DE3840250A1 - Elektrochemische zelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrochemische Zelle. Insbesondere betrifft die Erfindung eine aufladbare elektrochemische Hochtemperatur-Stromspeicherzelle des Typs, der eine Anode aus geschmolzenem Alkalimetall aufweist, die über einen Separator von einer Kathode getrennt ist.

Gemäß der Erfindung wird eine aufladbare elektrochemische Hochtemperatur-Stromspeicherzelle mit einer Anode aus geschmolzenem Alkalimetall geschaffen, die über einen Separator von einer Kathode getrennt ist, wobei der Separator die Zelle in ein Anodenabteil, welches das Alkalimetall enthält, und ein Kathodenabteil trennt, welches eine Kathode enthält, und wobei der Separator ermöglicht, daß das Anodenmetall während der Entladung der Zelle aus dem Anodenabteil durch sich hindurch in das Kathodenabteil gelangen kann, in welchem es in ionischer Form zur Reaktion mit Kathode freigegeben wird, wobei die Zelle eine Betriebsstellung aufweist, in welcher sie aufrechtsteht, wobei sich der Separator in der Betriebsstellung unter einem Winkel zur Horizontalen derart erstreckt, daß das Niveau oder der Pegel der Oberfläche des Anodenmetalls in dem Anodenabteil, welchem der Separator ausgesetzt ist, während der Entladung der Zelle absinkt und während des Aufladens der Zelle ansteigt, wobei das Anodenabteil einen unteren Abschnitt und einen oberen Abschnitt aufweist, welcher einen größeren horizontalen Querschnitt aufweist als der horizontale Querschnitt des unteren Abschnitts, und wobei der untere Abschnitt im voll entladenen Zustand der Zelle vollständig mit Anodenmetall gefüllt ist.

Der Separator kann ein fester Elektrolytleiter von Ionen des Anodenmetalls sein, der Separator weist vorzugsweise die Form eines zylindrischen Rohres auf, welches an einem Ende geschlossen, an dem anderen Ende offen und im Inneren hohl ist, der Separator ist derart im Inneren eines Zellgehäuses angeordnet, daß in der Betriebsstellung der Zelle das geschlossene Ende des Rohres am weitesten unten und das offene Ende des Rohres am weitesten oben liegt, das Innere des Rohres bildet ein Elektrodenabteil und das Rohr weist einen derartigen Abstand von dem Gehäuse auf, so daß ein Raum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse begrenzt wird, welcher ein anderes Elektrodenabteil bildet. Bei diesem Konstruktionstyp ist, wenn das Anodenabteil im Inneren des Rohres ist, dieses normalerweise kreisförmig oder ringförmig im Querschnitt, und wenn es außerhalb des Rohres ist, weist es normalerweise kreisförmigen Querschnitt auf. Wenn der horizontale ringförmige Querschnitt des unteren Abschnitts des Anodenabteils kleiner ist als der des oberen Abschnitts folgt, daß bei diesem Zelltyp der untere Abschnitt eine geringere horizontale, d.h. radiale Abmessung aufweist, als der obere Abschnitt. Wenn das Anodenabteil ringförmig ist, ist damit der Ring des oberen Abschnitts dicker als der des unteren Abschnitts.

Da das Separatorrohr gewöhnlich (wegen der Art und Weise, in welcher ein derartiges Rohr herkömmlich hergestellt wird) konstanten Durchmesser aufweist, können verschiedene horizontale Querschnitte für den oberen und den unteren Abschnitt geschaffen werden, indem das Gehäuse kreisförmig im Querschnitt ist und indem der Durchmesser des Gehäuses verändert wird (wenn das Anodenabteil außerhalb des Rohres liegt); oder durch Anordnung eines Einsatzes in dem unteren Abschnitt des Anodenabteils (beispielsweise eines rohrförmigen Einsatzes, wenn das Anodenabteil außerhalb des Rohres ist, oder eines zylindrischen oder rohrförmigen Einsatzes, wenn das Anodenabteil innerhalb des Rohres liegt), wobei der Einsatz konzentrisch zu dem Rohr und radial von diesem beabstandet ist. Statt dessen kann der Einsatz auch in pulverförmiger oder granulierter Form vorliegen.

In einer besonderen Ausführungsform kann das Separatorrohr demgemäß einen kontanten Durchmesser aufweisen, das Innere des Rohres bildet das Kathodenabteil, das Gehäuse weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, das Rohr ist konzentrisch darin angeordnet und der Raum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse bildet ein ringförmiges Anodenabteil.

Wenn das Anodenabteil einen ringförmigen horizontalen Querschnitt aufweist, ist die Dicke des Ringes vorzugsweise so gering wie möglich, d.h. etwa 0,1 bis 0,2 mm für praktikable Zwecke. Ähnlich sollte der untere Abschnitt des Anodenabteils ein oberes Ende aufweisen, welches so hoch wie möglich ist, und der untere Abschnitt sollte sich bis zu einem oberen Ende erstrecken, welches wenigstens so hoch liegt wie der Mittelpunkt des Separators in Vertikalrichtung. Demgemäß ist in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Dicke des unteren Abschnitts des Ringes des Anodenabteils vorzugsweise höchstens 0,2 mm, der untere Abschnitt des Anodenabteils hat, wenn die Zelle in ihrer Betriebsstellung ist, ein oberes Ende, welches auf einem Niveau oder Level liegt, das nicht tiefer liegt als das Niveau oder der Level des Mittelpunktes der Länge des Separatorrohres.

Vorzugsweise ist der Raum des oberen Abschnitts des Anodenabteils derart ausgewählt, daß der obere Abschnitt im wesentlichen voll Anodenmetall ist, wenn die Zelle voll geladen ist, und im wesentlichen leer ist, wenn die Zelle voll entladen ist, wobei aber der untere Abschnitt zu jeder Zeit voll bleibt. In anderen Worten kann sich das Volumen des oberen Abschnitts des Anodenabteils zur Kapazität der Zelle derart verhalten, daß der obere Abschnitt im wesentlichen voll Anodenmetall ist, wenn die Zelle voll geladen ist, und derart, daß, wenn die Zelle voll entladen ist, wobei die Zelle in ihrer Betriebsstellung ist, das Niveau oder der Pegel des Anodenmetalls in dem Anodenabteil an der Oberseite des unteren Abschnitts des Anodenabteils liegt, so daß der untere Abschnitt im wesentlichen voll Anodenmetall ist, wenn die Zelle in ihrem voll entladenen Zustand ist.

Um eine Benetzung der vollen Oberfläche des Separators, die dem Anodenabteil ausgesetzt ist, zu verbessern, kann die Oberfläche in diesem oberen Abschnitt mit einem Dochtmaterial versehen sein. Somit kann die Oberfläche des Separators, welche zu dem Anodenabteil hin gerichtet ist, mit einem Dochtmaterial belegt sein, um das Metall der Anode mittels Dochtwirkung zu transportieren, und das Dochtmaterial erstreckt sich nach unten in Kontakt mit dem Anodenmetall in allen Ladungszuständen der Zelle, wenn die Zelle in ihrer Betriebsstellung ist. Ein derartiges Dochtmaterial kann ausgewählt sein aus der Gruppe, die eine Metallgaze, ein Metallpulver, das gegen den Separator mittels eines porösen Metallschirms gehalten wird, eine gesinterte poröse Metallabdeckung und eine Filzabdeckung enthält. Natürlich können statt dessen andere Arten von Dochtmaterial geeignet sein.

Im Prinzip sollte die Dochthöhe so niedrig wie möglich gehalten werden, so daß von diesem Standpunkt aus der obere Abschnitt des Anodenmetalls breit und niedrig sein sollte. Vom Standpunkt der volumetrischen Energiedichte in einer Batterie von eng gepackten Zellen jedoch ist es wünschenswert, daß die Zellen im wesentlichen konstanten Außendurchmesser aufweisen ohne Abstände dazwischen. Wenn somit das Anodenabteil außerhalb des Separatorrohres liegt, folgt, daß ein tiefer oberer Abschnitt wünschenswert ist, der nur geringfügig breiter ist als der untere Abschnitt. In der Praxis besteht ein Kompromiß zwischen diesen gegensätzlichen Anforderungen bei der Auswahl der Tiefe und der Breite des oberen Abschnitts, um diesen mit dem erforderlichen Volumen zu versehen.

Zweckmäßigerweise ist der Separator ein keramischer Leiter von Alkalimetallionen, d.h. ein Leiter von Natriumionen, wie beispielsweise Nasicon oder Beta-Aluminiumoxid, vorzugsweise Beta′′-Aluminiumoxid, aber die Erfindung ist im Prinzip auch auf andere Arten von Separatoren gerichtet, wie beispielsweise ein mikromolekulares Sieb, z.B. ein Tectosilicat wie beispielsweise ein Zeolith, das das Alkalimetall der Anode sorbiert im mikroporösen Inneren enthält, welches typischerweise Kanäle, Fenster und Poren in typischerweise von weniger als 20 Angström-Einheiten aufweist. In jedem Fall würden die vorstehend erwähnten Vorteile zur richtigen Reduzierung der Dochtwirkung auf ein Minimum im Prinzip erreicht.

In derartigen Zellen ist das Alkalimetall typischerweise Natrium und die Kathode kann somit beispielsweise Schwefel oder Natriumsulfide/Polysulfide enthalten und die Zelle ist eine Natrium/Schwefelzelle; oder die Kathode könnte beispielsweise in Form einer elektronisch leitenden elektrolytpermeablen Matrix ausgebildet sein, die mit einem flüssigen Elektrolyten imprägniert ist, wobei der flüssige Elektrolyt ein geschmolzener Alkalimetall-Aluminium- Halogenid-Salzelektrolyt ist, wie beispielsweise Natrium- Aluminiumchlorid, vorzugsweise eine 1 : 1 äquimolare Mischung aus Alkalimetallhalogenid und Aluminiumhalogenid. In dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Matrix gebildet sein aus wenigstens einem der Elemente der Gruppe, die Fe, Ni, Co, Cr und Mn und Zusammensetzungen aus diesen Übergangsmetallen enthält, mit wenigstens einem Nichtmetall aus der Gruppe, die Kohlenstoff, Silicium, Bor, Stickstoff und Phosphor enthält.

Daraus folgt im allgemeinen, daß der Separator gewöhnlich ein fester Elektrolytleiter von Natriumionen ist, daß das Anodenmetall geschmolzenes Natrium ist, wobei jedoch eine breite Auswahl, wie vorstehend erwähnt, von aktivem Kathodenmaterial, Elektrolyt in dem Kathodenabteil, Katholyt in dem Kathodenabteil oder dergleichen besteht.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Zelle,

Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt einer anderen Zelle gemäß der Erfindung,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Einzelheit der Dochte der Zelle, und

Fig. 4 eine Abänderung der Einzelheit nach Fig. 3.

In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 10 allgemein eine elektrochemische Zelle gemäß der Erfindung bezeichnet. Die Zelle 10 weist ein aktives Anodenmaterial 12 aus geschmolzenem Natrium, einen geschmolzenen Natriumaluminiumchlorid-Salzelektrolyten 14 und eine Kathode 16 auf, welche in dem Elektrolyten 14 eingetaucht ist und welche im entladenen Zustand eine elektrolytpermeable poröse Eisenmatrix aufweist, welche elektronisch leitend ist und FeCl₂ in dispergierter Form darin aufweist als geladene aktive Kathodensubstanz. Statt dessen kann die Matrix beispielsweise aus porösem Nickel bestehen, die NiCl₂ in dispergierter Form als ihre geladene aktive Kathodensubstanz enthält. Die Matrix der Kathode 16 ist mit dem Elektrolyten 14 gesättigt und weist ausreichend fein verteiltes NaCl dispergiert darin auf, um zu gewährleisten, daß in allen Ladungszuständen der aktiven Kathodensubstanz der Elektrolyt 14 eine äquimolare Mischung aus NaCl und AlCl₃ ist, d.h. stöchiometrisch exakt NaAlCl₄.

Die Zelle 10 weist ein Außengehäuse 18 aus schweißbarem Stahl mit einer Bodenplatte 20 auf, um sie, wie gezeigt, in einer aufrechten Stellung zu halten. Das Gehäuse 18 ist mit einem Isolierungsring 22 aus Alpha-Aluminiumoxid abgedichtet. Ein Separatorrohr 24 mit offenem Ende aus Beta′′-Aluminiumoxid ist konzentrisch innerhalb des Gehäuses 18 angeordnet, das untere Ende des Rohres 24 ist verschlossen und das obere oder offene Ende des Rohres 24 ist mit dem Ring 22 aus Alpha-Aluminiumoxid abdichtend glasverschweißt. Das offene Ende des Rohres 24 ist mit einer Verschlußscheibe 24 aus schweißbarem Stahl abgeschlossen, die an dem Ring 22 aus Alpha-Aluminiumoxid abgedichtet ist. Ein Anodenanschlußstift 28 ist an dem Gehäuse 18 angeschweißt und ein Kathodenanschlußstift 30 verläuft durch eine abgedichtete Zentralöffnung in der Scheibe 26 nach unten in den Elektrolyten 14. Der untere Abschnitt des Stiftes 30 ist in die Matrix der Kathode 16 eingebettet und in elektronischem Kontakt damit. Die Matrix wirkt als Kathodenstromsammler. Oberhalb des Elektrolyten 14 ist ein Raum 32 für ein inertes Gas und oberhalb des Natriums 12 ist ein Raum 34 für ein inertes Gas vorgesehen.

Der Raum zwischen dem Gehäuse 18 und dem Rohr 24, der von dem Natrium 12 eingenommen wird, bildet ein Anodenabteil, und das Innere des Rohres 24 bildet ein Kathodenabteil. Diese Abteile sind voneinander über das Separatorrohr 24, die Dichtung des Rohres 24, das Gehäuse 18 und die Scheibe 26 mit dem Ring 22 aus Alphaaluminium getrennt.

Die Lade/Entladereaktion der Zelle kann durch nachstehende Reaktion beschrieben werden:

Demgemäß gelangt Natrium während des Aufladens durch den Separator 24 von dem Kathodenabteil zu dem Anodenabteil und während der Entladung in der entgegengesetzten Richtung. Während der Entladung nimmt das Volumen der aktiven Kathodensubstanz aus Fe/FeCl₂ zu, wobei ein Ansteigen des Niveaus oder Pegels des Elektrolyten 14 in dem Kathodenabteil erfolgt mit einem entsprechenden Absinken des Levels oder Pegels aus geschmolzener aktiver Natriumanodensubstanz 12 in dem Anodenabteil; beim Aufladen erfolgt ein Ansteigen des Pegels der aktiven geschmolzenen Natriumanodensubstanz 12 in dem Anodenabteil bei gleichzeitigem Absinken des Pegels des geschmolzenen Elekltrolyten 14, herrührend von einem Verringern des Volumens der aktiven Fe/FeCl₂ Kathodensubstanz.

Unter besondere Bezugnahme auf Fig. 1 ist zu bemerken, daß das Gehäuse 18 bei 36 eingeschnürt ist, derart, daß das Anodenabteil, das zwischen dem Rohr 24 und dem Gehäuse 18 begrenzt ist, einen unteren Abschnitt 38 und einen oberen Abschnitt 40 aufweist, wobei der obere Abschnitt einen größeren Horizontalquerschnitt aufweist als der untere Abschnitt. In anderen Worten weist der ringförmige Raum zwischen dem Rohr 24 und dem Gehäuse 18 im oberen Abschnitt 40 nach Fig. 1 eine wesentlich größere Breite auf, wie mit A gezeigt ist, als der des unteren Abschnitts 38, wie mit B gezeigt ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist das Gehäuse 18 einen im wesentlichen konstanten Durchmesser auf, aber der gleiche Effekt wird erhalten durch Anordnen eines inneren zylindrischen Einsatzes 42 im unteren Abschnitt des Gehäuses 18 in Kontakt mit dem Gehäuse 18 und im Abstand zu dem Rohr 24. Der Einsatz 42 kann einen festen hohlen oder besonderen (pulverförmigen) Aufbau aufweisen. Das Anodenabteil weist einen oberen Abschnitt 40 und einen unteren Abschnitt 38 auf, wobei die Breite A des oberen Abschnitts 40 größer ist als die Breite B des unteren Abschnitts und der untere Abschnitt 38 ist zwischen dem Rohr 24 und dem Einsatz 42 abgegrenzt.

In Fig. 1 ist mit durchgezogenen Linien der obere Abschnitt 40 des Gehäuses für eine Zelle gezeigt, die in einer Batterie verwendet wird, in welcher gute volumetrische Energiedichten und eine ausreichend enge Packung der Zellen wichtig sind. Der obere Abschnitt 40 weist somit eine verhältnismäßig große Tiefe und einen verhältnismäßig geringen Wert für A auf. Bei Zellen zur Verwendung in Situationen, in welchen die Dichte und die enge Packung keine besondere Beachtung finden, kann der obere Abschnitt eine geringere Tiefe und einen größeren Wert für A aufweisen, wie in unterbrochenen Linien in Fig. 1 mit 40.1 gezeigt ist.

In jedem oberen Abschnitt 40 ist die Außenfläche des Rohres 24 mit einem Docht 44 umwickelt. Dieser Docht 44 ist im einzelnen in den Fig. 3 und 4 gezeigt, in welchen er allgemein mit 44 bezeichnet ist, und er ist gezeigt in Kontakt mit einem Teil des Rohres 24.

Der Docht 44 besteht aus einer inneren Lage aus feinporösem Material 48, einer äußeren Lage 48 aus gröberem porösem Material und einer äußeren Gazelage 50, welche die Lagen 44 und 48 in ihrer Stellung gegeneinander und gegen das Rohr 44 hält.

Die Abmessungen des Gehäuses 18 (Fig. 1) und des Gehäuses 18 zusammen mit dem Einsatz 42 (Fig. 2) sind derart ausgewählt, daß in allen Ladungszuständen der Zelle der untere Abschnitt 38 des Anodenabteils immer mit Natrium 12 gefüllt bleibt, und derart, daß, wenn die Zelle voll entladen ist, jeder obere Abschnitt 40 im wesentlichen leer von Natrium 12 ist.

Während des Aufladens der Zelle wird Natrium in das Anodenabteil eintreten und das Niveau oder der Pegel des Natriums 12 darin wird ansteigen, wodurch das Volumen des Gasraumes 24 verringert wird, und während der Entladung wird der Natriumpegel absinken.

Es ist jedoch wünschenswert, daß die gesamte Außenfläche des Rohres 24 mit Natrium in allen Ladungszuständen benetzt wird, und aus diesem Grund ist der Docht 44 vorgesehen, um geschmolzenes Natrium nach oben über die gesamte Außenfläche des Rohres 24 zu verteilen.

Das Anheben von Natrium mittels eines Dochtes nach oben entgegen der Schwerkraft ist jedoch schwierig und kann nicht leicht über wesentliche Höhen durchgeführt werden. Deshalb sind die Zellen 10 mit ihren oberen Abschnitten 40 und ihren unteren Abschnitten 38 ausgebildet, und zwar so, daß die unteren Abschnitte 38 zu jeder Zeit mit Natrium gefüllt sind. Dies ermöglicht, daß es nur erforderlich ist, Natrium nach oben, in den oberen Abschnitten 40 über relativ verringerte Höhen mittels eines Dochtes zu bringen, die geringer sind als die volle Höhe des Rohres 24. In diesem Zuammenhang ist zu bemerken, daß der Abstand B so gering wie möglich gehalten wird, und zwar im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm, und daß sich der untere Abschnitt 38 wenigstens bis zur Hälfte des Rohres 24 erstreckt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ist zu sagen, daß die Lagen 46 und 48 jederzeit mit Natrium gesättigt bleiben und daß die Gaze 50 Ansammlungen oder Tröpfchen von Natrium festhalten wird, wie mit 52 angezeigt ist, wenn sie dem Gasraum 34 ausgesetzt ist. In diesem Zusammenhang sollte bemerkt werden, daß die Materialien des Dochtes vorzugsweise leicht benetzbar sein sollten mit Natrium und zweckmäßigerweise Übergangsmetalle wie beispielsweise Eisen, Nickel od.dgl. sein sollten. In seinem Konstruktionsdetail weist der Docht 50 eine Vielzahl von Strukturen 54 auf, welche die Ansammlungen oder Tröpfchen 52 des Natriums festhalten. Diese Strukturen 54 können becherartig im Abstand zueinander über die gesamte Außenfläche der äußeren Lage 48 angeordnet sein; oder sie können in Form von vertikal beabstandeten, sich in Umfangsrichtung erstreckenden rinnenartigen Kanälen ausgebildet sein, die sich um die Lage 48 erstrecken. Die in Fig. 3 gezeigten weisen teilkreisförmigen Querschnitt auf und die in Fig. 4 gezeigten weisen einen in Vertikalrichtung verlängerten Querschnitt auf. Natürlich kann gewünschtenfalls eine weniger ausgeklügelte Gaze oder ein Gewebe 50 verwendet werden, beispielsweise eine Konstruktion aus einem Streckmetall mit rhombischen Öffnungen, vorausgesetzt, daß sie die Funktion des Festhaltens von Tröpfchen 52 aus Natrium in Kontakt mit der äußeren Lage 48 erfüllt.

Claims (8)

1. Aufladbare elektrochemische Hochtemperatur- Stromspeicherzelle (10), mit einer Anode (12) aus geschmolzenem Alkalimetall, die über einen Separator (24) von einer Kathode (16) getrennt ist, wobei der Separator die Zelle in ein Anodenabteil, welches das Alkalimetall enthält, und ein Kathodenabteil trennt, welches eine Kathode enthält, und wobei der Separator ermöglicht, daß das Anodenalkalimetall während der Entladung der Zelle durch sich hindurch von dem Anodenabteil zu dem Kathodenabteil gelangen kann, in welches es in ionischer Form zur Reaktion mit der Kathode freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle eine Betriebsstellung aufweist, in welcher sie aufrecht steht, daß in der Betriebsstellung der Separator sich unter einem Winkel zur Horizontalen erstreckt, so daß das Niveau oder der Pegel der Oberfläche des Anodenmetalls in dem Anodenabteil zu dem Separator frei oder ausgesetzt ist, während der Entladung der Zelle absinkt und während des Aufladens der Zelle ansteigt, daß das Anodenabteil einen unteren Abschnitt (38) und einen oberen Abschnitt (40) aufweist, welcher einen größeren horizontalen Querschnitt (A) aufweist als der horizontale Querschnitt (B) des unteren Abschnitts, und daß der untere Abschnitt im voll entladenen Zustand der Zelle vollständig mit dem Anodenmetall gefüllt ist.

2. Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Separator (24) ein fester Elektrolytleiter von Ionen des Anodenmetalls ist, daß der Separator in Form eines zylindrischen Rohres (24) ausgebildet ist, welches an einem Ende verschlossen, an dem anderen Ende offen und im Inneren hohl ist, daß das Separatorrohr im Inneren eines Zellgehäuses derart angeordnet ist, daß in der Betriebsstellung der Zelle das geschlossene Ende des Rohres am weitesten unten und das offene Ende des Rohres am weitesten oben liegt, daß das Innere des Rohres ein Elektrodenabteil bildet und daß das Rohr einen derartigen Abstand von dem Gehäuse aufweist, so daß ein Raum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse abgegrenzt wird, welcher ein anderes Elektrodenabteil bildet.

3. Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Separatorrohr konstanten Durchmesser aufweist, daß das Innere des Rohres das Kathodenabteil bildet, daß das Gehäuse kreisförmigen Querschnitt aufweist, daß das Rohr konzentrisch darin angeordnet ist und daß der Raum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse ein ringförmiges Anodenabteil bildet.

4. Zelle nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radiale Dicke (B) des unteren Abschnitts des Ringes des Anodenabteils höchstens 0,2 mm ist, und daß der untere Abschnitt des Anodenabteils, wenn die Zelle in ihrer Betriebsstellung ist, ein oberes Ende aufweist, welches auf einem Niveau liegt, das nicht tiefer ist als das Niveau des Mittelpunktes der Länge des Separators.

5. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des oberen Abschnitts des Anodenabteils bezüglich der Kapazität der Zelle derart ausgebildet ist, daß der obere Abschnitt im wesentlichen mit Anodenmetall gefüllt ist, wenn die Zelle voll geladen ist, und derart, daß, wenn die Zelle voll entladen und in ihrer Betriebsstellung ist, das Niveau oder der Pegel des Anodenmetalls in dem Anodenabteil an der Oberseite des unteren Abschnitts des Anodenabteils liegt, so daß der untere Abschnitt im wesentlichen voll von Anodenmetall ist, wenn die Zelle in ihrem voll entladenen Zustand ist.

6. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Separators, welche dem Anodenabteil ausgesetzt ist, mit einem Dochtmaterial versehen ist zum Transportieren des Metalls der Anode, und daß das Dochtmaterial (44) sich nach unten in Kontakt mit dem Anodenmetall in allen Ladungszuständen der Zelle erstreckt, wenn die Zelle in ihrer Betriebsstellung ist.

7. Zelle nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dochtmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer Metallgaze, einem Metallpulver, das gegen den Separator mittels eines porösen Metallschirms gehalten wird, einem gesinterten porösen Metallbelag und einem Filzbelag.

8. Zelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator ein Feststoffelektrolytleiter von Natriumionen ist, und daß das Anodenmetall geschmolzenes Natrium ist.