DE4333181C2 - Elektrische Batterie, insbesondere Zink-Brom-Batterie und deren Verwendung als Speisebatterie für ein Elektroauto - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Batterie, insbesondere Zink-Brom-Batterie gemäß Oberbegriff des An­ spruchs 1; eine derartige Batterie ist z. B. durch die US-PS 4 400 448 bzw. die DE 27 12 980 C2 be­ kannt.

Im Falle der US-PS 4 400 448 ist eine Zink-Brom-Batterie u. a. zum Einsatz in einem Batterie-Fahrzeug vorgesehen; zum Schutz in einem Crash-Fall sind auslaufsichere Gehäuse ineinander geschachtelt vorgesehen, wobei ein erstes inneres Gehäuse für eine bromangereicherte Füllung, ein zweites umgebendes Gehäuse zur Aufnahme eines ersten Elektrolyten, ein drittes, die beiden vorgenannten Gehäuse umgebendes Gehäuse zur Aufnahme eines zweiten Elektrolyten und ein viertes die vorgenannten Gehäuse umgebendes Gehäuse vorgesehen sind.

Durch die DE 39 16 491 A1 ist es bei einer elektrischen Batterie bekannt, zum Schutz im Falle einer Leckage der elektro­ lytführenden Leitungen diese von der zentralen Batterieein­ heit räumlich abgetrennt in ein mikroporöses hydrophobes Ge­ häuse zu verlegen, das im Falle einer Leckage nur Batterie­ gase in die Umgebung gelangen läßt, die korrossive Elektro­ lytflüssigkeit dagegen zurückhält.

Durch die DE-OS 19 44 230 sind galvanische Elemente mit durch Festkörper in Form von Ionentauscher-Werkstoffen festgelegten flüssigen Elektrolyten bekannt; vor dem Einsatz von porösen Gerüsten bzw. einem Aufschlämmen in pulvrigen Substanzen wie Sägemehl wird ausdrücklich gewarnt, da der Elektrolyt dadurch zu stark festgelegt wird; in gleicher Weise wird vom Einsatz von offenen Gerüsten abgeraten, da dann zu wenig Elektrolyt gebunden werden kann.

Durch die DE-G 91 05 260.2 ist ein Batteriesatz für den An­ trieb eines Fahrzeuges bekannt, der zur Gewährleistung einer möglichst gleichmäßigen Temperatur von einem Gehäuse umgeben ist, derart bei einem Bruch des eigentlichen Batterie­ satzes der auslaufende Elektrolyt von dem umgebenden Gehäuse aufgehalten werden kann, falls nicht auch dieser im Crash- Fall undicht geworden ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine im Schadensfall, insbesondere in einem Crash-Fall, eine erhöhte Sicherheit gegenüber der Gefahr eines Austretens des Elektrolyten gewährende elektrische Batterie der eingangs genannten Art bereitzustellen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß in den Tank-Behältern eine den jeweiligen Elektrolyten aufnehmende schwammartige Füllmasse vorgesehen ist und daß die Tank-Behälter jeweils mit einer Schutzhülle mit einem bei Austreten des jeweiligen Elektrolyten aus dem jeweiligen Tank-Behälter den Elektro­ lyten oder dessen gasförmige Ausscheidungen, insbesondere durch chemische Reaktion, bindenden Material umgeben sind.

Durch die schwammartige, den Elektrolyten aufnehmende Füll­ masse wird erreicht, daß im Falle eines Reißens bzw. Auf­ platzens des Tank-Behälters die Flüssigkeit nicht sofort bzw. nicht im vollen Umfang frei wird und gefährliches Brom-Gas, zumindest im größerer Anreicherung, nicht auf­ treten kann; durch die Schutzhülle mit einem chemisch bin­ denden Material wird erreicht, daß das, gegebenenfalls nur in geringem Umfang austretende Gas, gebunden wird, so daß einerseits im Crash-Fall eine hinreichende Sicherheit ge­ währleistet ist und darüber hinaus im Normalbetrieb eine Geruchsbelästigung von trotz gegebener Abkapselung der Batterie ansonsten noch wahrnehmbaren Gasgeruches verhin­ dert werden kann.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt einen, z. B. durch die US-PS 4 400 448, an sich bekannten Aufbau einer Zink-Brom-Batterie.

Aus einem ersten Tank-Behälter 1 wird mittels einer ersten Pumpe 7.1 über einen ersten Leitungskreislauf 7 eine wässe­ rige Zink-Bromidlösung als Elektrolyt in einen ersten Elek­ trodenraum mit einer ersten Elektrode 4 gepumpt. Aus einem zweiten Tank-Behälter 2 wird mittels einer zweiten Pumpe 8.1 über einen zweiten Leitungskreislauf 8 eine wässerige Zink-Bromidlösung mit einer organischen bromkomplexierenden Komponente als Elektrolyt in einen Elektrodenraum mit einer zweiten Elektrode 5 gepumpt. Die beiden Elektrodenräume sind durch einen Separator 6 getrennt, der die Bewegung von Anionen, wie Bromionen, vom Kathodenteil zum Anodenteil verhindern soll. Beim Laden der Batterie wird an der ersten Elektrode (Kathode) Zink abgeschieden; das an der zweiten Elektrode 5 (Anode) entstehende Brom reagiert mit der kom­ plexierenden Komponente des Elektrolyten unter Bildung ei­ nes im wesentlichen wasserunlöslichen Öls, das schwerer als Wasser ist und sich am Boden des zweiten Tank-Behälters 2 als Sumpf absetzt. Beim Entladen der Batterie wird das Öl, reguliert durch ein Ventil 9, dem Elektrolyten im zweiten Leitungskreislauf 8 beigemischt.

Erfindungsgemäß sind nunmehr zur Gewährleistung einer hin­ reichenden Sicherheit bei einer Undichtigkeit des ersten Tank-Behälters 1 bzw. des zweiten Tank-Behälters 2 bzw. zur Abwehr einer Geruchsbelästigung bei trotz gekapselter Bat­ terie ansonsten gegebenenfalls sensierbaren Bromdämpfen die Tank-Behälter 1; 2 von einer Schutzhülle 1.2 bzw. 2.2 aus einem den Elektrolyten bzw. dessen gasförmige Ausscheidung, insbesondere durch chemische Reaktion, bindenden Material umgeben, das möglichst in Korn- bzw. Perlenform mit vorzugsweise großer Oberfläche gebildet wird und für das nach einer Ausgestaltung der Erfindung Natrium-Thiosulfat oder Natrium-Sulfit vorgesehen werden. Die Schutzhülle 1.2; 2.2 aus dem bindenden Material ist in vorteilhafter Weise von einer weiteren Schutzhülle 1.3; 2.3 aus einer reißfesten, jedoch zweckmäßigerweise dehnbaren Folie dicht umgeben.

Um im Falle einer Undichtigkeit, insbesondere beim Reißen der Tank-Behälter 1 bzw. 2 im Crash-Fall, überhaupt einen Austritt des Elektrolyten zu verhindern oder die austre­ tenden Menge auf ein ungefährliches Minimum zu reduzieren, ist weiterhin erfindungsgemäß jeder Tank-Behälter 1; 2 mit einer schwammartigen Füllmasse 1.1; 3.1 gefüllt, die den je­ weiligen Elektrolyten aufsaugt, derart daß betriebsmäßig bei einem Unterdruck aufgrund der Pumpwirkung der Pumpen 7.1; 8.1 der Elektrolyt in den Leitungskreislauf 7; 8 ge­ bracht werden kann jedoch im Falle eines Crashes und damit verbundener Undichtigkeit der Tank-Behälter 1; 2 der Elek­ trolyt voll in der schwammartigen Füllmasse gehalten wird oder allenfalls in ungefährlichen Mengen tropfenweise aus­ treten kann.

Claims (7)

1. Elektrische Batterie mit in Tank-Behältern (1; 2) ge­ speichertem aggressiven und/oder bei Austritt aus den Tankbehältern (1; 2) aggressiv reagierendem Elektrolyten, insbesondere Zink-Brom-Batterie mit zumindest einem ersten Tank-Behälter (1) für einen "positiven" und einem zweiten Tank-Behälter (2) für einen "negativen" Elektrolyten, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Tank-Behältern (1; 2) eine den jeweiligen Elektrolyten aufnehmende schwammartige Füllmasse (1.1; 2.1) vorgesehen ist und die Tank-Behälter (1; 2) jeweils von einer Schutzhülle (1.2; (2.2) mit einem bei Austritt des jeweiligen Elektrolyten aus dem jeweiligen Tank-Behälter (1; 2) den Elektrolyten oder dessen gasförmige Ausscheidungen bindenden Material umgeben sind.

2. Elektrische Batterie nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch ein bindendes Material in Korn- oder Perlenform mit großer Oberflächenausbildung.

3. Elektrische Batterie nach Anspruch 1 und/oder 2, ge­ kennzeichnet durch ein durch chemische Reaktion den Elektrolyten oder dessen gasförmige Ausschei­ dungen bindendes Material.

4. Elektrische Batterie nach Anspruch 3, gekenn­ zeichnet durch ein bindendes Material aus Natrium-Thiosulfat.

5. Elektrische Batterie nach Anspruch 3, gekenn­ zeichnet durch ein bindendes Material aus Natrium-Sulfit.

6. Elektrische Batterie nach einem der Ansprüche 1-5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schutz­ hülle (1.2; 2.2) mit dem bindenden Material von einer weiteren Schutzhülle (1.3; 2.3) aus einer reißfesten dichten Folie um­ geben ist.

7. Verwendung einer elektrischen Batterie nach einem der Ansprüche 1-6 als Speisebatterie für ein Elektroauto.