DE1696565B2 - Aufladbare galvanische zelle mit drei von einem alkalischen elektrolyten umspuelten elektroden - Google Patents
Aufladbare galvanische zelle mit drei von einem alkalischen elektrolyten umspuelten elektrodenInfo
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Description
Sauerstoff reduziert. Eine zweite negative Luft- oder
durch
Die Gasdifiusiomelektrode kann die G^diffusionsdetaoden^l^ ^1-7 einge-Stand
der Technik verschieden gegenüberliegenden Bache£^* Ue 4 durchragt
seinemporösenfestenKohlen- xo taßL Sie werden von eme^me ^ ^
SSem geeigneten Katalysator imprä- und sind mt Abdichtmgn L- ^ ^„^ M
S Sr porösen Süberfolie oder aus gesinter- einen Austritt von.E^oly^ den 3j y be-
SüberGestehen oder es kann ein Katalysator verhmdem. Ό*^™£οή^η Nickelplatten,
so
gewählt, daß bei Einwirkung Metallelektrode2
wird. Eine Stromanscblusse
der Antriebs-
ustand in ihrer metallischen Form oder in der
ihrer Oxide oder Hydroxide vorliegen. In einer
h dargestellten Ausführung besteht
ihrer Oxide oder Hydroxide vorliegen. In einer
h dargestellten Ausführung besteht
lators an
der Zeichnung
\βεΓεη strom angeschlossen (m
aui 1U) wobei nUr die
™r| 3, ^ die negat.ven
iil
trisch leitenden Material oesiencu, wuum ....
die Elektroden oder ihre Anschlüsse in der weiter euuigi u«.... o
unten beschriebenen Weise mit geeigneten lsolierun- 65 elektroden 1 und 1' unu uci n^6«
....
gen, z. B. Gummischlaufen od. dgl., versehen sein troden 2. Wie bereits ausgeführt ist, sind die posimüssen.
Mehrere Zellengehäuse können nebenein- tiven Ladeelektroden 3, 3' perforiert, damit der
-■-< Ku*t„„A nnoenrdnet werden, um einen Strom direkt zwischen den Elektroden 1, 1' und 2
srmifSnf S= =. - -
ohne jede Abschirmwirkung fließen kann. Für große Anzahl Perforationen 17, die etwa 20 bis 70 °/o der
Stromentnahmen ist die zur Verfügung gestellte Elektrodenfläche in Abhängigkeit des Ladungsprofils
Spannung der Gasdiffusionselektrode niedrig, und die ausmachen können. Hierbei ist neben der Strom-Ladeelektroden
3, 3' werden nun gemeinsam mit den menge auch die Dauer des Stromflusses zu berück-Gasdiffusionselektroden
1, 1' durch die vorgenann- 5 sichtigen. Die Kapazität der Ladeelektroden 3, 3' ist
ten Schaltelemente zur Anwendung gebracht. im wesentlichen niedriger als die der negativen
Beim Gebrauch der positiven Ladeelektrode 3, 3' Metallelektroden. Entsprechend ist die Anzahl der
mit der Gasdiffusionselektrode entsteht ein doppelter erhältlichen Stromimpulse begrenzt. In der Regel ist
Vorteil. Vorteilhaft ist einerseits die größere Span- dies aber kein Nachteil, da das Kapazitätsverhältais
nung der Nickeloxidelektrode gegenüber der Gas- io der positiven und negativen Elektroden auf eine
diffusionselektrode, die etwa zwischen 0,4 bis 0,7 Volt bestmögliche Ladungsform eingestellt werden kann,
bei vergleichbaren Stromdichten betragen kann. In den F i g. 4 und 5 sind andere Ausführungen
Weiterhin kann die Nickeloxidelektrode bei wesent- unter Verwendung einer stationären negativen
lieh höheren Entladungsströmen arbeiten, bei denen Metallelektrode dargestellt. Diese stationäre Metall-
die Spannung von Luftsauerstoffelektroden allein viel 15 elektrode besteht in üblicher Weise aus Zink, Kad-
zu niedrig wäre. mium, Zinn oder Eisen und besitzt vorzugsweise eine
Ein weiterer Vorteil ist, daß bei Verwendung einer oder mehrere Schichten eines Separatormaterials 19,
positiven Ladeelektrode, z. B. eine Nickeloxidelek- um Kurzschlüsse zwischen den Elektroden entgegen-
trode, bei Bedarf hohe Stromstöße oder -impulse gesetzter Polarität zu verhindern. Bekanntlich neigt
abgegeben werden können. Ein solcher Bedarf an so insbesondere Zinn zur Ablagerung in Dendritenform
hohen Stromimpulsen oder -stoßen kann beispiels- und führt schnell zu Brückenbildung und damit zu
weise im Zusammenhang mit elektrischen Automo- Kurzschlüssen. Diese Schwierigkeiten werden aber
bilen oder beim Umschalten von Übertragungs- durch die Verwendung von drehbaren Metallelek-
anlagen (Eingang — Ausgang) entstehen. troden entsprechend F i g. 1 oder durch Abstreifer
F i g. 2 unterscheidet sich von F i g. 1 nur dadurch, «5 gemäß F i g. 2 oder auch durch den Einbau von
daß Abstreifelemente 16, 16' an den negativen Separatoren 19 gemäß den F i g. 4 und 5 vermieden.
Metallelektroden 2 vorgesehen sind. Die Separatoren sind semipermeabel und in an sich
F i g. 3 zeigt einen Abschnitt einer Ladeelektrode 3 bekannter Weise hergestellt, z. B. aus regenerierten
in vergrößertem Maßstab. Sie hat eine größere Cellulose- und Polyvinylalkoholfolien.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Aufladbare galvanische Zelle mit drei von Andererseits ist bei den bekannten Sauerstoff-Zinkeinem
alkalischen Elektrolyten umspülten Elek- 5 zellen das Verhältnis Energie zu Gewicht groß, doch
troden, nämlich einer positiven Gasdiffusions- können diese nicht bei hohen Stromentnahmen
elektrode, einer aufladbaren negativen Metall- arbeiten.
elektrode und einei metallischen Ladeelektrode, Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe
dadurch gekennzeichnet, daß die Lade- zugrunde, eine aufladbare galvanische Zelle mit einer
elektrode aas einem im Elektrolyten oxydierbaren, io positiven Gasdiffusionselektrode, einer aufladbaren
gegenüber der Aktivmasse der negativen Elek- negativen Elektrode und einer metallischen Ladetrode
positiven Metall besteht und daß Schalt- elektrode zu entwickeln, welche mit hohen Stromorgane
vorgesehen sind, um bei erhöhter Strom- entnahmen entladen werden kann und die Vorteile
entnahme die Ladeelektrode zur Gasdiffusions- der Sauerstoff-Zinkzellen und Nickel-Zinkzellen
elektrode parallel zu schalten und die negative 15 verbindet
Elektrode gegen diese paral/elgeschalteten Elek- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
troden zu entladen. gelöst, daß die Ladeelektrode aus einem im Elek-
2. Zelle nach Anspruch I, dadurch gekenn- trolyten oxydierbaren, gegenüber der Aktivmasse
zeichnet, daß die Aufladekapazität der Lade- der negativen Elektrode positiven Metall besteht und
elektrode geringer ist als die der negativen 20 daß Schaltorgane vorgesehen sind, um bei erhöhter
Elektrode. Stromentnahme die Ladeelektrode zur Gasdiffusions-
3. Zelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- elektrode parallel zu schalten und die'negative Elekkennzeichnet,
daß die Aktivmasse der negativen trode gegen diese parallelgeschalteten Elektroden zu
Elektrode im aufgeladenen Zustand aus Zink, entladen.
die der Ladeelektrode aus Nickeloxiden besteht, as Durch die neuartige Kombination einer üblichen
4. Zelle nach einem der vorhergehenden An- Depolarisationszelle mit einer üblichen Akkumulasprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die positive torenzelle wird der Vorteil erreicht, daß die Strom-Gasdiffusionselektrode
aus einem Nickelmaschen- entnahme über den einen oder anderen Zellentyp
draht besteht, der mit einem aktiven Kohlen- oder über beide gemeinsam erfolgen kann. Hierdurch
stoffkatalysator und Polytetrafluoräthylen über- 30 sind hohe Stromentnahmen möglich, die aus einer
zogen ist. Depolarisationszelle allein nicht erhältlich sind.
5. Zelle nach einem der vorhergehenden An- Vorzugsweise ist die Aufladckapazität der Ladesprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die nega- elektrode geringer als die der negativen Elektrode,
tive Elektrode in dem Elektrolyten gegenüber Die Aktivmasse im aufgeladenen Zustand besteht
den anderen Elektroden bewegbar ist. 35 bei der negativen Elektrode zweckmäßig aus Zink
6. Zelle nach einem der vorhergehenden An- und bei der Ladeelektrode aus Nickel. Eine positive
spräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- Gasdiffusionselektrode aus einem Nickelmaschendiffusionselektrode
(1, V) in an sich bekannter draht, der mit einem aktiven Kohlenstoffkatalysator
Weise ein die negative Elektrode (2) mit Abstand und PoJytetrafluoräthylen überzogen ist, erweist sich
umgebendes Gehäuse bildet und die Ladeelek- 40 als besonders günstig. Zur Vermeidung einer Dentrode
(3, 3') aus zwei gelochten Platten besteht, dritenbildung an der negativen Elektrode kann diese
die zwischen der negativen Elektrode und zwei im Elektrolyten gegenüber den anderen Elektroden
einander gegenüberliegenden Gehäusewänden bewegbar sein. Eine einfache Bauweise ergibt sich
angeordnet sind. dadurch, daß die Gasdiffusionselektrode in an sich
45 bekannter Weise ein die negative Elektrode mit Abstand umgebendes Gehäuse bildet und die Lade-
elektrode aus zwei gelochten Platten besteht, die
zwischen der negativen Elektrode und zwei einander
gegenüberliegenden Gehäusewänden angeordnet sind.
50 Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung
Die Erfindung betrifft eine aufladbare galvanische an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher dar-
Zelle mit drei von einem alkalischen Elektrolyten gestellt, und zwar zeigt
umspülten Elektroden, nämlich einer positiven Gas- Fig. 1 eine aufladbare galvanische Zelle in einem
diffusionselektrode, einer aufladbaren negativen axialen Querschnitt,
Metallelektrode und einer metallischen Ladeelek- 55 Fig. 2 eine Ausführung ähnlich Fig. 1, jedoch
trode. mit einem Abstreifer,
In der USA.-Patentschrift 3 219 486 ist ein wieder- Fig. 3 eine Teildraufsicht auf eine positive Ladeaufladbarer
elektrischer Akkumulator mit einer ge- elektrode,
trennten Hilfselektrode beschrieben, die aus einem F i g. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel in einem
inerten, im Elektrolyten nicht oxydierbaren Material 60 axialen Querschnitt und
besteht und am Entladevorgang nicht teilnimmt, F i g. 5 den Gegenstand der F i g. 4 in einem Quer-
aber als Gegenelektrode während des folgenden schnitt nach Linie 5-5.
Ladevorganges wirkt. Während des Ladevorganges Die aufladbare galvanische Zelle besteht aus drei
ist die positive Elektrode inaktiv. Dieser bekannte, Elektroden. Eine erste positive Elektrode ist aus
wiederaufladbare, elektrische Akkumulator besitzt 65 einem porösen Trägerkörper mit einem Katalysator
eine dritte Elektrode, welche aber nur als Gegen- aus Kohlenstoff, Silber, Platin und Palladium od. dgl.
elektrode beim Wiederaufladen der negativen Elek- gebildet. Beim Durchleiten eines sauerstoffhaltigen
trode Verwendung findet. Gases durch die Poren dieser Gasdiffusionselektrode
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Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |