylindrischen Röhrchen mit unterschiedlichen Längen bzw. auf unterschiedlichen Höhen. Hierbei geht es somit auch darum, unterschiedliche Höhenbereiche des Bodenbereichs bzw. des Kopfbereichs angemessen abzudecken. D. h. an diesen Stellen in angemessener Zahl erste Enden und zweite Enden von Kapillarverbindungswegen anzuordnen.This has the same reason and effect as the cylindrical tubes described above with different lengths or at different heights. This is also about adequately covering different height areas of the base area or the head area. i.e. to arrange an appropriate number of first ends and second ends of capillary connection paths at these points.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Fasern und/oder die Vielzahl von zylindrischen Röhrchen aus säure- und hitzebeständigem Material, wie beispielsweise Polyethylen hergestellt.According to an advantageous development of the invention, the fibers and/or the multitude of cylindrical tubes are made of acid- and heat-resistant material, such as polyethylene.

Außerdem wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch einen Separator gelöst, der zum Einbau in einen mit flüssigem Elektrolyten betriebenen elektrochemischen Akkumulator eingerichtet ist, wobei der Separator mindestens eine Mischeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.In addition, the object of the present invention is achieved by a separator which is designed for installation in an electrochemical battery operated with liquid electrolyte, the separator having at least one mixing device according to one of claims 1 to 6.

Bezüglich der Mischeinrichtung gelten die bereits genannten Vorteile und Eigenschaften der einzelnen Mischeinrichtung entsprechend auf den Separator übertragen.With regard to the mixing device, the advantages and properties of the individual mixing device already mentioned apply to the separator.

Wenn der Separator mit einer derartigen Mischeinrichtung ausgebildet ist, hat dies insbesondere den Vorteil, dass diese zusammen mit dem Separator in die entsprechende Zelle des Akkumulators eingebaut werden kann. Auch wäre die Mischeinrichtung bei Zellen einfach dadurch nachrüstbar, dass der Separator durch einen erfindungsgemäßen Separator ausgetauscht wird.If the separator is designed with such a mixing device, this has the particular advantage that it can be installed together with the separator in the corresponding cell of the accumulator. The mixing device in cells could also be easily retrofitted by replacing the separator with a separator according to the invention.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine der mindestens einen Mischeinrichtungen an einer Außenseite des Separators angeordnet.According to an advantageous development of the invention, at least one of the at least one mixing devices is arranged on an outside of the separator.

Das bedeutet hier jedoch auch, dass abgesehen von der Mischeinrichtung, die an der Außenseite des Separators angeordnet ist, noch weitere Mischeinrichtungen an beliebigen Stellen des Separators angeordnet sein können.However, this also means that, apart from the mixing device that is arranged on the outside of the separator, further mixing devices can be arranged at any point on the separator.

Bei dem Separator kann es sich insbesondere um eine sogenannte Separatortasche handeln, in die eine der Elektroden der Zelle eingesetzt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Elektrode um die positive Elektrode.The separator can in particular be a so-called separator pocket into which one of the electrodes of the cell is inserted. This electrode is preferably the positive electrode.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine der Mischeinrichtungen innerhalb des Separators angeordnet.According to an advantageous development of the invention, at least one of the mixing devices is arranged within the separator.

Hierbei handelt es sich wiederum vorzugsweise um eine Separatortasche, wobei mindestens eine der Mischeinrichtung innerhalb dieser Tasche angeordnet ist. Somit ist es möglich, auch innerhalb der Separatortasche eine Säureschichtung effektiv zu verhindern.This is again preferably a separator pocket, with at least one of the mixing devices being arranged within this pocket. This makes it possible to effectively prevent acid stratification even within the separator pocket.

Insbesondere in der Möglichkeit, die Mischeinrichtung innerhalb der Separatortasche anzuordnen, liegt ein großer Vorteil der Erfindung. Bei den herkömmlichen Systemen bzw. Mischeinrichtungen war es aufgrund der Größe und Komplexität bisher nicht möglich, diese auf geeignete Weise innerhalb der Separatortasche vorzusehen. Entsprechend konnte eine Säureschichtung innerhalb der Separatortasche bisher nicht ausreichend verhindert bzw. bekämpft werden.A major advantage of the invention lies in particular in the possibility of arranging the mixing device within the separator pocket. With conventional systems or mixing devices, due to their size and complexity, it was not previously possible to provide them in a suitable manner within the separator pocket. Accordingly, acid stratification within the separator pocket has not yet been sufficiently prevented or combated.

Ferner wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Zellwand für eine Zelle eines mit flüssigem Elektrolyten betriebenen elektrochemischen Akkumulator gelöst, wobei an der Zellwand mindestens eine der vorgenannten Mischeinrichtungen angeordnet ist.Furthermore, the object of the present invention is achieved by a cell wall for a cell of an electrochemical battery operated with liquid electrolyte, at least one of the aforementioned mixing devices being arranged on the cell wall.

Auch hier ergibt sich der Vorteil, dass die Mischeinrichtung bzw. die Mischeinrichtungen vor der Montage der Zelle an der Zellwand befestigt werden können. Somit ist ein einfaches Integrieren in die Zelle und somit in den Akkumulator möglich.Here, too, there is the advantage that the mixing device or the mixing devices can be attached to the cell wall before the cell is assembled. This makes it easy to integrate into the cell and thus into the accumulator.

Ferner wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch einen Akkumulator mit mindestens einer der vorgenannten Mischeinrichtungen gelöst.Furthermore, the object of the present invention is achieved by an accumulator with at least one of the aforementioned mixing devices.

Hierbei sind selbstverständlich wieder sämtliche Aspekte der Mischeinrichtung auf den Akkumulator zu übertragen.Of course, all aspects of the mixing device must be transferred to the accumulator.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist mindestens eine Mischeinrichtung der mindestens einen Mischeinrichtung wie vorab beschrieben in einer Zellwand angeordnet.According to an advantageous development, at least one mixing device of the at least one mixing device is arranged in a cell wall as described above.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine Mischeinrichtung der mindestens einen Mischeinrichtung zusammen mit einem Separator angeordnet.According to an advantageous development of the invention, at least one mixing device of the at least one mixing device is arranged together with a separator.

D. h., dass die Mischeinrichtung in dem Akkumulator vorzugsweise an einer Zellwand und/oder dem Separator angeordnet ist.This means that the mixing device in the accumulator is preferably arranged on a cell wall and/or the separator.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Zelle eines Akkumulators mit Mischeinrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines zylindrischen Röhrchens einer Mischeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine schematische Darstellung eines Faserbündels einer Mischeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 eine schematische Darstellung von Anordnungen von Mischeinrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 eine schematische Darstellung eines Separators mit Mischeinrichtungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
The invention is explained in more detail below based on the description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings:
  • 1 a schematic representation of a vehicle;
  • 2 a schematic representation of a cell of an accumulator with mixing devices according to an embodiment of the present invention;
  • 3 a schematic representation of a cylindrical tube of a mixing device according to an embodiment of the present invention;
  • 4 a schematic representation of a fiber bundle of a mixing device according to an embodiment of the present invention;
  • 5 a schematic representation of arrangements of mixing devices according to an embodiment of the present invention; and
  • 6 a schematic representation of a separator with mixing devices according to an embodiment of the present invention.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung unter Bezugnahme auf die Darstellungen in den 1 bis 6 genauer beschrieben.Embodiments of the mixing device according to the invention are described below with reference to the illustrations in the 1 to 6 described in more detail.

Soweit von den Begriffen „oben“ (bzw. oberer Bereich) und „unten“ (bzw. unterer Bereich) Gebrauch gemacht wird, beziehen sich derartige Angaben auf die spezifikationsgemäße Betriebslage des Akkumulators, d. h. eine im Wesentlichen horizontale Lage, bei der der Akkumulator sowie dessen Einfüllöffnungen für den flüssigen Elektrolyten obenliegend sind. Bei einer üblichen, spezifikationsgemäßen Bewegungsbeanspruchung des Akkumulators ist eine gewisse Abweichung von der Horizontallage zulässig, wie es beispielsweise beim Betrieb eines Akkumulators in einem Kraftfahrzeug auftritt. Relative Begriffe beziehen sich somit auf den Einbau-Zustand bzw. die Betriebslage des Akkumulators.As far as the terms “top” (or upper area) and “bottom” (or lower area) are used, such information refers to the operating position of the accumulator in accordance with the specification, i.e. H. a substantially horizontal position in which the accumulator and its filling openings for the liquid electrolyte are on top. With a normal, specified movement stress on the accumulator, a certain deviation from the horizontal position is permissible, as occurs, for example, when operating an accumulator in a motor vehicle. Relative terms therefore refer to the installation status or the operating position of the accumulator.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs V. Der Akkumulator 100 kann hierbei insbesondere in einem in Fahrtrichtung gesehen vorderen Bereich des Fahrzeugs V angeordnet sein. 1 shows a schematic representation of a vehicle V. The accumulator 100 can be arranged in particular in a front area of the vehicle V as seen in the direction of travel.

Das Fahrzeug V kann ein Luft- oder Wasserfahrzeug, ein spurgeführtes Fahrzeug, ein Geländefahrzeug, oder bevorzugt ein Straßenfahrzeug sein, wobei unter Straßenfahrzeug ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Bus oder ein Wohnmobil verstanden werden kann. Es ist allerdings genauso gut denkbar, dass das Fahrzeug V auch als jedwede Baumaschine, E-Roller, E-Fahrrad, Rasenmäher, Rollstuhl oder dergleichen ausgebildet sein kann.The vehicle V can be an aircraft or watercraft, a track-guided vehicle, an off-road vehicle, or preferably a road vehicle, where a road vehicle can be understood to mean a passenger car, a truck, a bus or a mobile home. However, it is just as conceivable that the vehicle V can also be designed as any construction machine, e-scooter, e-bicycle, lawn mower, wheelchair or the like.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Zelle 10 des Akkumulators 100. Hierbei weist die Zelle 10 eine Vielzahl von Mischeinrichtungen 60 auf. In 2 sind die Mischeinrichtungen 60 nur schematisch so angedeutet, dass diese sich innerhalb der Zelle 10 befinden. Insbesondere sind diese jedoch an Zellwänden 21 oder einem Separator 70 angeordnet. Bei den Zellwänden 21 kann es sich beispielsweise um eine Rückwand, Vorderwand oder um die Seitenwände handeln. 2 shows a schematic representation of a cell 10 of the accumulator 100. The cell 10 has a large number of mixing devices 60. In 2 the mixing devices 60 are only indicated schematically so that they are located within the cell 10. In particular, however, these are arranged on cell walls 21 or a separator 70. The cell walls 21 can be, for example, a rear wall, a front wall or the side walls.

Die Zellwände 21 bilden zusammen mit einem Deckel und einem Boden der Zelle 10 das Gehäuse 20. Die Zelle 10 ist mit einem Elektrolyt 30 gefüllt. Die Mischeinrichtungen 60 erstrecken sich von einem Bodenbereich 50 der Zelle 10 (entspricht von der Höhe auch einen Bodenbereich des Akkumulators 100) zu dem Kopfbereich 40 der Zelle 10 (entspricht von der Höhe auch dem Kopfbereich des Akkumulators 100). Insbesondere verbinden die Mischeinrichtungen 60 den Kopfbereich 40 mit dem Bodenbereich 50.The cell walls 21, together with a lid and a bottom of the cell 10, form the housing 20. The cell 10 is filled with an electrolyte 30. The mixing devices 60 extend from a bottom area 50 of the cell 10 (the height also corresponds to a bottom area of the accumulator 100) to the head area 40 of the cell 10 (the height also corresponds to the head area of the accumulator 100). In particular, the mixing devices 60 connect the head region 40 with the bottom region 50.

Genauer gesagt verbinden von der Mischeinrichtung 60 ausgebildete Kapillarverbindungswege 61 den Kopfbereich 40 mit dem Bodenbereich 50.More precisely, capillary connection paths 61 formed by the mixing device 60 connect the head region 40 with the bottom region 50.

Wie eingangs erwähnt, leiden Bleiakkumulatoren dadurch, dass eine Säureschichtung stattfindet. D. h., dass sich beim Aufladen der Batteriezellen in einem unteren Bereich Säure ansammelt, die aus dem aktiven Material freigesetzt wird. Diese Säureschichtung führt zu einer heterogenen Massenauslastung und damit zu Kapazitätsverlusten in der Zelle und dem Akkumulator.As mentioned at the beginning, lead batteries suffer from acid stratification. This means that when the battery cells are charging, acid accumulates in a lower area and is released from the active material. This acid Stratification leads to heterogeneous mass utilization and thus to capacity losses in the cell and the accumulator.

Dadurch, dass Kapillarverbindungswege 61 den Bodenbereich 50 mit hoher Säurekonzentration mit dem Kopfbereich 40 mit niedriger Säurekonzentration (hoher Wassermolekülkonzentration) verbinden, findet ein Austausch von Wassermolekülen bzw. Säuremolekülen statt. Dieser Austausch, durch den das Durchmischen des Elektrolyts 30 erreicht wird, finden insbesondere aufgrund von Diffusion und Osmose statt.Because capillary connection paths 61 connect the bottom region 50 with a high acid concentration to the head region 40 with a low acid concentration (high water molecule concentration), an exchange of water molecules or acid molecules takes place. This exchange, through which the electrolyte 30 is mixed, takes place in particular due to diffusion and osmosis.

Dabei handelt es sich bei der Diffusion um das Phänomen, dass aufgrund des Konzentrationsgradienten Wassermoleküle von oben nach unten und Säuremoleküle von unten nach oben diffundieren. Dieser Prozess findet so lange statt, bis eine homogene Konzentrationsverteilung im gesamten Zellvolumen erreicht worden ist.Diffusion is the phenomenon that water molecules diffuse from top to bottom and acid molecules from bottom to top due to the concentration gradient. This process continues until a homogeneous concentration distribution throughout the entire cell volume has been achieved.

Bei der Osmose handelt es sich um das Phänomen, dass aufgrund des großen Unterschieds der spezifischen Mobilitätswerte von Wassermolekülen gegenüber den von Säuremolekülen die Wassermenge, die von dem weniger konzentrierten oberen Bereich zu dem stark konzentrierten unteren Bereich übertragen wird, größer ist als die Menge, der in die entgegengesetzte Richtung übertragene Säure. Diese selektive Diffusion ähnelt dem osmotischen Verhalten biologischer Membranen und der Absorption von Wasser durch Pflanzenwurzeln (obwohl solche Membranen im Allgemeinen semipermeabel sind, d. h., sie erlauben den Durchgang einiger Substanzen (Wassermoleküle) aber anderer nicht).Osmosis is the phenomenon that, due to the large difference in the specific mobility values of water molecules compared to those of acid molecules, the amount of water transferred from the less concentrated upper region to the highly concentrated lower region is greater than the amount of acid transferred in the opposite direction. This selective diffusion is similar to the osmotic behavior of biological membranes and the absorption of water by plant roots (although such membranes are generally semipermeable, i.e., they allow the passage of some substances (water molecules) but not others).

Diese beiden Phänomene dienen als „Motor“ der Mischeinrichtung 60.These two phenomena serve as the “motor” of the mixing device 60.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines zylindrischen Röhrchens 62 der Mischeinrichtung 60 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 shows a schematic representation of a cylindrical tube 62 of the mixing device 60 according to an embodiment of the present invention.

Bevorzugt handelt es sich bei dem zylindrischen Röhrchen 62 um ein aus säure- und hitzebeständigem Material, wie beispielsweise Polyethylen, hergestelltes Röhrchen.Preferably, the cylindrical tube 62 is a tube made of acid- and heat-resistant material, such as polyethylene.

Im Inneren des zylindrischen Röhrchens 62 befindet sich der Kapillarverbindungsweg 61, der im eingebauten Zustand den Kopfbereich 40 der Zelle 10 mit dem Bodenbereich 50 der Zelle 10 verbindet.Inside the cylindrical tube 62 is the capillary connection path 61, which, when installed, connects the head region 40 of the cell 10 with the bottom region 50 of the cell 10.

Um eine besonders gute Kapillarwirkung, d. h. Funktion der Mischeinrichtung 60 zu erhalten, sollte der Durchmesser des Kapillarverbindungswegs 61, d. h. der Innendurchmesser des zylindrischen Röhrchens 62 im Bereich zwischen 0,001 mm und 2 mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 0,01 mm und 1 mm liegen.In order to have a particularly good capillary effect, i.e. H. To maintain the function of the mixing device 60, the diameter of the capillary connection path 61, i.e. H. the inner diameter of the cylindrical tube 62 is in the range between 0.001 mm and 2 mm, particularly preferably in the range between 0.01 mm and 1 mm.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Faserbündels 64 der Mischeinrichtung 60 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind mehrere Fasern 63, die ebenfalls aus einem säure- und hitzebeständigem Material bestehen, zu dem Faserbündel 64 zusammengefasst und mit einer Außenhülle 65 umhüllt. Hierbei ergeben sich die Kapillarverbindungswege 61 nicht im Inneren der Fasern 63, sondern in von zwischen den Fasern 63 ausgebildeten Hohlräumen. 4 shows a schematic representation of a fiber bundle 64 of the mixing device 60 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, several fibers 63, which also consist of an acid- and heat-resistant material, are combined to form the fiber bundle 64 and covered with an outer cover 65. Here, the capillary connection paths 61 do not arise inside the fibers 63, but in cavities formed between the fibers 63.

Um eine gute Wirkung zu erzielen, sollten auch diese Hohlräume im oben genannten Größenbereich liegen.To achieve a good effect, these cavities should also be in the size range mentioned above.

5 zeigt eine Anordnung von mehreren Mischeinrichtungen 60. Dabei kann es sich hierbei sowohl um solche Mischeinrichtungen 60 mit zylindrischen Röhrchen 62 als auch solche mit Faserbündeln 64 handeln. Auch können zylindrische Röhrchen 62 mit Faserbündeln 64 kombiniert verwendet werden. 5 shows an arrangement of several mixing devices 60. These can be mixing devices 60 with cylindrical tubes 62 as well as those with fiber bundles 64. Cylindrical tubes 62 can also be used in combination with fiber bundles 64.

Die 5 ist in drei Teile eingeteilt, wobei ein linker Teil der 5 eine einzelne Mischeinrichtung 60 zeigt, ein mittlerer Teil der 5 mehrere gleichlange Mischeinrichtungen 60 zeigt, und ein rechter Teil der 5 mehrere Mischeinrichtungen 60 in verschiedener Länge zeigt.The 5 is divided into three parts, with a left part 5 a single mixing device 60 shows a middle part of the 5 shows several mixing devices 60 of equal length, and a right part of the 5 shows several mixing devices 60 of different lengths.

Wie bereits erwähnt, kann es erwünscht sein, die Mischeinrichtung 60 derart zu gestalten, dass die Kapillarverbindungswege 61 unterschiedliche Höhen miteinander verbinden.As already mentioned, it may be desirable to design the mixing device 60 such that the capillary connection paths 61 connect different heights to one another.

Hierbei gibt es zwei Möglichkeiten, wobei diese auch kombiniert angewendet können. Bei der ersten Möglichkeit haben die zylindrischen Röhrchen 62 bzw. die Faserbündel 64 jeweils die gleiche Länge, werden jedoch auf voneinander verschiedenen Höhen angeordnet, um so die gewünschte „Höhenabdeckung“ zu erzielen (mittlerer Teil 5). Bei der zweiten Möglichkeit werden zylindrische Röhrchen 62 bzw. Faserbündel 64 mit verschiedenen Längen verwendet (rechter Teil 5), um so die entsprechenden Höhen abdecken zu können.There are two options, although these can also be used in combination. In the first option, the cylindrical tubes 62 or the fiber bundles 64 each have the same length, but are arranged at different heights in order to achieve the desired “height coverage” (middle part 5 ). In the second option, cylindrical tubes 62 or fiber bundles 64 with different lengths are used (right part 5 ), in order to be able to cover the corresponding heights.

6 zeigt einen Separator 70 mit drei Mischeinrichtungen 60, wobei diese schematisch auf diesem angeordnet sind. 6 shows a separator 70 with three mixing devices 60, which are arranged schematically on it.

Die Mischeinrichtungen 60 müssen jedoch nicht auf einer Außenwand (wie in 6 dargestellt) des Separators 70 angeordnet sein, sondern können vielmehr auch in einem Inneren des Separators 70 angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sogenannte Separatortaschen verwendet werden. Hierbei bietet sich die Möglichkeit, auch eine Säureschichtung innerhalb der Separatortasche wirkungsvoll zu verhindern bzw. zu bekämpfen.However, the mixing devices 60 do not have to be on an outside wall (as in 6 shown) of the separator 70 can be arranged, but rather can also be arranged in an interior of the separator 70. This is particularly the case Case when so-called separator pockets are used. This offers the possibility of effectively preventing or combating acid stratification within the separator pocket.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Einfluss der Kapillarkräfte auf die Geschwindigkeit des Elektrolyttransports (beispielsweise beim Durchmischen des Elektrolyts) beispielsweise durch folgende Experimente bestätigt worden:

  1. a) feine Röhrchen, die in einem Säure-Elektrolyten eingetaucht sind, saugen Flüssigkeit in vertikaler Richtung mit Kapillarkräften an. Die Geschwindigkeit eines solchen Transports hängt von den Abmessungen und Eigenschaften des Röhrchens und der Flüssigkeit ab.
  2. b) bei Experimenten zur Bewertung der Geschwindigkeit des Säuretransports von herkömmlichen Separatoren mit unterschiedlichen Eigenschaften (Dicke, Porosität, ...) sind spezielle Messzellen verwendet worden, die aus Doppelkammern bestehen, durch eine Schicht der entsprechenden Separatoren getrennt sind, und auf beiden Seiten Schwefelsäure mit unterschiedlicher Dichte aufweisen.
In the context of the present invention, the influence of capillary forces on the speed of electrolyte transport (for example when mixing the electrolyte) has been confirmed, for example, by the following experiments:
  1. a) Fine tubes immersed in an acid electrolyte suck in liquid in a vertical direction using capillary forces. The speed of such transport depends on the dimensions and properties of the tube and the liquid.
  2. b) in experiments to evaluate the rate of acid transport of conventional separators with different properties (thickness, porosity, ...), special measuring cells have been used, consisting of double chambers, separated by a layer of the corresponding separators, and sulfuric acid on both sides with different densities.

Der Dichteausgleichsprozess findet mit zwei Teilprozessen statt: Diffusion von Säuremolekülen aus dem stark konzentrierten Bereich in Richtung des weniger konzentrierten Bereichs und gleichzeitig Wasserdiffusion aus dem stärker verdünnten Bereich zu dem konzentrierteren Bereich. Die Änderung der Säurekonzentration in einer oder beiden Kammern, die mittels eines geeigneten Sensors verfolgt wird, der die Lösungsdichte oder eine andere spezifische Größe misst, bestimmt quantitativ den Einfluss der Eigenschaften des verwendeten Separators auf die Geschwindigkeit des Elektrolyttransports.The density equalization process takes place with two sub-processes: diffusion of acid molecules from the highly concentrated area towards the less concentrated area and at the same time water diffusion from the more diluted area to the more concentrated area. The change in acid concentration in one or both chambers, monitored by an appropriate sensor measuring solution density or other specific quantity, quantitatively determines the influence of the properties of the separator used on the rate of electrolyte transport.

Angesichts der höheren Diffusionsrate von Wasser gegenüber von Säure wird der „Ausgleich“ der Elektrolytkonzentration zwischen den beiden Kammern hauptsächlich dadurch erreicht, dass primär Wasser aus dem stärker verdünnten in den konzentrierteren Bereich gesaugt bzw. bewegt wird und nicht in die entgegensetzte Richtung. Dies führt zu einer signifikanten Volumenzunahme der konzentrierteren Kammer. Der Druck durch die Differenz der Flüssigkeitsstände entspricht dem osmotischen Druck.Given the higher diffusion rate of water than acid, the “balance” of electrolyte concentration between the two chambers is achieved primarily by primarily sucking or moving water from the more diluted area to the more concentrated area, rather than in the opposite direction. This results in a significant increase in volume of the more concentrated chamber. The pressure due to the difference in liquid levels corresponds to the osmotic pressure.

Die Ergebnisse aus den obigen Untersuchungen zeigen, dass feinporige Körper (die erfindungsgemäßen zylindrischen Röhrchen oder die Faserbündel) in der Lage dazu sind, Elektrolyt zwischen konzentrierteren und verdünnten Elektrolytbereichen unter der Wirkung der Kapillarkräfte sehr viel schneller auszutauschen als die reine Diffusionsrate in der freien flüssigen Phase.The results from the above studies show that fine-pored bodies (the cylindrical tubes according to the invention or the fiber bundles) are able to exchange electrolyte between more concentrated and dilute electrolyte areas under the action of capillary forces much faster than the pure diffusion rate in the free liquid phase .

Außerdem zeigen die Ergebnisse, dass der Elektrolyttransport selektiv ist. D. h., dass der Elektrolytaustausch überwiegend durch den schnelleren Transport von Wasser aus dem verdünnten Bereich in den konzentrierteren Bereich gewährleistet wird, anstatt dadurch, dass Säuremoleküle in die entgegengesetzte Richtung transportiert werden.Furthermore, the results show that electrolyte transport is selective. That is, electrolyte exchange is primarily ensured by the faster transport of water from the dilute region to the more concentrated region, rather than by acid molecules being transported in the opposite direction.

Durch die Anpassung der geometrischen Abmessungen und der physikalisch-chemischen Eigenschaften der zylindrischen Röhrchen (Faserbündel) ist es möglich, die Geschwindigkeit des Elektrolyttransports in vertikaler Richtung zu maximieren, um eine Säureschichtung zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren.By adjusting the geometric dimensions and physicochemical properties of the cylindrical tubes (fiber bundles), it is possible to maximize the speed of electrolyte transport in the vertical direction to eliminate or at least reduce acid stratification.

Das oben beschriebene Konzept beschränkt sich nicht auf die Schichtung des Schwefelsäure-Elektrolyts in Blei-Säure-Batterien, sondern gilt für jedes andere System mit einer signifikanten Schichtung von Elektrolyten.The concept described above is not limited to the stratification of the sulfuric acid electrolyte in lead-acid batteries, but applies to any other system with significant stratification of electrolytes.

BezugszeichenlisteReference symbol list

100100
Akkumulatoraccumulator
1010
Zellecell
2020
GehäuseHousing
2121
Zellwandcell wall
3030
Elektrolytelectrolyte
4040
KopfbereichHead area
5050
Bodenbereichfloor area
6060
MischeinrichtungMixing device
6161
KapillarverbindungswegeCapillary connection pathways
6262
ZylinderröhrchenCylindrical tubes
6363
Faserfiber
6464
FaserbündelFiber bundles
6565
AußenhülleOuter shell
7070
Separatorseparator
Vv
Fahrzeugvehicle

Claims (13)

Mischeinrichtung (60), die zum Einbau in einen mit flüssigem Elektrolyten (30) betriebenen elektrochemischen Akkumulator (100) eingerichtet ist, um ein Durchmischen des Elektrolyten (30) mittels Kapillarwirkung zumindest zu unterstützen, wobei die Mischeinrichtung (60) eine Vielzahl von Kapillarverbindungswegen (61) aufweist, die dazu ausgebildet sind, einen Kopfbereich (40) des Akkumulators (100) mit einem Bodenbereich (50) des Akkumulators (100) zu verbinden, wobei die Mischeinrichtung (60) eine Vielzahl von zylindrischen Röhrchen (62) aufweist, deren Innenräume zumindest teilweise die Kapillarverbindungswege (61) ausbilden, und wobei die Vielzahl von zylindrischen Röhrchen (62) unterschiedliche Längen aufweisen und/oder auf unterschiedlichen Höhen zueinander angeordnet sind.Mixing device (60), which is designed to be installed in an electrochemical accumulator (100) operated with liquid electrolyte (30) in order to at least support mixing of the electrolyte (30) by means of capillary action, the mixing device (60) having a plurality of capillary connection paths ( 61), which are designed to connect a head region (40) of the accumulator (100) to a bottom region (50) of the accumulator (100), the mixing device (60) having a plurality of cylindrical tubes (62), the interiors of which at least partially form the capillary connection paths (61), and wherein the plurality of cylindrical tubes (62) have different lengths and / or are arranged at different heights to one another. Mischeinrichtung (60) gemäß Anspruch 1, wobei die Mischeinrichtung (60) mindestens ein, vorzugsweise eine Vielzahl von Faserbündeln (64) aus einer Vielzahl von Fasern (63) aufweist, die mit dazwischenliegenden Hohlräumen zu dem Faserbündel (64) ausgebildet sind, wobei die Hohlräume zumindest teilweise die Kapillarverbindungswege (61) ausbilden.Mixing device (60) according to Claim 1 , wherein the mixing device (60) has at least one, preferably a plurality of fiber bundles (64) made of a plurality of fibers (63), which are formed with intermediate cavities to form the fiber bundle (64), the cavities at least partially covering the capillary connection paths (61 ) train. Mischeinrichtung (60) gemäß Anspruch 2, wobei eine Außenhülle (65) die Faserbündel (64) oder das Faserbündel (64) umgibt.Mixing device (60) according to Claim 2 , wherein an outer shell (65) surrounds the fiber bundles (64) or the fiber bundle (64). Mischeinrichtung (60) gemäß Anspruch 3, wobei die Außenhülle (65) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.Mixing device (60) according to Claim 3 , wherein the outer shell (65) has a circular cross section. Mischeinrichtung (60) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei eine Vielzahl von Faserbündeln (64) ausgebildet ist und wobei bei der Vielzahl von Faserbündeln (64) Faserbündel (64) mit voneinander verschiedenen Längen ausgebildet sind und/oder wobei die Faserbündel (64) auf unterschiedlichen Höhen zueinander angeordnet sind.Mixing device (60) according to one of Claims 2 until 4 , wherein a plurality of fiber bundles (64) is formed and wherein in the plurality of fiber bundles (64) fiber bundles (64) are formed with different lengths from one another and / or wherein the fiber bundles (64) are arranged at different heights to one another. Mischeinrichtung (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Fasern (63) und/oder die Vielzahl von zylindrischen Röhrchen (62) aus einem Polyethylen-Material hergestellt sind.Mixing device (60) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the fibers (63) and/or the plurality of cylindrical tubes (62) are made of a polyethylene material. Separator (70), der zum Einbau in einen mit flüssigem Elektrolyten (30) betriebenen elektrochemischen Akkumulator (100) eingerichtet ist, wobei der Separator (70) mindestens eine Mischeinrichtung (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.Separator (70), which is designed for installation in an electrochemical accumulator (100) operated with liquid electrolyte (30), the separator (70) having at least one mixing device (60) according to one of Claims 1 until 6 having. Separator (70) gemäß Anspruch 7, wobei mindestens eine der mindestens einen Mischeinrichtungen (60) an einer Außenseite des Separators (70) angeordnet ist.Separator (70) according to Claim 7 , wherein at least one of the at least one mixing devices (60) is arranged on an outside of the separator (70). Separator (70) gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei mindestens eine der Mischeinrichtungen (60) innerhalb des Separators (70) angeordnet ist.Separator (70) according to Claim 7 or 8th , wherein at least one of the mixing devices (60) is arranged within the separator (70). Zellwand (21) für eine Zelle (10) eines mit flüssigem Elektrolyten (30) betriebenen elektrochemischen Akkumulators (100), wobei an der Zellwand (21) mindestens eine Mischeinrichtung (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 angeordnet ist.Cell wall (21) for a cell (10) of an electrochemical battery (100) operated with liquid electrolyte (30), wherein on the cell wall (21) there is at least one mixing device (60) according to one of Claims 1 until 6 is arranged. Akkumulator (100) mit mindestens einer Mischeinrichtung (60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.Accumulator (100) with at least one mixing device (60) according to one of Claims 1 until 6 . Akkumulator (100) gemäß Anspruch 11, wobei mindestens eine Mischeinrichtung (60) der mindestens einen Mischeinrichtung (60) gemäß Anspruch 10 in einer Zellwand (21) angeordnet ist.Accumulator (100) according to Claim 11 , wherein at least one mixing device (60) according to the at least one mixing device (60). Claim 10 is arranged in a cell wall (21). Akkumulator (100) gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei mindestens eine Mischeinrichtung (60) der mindestens einen Mischeinrichtung (60) zusammen mit einem Separator (70) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 ausgebildet ist.Accumulator (100) according to Claim 11 or 12 , wherein at least one mixing device (60) of the at least one mixing device (60) together with a separator (70) according to one of Claims 7 until 9 is trained.
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