DE1932999C3 - Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter - Google Patents

Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter

Info

Publication number
DE1932999C3
DE1932999C3 DE1932999A DE1932999A DE1932999C3 DE 1932999 C3 DE1932999 C3 DE 1932999C3 DE 1932999 A DE1932999 A DE 1932999A DE 1932999 A DE1932999 A DE 1932999A DE 1932999 C3 DE1932999 C3 DE 1932999C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
seal
insulator
seal according
oxide
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1932999A
Other languages
English (en)
Other versions
DE1932999A1 (de
DE1932999B2 (de
Inventor
James Lewis Bedford Heights Benak
Theodore Britton Shaker Heights Selover Jun.
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Standard Oil Co
Original Assignee
Standard Oil Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Standard Oil Co filed Critical Standard Oil Co
Publication of DE1932999A1 publication Critical patent/DE1932999A1/de
Publication of DE1932999B2 publication Critical patent/DE1932999B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1932999C3 publication Critical patent/DE1932999C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/26Lead-in insulators; Lead-through insulators
    • H01B17/30Sealing
    • H01B17/303Sealing of leads to lead-through insulators
    • H01B17/306Sealing of leads to lead-through insulators by embedding in material other than glass or ceramics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/1535Lids or covers characterised by their shape adapted for specific cells, e.g. electrochemical cells operating at high temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/184Sealing members characterised by their shape or structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/186Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H01M50/188Sealing members characterised by the disposition of the sealing members the sealing members being arranged between the lid and terminal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183Sealing members
    • H01M50/19Sealing members characterised by the material
    • H01M50/191Inorganic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S277/00Seal for a joint or juncture
    • Y10S277/919Seal including electrical feature

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eino Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.
Für diese Zwecke geeignete Dichtungen sollen einfach und ohne große Kosten herzustellen und kompakt ausgebildet sein. Ist eine bei hoher Temperatur arbeitende, einen Salzelektrolyten enthaltende Batterie abzudichten, muß die Dichtung zusätzlich ein guter elektrischer Isolator und für Flüssigkeiten undurchlässig sein, die in die Batterie eindringen oder aus derselben auslecken könnten. Ferner muß die Dichtung bei den Betriebstemperaturen der Batterie hitze- und korrosionsbeständig sein.
Aus der US-PS 29 96 569 ist eine gasdichte Halterung für durch den Deckel des einen Elektromotoi kapselnden Gehäuses geführte elektrisch leitende Stifte bekannt, bei der jeder Stift durch zwei in einer öffnung
ίο des Gehäusedeckels streckende ringförmige Isolatoren gesteckt ist, wobei die Dichtung mittels auf dem Stift sitzenden Federn unter Druck gehalten wird. Zwischen den Isolatoren befindet sich ein Dichtungsring aus elektrisch isolierendem Material, auf dessen beiden Seiten jeweils eine Schicht aus isolierendem partikelförmigen Material wie Specksteinpulver u. dgl. angeordnet ist, deren andere Begrenzung jeweils einer der Isolatoren bildet. Über diese Pulverschichten wird der Dichtungsring mittels des Federdruckes unter Druck gesetzt, so daß er die gewünschte Dichtung herstellt Eine derartige Dichtung ist im Aufbau verhältnismäßig kompliziert und hat den weiteren Nachteil, daß die Dichtung von einem Ring gebildet wird, der nicht ohne weiteres allen vorstehend genannten Anforderungen gerecht wird, so daß insbesondere nach längeren Betriebszeiten ein Undichtwerden kaum zu vermeiden ist.
Ähnliche Nachteile weisen andere bekannte grobe Dichtungen für Automobilbatterien auf (vergleiche
JO US-PS 10 32 529,17 29 242 und 27 39 114).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kompakte Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter zu schaffen, die auch unter extremen Drücken und nach
J5 längerem Betrieb in heißer und korrosiver Umgebung noch einwandfrei dicht und nichtleitend ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Dichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Diese Dichtung hat verhältnismäßig wenig Einzelteile und ist problemlos und schnell zusammenzubauen. Der dem Inneren der Batterie zugewandte untere Isolator kommt mit dem Salzelektrolyten der Batterie in Kontakt und wird dementsprechend starken Korrosionseinflüssen ausgesetzt, gegen die er beständig sein muß. Auch muß er nichtleitend sein und einen hohen Schmelzpunkt aufweisen, der auf jeden Fall über den zu erwartenden Betriebstemperaturen der Batterie liegt. Weiterhin weist der Isolator eine hohe Festigkeit gegen Druck und Zug auf, damit er den beim Zusammenbauen der Dichtung auftretenden mechanischen Beanspruchungen standhält. Besteht er beispielsweise aus gepreßtem Bornitrid, so hat er bei Raumtemperatur beispielsweise eine Druckfestigkeit von 3150 kg/cm2 und eine Querfestigkeit von etwa 2380 kg/cm2.
Die pulverförmige Dichtungsschicht bildet die eigentliche Flüssigkeitsdichtung und besteht vorzugsweise aus
M) hochgradig reinem Material mit einer Partikelgröße von 0,4 mm und kleiner. In der Praxis wird diese Dichtungsschicht in der Dichtung festgestampft, um den für sie zur Verfugung stehenden Raum möglichst vollständig auszufüllen.
h> Das aus natürlich gebranntem Magnesiumsilikat (MgSiOs) bestehende Dichtungselement hält die pulverförmige Dichtungsschicht in der Dichtung und verhindert eine Gaszirkulation durch die Dichtung, so daß sich
während des Betriebes in der Batterie entwickelnde Gase nicht durch die Dichtung nach außen entweichen können. Das Dichtungselement ist gegenüber den Gasen inert und wird demantsprechend von diesen nicht angegriffen. Ferner ist das Dichtungselement hitzebeständig und weist eine ausreichende Druckfestigkeit auf, damit nicht beim Schließen und Festziehen der Dichtung deren Kanten abbrechen. Eine weitere wichtige Eigenschaft des Dichtungselementes besteht darin, daß es nichtleitend ist und Kaltfließeigenschaften aufweist, d. h. unter extremen Drücken ähnlich wie eine Flüssigkeit zu fließen beginnt Daher ist ein derartiges Dichtungselement für Batterien, die einen Salzelektrolyten enthalten und bei hohen Temperaturen arbeiten, sehr vorteilhaft.
Der obere oder zweite Isolator ist wiederum ein keramischer Körper und ist preiswert, wärmestabil und auch unter hohem Druck formbeständig. Da dieser Isolator an der Außenseite liegt und dementsprechend nicht mit den aggressiven Gasen im Inneren der Batterie in Kontakt kommt, ist die Materialauswahl desselben nicht von gleich kritischer Bedeutung wie beim anderen Isolator. Dieser Isolator überträgt den Zusammenpreßdruck der Dichtung auf das Dichtungselement und die anderen Teile der Dichtung und hat bei Raumtemperatur eine Festigkeit von beispielsweise 26 400 kg/cm2, wenn er aus Aluminiumoxid (AI2O3) besteht.
Die Teile des Körpers der Dichtung können beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Die Überwurfmutter wird nach Einsetzen bzw. Einfüllen der Dichtungsteile mit einem Drehmoment von 5,5 bis 12,5 mkg festgezogen. Der Durchmesser des Stromleiters beträgt dabei 4,8 mm, die Ringfläche eines Flansches des oberen Isolators 0,8 cm2 und der Gewindedurchmesser ca. 14 mm. Zwischen dem Flansch des oberen Isolators und der Überwurfmutter kann ein Druckring angeordnet sein, um den Isolator zusätzlich gegen Abscheren oder sonstige Beschädigungen im Bereich seines Flrnsches beim Festziehen der Überwurfmutter zu schützen.
Der Stromleiter weist vorzugsweise einen geringen spezifischen elektrischen Widerstand auf, ist flüssigkeitsundurchlässig, an der positiven Elektrode gasbeständig und gegenüber dem flüssigen ionisierten leitenden Medium stabil. Wolfram erfüllt alle diese Anforderungen. Somit wird ein Austreten von Elektrolyt durch den Stromleiter, das beispielsweise bei Verwendung von Graphit für den Stromleiter nicht zu vermeiden ist, mit Sicherheit verhindert. Außerdem ist der elektrische Widerstand von Wolfram bedeutend niedriger als der von Graphit.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtung dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der zusammengebauten Dichtung,
F i g. 2 einen Längsschnitt der Dichtung aus Fig. 1,
Fig.3 einen Schnitt durch eine etwas abgewandelte Ausführungsform der unteren Manschette der Dichtung und
Fig.4 eine schaubildliche Ansicht einer teilweise aufgebrochenen Batterie mit zwei Dichtungen gemäß der Erfindung.
In F i g. 1 ist eine Dichtung 10 gemäß der Erfindung in ihrer Gesamtheit dargestellt. Diese Dichtung muß jedoch nicht unbedingt ein langgestreckter Körper sein, sondern kann auch andere äußere Konturen aufweisen.
Die erfindungsgemäße Dichtung ist praktisch eine Kupplung aus zwei Teilen, nämlich einem bolzenartigen Kupplungsteil 12 und einem zweiten Kupplungsteil 13 in Form einer Überwurfmutter. Der bolzenartige Kupplungsteil 12 besitzt einen Schraubenkopf 14 mit polygonalem Querschnitt, an den sich nach oben ein Bolzen 15 mit verringertem Durchmesser und nach unten eine Verlängerung 16, ebenfalls mit verringertem Durchmesser, anschließt. Der Bolzen 15 ist mit Außengewinde 17 versehen, so daß auf ihn die ein entsprechendes Innengewinde enthaltende Überwurfmutter 13 aufgeschraubt werden kann.
Der bolzenartige Kupplungsteil 12 enthält eine langgestreckte zylinderförmige Bohrung 18, deren unteres Ende 19 einen verringerten Durchmesser besitzt. Dadurch entsteht eine nach innen gerichtete Schulter 20 nahe dem unteren Ende des bolzenartigen Kupplungsteiles 12.
Im unteren Ende des bolzenartigen Kupplungsteiles 12 steckt verschiebbar eine untere Manschette 21 mit einem zylinderförmigen Schaft 22 und einem zylinderförmigen Kopf 23, der einen größeren Durchmesser als der Schaft 22 aufweist An der Verbindungsstelle zwischen dem Schaft 22 und dem Kopf 23 befindet sich daher eine nach innen gerichtete Schulter 24, die auf der Schulter 20 im bolzenartigen Kupplungsteil 12 aufliegt, wenn sich die untere Manschette 21 in ihrer Betriebsstellung innerhalb des bolzenartigen Kupplungsteiles 12 befindet. Daher wird die untere Manschette 21 von der Schulter 20 im bolzenartigen Kupplungsteil 12 gehalten. Auch ist die untere Manschette 21 in die Bohrung 18 eingepaßt und füllt dieselbe vollständig aus, wobei der Schaft 22 über die untere Verlängerung 16 nach außen vorsteht, wenn sich die untere Manschette in der Betriebsstellung befindet.
Eine andere Ausführungsform für die untere Manschette ist in F i g. 3 dargestellt, bei der der Kopf sowohl an der Außenkante als auch im Bereich der zentralen Bohrung abgegratet bzw. abgekantet ist. Diese Ausführungsform der unteren Manschette ist vorzuziehen, wenn man pulverförmige Dichtungen verwendet, die nicht die notwendige Schlüpfrigkeit oder Kaltfließeigenschaften besitzen. Es wurde gefunden, daß es beim Zusammensetzen der Vorrichtungen notwendig ist, die Kupplung in einem bestimmten Ausmaß festzuziehen. Wenn die Oberseite der unteren Manschette flach ist und die pulverförmige Dichtung die notwendige Schlüpfrigkeit bzw. Fettigkeit besitzt, um eine senkrecht zur Achse der Kupplung verlaufende Kraft auf deren Seitenwände auszuüben, so dehnen sich dieselben aus und es entsteht die notwendige Flüssigkeitsdichtung. Wenn hingegen eine flache untere Manschette mit einem Dichtungsmaterial verwendet wird, das zwar brauchbar ist, jedoch nicht die nötige Schlüpfrigkeit oder Fettigkeit aufweist, wird durch das Zusammensetzen der Kupplung keine genügend große Kraft auf die Seitenwände ausgeübt, um dieselben zum Ausdehnen zu bringen, so daß die Dichtung nicht flüssigkeitsdicht wird. Deshalb ist es bei Verwendung von pulverförmigen Dichtungen ohne Schlüpfrigkeits- bzw. Fettigkeitseigenschaften notwendig, die Form der unteren Manschette abzuwandeln, um den notwendigen seitlichen Druck zu erzielen. Dies erreicht man dadurch, daß man einen ringförmigen Grat am oberen Ende der unteren Manschette vorsieht. Hierdurch wird die notwendige Kraft auf die Seitenwände ausgeübt, um einen kompakten Sitz und damit die notwendige Abdichtung zu erzielen.
Im oberen Teil des bolzenartigen Kupplungsteiles 12 ist in Berührung mit der Oberseite des Kopfes 23 eine aus Pulvermasse bestehende Dichtung 25 angeordnet, die in den Kupplungsteil eingestampft wird, bevor eine weitere Dichtung, nämlich eine Lavadichtung 26 eingesetzt wird. Die Oberkante der pulverförmigen Dichtung 25 liegt bereits im Bolzen 15 des Kupplungsteiles 12.
Die Außenseite des als Überwurfmutter ausgebildeten zweiten Kupplungsteiles 13 ist ebenso wie der Schraubenkopf 14 des Kupplungsteiles 12 polygonal ausgebildet, so daß beide Teile durch Schraubenschlüssel erfaßt werden können. Der Kupplungsteil 13 enthält eine zylinderförmige Bohrung 28 mit am oberen Ende verringertem Durchmesser und eine Erweiterung im mittleren Teil, wodurch eine Schulter 31 entsteht. Der den größeren Durchmesser aufweisende Teil der zylinderförmigen Bohrung 28 ist mit Innengewinde versehen, das auf das Außengewinde 17 des Bolzens 15 paßt. In den Kupplungsteil 13 kann außerdem eine obere Manschette 32 eingesetzt werden, die mit der Dichtung 26 in Berührung kommt.
Die Dichtung 26 aus gebranntem MgSiO3 befindet sich im oberen Ende der Bohrung 18. Außerdem soll in das obere Ende der Bohrung 18 der langgestreckte zylindrische Kopf der oberen Manschette 32 hineinragen, während der Schaft 34 der oberen Manschette nach oben aus dem Kupplungsteil 13 herausragt. Die Dichtung 26 und die obere Manschette 32 sind axial hintereinander in der Bohrung 18 angeordnet und können in dieser Bohrung verschoben werden. Die Dichtung 26 liegt dabei auf der Oberseite der pulverförmigen Dichtung 25 und damit auf der der Batterie entgegengesetzten Seite dieser Dichtung auf. Die obere Manschette 32 liegt ihrerseits auf der oberen bzw. der der Batterie abgewandten Seite der Dichtung 26 auf. Durch die Schulter 31 wird die obere Manschette 32 in ihrer Betriebsstellung gehalten.
Die Bohrung 18 des bolzenartigen Kupplungsteiles 12 und die Bohrung 28 des Kupplungsteiles 13 sind ebenso wie die zentralen Bohrungen der Isolatoren vorgesehen, um einen Stromleiter 35 aufzunehmen, der vom Innenraum 36 der Batterie zu einem Leitungsdraht 37 führt, der an einen nicht dargestellten Verbraucher angeschlossen ist.
Wenn die beiden Kupplungsteile miteinander verbunden und zusammengeschraubt sind, sind dieselben, wie oben gesagt, mit einem Drehmoment von 5,5 bis 12,5 mkg fest miteinander verbunden. Durch dieses Drehmoment wird die Dichtung 26 an ihrem Außenumfang gebrochen und ebenso die gesamte pulverförmige Dichtung 25, um den Abdichtungseffekt zu vervollständigen.
Wenn die pulverförmige Dichtung 25 unter Druck gesetzt und damit zerkleinert ist, wird sich vermutlich ein Teil der Seitenwand des bolzenartigen Kupplungsteiles 12 nach außen bis an ihre Elastizitätsgrenze ausdehnen. Im Betrieb, wenn die Batterie unter ihrer Betriebstemperatur, die beispielsweise 250 bis 600°C für Alkalihalogene beträgt, steht und die Dichtung etwa dieselbe Temperatur aufweist, wird der Teil der Seitenwände des bolzenartigen Kupplungsteil 12, der nicht durch die Druckkräfte beim Zusammensetzen der Kupplung ausgedehnt worden war, bis zu seiner Elastizitätsgrenze aufgrund der Expansion der Seitenwände und der pulverförmigen Dichtung, welche einen viel geringeren Expansionskoeffizienten als die Stahlseitenwände besitzt ausgedehnt Der vorher durch die Druckkraft ausgedehnte Teil des bolzenartigen Kupp lungsteiles 12 bleibt hingegen in der ursprünglicher Form. Deshalb bleibt dieser Teil der Dichtung trotz dei thermischen Expansion flüssigkeitsdicht. Daraus folgt daß die Seitenwände der Kupplung eine hohe Streckgrenze und einen niedrigen Elastizitätsmodu aufweisen müssen.
Die Dichtung gemäß der Erfindung soll in eine Wane eines Behälters eingesetzt werden, vorzugsweise die
ίο Wand einer elektrochemischen Vorrichtung wie einei Batterie.
Die Konstruktion der Dichtung gemäß der Erfindung macht es möglich, ein Austreten von Flüssigkeil und/oder Gasen aus einem Behälter unter schwierigster
li Bedingungen zu verhindern. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die untere Manschette 21 gegen die Schulter 20 gepreßt und in dieser Lage von der pulverförmiger Dichtung 25 gehalten wird, die wiederum von det Lavadichtung 26 unter Druck gesetzt und in ihrer Lage
2<) gehalten wird. Die Dichtung 26 wird ihrerseits von der oberen Manschette 32 und einem Druckring 38 in der gewünschten Lage gehalten. Der Druckring 38 liegt aul der Schulter 31 auf. Dieser Druckring verhindert neben dem Halten der oberen Manschette, daß der Kopf der
oberen Manschette durch die Drehbewegung beim Festziehen der Kupplungsteile der Dichtung entstehenden Kräfte abgeschert oder abgedreht wird.
Wenn die Kupplungsteile festgezogen und die inneren Teile unter Druck gesetzt sind, können sich die
in inneren Teile nicht mehr bewegen. Jeder der inneren Teile befindet sich in festem Kontakt mit den benachbarten Teilen.
In Fig. 4 ist als Beispiel die Anwendung der erfindungsgemäßen Dichtung in Verbindung mit einer
r> Batterie 50 dargestellt. Die Batterie besitzt ein Gehäuse 51. das als Behälter für eine ionisierte bzw. Ionen enthaltende und leitende Flüssigkeit 52 dient. Im Gehäuse 51 sind in die Flüssigkeit 52 eingetauchte und entgegengesetzt geladene Elektroden 53 und 54 im
w Abstand voneinander angeordnet. An jede der Elektroden ist ein aus Wolfram bestehender elektrischer Leiter 55 bzw. 56 angeschlossen. Das Gehäuse 51 besteht aus hitzebeständigem nicht korrosivem Material. Das Material muß ein korrosionsbeständiges Material wie
4ϊ beispielsweise Stahl, rostfreier Stahl oder Nickel sein. Die Innenseite des Gehäuses 51 ist mit einer Isolierschicht 57 ausgekleidet, die aus jedem bekannten Isolator wie Asbest oder Glasfaser bestehen kann. Auch können an den Wänden des Gehäuses 51 wahlweise
5(1 Heizelemente 58 angeordnet sein, um die Batterie aufzuheizen, bis ihre Arbeitstemperatur erreicht ist. Sobald die Arbeitstemperatur erreicht ist und die Batterie Elektrizität abgibt, kann die Batterietemperatur ohne äußere Hilfe aufrechterhalten werden.
-.i Die negative Elektrode der Batterie enthält als ein chemisches Element ein Kation, das der Komponente der ionisierten und leitenden Flüssigkeit mit dem geringsten Zersetzungspotential wie beispielsweise Lithium, Kalium, Natrium und Magnesium entspricht
hi Die positive Elektrode besteht aus einem Material wie beispielsweise Kphle oder Nickel, das das Anion der ionisierten und leitenden Komponente mit dem geringsten Zersetzungspotential aufnehmen und lagern kann. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede
• - Elektrode vom Gehäuse isoliert, jedoch kann bei einer anderen Ausführungsform auch eine der Elektroden direkt am Gehäuse und die gegenüberliegende Elektrode an einem gegenüber dem Gehäuse isolierten
Kopfstück oder einer entsprechenden Platte befestigt sein. Dabei dient für die eine Elektrode das Gehäuse als Stromleiter, während das Kopfstück od. dgl. der Stromleiter der anderen Elektrode ist.
Das ionisierte bzw. ionenhaltige und leitende Medium ist ein Medium, das Ionen entwickeln kann, wobei vorzugsweise Alkalimetall- und Halogenionen sich frei im Medium bewegen können. Typische Beispiele für Materialien, die als ionenhaltige und leitende Medien verwendet werden können, umfassen binäre und ternare Salzgemische wie Lithiumchlorid-Kaliumchlorid, Kaliumchlorid-Magnesiumchlorid, Magnesiumchlorid-Nairiumchlorid, Lithiumbromid-Kaüumbromid, Kalziumchlorid-Lithiumchlorid, Lithiumfluorid-Rubidiumfluorid, Magnesiunichlorid-Rubidiumchlorid, Lithiumiodid-Kaliumiodid und Gemische davon. Beispiele für ternäre Gemische sind Uthiumchlorirl-Kaliumchlorid-Natriumchlorid und Lithiumbromid-Natriumbromid-Lithiumchlorid. Ein bevorzugtes ionenhaltifecs bzw. ionisiertes und leitendes Medium ist ein Eutektikum von Kaliumchlorid und Lithiumchlorid mit einer Betriebstemperatur von etwa 350 bis 55O°C.
Die Batterie wird durch die Dichtung 59 unter Verwendung von Wolframleitern abgedichtet. Es wurde gefunden, daß Wolframleiter einmalig in Li-Cl-Systemen ist. Wolfram ist das einzige Metall, das sich im Li-Cl-System bei der bestimmten Spannung und Arbeitstemperatur richtig verhält. Andere Metalle reagieren- Es wird auch verhindert, daß Luft in die Batterie gelangt und somit das ionenhaltige und leitende Medium verunreinigt. Andererseits wird auch verhindert, daß das ionenhaltige und leitende Medium und die möglicherweise in der Batterie entwickelten Gase aus
ίο der Batterie entweichen können.
Die beschriebene Vorrichtung mit einer positiven Kohleelektrode, einer negativen Aluminium-Lithium-Elektrode und einem Kaliumchlorid-Lithiumchlorid-Eutektikum wurde umgekehrt und umgeladen drei Monate lang in Betrieb gehalten. Dieselbe Zelle wurde auch in aufgerichteter Stellung drei Monate lang an einer zwischen 3,34 und 0,75 Volt kontinuierlich schwankenden Basis liegend betrieben. Bei beiden Untersuchungen wurden die Zellen auf gleicher Temperatur gehalten, um schwerste Betriebsbedingungen zu besitzen. Bei keinem der Versuche wurde ein Auslecken von Salz festgestellt. Die Zelle wurde außerdem bei Drücken zwischen 736 mm WS und 28 atü mit ähnlichen Ergebnissen betrieben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter, die einen Körper mit einer Durchgangsöffnung, einen ersten keramischen Isolator mit Durchgangsbohrung, der an einem Ende in der öffnung des Körpers steckt, einen zweiten keramischen Isolator mit Durchgangsbohrung, der am entgegengesetzten Ende des Körpers in dessen öffnung steckt, und eine Pulvermasse umfassende mehrschichtige Dichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Isolator aufweist, die unter axialem Druck gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung ein aus gebranntem Magnesiumsilikat (MgSiOa) bestehendes Dichtungselement (26) aufweist, das in Kontakt mit einer am ersten Isolator (21) anliegenden pulverförmigen Dichtungsschicht (25) und dem zweiten Isolator (32) zwischen diesen beiden angeordnet ist.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12, 13) als zweiteiliger Hohlkörper ausgebildet ist und der eine Teil (13) desselben als Überwurfmutter auf den anderen, als Hülse mit verengtem Auslaß ausgebildeten Teil (12) aufgeschraubt ist.
3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Isolator (21) und die pulverförmige Dichtung (25) aus Material aus der Berylliumoxid, Thoriumoxid, Magnesiumoxid, Lithiumaluminat, Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Gemische dieser Stoffe umfassenden Gruppe besteht.
4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Isolator (21) aus Bornitrid besteht.
5. Dichtung nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der erste Isolator (21) als auch die pulverförmige Dichtung (25) aus Bornitrid bestehen.
6. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Isolator (32) aus Material aus der Berylliumoxid, Thoriumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Lithiumaluminat, Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Gemische dieser Stoffe umfassenden Gruppe besteht.
7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Isolator (32) aus Aluminiumoxid besteht.
8. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromleiter (35, 55, 56) aus Wolfram besteht.
9. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Isolator (21, 32) die Form einer Manschette mit erweitertem Kopf aufweist.
DE1932999A 1969-06-27 1969-06-28 Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter Expired DE1932999C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB32575/69A GB1268002A (en) 1969-06-27 1969-06-27 Electrical sealing gland

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1932999A1 DE1932999A1 (de) 1971-01-14
DE1932999B2 DE1932999B2 (de) 1978-04-20
DE1932999C3 true DE1932999C3 (de) 1978-12-14

Family

ID=10340776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1932999A Expired DE1932999C3 (de) 1969-06-27 1969-06-28 Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter

Country Status (3)

Country Link
US (1) US3472701A (de)
DE (1) DE1932999C3 (de)
GB (1) GB1268002A (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3678178A (en) * 1971-11-18 1972-07-18 Bell Telephone Labor Inc High temperature compression seal terminal
US4166158A (en) * 1977-12-30 1979-08-28 Wilson Greatbatch Ltd. Lithium-iodine cell
US4168351A (en) * 1978-02-10 1979-09-18 P. R. Mallory & Co., Inc. Stabilized glass-to-metal seals in lithium cell environments
US4210708A (en) * 1978-03-30 1980-07-01 Wilson Greatbatch Ltd. Lithium-iodine cell
DE2849326A1 (de) * 1978-11-14 1980-05-29 Deutsche Automobilgesellsch Zerlegbare, gasdichte und druckfeste stromdurchfuehrung
US4381597A (en) * 1980-12-30 1983-05-03 The Standard Oil Company Process for forming a swaged seal for fused salt batteries
US4326016A (en) * 1980-12-30 1982-04-20 The Standard Oil Company Swaged seal for fused salt batteries
GB2121596B (en) * 1982-05-28 1986-03-26 Us Energy Feedthrough terminal
DE3239964A1 (de) * 1982-10-28 1984-05-03 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Galvanische hochtemperaturzelle mit einem hermetisch abgedichteten metallgehaeuse und festgelegtem schmelzelektrolyt
DE3300880A1 (de) * 1983-01-13 1984-07-19 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Poldurchfuehrung fuer galvanische hochtemperaturzelle
US4693481A (en) * 1985-05-31 1987-09-15 Westinghouse Electric Corp. Film-riding shaft seal formed from high-purity silicon nitride
GB0024106D0 (en) * 2000-10-03 2000-11-15 Rolls Royce Plc A solid oxide fuel cell stack and a method of manufacturing a solid oxide fuel cell stack
US7288719B2 (en) * 2006-01-19 2007-10-30 Conax Buffalo Technologies Llc Hazardous location sealing gland
RU2665351C2 (ru) 2013-03-04 2018-08-29 Скотт Текнолоджиз, Инк. Уплотнение провода для детекторного блока
DE102018217985A1 (de) * 2018-10-22 2020-04-23 Robert Bosch Gmbh Batteriezelle sowie Batteriemodul

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2301022A (en) * 1941-01-21 1942-11-03 Henri F Dalpayrat Electrochemical generation of electricity
US2799522A (en) * 1954-01-07 1957-07-16 Mine Safety Appliances Co Shaft seal
US2996568A (en) * 1958-11-28 1961-08-15 Hany & Cie Gas tight electric conductor mounting
US3281348A (en) * 1963-12-23 1966-10-25 Union Carbide Corp Reference cell for monitoring a liquid stream

Also Published As

Publication number Publication date
US3472701A (en) 1969-10-14
DE1932999A1 (de) 1971-01-14
GB1268002A (en) 1972-03-22
DE1932999B2 (de) 1978-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1932999C3 (de) Dichtung für aus einer elektrischen Batterie herausgeführte Stromleiter
DE69403930T2 (de) Durchlochte Batterie
DE1671760C3 (de) Galvanisches Element mit mindestens einer anodischen Halbzelleneinheit und einer kathodischen Halbzelleneinheit, die durch einen festen Elektrolyten getrennt sind
DE69316096T2 (de) Elektrischer Heizkörper
DE3335335A1 (de) Elektrische hochdruck-leitfaehigkeitssonde
DE2529307A1 (de) Selbstregelnde heizvorrichtung
DE2645573A1 (de) Sauerstoffuehler zum bestimmen der sauerstoffkonzentration in heissen gasen, insbesondere in auspuffgasen
DE2551604C2 (de) Elektrische Zelle mit einem Feststoff-Elektrolyten
EP0141353B1 (de) Elektrochemische Speicherzelle
DE10350620A1 (de) Thermisch hochleitendes HV-Verbindungsteil für eine monopolare CT-Röhre
DE2819583C2 (de) Elektrochemische Speicherzelle
DE2401726C2 (de) Natrium-Schwefel-Zelle
EP0096265B1 (de) Elektrochemische Speicherzelle
DE2202463A1 (de) Elektrischer Tauchsieder
EP2182284A1 (de) Elektrodeanordnung
DE2828412C2 (de) Durchführung einer Leitung durch einen Wandteil eines Behälters
DE1224417B (de) Thermionischer Energiewandler fuer Kernreaktoren
DE10218827A1 (de) Niederdruckentladungslampe mit Abschaltvorrichtung am Lebensdauerende
DE2710507C3 (de) Elektrisches Raumheizgerät mit Elektrolytflüssigkeit
DE2250919C3 (de) Verfahren zum Betrieb eines Akkumulators auf der Basis Alkalimetall/Schwefel
DE291711C (de)
DE19907286C2 (de) Elektrische Hochdruck-Stromdurchführung
DE2023926C3 (de) Sonde zur Bestimmung der Korrosion eines metallischen Materials
DE2529415A1 (de) Elektrische zelle
WO2014108295A1 (de) Elektrochemische speichereinrichtung mit verbesserten elektrischen leitungseigenschaften

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee