DE210218C

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Publication number: DE210218C
Application number: DENDAT210218D
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT,

Es ist bekannt, daß bei der Ladung bzw. Entladung von Sammlern eine Konzentrationsänderung des Elektrolyten eintritt. Man hat . bereits festgestellt, daß dieser Übelstand durch künstliche Erhöhung der Diffusion des Elektrolyten durch die Sammlerplatte vermindert wird, indem man den Elektrolyten durch die porösen Elektroden hindurchpreßt. (Annalen der Physik, Bd. 65 [1898], S. 913 und 914).

Die zur praktischen Benutzung dieser Erkenntnis bisher vorgeschlagene Vorrichtung (Britische Patentschrift 16128/1901, Deutsche Patentschrift 137930) zeigt aber den Übcl-' stand, daß sie schwer zu montieren und dichtzuhalten ist. Aus diesem Grunde hat sich die *„ Einrichtung nicht bewährt. Die vorliegende Erfindung bezweckt, die angeführten Übelstände . bei Sammlereiektroden, durch welche der Elektrolyt unter Anwendung von Druck hindurchgeführt wird, zu vermeiden und die Vorteile in bezug auf Kapazität und Nutzeffekt, welche die Konstanterhaltung der'Konzentration des Elektrolyten theoretisch bietet, in der Praxis zu verwirklichen.

In den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.'

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch eine Sammlerbatterie nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist ein wagerechter Schnitt.

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Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung, nach welcher beide Elektroden hohl und porös ausgestattet sind.

Fig. 4 ist ein wagerechtcr Schnitt der Ausführungsform von Fig. 3.

In der in den Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsform ist A ein Behälter aus Glas, Blei oder anderem passenden Material. B sind die negativen Polelcktrodcn, C die positiven. Sie können in Reihe oder parallel verbunden werden. Die Elektroden können in dem Behälter in irgendeiner passenden Weise gestützt werden. Wenn der Behälter aus Glas oder ähnlichem nichtleitendem Material hergestellt ist, so können die Elektroden unmittelbar auf dem Behälterboden ruhen. Wenn dagegen der Behälter aus Blei ο. dgl. hergestellt ist, so müssen Vorkehrungen für die Isolierung des Behälters und der Elektroden getroffen werden.

In der gezeigten Ausführungsform bestehen die negativen Polelektroden aus den gebräuchlichen senkrechten Platten, die mit schwammigem Blei überzogen werden und mit den positiven Polelektroden abwechseln. Sie können aber auch aus anderem Material hergestellt sein. Die positiven Polelektroden bestehen aus einem hohlen Rahmen oder Rost und haben Öffnungen b in den Wandungen, welche Füllungen d von Bleisuperoxyd ent-

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halten. Die Füllungen können aber auch aus anderem Material hergestellt sein. Die positiven Polelektrodcn bilden in dieser Weise hohle Troge, deren Hohlraum ebenso wie der Behälter A mit dem Elektrolyten e angefüllt wird. Das Niveau des Elektrolyten im Innern der hohlen Elektroden C ist höher als auf der Außenseite. Infolge der Schwere wird der Elektrolyt aus dem Innern der hohlen Elektrode nach außen durch die porösen Füllungen d in den Raum des Behälters A getrieben. Während der Ladung der Sammlerbatterie wird der Elektrolyt in den Poren der Elektroden konzentrierter; dagegen wird während der Entladung der Elektrolyt in den Poren der Elektroden verdünnter. Diese Vorgänge steigern sich mit der Stromstärke der Ladung bzw. Entladung, wodurch dann die Wirksamkeit der Batterie geschwächt wird. Wenn man

ao einen Druck auf den Elektrolyten im Innern der hohlen Elektroden ausübt und so den Elektrolyten durch die Poren der hohlen Elektroden hindurchtreibt, tritt eine beständige Verdünnung der Säure in den Poren der hohlen Elektroden während der Ladung ein. Dagegen erfolgt eine Anreicherung des Elektrolyten in den Poren während der Entladung. In dieser Weise wird der Grad der Konzentration des Elektrolyten beständig gleichmäßig in jedem Augenblick gehalten.

Um den Austritt des Elektrolyten aus den hohlen Elektroden ' auszugleichen und das Niveau des Elektrolyten innerhalb der hohlen Elektroden höher als in dem äußeren Behälter zu halten, sind Vorrichtungen zur Fort-. Schaffung des Elektrolyten aus dem äußeren Behälter und zur Zurückführung des Elektrolyten in das Innere der hohlen Elektrode getroffen. Anstatt den Elektrolyten unmittelbar aus dem Behälter in das Innere der hohlen Elektrode zurückzuführen, ist es empfehlenswert, zunächst den Elektrolyten aus dem äußeren Behälter in ein höheres Sammelgefäß zu führen, aus welchem der Elektrolyt dann in die hohle Elektrode geleitet wird. Hierfür können verschiedene Vorrichtungen benutzt werden. In der Fig. 1 ist ein Sarhmelgefäß F oberhalb des Behälters^ und der Elektroden C angeordnet. Die hohlen Elektroden C sind mit diesem Behälter F durch eine Leitung / aus Kautschuk oder anderem geeigneten Material verbunden. Das eine Ende dieser Leitung führt zu dem unteren Teil des Behälters F, während das andere Ende mit dem oberen Ende der hohlen Elektroden verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Leitung / und den hohlen Elektroden C sowie dem Sammelbehälter F wird dicht, gehalten, so daß die Säule des flüssigen Elektrolyten von .dem Innern der hohlen Elektroden nach oben durch die Leitung f und den Sammelbehälter F sich erstreckt. G ist eine Leitung, welche aus dem Behälter A in den Sammelbehälter F führt. /-/ ist eine in der Leitung G angebrachte Pumpe, welche den Elektrolyten aus A in den Sammelbehälter F hebt. Diese Pumpe kann in irgendeiner passenden Weise betrieben wer- » den, um den, notwendigen Unterschied im' Niveau des Elektrolyten in dem Behälter A und dem hohlen Elektrolyten C zu erzeugen, Wenn die Batterie auf einem Wagen angeordnet ist, so kann die Pumpe H mit einem bewegenden Teil des treibenden Mechanismus verbunden werden.

Statt der positiven Polelektroden können auch die negativen hohl gemacht und mit dem Elektrolyten gefüllt werden. Ebenso ist es möglich, die positiven wie die negativen Elektroden der Batterie hohl zu machen und mit dem Elektrolyten zu füllen. Die Konzentrationsänderungen sind annähernd die gleichen in beiden Elektroden eines Elementes. Die Batterie kann auch nötigenfalls so eingerichtet werden, daß das Niveau des Elektrolyten in dem äußeren Behälter^ höher ist als in der hohlen Elektrode. In diesem Falle würde der Elektrolyt infolge der Schwere aus dem äußeren Behälter A durch die Poren der hohlen Elektroden in das Innere derselben getrieben werden.. Die Bewegung des Elektrolyten ist in diesem Falle umgekehrt wie in der Einrichtung der Fig. 1 und 2.

Eine Sammlerbatterie, bei welcher beide Elektroden eines Elementes hohl angeordnet und mit Elektrolyt «beschickt sind, so daß der Elektrolyt von außen in das Innere der Elektroden tritt, ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. B¹ sind die hohlen negativen Elektroden, deren Wandungen einen Rahmen oder Rost darstellen, welcher poröse schwammige Bleifüllungen b¹ enthält. C¹ sind die hohlen positiven Elektroden, deren Wandungen gleichfalls Rahmen oder Roste haben und poröse Bleisuperoxydfüllungen d¹ enthalten. H¹ ist eine Pumpe, die durch Leitungen G¹ mit den Räumen innerhalb der Elektroden zur Entfernung des Elektrolyten aus denselben verbunden ist. f^x ist eine Leitung, durch welche der Elektrolyt von der Pumpe in den'Behälter A¹, der die Elektroden enthält, geführt wird. Der Behälter A¹ ist oben geschlossen, so daß eine dichte Verbindung zwischen dem Behälter A¹ und der Pumpe H¹ erreicht wird. Die Pumpe H¹ treibt dann den Elektrolyten durch die Elektroden unabhängig von dem Unterschiede im Niveau des Elektrolyten innerhalb und außerhalb der Elektroden.

Die Form der Elektroden kann verschieden sein. Besonders hat sich eine flaschenförmige Gestalt, wie dieselbe in den Zeichnungen ver- iao anschaulicht ist und die vollkommen von dem Behälter unabhängig ist, bewährt. Hierdurch

kann jede der Elektroden leicht entfernt werden. Die Elektroden können von gleichmäßiger Gestalt sein. Es wird Yvcitcr an aktivem Material gespart und die bei anderer Form der Elektroden eintretenden Schwierigkeiten vermieden.

Der Elektrolyt wird so lange in Umlauf gebracht,· als Niveau oder Druckunterschiede zwischen der Innen- und Außenseite der porösen hohlen Elektroden bestehen. Es ist daher nur notwendig, geringe Mengen von Elektrolyt in den Vorratsbehälter zur Erzielung einer gleichförmigen Konzentration zu geben. ...

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Umlauf des Elektrolyten durch die Schwere erreicht. Es kann aber dieser Umlauf auch in anderer Weise bewirkt werden.

Claims

Patent-Anspruch:

Elektrischer Sammler, bei welchem der Elektrolyt zur Beschleunigung der Diffusion durch die porösen Elektroden hindurchgepreßt wird, gekennzeichnet durch im Behälter leicht herausnehmbar angeordnete hohle Elektroden, die mit der Vorrichtung zum Durchpressen des Elektrolyten verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.